從麥角中分離麥角生物鹼的方法
2023-10-18 06:23:24 1
專利名稱：從麥角中分離麥角生物鹼的方法
技術領域：
本發明涉及一種麥角生物鹼的提取和提純方法，特別涉及從真菌麥角茵(Claviceps purpurea)中提取和提純麥角肽生物鹼。
背景技術：
麥角肽生物鹼(也稱為ergopeptines)是用於製藥的天然產物。已知它們本身(例如麥角胺)或其氫化形式如其二氫化衍生物例如二氫麥角胺、二氫麥角克鹼等具有治療價值。此外，它們是已知用於某些半合成藥物例如麥角溴煙酯、培高利特等的半合成的起始化合物。
肽型麥角生物鹼由麥角茵產生，該茵可在寄生條件(以黑麥為寄生植物野外生長)或腐生條件(即發酵)下培養。儘管從野生麥角和發酵肉湯中分離麥角肽生物鹼所採用的方法有共同的特徵(即相似的溶劑和提純技術)，但原料性質明顯不同。
以前已描述了一些提取麥角的方法。主要用於大規模分離麥角生物鹼的各種方法區別在於所採用的溶劑。例如，較老的方法採用含水乙醇或甲醇(參見DP 47 315和DP 697 760)，較新的方法採用氯代烴(參見DE 2 113 281、DE 2 637 764、和DD 10 059)、二乙醚(參見CS 264880和CS 264 881)、丙酮(參見DE 1 695 986)、甲基異丁基酮(參見BE 891 421)或乙酸乙酯(參見DE 2 949 593和EP 22 418)。但是，其中一些溶劑目前因為安全性和生態問題不適合大規模工藝(例如二乙醚和氯代烴)。此外，其中一些溶劑的選擇性不足以生產純度足夠用於製造的麥角生物鹼，例如含水甲醇、含水乙醇、和丙酮。
麥角還含有多達30％的油和其它類脂類。以前的方法利用溶劑提取麥角的其它組分(主要是油)，必然需要進行生物鹼與相伴類脂類的分離操作。但並非所有已知的溶劑都適合通過液-液萃取直接除去類脂類，因而包括通過蒸發使初提液濃縮和使殘渣溶於另一溶劑在內的分離步驟使工藝的複雜性增加。此外，使包含油和其它惰性組分的初提液蒸發對提取的生物鹼是有害的。
天然麥角肽生物鹼是麥角酸的衍生物，容易異構化成異麥角酸衍生物(所謂異麥角肽生物鹼(ergopeptinines))。該事實通常使麥角肽生物鹼的分離變得複雜，因為由麥角得到的初提液總含有麥角肽生物鹼和異麥角肽生物鹼的混合物，難以獲得結晶產品，從而排除了結晶技術這一有效的提純手段。因而，仍需要採用安全而且環境友好的溶劑同時提純操作簡單而且有效(例如結晶)的大規模分離麥角生物鹼的方法。
發明概述本發明提供一種從麥角中提取麥角生物鹼的新方法。
本發明還提供一種以高收率和質量提供麥角生物鹼的提純麥角提取液的新方法。
本發明人發現可用甲苯和乙醇的混合物以高收率提取麥角，從而獲得這些和以下詳述中體現出的其它優點。其它優點包括但不限於能利用相對良性的溶劑提純麥角提取液和本發明較簡單的工藝能放大至工業量。
發明詳述本發明涉及採用相對安全而且環境可接受的溶劑通過簡單有效的提取方法從麥角，即麥角茵中分離麥角生物鹼。本發明的一種實施方案中，用甲苯/乙醇混合物提取麥角形成初提液。此初提液可進一步經液-液萃取進一步分離和提純初提液中得到的麥角生物鹼。
