CN1508144A

CN1508144A - 人参皂苷真苷元的制备方法

Info

Publication number: CN1508144A
Application number: CNA02144773XA
Authority: CN
Inventors: 凌杨; 杨凌; 何克江; 杨义; 杜逊甫
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-06-30
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: CN1249075C

Abstract

本发明涉及由多种人参皂苷特别是涉及以3位羟基、6位羟基或20位羟基游离的低极性人参皂苷原料或中间产物制备人参皂苷真苷元20－(R)－PPD、20－(S)－PPD、20－(R)－PPT和20－(S)－PPT的方法，包括原料的脱糖基和产物分离纯化等步骤，脱糖基的方法包括催化热解、选择性脱水、酸解、碱解等单元操作，分离纯化为常规方法。以目标产物的分离难易，组合单元操作及其顺序、形成不同的工艺路线。原料不同可使用相同或不同的工艺路线，相同原料也可采用不同的工艺路线。本发明克服了现存方法中条件剧烈、苛刻、苷元破坏严重，收率低等缺陷，满足了对20－(R)－PPD、20－(S)－PPD、20－(R)－PPT和20－(S)－PPT制备的需求，所用工艺方法简单、可靠、灵活、方便，并可大批量制备。

Description

人参皂苷真苷元的制备方法

技术领域：

本发明涉及电多种人参皂苷制备原人参二醇和原人参三醇的方法，特别是涉及以3位、6位或20位羟基游离的低极性人参皂苷为原料或中间产物的制备方法。

背景技术：

对于晚期弥散性和转移性恶性肿瘤，药物治疗是必备疗法。过去的几十年里，细胞毒药物疗法即化疗有明显的发展和进步，成为肿瘤药物治疗的中坚。但目前临床中的化疗药物有以下缺陷：1、内因性耐药；2、获得性耐药，具体表现为对结构和作用机制完全不同的药物产生耐药，称多药耐药(简称MDR)。目前，临床上可使用的耐药逆转剂有维拉帕米(Verapamil)和环胞菌素A(Cyclosporin A)，相关的研究表明，它们确有逆转MDR和增加化疗药物敏感性的作用，但令人遗憾的是由于严重的毒副作用，这些药物的临床使用受到严重限制。因此，发现和开发低毒或无毒的抗肿瘤药物或其增敏剂迫在眉睫。

天然人参皂苷较难吸收，但由天然皂苷转化而来的低极性皂苷、苷元或两者的衍生物是天然人参皂苷发挥其药效的原形。近来，低极性皂苷及其衍生物的抗肿瘤研究非常活跃，已发现它们在具有多种抗肿瘤作用的同时，基本无毒副作用。其中，发现人参皂苷真苷元原人参二醇(protopanaxadiol，简称PPD)和原人参三醇(protopanaxatriol，简称PPT)具有显著逆转肿瘤MDR，其作用机制有别于目前研究中的抗MDR药物，具有极大的开发价值。

柴田承二等〔Chem Pharm Bull 1966，14(6) 595〕用浓盐酸室温过夜水解二醇型人参皂苷制备中间产物——原人参二醇的氯化氢加成物(苷元收率18.14％)；中间产物在特丁醇钾、特丁醇和二甲亚砜混消除氯化氢获原人参二醇(苷元收率69.47％)。苷元总收率12.6％。Tanaka〔Chem Pharm Bull1973，21(12)2702〕等人用的氧化降解+碱水解制备PPD，苷元收率为6.82％。这两种方法的共同特点是：制备条件剧烈、苛刻，苷元收率低，均不适于工业制备。

发明的技术内容：

本发明的目的在于解决目前PPD和PPT制备的关键问题，为其制备提供了简单、可靠、方便并可大批量制备的方法。

本发明所提供的方法中，原料可以是下列任何一种皂苷单体，或多种单体皂苷的混合物：

天然人参皂苷：Rb₁、Rb₂、Rb₃、Rc、Rd、Rg₁、Re和Rf等；

3位羟基游离的二醇型人参皂苷：20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇，[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称C-K]，20-O-β-D-木糖-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-β-D-xylopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称Mx]、20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-α-L-arabinopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称C-Y]和20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-α-L-arabinofuranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称Mc]。

