CN1243103C - 一种制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是将中药材牛蒡子粉碎后用有机溶剂脱脂，得牛蒡子苷粗品，再用蜗牛酶使其在酶反应系统中发酵酶解，最后以含醇水溶性有机溶剂终止酶解反应和提取酶解产物，再用硅胶柱色谱和溶剂重结晶对酶解产物进行分离，纯化而得到牛蒡子苷元纯品；本发明所述的药物制造方法的先进性和实用价值在于，其得率比从牛蒡子等植物中分离天然存在的牛蒡子苷元提高至少20余倍，可以达到低成本工业化生产牛蒡子苷元的目的，经济实用。

Description

一种制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法

技术领域

本发明涉及药物制备方法，具体地说，是涉及到一种抗病毒与抗肿瘤活性化合物牛蒡子苷元(牛蒡子苷元，英文名Arctigenin)的制备新方法。本发明所述的方法是指通过酶转化结合色谱分离的方法，从牛蒡子苷制造牛蒡子苷元。

本发明所述的药物制造方法的先进性和实用价值在于，其得率比从牛蒡子等植物中分离天然存在的牛蒡子苷元，至少提高20余倍。可以达到低成本工业化生产牛蒡子苷元的目的，经济实用。

背景技术

牛蒡子苷元是一种具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的天然有机化合物。可用于治疗流行性感冒、普通感冒和艾滋病，或治疗肺癌、白血病等肿瘤性疾病。

牛蒡子是中医常用的宣散风热、消肿利咽中药。作为方剂成分用于治疗风热感冒、咽喉肿痛、斑疹不透、痈肿疮毒等病症。例如，银翘散等中药方剂常使用牛蒡子，而且承袭了传统的给药方法(汤剂)或提取方法(水煎煮提取)。本领域的普通专业人员都能了解，牛蒡子苷元(Arctigenin)属于木脂素类化合物，与其配糖体牛蒡子苷(Arctiin)共存于药材牛蒡子中，后者是药材的主要化学成分。中国药典(2000年版)·牛蒡子项下规定牛蒡子苷含量应达到药材质量的5％以上；牛蒡子苷元结构上比牛蒡子苷少一分子葡萄糖残基，在牛蒡子药材中的含量约为0.2％或更低。因为结构的关系，牛蒡子苷元和牛蒡子苷属于脂溶性化合物，易溶于乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯和二氯甲烷、氯仿等有机溶剂，难溶于水和热水(牛蒡子苷元)或仅部分溶于热水(牛蒡子苷)。因此，就提取牛蒡子苷元和牛蒡子苷而言，用水作溶剂是不理想的。《中药化学》(上海科技出版社，1987年，109页)记载了牛蒡子苷的提取方法。工艺条件包括牛蒡子粗粉加乙醚，用索氏提取法提取(脱去油脂)，药材渣加乙醇回流提取，提取物溶于热水，加醋酸铅溶液除杂质，通硫化氢除铅，水溶液中结晶等步骤，获得牛蒡子苷；药学学报(1992年27卷第7期)曾报告了由牛蒡子苷用苦杏仁酶酶解，并用硅胶柱色谱的方法能产生牛蒡子苷元。工艺条件包括与苦杏仁酶混合，加水溶解，在37℃放置48小时，酶解混合物用二氯甲烷提取，提取物上硅胶柱色谱，用二氯甲烷-醋酸乙酯(5∶4)洗脱，分离得到牛蒡子苷元结晶。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足而提供一种革除易燃易爆的麻醉剂乙醚、有害的重金属铅盐，并利用易于获得的商品蜗牛酶对牛蒡子苷粗品进行酶解而制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，是将中药材牛蒡子粉碎后用低极性有机溶剂脱脂，得牛蒡子苷粗品，再用蜗牛酶使其在酶反应系统中发酵酶解，最后以含醇水溶性有机溶剂终止酶解反应和提取酶解产物，再用硅胶柱色谱和溶剂重结晶对酶解产物进行分离，纯化而得到牛蒡子苷元纯品。

所述牛蒡子脱脂的有机溶剂以溶剂汽油或石油醚(沸点范围最好为60℃-90℃)为宜，用量为牛蒡子粉的6～15倍。

所述发酵酶解的酶反应系统为灭菌水或无菌生理盐水或无菌含盐磷酸缓冲液，温度25～45℃，PH3～8，反应时间12～48小时，蜗牛酶的适宜用量是底物牛蒡子苷用量的1/2.5～1/10。

