KR101125538B1 - Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel - Google Patents

Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel Download PDF

Info

Publication number
KR101125538B1
KR101125538B1 KR1020090069781A KR20090069781A KR101125538B1 KR 101125538 B1 KR101125538 B1 KR 101125538B1 KR 1020090069781 A KR1020090069781 A KR 1020090069781A KR 20090069781 A KR20090069781 A KR 20090069781A KR 101125538 B1 KR101125538 B1 KR 101125538B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
paclitaxel
micelle
organic solvent
precipitation
water
Prior art date
Application number
KR1020090069781A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110012179A (en
Inventor
김진현
전금영
한민경
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 공주대학교 산학협력단 filed Critical 공주대학교 산학협력단
Priority to KR1020090069781A priority Critical patent/KR101125538B1/en
Publication of KR20110012179A publication Critical patent/KR20110012179A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101125538B1 publication Critical patent/KR101125538B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/337Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having four-membered rings, e.g. taxol
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/13Coniferophyta (gymnosperms)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2236/00Isolation or extraction methods of medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicine
    • A61K2236/30Extraction of the material
    • A61K2236/39Complex extraction schemes, e.g. fractionation or repeated extraction steps

Abstract

본 발명은 식물세포 배양액으로부터 항암물질인 파클리탁셀을 효율적으로 전처리하기 위한 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법에 관한 것으로, 분별침전 공정 시 이온교환수지와 유리비드를 사용하여 반응액 부피당 표면적(surface area per working volume, S/V) 증가에 의해 분별침전 시간을 획기적으로 단축시킨 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation sedimentation hybrid process for efficiently pretreatment of paclitaxel, an anticancer substance, from plant cell culture, and the surface area per reaction solution volume using ion exchange resin and glass beads during the fractionation and sedimentation process. The present invention relates to a method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation precipitation hybrid process which drastically shortens the separation time by increasing the surface area per working volume (S / V).

본 발명에 따른 파클리탁셀의 정제 방법은 흡착제 처리 및 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정으로 고순도의 파클리탁셀을 고수율로 쉽게 분리할 수 있을 뿐만 아니라 분별침전 공정 시 반응액 부피당 표면적을 증가시켜 높은 수율 향상 및 침전시간을 단축시킬 수 있어 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있고, 효율적이며 경제적인 방법으로 이차대사산물의 정제공정에도 유용하다.Purification method of paclitaxel according to the present invention can be easily separated in high yield paclitaxel by a micellar process using an adsorbent treatment and a cationic surfactant in a high yield as well as increase the surface area per volume of the reaction solution during the fractionation and precipitation process to improve the high yield and precipitation The time can be shortened and the production cost can be drastically reduced, and it is also useful for the purification process of secondary metabolites in an efficient and economic way.

파클리탁셀 정제, 흡착제, 마이셀, 분별침전, 이온교환수지, 유리비드 Paclitaxel purification, adsorbent, micelle, fractional precipitation, ion exchange resin, glass beads

Description

마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법{Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel}Method for purifying paclitaxel by a micelle-fractionated hybrid process {Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel}

본 발명은 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법에 관한 것으로, 흡착제 처리 및 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정으로 고순도의 파클리탁셀을 고수율로 쉽게 분리할 수 있으며, 분별침전 공정 시 반응액 부피당 표면적 증가에 의해 높은 수율 향상 및 침전시간을 단축시킬 수 있고 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation precipitation hybrid process, and can easily separate high-purity paclitaxel in high yield by a micelle process using an adsorbent treatment and a cationic surfactant. The present invention relates to a method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation precipitation hybrid process that can increase yield and shorten settling time by increasing surface area, and can drastically reduce production cost.

파클리탁셀(paclitaxel)은 현재 가장 효과 있는 디터페노이드(diterpenoid) 계열의 항암물질로 1971년 Wani 등에 의하여 파클리탁셀의 화학적 구조가 규명되었으며 1979년 Schiff 등에 의하여 항암 기작이 밝혀졌다. 파클리탁셀은 독특한 항암 기작으로 주목 받았는데 기존의 항암제와는 다른 방식인 유사분열기의 암세포 분열을 억제함으로써 비교적 낮은 독성과 강력한 항암활성으로 1990년대부터 가장 널리 이용 되고 있는 항암제이다. 난소암(refractory ovarian cancer), 유방암(breast cancer), 카포시 종양(kaposi's sarcoma), 비소세포성 폐암(non-small cell lung cancer, NSCLC) 등의 치료에 대해 미국 FDA(U.S. Food and Drug Administration) 허가를 취득하였으며, head & neck tumor, 류마티스성 관절염, 알츠하이머 치료 등의 적응증이 계속 확대되고 있다. 또한 여러 다른 치료 방법들과의 복합처방에 관한 임상시험이 진행 중에 있어 향후 파클리탁셀의 수요는 계속 늘어날 전망이다. Paclitaxel is the most effective diterpenoid anticancer substance, and the chemical structure of paclitaxel was identified by Wani et al. In 1971 and the anticancer mechanism was identified by Schiff et al. In 1979. Paclitaxel has attracted attention as a unique anticancer mechanism, and it is the most widely used anticancer agent since the 1990s because of its relatively low toxicity and strong anticancer activity by inhibiting cancer cell division of mitosis, which is different from conventional anticancer agents. US Food and Drug Administration (FDA) approved for treatment of refractory ovarian cancer, breast cancer, kaposi's sarcoma, and non-small cell lung cancer (NSCLC) Indications for head & neck tumors, rheumatoid arthritis and Alzheimer's treatment continue to expand. In addition, due to the ongoing clinical trials of various prescription methods, paclitaxel demand will continue to increase.

파클리탁셀의 주요 생산 방법에는 첫째, 주목나무(yew tree)에서 직접 추출(extraction)하는 방법이 있는데 이 방법은 주목 나무의 수피로부터 분리 및 정제하므로 원료의 계속적인 공급이 어렵고, 정제과정에서 고비용이 요구되며 자원과 생태계 파괴의 문제점을 야기한다. 둘째, 주목나무의 잎으로부터 전구체를 얻어 side chain을 화학적으로 결합하는 반합성(semisynthesis) 방법이 있는데 이 방법 역시 전구체를 주목나무에서 직접 얻어야 하므로 환경보호수인 주목나무(yew tree) 보호에 적합하지 않다. 셋째로 주목나무에서 callus를 유도하고 종균배양(seed culture)을 거쳐 주배양기(main bioreactor)에서 식물세포를 배양하여 얻는 방법이 있다. 식물세포 배양 방법은 기후, 환경 등의 외부 인자에 의한 영향을 받지 않고 생물반응기 내에서 안정적으로 생산이 가능하기 때문에 일정한 품질의 파클리탁셀을 대량 생산할 수 있다는 장점이 있다.First, the main production method of paclitaxel is a method of extracting directly from the yew tree, which separates and purifies from the bark of the yew tree, making it difficult to continuously supply raw materials and requiring high cost in the purification process. And cause problems of destruction of resources and ecosystems. Second, there is a semisynthesis method that obtains precursors from the leaves of the yew tree and chemically bonds the side chains. This method is also not suitable for protecting the yew tree, which is an environmental protection water because the precursor must be obtained directly from the yew tree. . Third, there is a method of inducing callus in yew trees and culturing plant cells in a main bioreactor through seed culture. Plant cell culture method has the advantage that can be produced in a large amount of paclitaxel of a certain quality because it can be stably produced in the bioreactor without being influenced by external factors such as climate, environment.