6位羟基游离的三醇型人参皂苷：20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxatriol，简称F1]。

20位羟基游离的二醇型人参皂苷：人参皂苷20-(R)-Rg₃、20-(S)-Rg₃、20-(R)-Rh₂和20-(S)-Rh₂。

20位羟基游离的三醇型人参皂苷：人参皂苷20-(R)-Rg₂、20-(S)-Rg₂、20-(R)-Rh₁和20-(S)-Rh₁。

本发明所提供的方法中，制备目标产物涉及原料的糖基去除和产物分离纯化等步骤。除去糖基的方法有催化热解、酸解和碱解。

本发明所提供的方法中，催化热解指原料人参皂苷以酸为催化剂，经110～180℃高温蒸制0.5～10小时。催化热解的转化率＞95％，主要用于除去20位O糖基。二醇型皂苷的四个主要产物(20-(R)-Rg₃，20-(S)-Rg₃、

人参皂苷和

人参皂苷)基本上各占1/4。

本发明所提供的方法中，酸解所用的酸为无机酸或有机强酸(如硫酸、盐酸、磷酸、三氟乙酸等)；酸解在有机溶剂(如甲醇、乙醇、二氧六环、二甲亚砜等)水溶液中进行，酸浓度为3％～10％，原料量为有机溶剂水溶液的1％～10％；酸解温度为40～90℃；酸解在无氧、具有搅拌装置的密闭容器中进行。酸解有两种使用方法：(1)低温低浓度酸解(20～40℃，15～20小时)，用于除去20位O糖基。水解二醇型天然人参皂苷时，四个主要产物(20-(R)-Rg₃，20-(S)-Rg₃、

人参皂苷和

人参皂苷)中20-(R)-Rg₃、人参皂苷占优势，产物苷元总收率低于催化热解(约为70％)。该法条件温和，不能除去3位O或6位O糖基。(2)高温低浓度酸解(60～80℃，6～8小时)，用于除去

人参皂苷上的3位O或6位O糖基。因在该法条件下，侧链环化生成人参二醇或人参三醇，该法不能用于除去3位羟基和6位羟基游离的人参皂苷上的20位O糖基。

本发明所提供的方法中，碱解所用的碱为碱金属(如金属钠、金属钾)、碱金属醇化物(如乙醇钠、特丁醇钾)或碱金属氢氧化物(如氢氧化钠、氢氧化钾)；碱解在低碳醇(如乙醇、正丁醇、特丁醇等)中进行，碱浓度为5％～50％，原料量为低碳醇的1％～10％；碱解压力为0.1～3KPa，碱解温度为100～300℃；碱解在无氧、具有搅拌装置的密闭容器中进行。20-O-糖苷键对碱解的反应活性高于3位O和6位O糖苷键，碱解过程中20-C的构型保持不变。碱解主要用于除去3位羟基和6位羟基游离的人参皂苷上的20位O糖基，用于除去3位O和6位O糖苷键时，反应条件剧烈，原料转化率低(＜30％)，皂苷破坏严重。

本发明所提供的方法，包括催化热解、酸解、碱解和分离纯化等基本单元操作，通过组合单元操作的多少和顺序组成不同的工艺路线；根据日的产物的需要，相同原料或不同原料均可使用不同种工艺路线。起始原料和工艺路线的选择取决于原料分离制备与产物分离纯化的相对难易，以及工艺路线的简便性。

本发明所提供的方法中，天然人参皂苷可有两条途径进入流程：酶解为3位羟基或6位羟基游离的皂苷；催化热解或酸解为20位羟基游离的皂苷、和

低极性人参皂苷。

本发明所提供的方法中，3位羟基游离的二醇型皂苷经催化热解或低温酸解的产物为混合物[20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、

和

PPD]，混合物经色谱和常规分离后获20-(R)-PPD和20-(S)-PPD纯品；6位羟基游离的三醇型皂苷经同方法处理获20-(R)-PPT和20-(S)-PPT纯品。

本发明所提供的方法中，3位羟基游离的二醇型人参皂苷经碱解的产物为原料皂苷苷元20(S)-PPD，经常规分离后获20(S)-PPD纯品；6位羟基游离的三醇型皂苷经同方法处理获20-(S)-PPT纯品。