所述终止酶解反应和提取酶解产物的含醇水溶性有机溶剂以甲醇、乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮混合溶剂为好，用量为酶解体系体积的6～10倍。

所述对酶解产物的分离、纯化是指酶解终止后，取含醇水溶性有机溶液减压蒸干，残留物加氯仿溶解，取氯仿液，加无水硫酸钠脱水、滤过、再减压蒸干得主要含有牛蒡子苷元的混合物，再以硅胶柱色谱分离该苷元，并用甲醇等有机溶剂重结晶。

所述的硅胶柱色谱是指一次或多次柱层析，填充材料为硅胶，洗脱剂为氯仿/甲醇(100∶0～95∶5)。

首先，本发明公开了一种提取牛蒡子苷的方法，其特征在于从原料药材牛蒡子(Arctium lappa L.)中提取牛蒡子苷粗品(含有牛蒡子苷和少量牛蒡子苷元)。具体过程包括粉碎、脱脂、醇提。特征是将药材粉碎，用溶剂汽油或石油醚(沸点范围30℃-90℃，最好为60℃-90℃)提取(充分脱脂)，再用含三个碳原子以下的低级醇提取牛蒡子苷元和牛蒡子苷，提取方式包括冷浸(渗漉)、加热回流和超声提取；最适合的提取溶剂是含乙醇60％-95％(体积比)的药用酒精。与文献不同的是在脱脂工序，用溶剂汽油或石油醚替代乙醚。

其次，本发明公开了一种制造牛蒡子苷元的方法，其特征在于从牛蒡子苷粗品或纯品，在特定条件下用蜗牛酶进行酶解，结合硅胶柱色谱与重结晶，获得高转化率、高纯度的牛蒡子苷元纯品。特征是将牛蒡子苷粗品采用以下两种方式中的任意一种处理，以制造和获得足量的抗病毒天然药物牛蒡子苷元。

第一种方法：采用1次或多次硅胶柱层析(柱色谱)的方法，分别获得少量牛蒡子苷元纯品和大量牛蒡子苷纯品。再用酶促水解的方法使牛蒡子苷转化为牛蒡子苷元。所用的柱层析(柱色谱)包括以硅胶为填充材料的正相层析，和以烷化硅胶为填充材料的反相层析；所用的酶促水解方法的特征在于使用市售的商品蜗牛酶，在以灭菌水、灭菌生理盐水或灭菌含盐磷酸缓冲液为介质的酶反应体系，于适宜温度、适宜pH值，反映适宜时间，然后加含醇水溶性有机溶剂(特指：甲醇或乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮)沉淀酶解产物，取滤液蒸干，残留物经重结晶和/或柱层析获得纯品牛蒡子苷元。

第二种方法：直接将含有大量牛蒡子苷和少量牛蒡子苷元和的牛蒡子苷粗品，用酶促水解的方法使之转化为牛蒡子苷元。所用的酶促水解方法的特征在于使用市售的商品蜗牛酶，在以灭菌水、灭菌生理盐水或灭菌含盐磷酸缓冲液为介质的酶反应体系，于适宜温度、适宜pH值，反映适宜时间，然后加含醇水溶性有机溶剂(特指：甲醇或乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮)沉淀酶解产物，取滤液蒸干，残留物经重结晶和/或柱层析获得纯品牛蒡子苷元。

酶解过程的得率通常可达到75％以上。

本发明所述方法，与现有专利或文献不同的是(1)在硅胶柱色谱分离工序，本发明使用的是石油醚-丙酮作为洗脱溶剂；(2)采用了新的酶解工序，本发明首次公开了蜗牛酶在生产牛蒡子苷元过程中的运用；同时通过细致的研究优化了酶解反应的条件，包括底物与酶的比例、温度、时间、酶解介质等。

与现有专利或文献不同并有所改进的地方如下：一是发现牛蒡子苷(牛蒡子苷)仅仅部分溶解于热水，醇提物要转溶于热水需要的热水量很大，进一步处理所用的醋酸铅用量也必须加大，工艺操作有明显的不合理性；二是避免使用了重金属盐醋酸铅，使产品免去了重金属和有害元素的残留，自然也免去了除硫化物的繁琐工艺；三是终止酶解时采用含醇水溶性有机溶剂(特指：甲醇或乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮)沉淀蜗牛酶并且溶出牛蒡子苷元，避免了大量使用有毒溶剂二氯甲烷或氯仿；四是本发明方法特别适合直接用高效液相色谱法进行含量和酶解得率的测定；五是用硅胶柱层析分离纯化苷元时是用氯仿/甲醇(100∶0-95∶5)洗脱。