식물세포 배양으로부터 파클리탁셀을 생산하기 위해서는 여러 단계의 분리 및 정제 공정을 거치게 되는데, 일반적으로 세포배양액으로부터 회수한 바이오매스(biomass)를 유기용매로 먼저 추출하고, 전처리 공정을 거쳐 최종 정제를 통하여 제품을 생산하는 공정으로 이루어져 있다. 이 과정에서 특히 전처리 공정은 최종 정제 비용에 많은 영향을 미친다. 기존의 연구들은 정제를 위한 전처리 공정으로 고가의 크로마토그래피를 이용하고 있거나 전처리 없이 추출을 거친 crude 제품을 HPLC(high performance liquid chromatography)에 의해서 바로 최종 정제하는 방법을 채택하여 많은 양의 유기용매 사용, column packing material(resin)의 수명 단축, 처리량(throughput) 감소 등 경제적 측면에서 많은 문제가 있으며, scale-up에 많은 어려움이 따른다. In order to produce paclitaxel from plant cell culture, there are several stages of separation and purification.In general, the biomass recovered from the cell culture solution is first extracted with an organic solvent, and the product is subjected to final purification through a pretreatment process. Production process. In this process, the pretreatment process in particular has a great impact on the final purification cost. Existing studies have used expensive chromatography as a pretreatment process for purification or adopted a method of final purification of crude product extracted without pretreatment by high performance liquid chromatography (HPLC) to use a large amount of organic solvents. There are many problems in terms of economics such as shortening the life of column packing material (resin), reducing throughput, and many difficulties in scale-up.

파클리탁셀의 정제방법에 관한 공지기술은 하기와 같다.Known techniques for the purification of paclitaxel are as follows.

국제특허 공개공보 제2000/40573호는 파클리탁셀 함유물질에서 액체/액체 추출공정으로부터 얻은 낮은 순도의 농축물을 실리카 컬럼을 통해 1차 정제한 후 아세톤/물 용액을 이용하여 침전시키고, 실리카 컬럼과 결정화를 반복함으로써 고순도의 파클리탁셀을 얻는 공정이 제시하고 있다. 그러나 고순도의 파클리탁셀을 얻기 위해서는 총 3회의 실리카 크로마토그래피의 수행과 2번의 결정화 단계를 반복적으로 수행하여야 하며, 이에 따라 많은 용매와 시간이 소요될 뿐만 아니라, 아세톤/물 용액을 이용한 침전 방법이 선행되어야 했으며 회수율이 49 ~ 73 %로 현저히 떨어지는 단점이 있다.International Patent Publication No. 2000/40573 discloses a low purity concentrate obtained from a liquid / liquid extraction process in a paclitaxel-containing material, first purified through a silica column, and then precipitated using an acetone / water solution. The process of obtaining paclitaxel of high purity by repeating is shown. However, in order to obtain high purity paclitaxel, a total of three silica chromatography steps and two crystallization steps must be performed repeatedly. Therefore, not only a lot of solvent and time are required, but also a precipitation method using acetone / water solution has to be preceded. There is a drawback that the recovery rate is significantly reduced to 49 ~ 73%.

국제특허 공개공보 제2000/078741호는 택산(taxanes)의 천연 원료를 유기용매로 추출하고, 염기 또는 산으로 침전물을 형성시키고, 이를 아세톤으로 녹여 핵산에 의한 퍼칼라라이징(percolorizing)으로 수지 및 색소를 제거하고, 염기 또는 산으로 침전물을 형성하고, 1회 이상의 크로마토그래피 실시 및 1회 이상의 아세톤과 핵산에 의한 결정화 단계를 포함하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 일반적으로 파클리탁셀은 산 또는 염기 조건에서 10-디아세텔파클리탁셀 및 바카틴 Ⅲ으로 분해되는 것으로 알려져 있어, 파클리탁셀을 고수율로 정제하기 어려울 뿐만 아니라, 복잡한 과정으로 인해 다수의 시간이 소요되는 문제가 있다.International Patent Publication No. 2000/078741 extracts natural raw materials of taxanes with an organic solvent, forms a precipitate with a base or an acid, melts them with acetone, and percolorizes them with nucleic acid to give resins and pigments. Is removed, a precipitate is formed with a base or an acid, and at least one chromatographic run and at least one crystallization with acetone and nucleic acid are disclosed. However, in general, paclitaxel is known to be decomposed into 10-diacetelpaclitaxel and bacatin III under acidic or basic conditions, making it difficult to purify paclitaxel in high yield, and there is a problem that requires a large amount of time due to a complicated process. .

또한 2000년 분별침전(fractional precipitation) 공정에 의해 높은 순도(>50%)의 파클리탁셀을 얻을 수 있는 효율적인 전처리 방법이 개발되었으나 침전에 많은 시간(~3 days)이 소요되어 대량생산 공정에 응용되는데 많은 어려움이 있다.In addition, an efficient pretreatment method was developed in 2000 to obtain high purity (> 50%) paclitaxel by fractional precipitation process, but it takes much time (~ 3 days) for precipitation and is applied to mass production process. There is difficulty.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정과 용해도 차이를 이용한 분별침전 공정을 접목한 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법을 제공하는데 목적이 있다. 보다 구체적으로 본 발명은 흡착제 처리 및 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정으로 고순도의 파클리탁셀을 고수율로 쉽게 분리할 수 있으며, 분별침전 공정 시 반응액 부피당 표면적 증가에 의해 높은 수율 향상 및 침전시간을 단축시킬 수 있고 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention to provide a method for purifying paclitaxel by the micelle-sedimentation precipitation hybrid process combining a micelle process using a cationic surfactant and a fractional precipitation process using a difference in solubility. There is this. More specifically, the present invention can easily separate high-purity paclitaxel in high yield by a micelle process using an adsorbent treatment and a cationic surfactant, and increase the yield and shorten the settling time by increasing the surface area per volume of the reaction solution during the fractionation and precipitation process. It is an object of the present invention to provide a method for purifying paclitaxel by a micelle-precipitation hybridization process, which can reduce the production cost significantly.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법을 제공한다.The present invention has been made to achieve the above object, and provides a method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation precipitation hybrid process.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning that is commonly understood by those of ordinary skill in the art, unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description Description of known functions and configurations that may be omitted.

본 발명은 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법 에 관한 것으로,The present invention relates to a method for purifying paclitaxel by a micelle-separation precipitation hybrid process,

(a) 택서스속(Taxus genus) 식물체, 이의 세포 또는 이의 세포 배양액에 수용성 유기용매를 첨가하여 추출한 후 추출액을 감압 농축하고,(a) after extracting by adding a water-soluble organic solvent to the Taxus genus plant, its cells or its cell culture solution, the extract is concentrated under reduced pressure,

(b) 상기 농축액에 비극성 유기용매를 첨가하여 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하고,(b) adding a non-polar organic solvent to the concentrate, extracting liquid-liquid, concentrating and drying under reduced pressure,

(c) 상기 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하여 얻은 제1건조물을 흡착제로 처리하고 여과하여 얻은 여액을 건조하는 단계;(c) drying the filtrate obtained by treating the first dried product obtained by extracting the liquid-liquid and then concentrating and drying under reduced pressure with an adsorbent and filtering;

(d) 상기 여액을 건조하여 얻은 제2건조물을 비수용성 유기용매와 양이온계면활성제의 혼합액에 넣고, 교반한 후 정체시켜 상 분리 후 마이셀이 형성된 양이온계면활성제 층을 회수하고,(d) The second dried product obtained by drying the filtrate was put in a mixed solution of a non-aqueous organic solvent and a cationic surfactant, stirred, and then rested to recover a cationic surfactant layer in which micelles were formed after phase separation.

(e) 상기 회수된 양이온계면활성제 층에 비수용성 유기용매를 더 첨가하여 교반한 후 정체시켜 상 분리 후 비수용성 유기용매 층을 회수하고, 이를 감압 농축 및 건조하고,(e) further adding a non-aqueous organic solvent to the recovered cationic surfactant layer, stirring and standing to recover the non-aqueous organic solvent layer after phase separation, concentrating and drying it under reduced pressure,

(f) 상기 비수용성 유기용매 층을 회수하고, 이를 감압 농축 및 건조하여 얻은 제3건조물을 수용성 유기용매와 물의 혼합용매에 첨가한 후 이온교환수지 또는 유리비드를 넣고 교반한 다음 정체시켜 분별 침전된 침전물을 회수한 후 여과하는 것을 포함한다.(f) recovering the non-aqueous organic solvent layer, adding the third dried product obtained by concentrating and drying under reduced pressure to a mixed solvent of water-soluble organic solvent and water, adding ion-exchange resin or glass beads, stirring and stabilizing the precipitate. And recovering the precipitate after the filtration.