本发明所提供的方法中，20位羟基游离的人参皂苷经碱解的产物为原料皂苷苷元PPD或PPT，碱水解不影响苷元20位碳原子的构型；单体皂苷碱解产物经常规分离，或混合原料碱解产物经常规分离和色谱后即获20位碳原子的构型与原料皂苷相同PPD或PPT纯品。

本发明所提供的方法，同样适用于自人参皂苷以外的其它三萜皂苷[三七皂苷(Notoginsenosides)、绞股蓝皂苷(Gypenosides)、越南人参皂苷(Vietnamese ginsenosides)、桦叶烯四醇(Betulafolientetraol)、桦叶烯四醇A(Betulafolientetraol A)、桦叶烯五醇(Betulafolienpentaol)、达玛烯二醇(Dammarenediol)、达玛-24-烯-3β，20-二醇-3-乙酸酯(Dammar-24-ene-3β，20-diol-3-acetate)、羟基达玛烯酮(Hydroxyldammarenone)、奥寇梯木酮(Octillone)、龙脑香环氧二醇(Kapurol)、龙脑香环氧醇酮(Kapurone)、龙脑香二醇酮(Dryobalanone)、龙脑香醇酮酸(Dryobalanonoloic acid)等]制备相应的三萜真苷元。

本发明避免了现有制备真苷元时条件剧烈、苛刻，苷元破坏大，收率低的缺陷。为真苷元制备提供了简单、可靠、方便，并可大批量制备的方法。使用本发明所提供的方法，原料转化率高(原料苷元转化率≥96％)、苷元回收率高于现有方法(单品≥40％，总收率≥80％)、质量可控。

具体实施方式：

实施例1：酶解与催化热解或酸解或碱解制备

三七茎叶中的二醇型人参皂苷(100g)和蜗牛酶(17g)溶于磷酸-柠檬酸缓冲液6400mL(pH4.5，离子强度为0.001mol·L^-1，含10％的乙醇)中，40℃水浴中水解1天；离心反应液收集沉淀，用水将沉淀物制成悬浊液，乙酸乙酯萃取(100mL×5)，合并乙酸乙酯液，减压除乙酸乙酯后，获残余物46g，经HPLC检测为C-K和Mx的混合物。

a)、残余物(46g)经催化热解后，热解产物制成水悬浊液，乙酸乙酯萃取(100mL×5)，合并乙酸乙酯液，减压除乙酸乙酯后，收集残余物，上硅胶层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝5/1)分离纯化，获20-(S)-PPD(6.8 g)和20-(R)-PPD(5.3g)。

b)、残余物(46g)溶于正丁醇(100mL)中获A液，金属钠(5g)溶于正丁醇(200mL)中，冷却后获B液，将A液和B液混合于高压釜中，120℃搅拌反应1小时。降温中止反应后，水洗反应液至中性，减压除正丁醇，残余物经硅胶层析(洗脱剂为正己烷/乙酸乙酯＝4/1)分离纯化，获20-(S)-PPD(24.8g)。

实施例2：

二醇型人参皂苷(100g)，经催化热解和吸附树脂纯化后获白色固体(48g，经HPLC检测，主要为20-(R)-Rg₃、20-(S)-Rg₃、Rg5和Rk₁)。白色固体，溶于正丁醇(100mL)中获A液。金属钠(5g)溶于正丁醇(200mL)中，冷却后获B液，将A液和B液混合于高压釜中，120℃搅拌反应3小时。降温中止反应后，水洗反应液至中性，减压除正丁醇，残余物经硅胶层析(洗脱剂为正己烷/乙酸乙酯＝4/1)分离纯化，获20-(S)-PPD(3.8g)和20-(R)-PPD(2.3g)。

实施例3

三醇型人参皂苷(100g)按实施例1方法处理获：

a)、20-(S)-PPT(7.2g)和20-(R)-PPT(6.3g)；b)、20-(S)-PPT(26.6g)。

实施例4

三醇型人参皂苷(100g)按实施例2方法处理获20-(S)-(4.5g)和20-(R)-PPT(2.8g)。

Claims

1、一种从低极性人参皂苷制备原人参二醇(Protopanaxadiol，PPD)和/或原人参三醇(Protopanaxatriol，PPT)的方法，原料除去糖基经分离纯化步骤获得目标产物。