本发明的实用性在于，由于酶解反应将高含量的牛蒡子苷高效率地转化为牛蒡子苷元，大大增加了从单位质量药材中获得牛蒡子苷元的量，以上两种方法获得的纯品牛蒡子苷元得率都比药材中原有含量至少提高20余倍。

附图说明：表1、表2分别是牛蒡子苷酶解正交试验的因素水平表和试验结果表。

具体实施方式

下面用实施例举例描述本发明，但这些实施例不得理解为任何意义上的对本发明权利要求的限制。

实施例1  牛蒡子苷粗品的提取与酶解

将牛蒡子药材粉碎，加6-15倍量溶剂汽油或石油醚(沸点范围60℃-90℃)，冷浸或回流提取3次，滤过。取药粉，将溶剂挥发掉。加6-15倍量75％药用酒精，室温下冷浸(渗漉)或超声提取，或加热回流提取。滤过，合并滤液，减压回收溶剂，残留物经真空干燥，即得牛蒡子苷粗品。

采用蜗牛酶解牛蒡子苷产生牛蒡子苷元。采用正交设计法考察酶解的最佳条件。以底物/酶质量比、反应时间、反应介质、溶媒pH为四个考察因素，以反应生成牛蒡子苷元的收率为指标，考察在三个不同水平下各因素对反应的影响。

精密称取牛蒡子苷粗品200mg各3份，分别加水、生理盐水、含盐磷酸缓冲液各60ml，煮沸溶解，冷却至室温。无菌条件下加反应介质补充蒸发量。每种溶液再分成3份，精密吸取各15ml(其中含牛蒡子苷50mg)，分别用0.1％盐酸或0.1％氢氧化钠溶液调节至设计pH值，加入设定量的蜗牛酶，置恒温振荡器中，于37℃按照设定时间培养。

加入8倍量甲醇终止反应，放置过夜，滤过。取续滤液，经0.45μm微孔滤膜过滤，自动进样5μL。结果见表1、2。由表2得知，适宜酶解条件是A₁B_2-3C_1-2D_1-3，即在37℃，底物为所购买的蜗牛酶商品的5倍量时，于pH5的无菌水或生理盐水中酶解36-48小时最为合适。在此基础上进一步进行酶用量的单因素考察。对底物/酶3个水平(1∶1，2.5∶1，5∶1)进行比较，牛蒡子苷元的得率依次为54.83％，71.64％和78.06％。说明底物/酶(5∶1)比例仍为最佳酶用量。

按照A₁B₂C₁D₁条件放大酶解试验。取酶解终止后的含水甲醇溶液，减压蒸干。残留物加氯仿溶解，取氯仿液，加无水硫酸钠脱水，滤过，减压蒸干，即得总苷元。取总苷元用硅胶(200-300目)柱层析(1-2次)，洗脱剂为氯仿/甲醇(100∶0-95∶5)，以TLC(氯仿/甲醇(97∶3)展开)指示，收集以牛蒡子苷元为主成分的馏分00，甲醇重结晶，得无色片晶，HPLC检查纯度为99％，mp 99-101℃，[α]_D-32°(EtOH)。

本实施例确定了使用市售蜗牛酶从牛蒡子苷生产苷元的方法，所确定的条件对于牛蒡子苷的酶解得率满意，达72-76％，且工艺便于放大。

实施例2  牛蒡子苷元的酶解得率测定

1、材料与仪器

牛蒡子苷纯品为自制，系类白色粉末，[α]_D-47°(c1.8，EtOH)。薄层色谱(TLC)显示为单一斑点，高效液相色谱(HPLC)测得纯度99％。其TLC行为及IR、MS等光谱与牛蒡子苷对照品一致。蜗牛酶购于上海源聚生物科技有限公司(批号011129)。硅胶GF₂₅₄TLC板为青岛海洋化工厂产品。使用的仪器还包括：HZQ-C恒温振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司)，Dionex高效液相色谱仪，P680输液泵，ASI-100自动进样器，PDA-100光电二极管阵列检测器，Chromeleon色谱工作站，PHS-25数显PH计(上海精密科学仪器有限公司)，HN1006超声清洗机(中国华南超声波设备厂)。水为三蒸水，生理盐水为市售注射用生理盐水，含盐磷酸缓冲溶液按中国药典二部附录方法配制。