본 발명의 택서스속(Taxus genus) 식물체, 이의 세포 또는 이의 세포 배양액은 파클리탁셀 함유물질을 의미하는 것으로, 상기 택서스속(Taxus genus) 식물체는 택서스 브레비폴리아(Taxus brevifolia), 택서스 카나덴시스(Taxus canadensis), 택서스 쿠스피다타(Taxus cuspidata), 택서스 바카타(Taxus baccata), 택서스 글로보사(Taxus globosa), 택서스 플로리다나(Taxus floridana), 택서스 월리치아나(Taxus wallichiana ), 택서스 메디아(Taxus media) 또는 택서스 치넨시스(Taxus chinensis) 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.Taxus genus plant of the present invention, its cell or cell culture medium thereof refers to paclitaxel-containing material, the Taxus genus plant is Taxus brevifolia (Taxus brevifolia), Texas Taxus canadensis, Taxus cuspidata, Taxus baccata, Taxus globosa, Taxus floridana, Texas Wallichiana Taxus wallichiana), Taxus media, or Taxus chinensis, and the like.

상기 (a) 과정에서 사용되는 수용성 유기용매는 바이오매스(biomass)로부터 파클리탁셀을 추출하기 위해 사용되며, 본 발명에 사용되는 수용성 유기용매의 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 메틸렌 클로라이드에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바이오매스(biomass)로부터 파클리탁셀을 가급적 많이 회수할 수 있는 유기용매로 바람직하게는 메탄올을 사용할 수 있다. 상기 (a) 과정에서 택서스속(Taxus genus) 식물체, 이의 세포 또는 이의 세포 배양액으로부터 회수한 바이오매스(biomass)를 메탄올에 0.1 ~ 100 %(w/v), 바람직하게는 1 ~ 50 %(w/v)로 첨가한 후 실온에서 30분 동안 교반하여 추출 및 여과하는 공정을 2회 이상 반복하여 바이오매스(biomass) 유래 파클리탁셀 유도체를 추출할 수 있다. The water-soluble organic solvent used in the process (a) is used to extract paclitaxel from the biomass (biomass), specific examples of the water-soluble organic solvent used in the present invention is selected from methanol, ethanol, propanol, methylene chloride 1 Species or mixtures of two or more species may be used, and as an organic solvent capable of recovering paclitaxel as much as possible from biomass, methanol may be preferably used. The biomass recovered from the Taxus genus plant, its cells or its cell culture in the step (a) is 0.1-100% (w / v) in methanol, preferably 1-50% ( After addition to w / v), extraction and filtration by stirring for 30 minutes at room temperature may be repeated two or more times to extract the biomass-derived paclitaxel derivatives.

상기 (b) 과정에서 사용되는 비극성 유기용매는 수용성 유기용매와의 상 분리를 통하여 파클리탁셀 유도체에 함유된 극성불순물을 제거하는 역할을 하며, 본 발명에 사용되는 비극성 유기용매의 구체적인 예로는 메틸렌 클로라이드, 에틸아세테이트, 에테르에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 1 내지 3회의 액체-액체 추출을 수행함으로써 파클리탁셀 유도체에 함유된 극성불순물을 가장 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 (a) 과정에서 파클리탁 셀 유도체 추출에 사용된 수용성 유기용매가 알콜인 경우, 메틸렌 클로라이드가 액체-액체 추출에 일반적으로 사용된다. 메틸렌 클로라이드는 알콜 농축액의 20 ~ 30 %(v/v)로 바람직하게 사용될 수 있으며, 과도한 메틸렌 클로라이드의 사용은 후속 공정에 많은 부담을 초래하게 된다. The non-polar organic solvent used in the step (b) serves to remove the polar impurities contained in the paclitaxel derivative through phase separation with the water-soluble organic solvent. Specific examples of the non-polar organic solvent used in the present invention include methylene chloride, One or two or more mixtures selected from ethyl acetate and ether may be used, and in the present invention, the polar impurities contained in the paclitaxel derivative may be most effectively removed by performing one to three liquid-liquid extractions. When the water-soluble organic solvent used for extracting paclitaxel derivatives in the process (a) is alcohol, methylene chloride is generally used for liquid-liquid extraction. Methylene chloride can preferably be used with 20-30% (v / v) of the alcohol concentrate, and the use of excess methylene chloride will place a heavy burden on subsequent processes.

상기 (c) 과정에서 사용되는 흡착제는 실리카계 흡착제를 사용하는 것이 바람직하며, 실리카계 흡착제를 사용하는 경우, 바이오매스(biomass) 유래 왁스, 타르 등의 불순물을을 효과적으로 제거할 수 있으며, 파클리탁셀의 순도 및 정제 공정의 효율성을 높이는데 효과적이다.The adsorbent used in the step (c) is preferably a silica-based adsorbent, and when using a silica-based adsorbent, it is possible to effectively remove impurities such as biomass-derived wax, tar, and paclitaxel. It is effective in increasing the purity and efficiency of the purification process.

상기 (c) 과정의 흡착제 처리는 흡착제를 상기 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하여 얻은 제1건조물의 20 ~ 100 %(w/w)로, 바람직하게는 20 ~ 60 %(w/w)로 첨가하고, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 더 첨가하여 20 ~ 60 ℃에서 30분 동안 교반한 후 여과하여 얻은 여액을 건조하는 것으로, 상기 범위의 흡착제를 사용할 경우 바이오매스(biomass) 유래 불순물을을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 (c) 과정의 흡착제 처리에 사용되는 유기용매는 파클리탁셀에 대해서는 친화성이 강하고 타르 및 왁스 성분들과 같은 불순물들과는 친화성이 약해야 한다.In the adsorbent treatment of step (c), 20 to 100% (w / w) of the first dried material obtained by concentration and drying under reduced pressure after the liquid-liquid extraction of the adsorbent, preferably 20 to 60% (w / w) And methylene chloride, one or more mixtures of two or more selected from chloroform were added and stirred at 20 to 60 ° C. for 30 minutes, followed by drying the filtrate obtained by filtration. It is possible to effectively remove biomass-derived impurities. In addition, the organic solvent used in the adsorbent treatment of step (c) should have a strong affinity for paclitaxel and a weak affinity for impurities such as tar and wax components.

상기 (d) 및 (e) 과정에서 사용되는 비수용성 유기용매는 디클로로메탄, 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride), 클로로포름(chloroform), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane), 디-에틸 에테르(di-ethyl ether), 메틸-t-부틸 에테르(methyl-t-butyl ether), 디-이소-프로필 에테르(di-iso-propyl ether), 헥산, 벤젠에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 (d) 과정에 사용되는 비수용성 유기용매는 양이온계면활성제 층과의 상 분리를 통한 비극성불순물의 효율적인 제거에 목적이 있고, (e) 과정에 사용되는 비수용성 유기용매는 마이셀에 포함되어 있는 파클리탁셀을 회수하는데 그 목적이 있다. 상기 (d) 과정의 비수용성 유기용매로 가장 바람직하게는 메틸-t-부틸 에테르(methyl-t-butyl ether)와 헥산의 혼합물이 사용될 수 있고, 상기 (d) 과정의 비수용성 유기용매로 가장 바람직하게는 메틸-t-부틸 에테르(methyl-t-butyl ether)를 사용할 수 있다.The water-insoluble organic solvent used in the above (d) and (e) process is dichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform, 1,2-dichloroethane, di-ethyl One or more selected from ethers such as di-ethyl ether, methyl-t-butyl ether, di-iso-propyl ether, hexane and benzene Mixture may be used, and the water-insoluble organic solvent used in the process (d) is aimed at efficient removal of the nonpolar impurities through phase separation with the cationic surfactant layer, and the water-insoluble organic solvent used in the process (e). The purpose is to recover paclitaxel contained in the micelles. Most preferably, a mixture of methyl-t-butyl ether and hexane may be used as the water-insoluble organic solvent of step (d), and most preferably the water-insoluble organic solvent of step (d). Preferably methyl-t-butyl ether can be used.