2、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于所用的原料为下述低极性人参皂苷中的任何一种皂苷单体，或多种皂苷的混合物：

(1)3位羟基游离的二醇型人参皂苷

20-O-β-D-葡萄糖-20(s)-原人参二醇[20-O-β

-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称C-K]、

20-O-β-D-木糖-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-β-D

-xylopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简

称Mx]、

20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-

α-L-arabinopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)

-protopanaxadiol，简称C-Y]、

20-O-αL-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-

α-L-arabinofuranosyl(1→6)-β

-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，简称Mc]；

(2)6位羟基游离的三醇型人参皂苷

20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人参二醇[20-O-β

-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxatriol，简称F1]；

(3)20位羟基游离的二醇型人参皂苷

人参皂苷20-(R)-Rg₃、20-(S)-Rg₃、20-(R)-Rh₂、20-(S)-Rh₂；

(4)20位羟基游离的三醇型人参皂苷

人参皂苷20-(R)-Rg₂、20-(S)-Rg₂、20-(R)-Rh₁、20-(S)-Rh₁。

3、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：除去糖基的方法有催化热解、酸解和碱解。

4、按照权利要求3所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：催化热解指原料人参皂苷以酸为催化剂，经110～80℃高温蒸制0.5～10小时。

5、按照权利要求3所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：酸解所用的酸为无机酸或有机强酸；酸解在有机溶剂水溶液中进行，酸浓度为3％～10%原料量为有机溶剂水溶液的1％～10％；酸解温度为40～90℃；酸解在无氧、具有搅拌装置的密闭容器中进行。

6、按照权利要求3所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：碱解所用的碱为碱金属、碱金属醇化物或碱金属氢氧化物；碱解在低碳醇中进行，碱浓度为5％～50％，原料量为低碳醇的1％～10％；碱解压力为0.1～3KPa，碱解温度为100～300℃；碱解在无氧、具有搅拌装置的密闭容器中进行。

7、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：3位羟基游离的二醇型皂苷经催化热解或低温酸解的产物为20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、

和

的混合物，6位羟基游离的三醇型皂苷经催化热解的产物为20-(R)-PPT、20-(S)-PPT、

和的混合物；热解产物经常规分离和色谱分离后获20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、20-(R)-PPT和20-(S)-PPT纯品。

8、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：3位羟基游离的二醇型人参皂苷经碱解的产物为原料皂苷苷元20-(S)-PPD；6位羟基游离的三醇型人参皂苷经碱解的产物为20-(S)-PPT；碱解产物经常规和色谱分离后获20-(S)-PPD和20-(S)-PPT纯品。

9、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：20位羟基游离的人参皂苷经碱解的产物为原料皂苷苷元PPD或PPT，碱水解不影响苷元20位碳原子的构型；单体皂苷碱解产物经常规分离，或混合原料碱解产物经常规分离和色谱后获20位碳原子的构型与原料皂苷相同PPD或PPT纯品。

10、按照权利要求1所述从低极性人参皂苷制备PPD和/或PPT的方法，其特征在于：所述方法同样适用于自人参皂苷以外的其它三萜皂苷[如三七皂苷(Notoginsenosides)、绞股蓝皂苷(Gypenosides)、越南人参皂苷(Vietnamese ginsenosides)、桦叶烯四醇(Betulafolientetraol)、桦叶烯四醇A(Betulafolientetraol A)、桦叶烯五醇(Betulafolienpentaol)、达玛烯二醇(Dammarenediol)、达玛-24-烯-3β，20-二醇-3-乙酸酯(Dammar-24-ene-3β，20-diol-3-acetate)、羟基达玛烯酮(Hydroxyldammarenone)、奥寇梯木酮(Octillone)、龙脑香环氧二醇(Kapurol)、龙脑香环氧醇酮(Kapurone)、龙脑香二醇酮(Dryobalanone)、龙脑香醇酮酸(Dryobalanonoloic acid)等]制备相应的三萜真苷元。