2、含量测定方法

2.1牛蒡子苷的含量照中国药典2000年版一部牛蒡子项下方法测定。

2.2牛蒡子苷元的含量测定条件

色谱柱：Kromasil KR100-5C₁₈柱(250×4.6mm，5μm)；柱温30℃。流动相：甲醇-水＝60∶40(v/v)。流速：1.0mL/min；检测波长：280nm。

标准曲线

精密称取牛蒡子苷元对照品适量，加甲醇溶解，配制成0.5mg/mL的溶液，再稀释成0.25，0.125，0.0625，0.0315，0.016mg/mL的对照品溶液。进样量5μL，测定峰面积，以对照品浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，计算回归方程为：Y＝83.2861C+0.3309，r＝0.99960，表明牛蒡子苷元含量在0.08～2.5μg范围间具有良好的线性。

回收试验

按照A₁B₂C₁D₁条件酶解，加入牛蒡子苷元标准液(5mg/ml)1，2，3mL，按照低、中、高三个水平进行回收试验，测得的牛蒡子苷元回收率(％)分别为101.3±1.84，94.1±0.57和95.1±2.12(样品液中牛蒡子苷元量为13.66mg)。

酶解反应理论得量＝50×(C₂₁H₂₄O₆/C₂₇H₃₄O₁₁)＝34.83(mg)；

牛蒡子苷元收率Y(％)＝(W/34.83)×100％，W为测得量。

本实施例确定了牛蒡子苷元含量与的率得测定方法，具备准确、可靠、简便的特点。

所述终止酶解反应和提取酶解产物的含醇水溶性有机溶剂以甲醇、乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮混合溶剂为好，用量为酶解体系体积的6～10倍。

所述对酶解产物的分离、纯化是指酶解终止后，取含醇水溶性有机溶液减压蒸干，残留物加氯仿溶解，取氯仿液，加无水硫酸钠脱水、滤过、再减压蒸干得主要含有牛蒡子苷元的混合物，再以硅胶柱色谱分离该苷元，并用甲醇等有机溶剂重结晶。

所述的硅胶柱色谱是指一次或多次柱层析，填充材料为硅胶，洗脱剂为氯仿/甲醇(100∶0～95∶5)。

Claims (6)

1.一种制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是将中药材牛蒡子粉碎后用有机溶剂脱脂，得牛蒡子苷粗品，再用蜗牛酶使其在酶反应系统中发酵酶解，最后以含醇水溶性有机溶剂终止酶解反应和提取酶解产物，再用硅胶柱色谱和溶剂重结晶对酶解产物进行分离，纯化而得到牛蒡子苷元纯品。

2.根据权利要求1所述的制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是牛蒡子脱脂的有机溶剂以溶剂汽油或石油醚，沸点范围为60℃-90℃，用量为牛蒡子粉的6～15倍。

3.根据权利要求1所述的制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是所述发酵酶解的酶反应系统为灭菌水或无菌生理盐水或无菌含盐磷酸缓冲液，温度25～45℃，PH3～8，反应时间12～48小时，蜗牛酶的用量是底物牛蒡子苷用量的1/2.5～1/10。

4.根据权利要求1所述的制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是所述终止酶解反应和提取酶解产物的含醇水溶性有机溶剂为甲醇、乙醇或含有甲醇或乙醇的丙酮混合溶剂，用量为牛蒡子苷的6～10倍。

5.根据权利要求1所述的制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是所述对酶解产物的分离、纯化是指酶解终止后，取含醇水溶性有机溶液减压蒸干，残留物加氯仿溶解，取氯仿液，加无水硫酸钠脱水、滤过、再减压蒸干得主要含有牛蒡子苷元的混合物，再以硅胶柱色谱分离该苷元，并用甲醇有机溶剂重结晶。

6.根据权利要求1所述的制备抗病毒与抗肿瘤天然药物牛蒡子苷元的方法，其特征是所述的硅胶柱色谱是指一次或多次柱层析，填充材料为硅胶，洗脱剂为氯仿/甲醇100∶0～95∶5。

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