본 발명의 (d) 과정은 마이셀(micelle) 공정으로 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 형성 및 상 분리(phase separation)에 의하여 불순물을 제거하는 방법이다. 마이셀 형성에 사용되는 양이온계면활성제는 N-세틸프리디늄 클로라이드(N-cetylpridinium chloride), 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드(hexadecyltrimethylammonium chloride), 도데실트리메틸암모늄 클로라이드(dodecyltrimethylammonium chloride)에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있으며, 도 1에서 보이는 바와 같이 상기 양이온계면활성제는 친수성(5) (hydrophilic)과 소수성(6) (hydrophobic)으로 구성되어 있는데 마이셀(4) 내부로는 물에 녹지 않는 파클리탁셀(7)을 hydrophobic tail group이 감싸게 되고, 외부로는 hydrophilic head group이 있어 수용액에 용해될 수 있다. 상기 (d) 과정의 마이셀 공정에서 비수용성 유기용매 층(1)은 파클리탁셀을 포함한 양이온계면활성제 층(3)과 상 분리(2)되어 파클리탁셀이 포함되어 있는 양이온계면활성제 층으로부터 불순물들을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 본 발명의 마이셀 공정에 사 용된 양이온계면활성제는 수용액 상태로 사용하는 것이 좋으며, 양이온계면활성제를 수용액의 1 ~ 20 %(w/v), 가장 좋게는 5 ~ 15 %(w/v)로 사용하는 것이고, 상기 범위의 양이온계면활성제 수용액을 사용하는 경우, 고순도의 파클리탁셀을 고수율로 쉽게 분리하는데 효과적이다.Step (d) of the present invention is a method of removing impurities by micelle formation and phase separation using a cationic surfactant in a micelle process. The cationic surfactant used for the micelle formation is one or two or more selected from N-cetylpridinium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride A mixture may be used, and as shown in FIG. 1, the cationic surfactant is composed of hydrophilic (5) and hydrophobic (hydrophobic), and paclitaxel (7) which is insoluble in water inside the micelle (4). ) Is surrounded by a hydrophobic tail group, and externally there is a hydrophilic head group that can be dissolved in an aqueous solution. In the micelle process of step (d), the water-insoluble organic solvent layer 1 is phase-separated from the cationic surfactant layer 3 including paclitaxel (2) to effectively remove impurities from the cationic surfactant layer containing paclitaxel. Can be. In addition, the cationic surfactant used in the micelle process of the present invention is preferably used in an aqueous solution, and the cationic surfactant is used in an amount of 1 to 20% (w / v) and most preferably 5 to 15% (w / v) of the aqueous solution. In the case of using the aqueous solution of the cationic surfactant in the above range, it is effective to easily separate high purity paclitaxel in high yield.

상기 (f) 과정은 수용성 유기용매에서 파클리탁셀의 용해도 차이를 이용한 분별침전 공정으로 도 2에 분별침전 공정의 개략도를 나타내었다. 분별침전은 항암물질 파클리탁셀을 효율적으로 정제할 수 있는 매우 간편한 방법으로, 용해도 차이를 이용하여 높은 순도의 파클리탁셀을 고수율로 얻을 수 있는 대표적인 전처리 공정이다. 그러나 종래의 분별침전 공정은 분별침전에 소요되는 시간(~3 days)이 매우 길어 대량 분리 및 정제에 많은 어려움이 있었다. 따라서 본 발명에서는 도 2에서 보는 바와 같이 분별침전 공정 시 이온교환수지(14) (ion exchange resin)와 유리비드(14) (glass bead)를 사용하여 분별침전에 필요한 반응기 내 표면적을 증가시켜 실험을 수행하였다. The process (f) is a fractional precipitation process using a solubility difference of paclitaxel in a water-soluble organic solvent. Fractionation sedimentation is a very simple method to efficiently purify the anticancer substance paclitaxel, and is a representative pretreatment process that can obtain high purity paclitaxel in high yield by using a difference in solubility. However, the conventional fractional precipitation process has a very long time (~ 3 days) required for fractional precipitation and has a great difficulty in mass separation and purification. Therefore, in the present invention, the experiment by increasing the surface area in the reactor required for fractional precipitation using ion exchange resin (14) and glass beads (glass bead) during the fractional precipitation process as shown in FIG. Was performed.

(f) 과정에 사용되는 수용성 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 메틸렌 클로라이드에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 (f) 과정에 사용되는 수용성 유기용매는 파클리탁셀을 녹일 수 있어야 하며 증류수 첨가에 의해 용해도 차이를 유발하여 파클리탁셀 침전에 효과적이어야 한다.The water-soluble organic solvent used in the process (f) may be one or a mixture of two or more selected from methanol, ethanol, propanol and methylene chloride, and the water-soluble organic solvent used in the process (f) may dissolve paclitaxel. It should be effective in paclitaxel precipitation by causing difference in solubility by addition of distilled water.

또한 상기 (f) 과정은 수용성 유기용매(13)가 혼합용매의 50 ~ 70 %(v/v)가 되도록 물(12)을 더 첨가하여 분별침전 공정을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 범위에서 파클리탁셀이 결정화되어 침전물(15) 형성이 가능해진다.In addition, in the step (f), the water-soluble organic solvent 13 is preferably added to the water 12 so as to be 50 to 70% (v / v) of the mixed solvent to perform a fractional precipitation process, and paclitaxel in the above range. This crystallization enables the formation of the precipitate 15.

상기 (f) 과정에서 사용되는 이온교환수지는 양이온교환수지, 음이온교환수지 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하며, 상기 양이온교환수지 및 음이온교환수지는 스티렌계 기본구조를 가질 수 있다. 이온교환수지 첨가량은 분별침전을 위한 반응액 부피당 표면적(S/V)이 0.428 mm-1인 것이 가장 바람직하다. The ion exchange resin used in the process (f) is preferably a cation exchange resin, an anion exchange resin or a mixture thereof, and the cation exchange resin and the anion exchange resin may have a styrene-based basic structure. The amount of ion exchange resin added is most preferably a surface area (S / V) of 0.428 mm −1 per volume of reaction solution for fractional precipitation.

또한 상기 (f) 과정에서 사용되는 이온교환수지의 평균입경은 0.3 ~ 1.5 mm인 것이 바람직하며, 상기 범위일 때 주어진 분별침전 시간에서 높은 순도 및 수율을 얻을 수 있다.In addition, the average particle diameter of the ion exchange resin used in the step (f) is preferably 0.3 ~ 1.5 mm, it is possible to obtain a high purity and yield at a given fractionation time in the above range.

본 발명의 (f) 과정에서 반응액 부피당 표면적(surface area per working volume, S/V) 증가를 위해 이온교환수지 대신 유리비드를 사용할 수 있으며, 유리비드의 평균입경은 0.5 ~ 0.8 mm인 것을 사용하는 것이 좋고, 상기 범위일 때 주어진 분별침전 시간에서 높은 순도 및 수율을 얻을 수 있다.In the process (f) of the present invention, glass beads may be used instead of the ion exchange resin to increase the surface area per working volume (S / V), and the average particle diameter of the glass beads may be 0.5 to 0.8 mm. In this range, it is possible to obtain high purity and yield at a given fractionation time.

또한 본 발명의 (f) 과정은 1 ~ 10 ℃의 저온에서 수행되며, 상기 온도범위에서 분별침전 공정을 하게 되면 높은 파클리탁셀 순도 및 수율을 얻을 수 있다. In addition, the process (f) of the present invention is carried out at a low temperature of 1 ~ 10 ℃, if the fractional precipitation process in the above temperature range can obtain a high paclitaxel purity and yield.

본 발명에 따른 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법은 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정과 용해도 차이를 이용한 분별침전 공정을 접목한 마이셀-분별침전 하이브리드 공정으로, 보다 구체적으로는 흡착제 처리 및 양이온계면활성제를 이용한 마이셀 공정으로 고순도의 파클리탁셀을 고수율로 쉽게 분리할 수 있을 뿐만 아니라 분별침전 공정 시 반응액 부피당 표면적 증 가에 의해 높은 수율 향상 및 침전시간을 단축시킬 수 있어 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있고 효율적이고 경제적인 방법으로 대량 생산이 가능한 효과가 있다.Purification method of paclitaxel by the micelle-sedimentation sedimentation hybrid process according to the present invention is a micelle-sedimentation sedimentation hybrid process combining a micelle process using a cationic surfactant and a fractional precipitation process using a difference in solubility, and more specifically, an adsorbent treatment and The micellar process using cationic surfactants can easily separate high-purity paclitaxel with high yield, and increase the surface area per volume of reaction solution in the fractionation and precipitation process, resulting in high yield improvement and shortening settling time, which dramatically reduces the production cost. There is an effect that can be mass-produced in a cost-effective and efficient and economic way.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 이는 발명의 구성 및 효과를 이해시키기 위한 것 일뿐, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, which are intended only for understanding the constitution and effects of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

[시험예 1] 파클리탁셀의 분석방법Test Example 1 Analysis Method of Paclitaxel

분별침전 공정에서 파클리탁셀 침전물 형태 확인 및 크기 측정을 위해 전자현미경 SV-35 Video Microscope system(Some Tech., Korea)을 사용하였으며, 고배율(×100)에서 관찰 하였다. 관찰된 파클리탁셀 침전물은 IT-Plus system(Some Tech., Korea)에서 동화상으로 확인하였으며, 이를 통해 파클리탁셀 침전물의 형태 및 크기를 확인하였다.In order to confirm the form and size measurement of paclitaxel precipitate in the fractional precipitation process, an electron microscope SV-35 Video Microscope system (Some Tech., Korea) was used and observed at high magnification (× 100). Observed paclitaxel precipitate was confirmed by moving images in the IT-Plus system (Some Tech., Korea), through which the form and size of paclitaxel precipitate was confirmed.

또한 HPLC(Waters)를 사용하여 파클리탁셀의 함량을 분석하였으며, 모든 분석 시료는 3개씩 취하여 분석 후 평균값으로 함량을 결정하였다. 분석에 사용한 컬럼은 Capcell Pak C18 UG 120 (250 mm × 4.6 mm, Shiseido, Japan), 컬럼 온도는 40 ℃, 이동상은 acetonitrile/water (65/35~35/65, v/v gradient), 유속은 1.0 mL/min, 시료 주입량은 20 μL이며, UV(227 nm) detector를 사용하였다. 파클리탁셀 표준물질은 Sigma-Aldrich 제품(순도: 95 %)을 사용하였다.In addition, the content of paclitaxel was analyzed using HPLC (Waters), and all the assay samples were taken three times to determine the content as an average value after analysis. The column used for analysis was Capcell Pak C18 UG 120 (250 mm × 4.6 mm, Shiseido, Japan), the column temperature was 40 ° C, the mobile phase was acetonitrile / water (65/35 ~ 35/65, v / v gradient), 1.0 mL / min, sample injection amount was 20 μL, and a UV (227 nm) detector was used. Paclitaxel standard was used as Sigma-Aldrich product (purity: 95%).

[제조예 1] 식물세포 배양Preparation Example 1 Plant Cell Culture

본 실험에 사용된 식물세포 배양액은 Taxus chinensis의 잎으로부터 얻은 세포주(cell line)를 이용하여 배양하였다. 배양액으로부터 식물세포 회수를 위하여 데칸더 원심분리기(Westfalia, CA 150 Clarifying Decanter)를 이용하였으며, 식물 세포조각(debris) 회수를 위하여 고속 원심분리기(α-Lavel, BTRX 205 GD-35 CDEFP)를 사용하였다. 본 발명에서는 회수한 식물세포와 세포조각을 합하여 바이오매스(biomass)라 한다. Plant cell cultures used in this experiment were cultured using cell lines obtained from the leaves of Taxus chinensis. Decanter centrifuge (Westfalia, CA 150 Clarifying Decanter) was used to recover plant cells from the culture, and high-speed centrifuge (α-Lavel, BTRX 205 GD-35 CDEFP) was used to recover plant cell debris. . In the present invention, the collected plant cells and the cell pieces are referred to as biomass.

[실시예 1] 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제Example 1 Purification of Paclitaxel by a Micell-Sedimentation Precipitation Hybrid Process

세포 배양액으로부터 회수한 바이오매스(biomass)를 메탄올에 1 %(w/v)로 첨가하여 실온에서 30분 동안 추출 및 여과하고, 바이오매스(biomass)에 새로운 메탄올을 첨가하여 동일한 방법으로 4회 반복하여 추출을 수행하였다. 추출 여액을 모아 농축기(CCA-1100, EYELA, Japan)에서 농축(원액의 30 %)하고 농축액에 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)를 첨가(농축액의 25 %)하고 실온에서 30분 동안 액체-액체 추출을 3회 반복 수행하여 극성불순물을 제거한 후 감압 농축 및 건조하였다. 상기 액체-액체 추출 한 후 감압 농축 및 건조하여 얻은 제1건조물(파클리탁셀 순도: 8 %)에 흡착제인 sylopute(Fuji Silysia Chemical Ltd., Japan) 50 %(w/w)와 메틸렌 클로라이드를 첨가(농축액의 25%)하여 40 ℃에서 30분 동안 교반한 후 여과하였다. 여액은 30 ℃, 감압상태에서 건조하여 마이셀 공정에 이용하였다. 상기 여액을 건조하여 얻은 제2건조물을 MtBE(methyl-t-butyl-ether) 25 mL에 녹인 후 5 %(w/v) 양이온계면활성제인 CPC(N-cetylpridinium chloride) 수용액 12.5 mL와 헥산 25 mL를 넣고 실온에서 교반하였다. 30분 동안 교반 후 정체시켜 상 분리 후 마이셀이 형성되어 있는 양이온계면활성제 층을 회수하였으며, 동일한 조건으로 4회 반복 실험을 수행하였다. 4회 반복 실험을 통하여 회수한 양이온계면활성제 층에 다시 MtBE를 넣어 계면활성제 층으로부터 마이셀을 분해시켜 줌으로써 파클리탁셀은 MtBE 층으로 회수되며, 동일한 방법으로 4회 반복 실험을 수행하였다. 상기 회수된 MtBE 층을 감압 농축 및 건조하여 얻은 제3건조물을 메탄올에 용해하고, 메탄올이 61.5 %(v/v)가 될 때까지 증류수를 떨어뜨렸다. 반응액 부피 당 표면적을 증가시키기 위해 양이온교환수지로 평균입경이 0.5 mm인 Amberlite IR-120(styrene-divinylbenzene(gel), Rohm and Haas, USA)를 넣은 후 4 ℃에서 각각 6시간, 9시간, 12시간, 15시간 동안 냉장 보관하여 파클리탁셀 침전물을 얻었다. 상기 파클리탁셀 침전물을 여과하고 35 ℃에서 24 시간 동안 진공 건조하여 HPLC로 분석 하였다.The biomass recovered from the cell culture was added to methanol at 1% (w / v), extracted and filtered at room temperature for 30 minutes, and the reaction was repeated four times by adding fresh methanol to the biomass. Extraction was carried out. The extract filtrate was collected and concentrated in a concentrator (CCA-1100, EYELA, Japan) (30% of the stock), methylene chloride was added to the concentrate (25% of the concentrate) and liquid-liquid extraction was performed for 30 minutes at room temperature. Repeated three times to remove the polar impurities, concentrated under reduced pressure and dried. 50% (w / w) of sylopute (Fuji Silysia Chemical Ltd., Japan), an adsorbent, and methylene chloride were added to the first dried product (paclitaxel purity: 8%) obtained by concentrating and drying under reduced pressure after the liquid-liquid extraction (concentrate). 25%) and stirred at 40 ° C. for 30 minutes and then filtered. The filtrate was dried at 30 ° C. under reduced pressure and used in a micelle process. After drying the filtrate, the second dried product was dissolved in 25 mL of MtBE (methyl-t-butyl-ether), followed by 12.5 mL of an aqueous 5% (w / v) cationic surfactant, CPC (N-cetylpridinium chloride) and 25 mL of hexane. Was added and stirred at room temperature. After stirring for 30 minutes, the mixture was suspended to recover a cationic surfactant layer in which micelles were formed after phase separation. Four repeated experiments were performed under the same conditions. Paclitaxel was recovered into the MtBE layer by putting MtBE back into the cationic surfactant layer recovered through four replicate experiments to decompose micelles from the surfactant layer, and the four replicate experiments were performed in the same manner. The third dried product obtained by concentrating and drying the recovered MtBE layer under reduced pressure was dissolved in methanol, and distilled water was dropped until methanol became 61.5% (v / v). Amberlite IR-120 (styrene-divinylbenzene (gel), Rohm and Haas, USA) with an average particle diameter of 0.5 mm was added to the cation exchange resin to increase the surface area per reaction liquid volume. Refrigerated for 12 hours, 15 hours to obtain a paclitaxel precipitate. The paclitaxel precipitate was filtered, vacuum dried at 35 ° C. for 24 hours and analyzed by HPLC.

[실시예 2][Example 2]

양이온교환수지로 평균입경이 0.5 mm인 Amberlite 200(styrene-divinylbenzene(copolymer), Rohm and Haas, USA)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same process as in Example 1 was carried out except that Amberlite 200 (styrene-divinylbenzene (copolymer), Rohm and Haas, USA) having an average particle diameter of 0.5 mm was used as the cation exchange resin.

[실시예 3]Example 3

양이온교환수지 대신 음이온교환수지로 평균입경이 0.5 mm인 Amberlite IRA-400(styrene-divinylbenzene(gel), Rohm and Haas, USA)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that Amberlite IRA-400 (styrene-divinylbenzene (gel), Rohm and Haas, USA) having an average particle diameter of 0.5 mm was used as an anion exchange resin instead of the cation exchange resin.

[실시예 4]Example 4

양이온교환수지 대신 음이온교환수지로 평균입경이 0.5 mm인 Amberlite IRA-96(styrene-divinylbenzene(macroreticular), Rohm and Haas, USA)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that Amberlite IRA-96 (styrene-divinylbenzene (macroreticular), Rohm and Haas, USA) having an average particle diameter of 0.5 mm was used as the anion exchange resin instead of the cation exchange resin.

[실시예 5]Example 5

양이온교환수지 대신 평균입경이 0.7 mm인 유리비드(Glastechnigue Mfg, Germany를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that glass beads (Glastechnigue Mfg, Germany) having an average particle diameter of 0.7 mm were used instead of the cation exchange resin.

[비교예 1]Comparative Example 1

양이온교환수지를 사용하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was conducted except that no cation exchange resin was used.

[비교예 2]Comparative Example 2

양이온교환수지 대신 비이온교환수지로 평균입경이 0.5 mm인 Amberlite XAD-16(polystyrene(apolar), Rohm and Haas, USA)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was performed except that Amberlite XAD-16 (polystyrene (apolar), Rohm and Haas, USA) having an average particle diameter of 0.5 mm was used as a nonion exchange resin instead of the cation exchange resin.

[비교예 3]Comparative Example 3

양이온교환수지 대신 비이온교환수지로 평균입경이 0.25 mm인 DIAION HP 20(styrene-DVB, Mitsubishi, Japan)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that DIAION HP 20 (styrene-DVB, Mitsubishi, Japan) having an average particle diameter of 0.25 mm was used as the non-ion exchange resin instead of the cation exchange resin.

하기 표 1은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3에서 분별침전 9시간 경과 후 정 제된 파클리탁셀의 수율 및 순도를 나타낸 것이다.Table 1 shows the yield and purity of paclitaxel purified after 9 hours of fractional precipitation in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.

[표 1][Table 1]

Figure 112009046757091-pat00001
Figure 112009046757091-pat00001

본 발명에서는 기초실험을 통하여 선정한 최적의 반응액 부피당 표면적(S/V)인 0.428 mm-1으로 고정하여 실험을 수행하였으며, 마이셀 공정을 거친 순도 45 %의 파클리탁셀 시료를 분별침전하여 파클리탁셀을 정제하였다. In the present invention, the experiment was performed by fixing 0.428 mm −1 , the surface area per volume (S / V) of the optimum reaction solution selected through the basic experiment. The paclitaxel was purified by fractional precipitation of paclitaxel samples having a purity of 45% after the micelle process. .

상기 표 1을 통하여 반응액 부피당 표면적을 증가시키지 않은 비교예1(control)에 비해 양이온교환수지(Amberlite IR-120, Amberlite 200), 음이온교환수지(Amberlite IRA 400, Amberlite IRA 96) 및 유리비드(glass bead) 첨가에 의한 반응액 부피당 표면적(0.428 mm-1) 증가에 의해 주어진 분별침전 시간(9시간)에서 수율을 상당히 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다. 즉, 부피당 표면적을 증가시키지 않은 비교예 1(control)의 경우에 비해 주어진 분별침전 시간(9시간) 동안 수율 측면에서 많은 증가효과가 있음을 알 수 있었다. 특히, 양이온교수지인 Amberlite 200의 경우 가장 높은 수율(~85 %) 및 순도(~87 %)를 얻을 수 있었다. 반면 비이온 교환수지(Amberlite XAD-16, DIAION HP 20)의 경우에는 침전이 전혀 형성되지 않아 표면적 증가에 의한 효과가 전혀 없음을 알 수 있었다. 이러한 현상은 비이온교환수지의 경우 수지 표면이 비극성(hydrophobic)을 띄고 있어 파클리탁셀을 포함한 소수성 물질들이 강하게 흡착되는 것으로 판단된다. 또한 각각의 분별침전 조건에서 얻은 파클리탁셀 침전물의 형태 확인을 위해 전자현미경으로 측정한 결과 도 3에서 보는 바와 같이 양이온교환수지, 음이온교환수지, 유리비드(glass bead) 및 control의 경우에는 침전이 형성되어 있음을 확인할 수 있는 반면 비이온교환수지의 경우에는 전혀 침전이 형성되지 않음을 확인할 수 있었다. The cation exchange resin (Amberlite IR-120, Amberlite 200), the anion exchange resin (Amberlite IRA 400, Amberlite IRA 96) and glass beads compared to Comparative Example 1 (control) did not increase the surface area per volume of the reaction solution through Table 1 By increasing the surface area per volume of the reaction solution (0.428 mm -1 ) by the glass bead), it was found that the yield can be significantly improved at a given fractionation time (9 hours). That is, compared to the case of Comparative Example 1 (control) that did not increase the surface area per volume, it was found that there is a large increase in yield in a given fractional precipitation time (9 hours). In particular, the highest yield (~ 85%) and purity (~ 87%) were obtained for Amberlite 200, a cationic crosslinker. On the other hand, in the case of non-ion exchange resin (Amberlite XAD-16, DIAION HP 20), no precipitation was formed, so it was found that there was no effect by increasing the surface area. This phenomenon indicates that the surface of the resin is nonphobic (hydrophobic) in the case of non-ion exchange resin, so that hydrophobic substances including paclitaxel are strongly adsorbed. In addition, as a result of measuring by electron microscopy to confirm the form of paclitaxel precipitates obtained under each fractional precipitation conditions, as shown in FIG. On the other hand, in the case of non-ion exchange resin, it was confirmed that no precipitation was formed.

도 4는 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3의 분별침전 시간에 따른 파클리탁셀의 수율(a) 및 순도(b)를 나타낸 것으로, 양이온교환수지(Amberlite 200)와 음이온교환수지(Amberlite IRA-400), 유리비드(glass bead) 첨가에 의해 표면적을 증가 시킨 경우와 표면적을 증가시키지 않은 control 경우의 침전시간 경과에 따른 침전 효과를 알아보기 위한 것이다. 도 4에서 보는 바와 같이 반응액 부피당 표면적(S/V)을 증가시킬 경우 control에 비해 동일한 침전시간에서 높은 수율을 얻을 수 있었다. 특히 양이온교수환수지인 Amberlite 200의 경우 침전 12시간 경에 대부분의 파클리탁셀을 회수(>98%) 할 수 있었다. 또한 침전 12시간 경과 이후부터는 수율 증가 효과가 거의 없음을 알 수 있었다. 반면 순도의 경우 침전시간 경과에 따라 점점 증가하다 침전 9시간 이후부터는 반응액 부피당 표면적(S/V)의 증가에 관계없이 순도(~85%) 변화가 거의 없었다. 전반적으로 침전 초기에 순도가 낮은 반면에 침전 시간이 경과함에 따라 순도가 점점 증가하는 경향을 보이는데, 이는 침 전 초기에는 상대적으로 불순물이 많이 침전되고 침전시간이 경과함에 따라 불순물의 침전이 감소하는 것으로 판단된다. 양이온교환수지와 음이온교환수지의 경우 유리비드(glass bead)나 control에 비해 상대적으로 침전 초기(6시간)에 높은 순도의 파클리탁셀을 얻을 수 있는데, 이는 침전 초기에 양이온교환수지와 음이온교환수지 표면의 charge가 불순물들을 흡착하여 제거함으로써 침전 효율(순도 향상)을 향상시키는 것으로 판단된다.Figure 4 shows the yield (a) and purity (b) of paclitaxel according to the fractionation settling time of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, cation exchange resin (Amberlite 200) and anion exchange resin (Amberlite IRA- 400), this study is to investigate the precipitation effect with time of precipitation in case of increasing surface area by glass bead addition and control case not increasing surface area. As shown in FIG. 4, when the surface area (S / V) per volume of the reaction solution was increased, a high yield was obtained at the same precipitation time compared to the control. In particular, Amberlite 200, a cationic bridging resin, was able to recover most paclitaxel (> 98%) at about 12 hours of precipitation. Also, after 12 hours of precipitation, it was found that there was almost no effect of increasing yield. On the other hand, purity increased gradually with precipitation time. After 9 hours of precipitation, there was almost no change in purity (~ 85%) regardless of the increase in surface area per volume (S / V). In general, the purity is low in the early stage of precipitation, but the purity tends to increase gradually as the precipitation time passes, which is relatively high in the early stage of precipitation, and the precipitation of impurities decreases as the precipitation time elapses. Judging. In the case of cation exchange resin and anion exchange resin, high purity paclitaxel can be obtained at the initial stage of precipitation (6 hours), compared to glass beads or control. It is believed that charge improves the precipitation efficiency (purity improvement) by adsorbing and removing impurities.

도 1은 파클리탁셀 전처리를 위한 마이셀 기반 분리 공정의 원리 및 개략도를 나타낸 것이다.1 shows the principle and schematic of a micelle based separation process for paclitaxel pretreatment.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

1: 비수용성 유기용매 층 5: 친수성1: water-insoluble organic solvent layer 5: hydrophilic

2: 상 분리 6: 소수성2: phase separation 6: hydrophobic

3: 양이온계면활성제 층 7: 파클리탁셀3: cationic surfactant layer 7: paclitaxel

4: 마이셀4: micelle

도 2는 본 발명에 따른 분별침전 공정의 개략도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a schematic diagram of a fractional precipitation process according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

11: 펌프 14: 이온교환수지 또는 유리비드11: pump 14: ion exchange resin or glass beads

12: 물(증류수) 15: 파클리탁셀 침전물12: water (distilled water) 15: paclitaxel precipitate

13: 수용성 유기용매 16: 반응기13: water-soluble organic solvent 16: reactor

도 3은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3에 따른 분별침전 9시간 후, 파클리탁셀 침전물의 전자현미경 사진으로 (A)는 실시예 1의 파클리탁셀 침전물, (B)는 실시예 2의 파클리탁셀 침전물, (C)는 실시예 3의 파클리탁셀 침전물, (D)는 실시예 4의 파클리탁셀 침전물, (E)는 실시예 5의 파클리탁셀 침전물, (F)는 비교예 1의 파클리탁셀 침전물, (G)는 비교예 2의 파클리탁셀 침전물, (H)는 비교예 3의 파클리탁셀 침전물 사진을 나타낸 것이다.3 is an electron micrograph of the paclitaxel precipitate 9 hours after fractional precipitation according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, (A) is paclitaxel precipitate of Example 1, (B) is paclitaxel precipitate of Example 2 (C) is paclitaxel precipitate of Example 3, (D) is paclitaxel precipitate of Example 4, (E) is paclitaxel precipitate of Example 5, (F) is paclitaxel precipitate of Comparative Example 1, (G) is compared Paclitaxel precipitate of Example 2, (H) shows a paclitaxel precipitate picture of Comparative Example 3.

도 4는 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3의 분별침전 시간에 따른 파클리탁셀의 수율(a) 및 순도(b)를 나타낸 것이다. Figure 4 shows the yield (a) and purity (b) of paclitaxel according to the fractional precipitation time of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.

Claims (11)

(a) 택서스속(Taxus genus) 식물체, 이의 세포 또는 이의 세포 배양액에 수용성 유기용매를 첨가하여 추출한 후 추출액을 감압 농축하고,(a) after extracting by adding a water-soluble organic solvent to the Taxus genus plant, its cells or its cell culture solution, the extract is concentrated under reduced pressure, (b) 상기 농축액에 비극성 유기용매를 첨가하여 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하고,(b) adding a non-polar organic solvent to the concentrate, extracting liquid-liquid, concentrating and drying under reduced pressure, (c) 상기 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하여 얻은 제1건조물을 흡착제로 처리하고 여과하여 얻은 여액을 건조하는 단계;(c) drying the filtrate obtained by treating the first dried product obtained by extracting the liquid-liquid and then concentrating and drying under reduced pressure with an adsorbent and filtering; (d) 상기 여액을 건조하여 얻은 제2건조물을 비수용성 유기용매와 양이온계면활성제의 혼합액에 넣고, 교반한 후 정체시켜 상 분리 후 마이셀이 형성된 양이온계면활성제 층을 회수하고,(d) The second dried product obtained by drying the filtrate was put in a mixed solution of a non-aqueous organic solvent and a cationic surfactant, stirred, and then rested to recover a cationic surfactant layer in which micelles were formed after phase separation. (e) 상기 회수된 양이온계면활성제 층에 비수용성 유기용매를 더 첨가하여 교반한 후 정체시켜 상 분리 후 비수용성 유기용매 층을 회수하고, 이를 감압 농축 및 건조하고,(e) further adding a non-aqueous organic solvent to the recovered cationic surfactant layer, stirring and standing to recover the non-aqueous organic solvent layer after phase separation, concentrating and drying it under reduced pressure, (f) 상기 비수용성 유기용매 층을 회수하고, 이를 감압 농축 및 건조하여 얻은 제3건조물을 수용성 유기용매와 물의 혼합용매에 첨가한 후 양이온교환수지, 음이온교환수지 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 어느 하나인 이온교환수지 또는 유리비드를 넣고 교반한 다음 정체시켜 분별 침전된 침전물을 회수한 후 여과하는 것을 포함하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.(f) recovering the non-aqueous organic solvent layer, and concentrating and drying the resulting third dried product to a mixed solvent of a water-soluble organic solvent and water, and then selected from cation exchange resins, anion exchange resins or mixtures thereof. A method for purifying paclitaxel by a micelle-sedimentation precipitation hybrid process comprising adding one ion-exchange resin or glass beads, stirring, and stabilizing to recover the precipitate precipitated separately. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a) 및 (f) 과정에서 사용되는 수용성 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 메틸렌 클로라이드에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고, (b) 과정에서 사용되는 비극성 유기용매는 메틸렌 클로라이드, 에틸아세테이트, 에테르에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며, (d) 및 (e) 과정에서 사용되는 비수용성 유기용매는 디클로로메탄, 카본 테트라클로라이드(carbon tetrachloride), 클로로포름(chloroform), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane), 디-에틸 에테르(di-ethyl ether), 메틸-t-부틸 에테르(methylt-butyl ether), 디-이소-프로필 에테르(di-iso-propyl ether), 헥산, 벤젠에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The water-soluble organic solvent used in the process (a) and (f) is one, or a mixture of two or more selected from methanol, ethanol, propanol, methylene chloride, (b) the nonpolar organic solvent used in the process is methylene chloride, Ethyl acetate, a mixture of one or two or more selected from ethers, and the water-insoluble organic solvent used in the steps (d) and (e) is dichloromethane, carbon tetrachloride, chloroform, 1, 2-dichloroethane, di-ethyl ether, methylt-butyl ether, di-iso-propyl ether Purification method of paclitaxel by the micelle-separation settling hybrid process, characterized in that one or two or more selected from hexane, benzene. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 (d) 과정에서 사용되는 비수용성 유기용매는 메틸-t-부틸 에테르(methyl-t-butyl ether)와 헥산의 혼합물이고, 상기 (e) 과정에서 사용되는 비수용성 유기용매는 메틸-t-부틸 에테르(methyl-t-butyl ether)인 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The water-insoluble organic solvent used in the step (d) is a mixture of methyl-t-butyl ether and hexane, and the water-insoluble organic solvent used in the process (e) is methyl-t- Purification method of paclitaxel by the micelle-separation settling hybrid process characterized in that it is butyl ether (methyl-t-butyl ether). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (c) 과정에서 사용되는 흡착제는 실리카계 흡착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The adsorbent used in the step (c) is a silica-based adsorbent, characterized in that the purification method of paclitaxel by the micelle-separation settling hybrid process. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (c) 과정의 흡착제 처리는 흡착제를 상기 액체-액체 추출한 후 감압 농축 및 건조하여 얻은 제1건조물의 20 ~ 100 %(w/w)로 첨가하고, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 더 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.In the adsorbent treatment of the step (c), the adsorbent is added at 20 to 100% (w / w) of the first dried product obtained by the liquid-liquid extraction, concentration under reduced pressure, and drying, and at least one selected from methylene chloride and chloroform. A method for purifying paclitaxel by a micelle-separation settling hybrid process characterized by further adding and stirring two or more kinds of mixtures. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (d) 과정에서 사용되는 양이온계면활성제는 N-세틸프리디늄 클로라이드(N-cetylpridinium chloride), 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드(hexadecyltrimethylammonium chloride), 도데실트리메틸암모늄 클로라이드(dodecyltrimethylammonium chloride)에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The cationic surfactant used in the step (d) is one selected from N-cetylpridinium chloride (N-cetylpridinium chloride), hexadecyltrimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride or A method for purifying paclitaxel by a micelle-separation settling hybrid process, characterized in that it is a mixture of two or more kinds. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (f) 과정에서 사용되는 이온교환수지의 평균입경은 0.3 ~ 1.5 mm인 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.A method for purifying paclitaxel by a micelle-precipitation hybridization process in which the average particle diameter of the ion exchange resin used in the step (f) is 0.3 to 1.5 mm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (f) 과정에서 사용되는 유리비드의 평균입경은 0.5 ~ 0.8 mm인 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The method for purifying paclitaxel by the micelle-precipitation hybridization hybrid process, wherein the average particle diameter of the glass beads used in the step (f) is 0.5 to 0.8 mm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (f) 과정은 1 ~ 10 ℃의 저온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The process (f) is a method for purifying paclitaxel by the micelle-separation settling hybrid process, characterized in that carried out at a low temperature of 1 ~ 10 ℃. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 (f) 과정은 수용성 유기용매가 혼합용매의 50 ~ 70 %(v/v)가 되도록 물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 마이셀-분별침전 하이브리드 공정에 의한 파클리탁셀의 정제 방법.The process (f) is a method for purifying paclitaxel by the micelle-precipitation hybridization process, characterized in that water is further added so that the water-soluble organic solvent is 50 to 70% (v / v) of the mixed solvent.
KR1020090069781A 2009-07-30 2009-07-30 Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel KR101125538B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090069781A KR101125538B1 (en) 2009-07-30 2009-07-30 Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090069781A KR101125538B1 (en) 2009-07-30 2009-07-30 Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110012179A KR20110012179A (en) 2011-02-09
KR101125538B1 true KR101125538B1 (en) 2012-03-23

Family

ID=43772141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090069781A KR101125538B1 (en) 2009-07-30 2009-07-30 Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101125538B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101491915B1 (en) * 2013-07-16 2015-02-11 공주대학교 산학협력단 Increase material for fractional precipitation and purification method using thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PROCESS BIOCHEMISTRY, 2009 제44권 제7호 736~741면*
한국생물공학회지, 2008 제23권 제6호 557-560면*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110012179A (en) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU768026B2 (en) Isolation and purification of paclitaxel and other related taxanes by industrial preparative low pressure chromatography on a polymeric resin column
KR100706983B1 (en) Process For Extraction And Purification Of Paclitaxel From Natural Sources
KR102440644B1 (en) Fractional precipitation method using gas bubbles in purifying paclitaxel
Oh et al. Evaluation of adsorbents for separation and purification of paclitaxel from plant cell cultures
KR102090882B1 (en) Fractional precipitation method performed by ultrasound treatment in purifying paclitaxel
WO2000040573A1 (en) Method for high yield extraction of paclitaxel from paclitaxel-containing material
Sim et al. Evaluation of a high surface area acetone/pentane precipitation process for the purification of paclitaxel from plant cell cultures
KR101125538B1 (en) Method of micelle-fractional precipitation hybrid process for the purification of paclitaxel
Jeon et al. Precipitation characteristics of paclitaxel in solvent systems with different ion exchange resins
JP4435988B2 (en) Method for isolating 10-deacetyl baccatin III from the recoverable part of Taxus sp. Plants
Kim Prepurification of paclitaxel by micelle and precipitation
KR20110012169A (en) Method of a micelle-based separation for pre-purification of paclitaxel
US7169307B2 (en) Process for the extraction of paclitaxel and 9-dihydro-13-acetylbaccatin III from Taxus
KR101591581B1 (en) Improved method for purifying paclitaxel
KR101756529B1 (en) Pre-treatment method of paclitaxel extract using water
Han et al. Evaluation of a high surface area fractional precipitation process for the purification of paclitaxel from Taxus chinensis
KR102278549B1 (en) Method for removing residual solvent from paclitaxel
US20070190623A1 (en) Process for purification and recovery of paclitaxel compounds
KR101381502B1 (en) Method for purifying paclitaxel
RU2658426C1 (en) Method for producing nicotinamide adenine dinucleotide (nad)
KR101491915B1 (en) Increase material for fractional precipitation and purification method using thereof
KR100624104B1 (en) Method for separation and purification of paclitaxel from paclitaxel-containing materials
KR102541768B1 (en) Extraction method of paclitaxel using gas bubble
KR101401144B1 (en) Method for isolating and purifying paclitaxel
KR102572099B1 (en) Pre-treatment method of paclitaxel extract through a tandem water and hexane washing and purification method of paclitaxel using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150302

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151223

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170111

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180302

Year of fee payment: 7