優選所述提取用甲苯/乙醇混合物包含約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、至30％乙醇(v/v)。乙醇濃度低於5％時，則不能有效地從麥角中提取麥角生物鹼。乙醇用量的上限是基於所要的提取選擇性。例如，乙醇越多導致提取出更多極性的惰性組分，初提液的深加工越難。更優選所述提取混合物中存在10-20％乙醇(v/v)。
有利的是該提取方法的溫度不限，因為在高溫下可能發生的通常不希望的麥角肽生物鹼的異構化不妨礙所要產品的結晶。不過，溫度高於約50℃不是很經濟。一種優選實施方案中，在約20、25、30、35、40、45、至50℃之間的溫度範圍內用甲苯/乙醇混合物提取麥角，環境溫度是優選的。
另一種實施方案中，使初提液經歷採用酸水溶液的液-液萃取。初提液的液-液萃取利於使通常極性更大的親水性生物鹼與極性小的疏水性油和類脂類分離。因此，利用含酸的水溶液進行的初提液的液-液萃取使麥角生物鹼轉移至水溶液中而油留在初提液中。則可很容易地使現在生成的水提液(含有生物鹼)與初提液分離，更有助於生物鹼的分離和提純。任何酸都可與所述水溶液一起使用。鹽酸是優選的，因為麥角肽生物鹼鹽酸化物在鹽酸水溶液中的溶解度高。
另一種實施方案中，可在所述水溶液中加入醇以防止或減少其中形成乳化液。發現在某些條件下所述水溶液可形成乳化液，導致分離生物鹼的能力下降。因而，可在所述水溶液中加入抑制乳化量的醇或類似功能的溶劑提高效果。例如，可在用於從初提液中提取生物鹼的含鹽酸水溶液中加入乙醇。所述水溶液中酸的濃度無關緊要，但該溶液優選含有至少一當量的酸以定量地從初提液中提取生物鹼。例如，所述酸的水溶液優選包含約30至60％(v/v)的水、約70至40％(v/v)的乙醇和約0.05至1.0％(w/w)的酸。所述酸的水溶液更優選包含約40-50％(v/v)的水、約60-50％(v/v)的乙醇和約0.1-0.3％(w/w)的酸。所述酸的水溶液甚至更優選包含約50％(v/v)的水、約50％(v/v)的乙醇和約0.2％(w/w)的酸或者約40％(v/v)的水、約60％(v/v)的乙醇和約0.2％(w/w)的酸。
另一種實施方案中，使所得水提液呈鹼性(例如pH＞7.0)，從而促使生物鹼在另一液-液萃取中轉移至有機溶劑中。這可用任何鹼性水溶液完成，例如用氫氧化鈉水溶液、更優選5％氫氧化鈉水溶液(w/w)。
另一種實施方案中，使鹼度已升至7.0以上的水提液經歷用甲苯進行的液-液萃取。此液-液萃取步驟所得甲苯提取液幾乎僅含有麥角生物鹼，因而命名為提純的甲苯提取液。
另一種實施方案中，使所述提純的甲苯提取液部分蒸發。此部分蒸發旨在形成結晶產品。已發現某些生物鹼即麥角胺和麥角克鹼可僅通過甲苯提取液蒸發獲得結晶產品。所述有機溶劑可能含有麥角肽生物鹼和異麥角肽生物鹼混合物這一事實對這些產品的結晶沒有不利影響，因為得到相應麥角肽生物鹼和異麥角肽生物鹼的結晶混合物，例如麥角胺和麥角異胺的混合物或麥角克鹼和麥角異克鹼的混合物。不受限於任何理論，顯然本發明的提取和提純技術導致分離出基本上純態的而且沒有抑制結晶的雜質的麥角生物鹼。因此，甚至當存在提取生物鹼的混合物時，使溶劑部分蒸發後也能獲得結晶產品。此外，在高溫下可能發生的麥角生物鹼的轉化如麥角生物鹼的異構化似乎不影響溶劑蒸發後所得產品的分離和結晶。因而，在高溫下提取對本方法無不利影響。生物鹼從甲苯中結晶意外地提供高純度產品，如實施例1和2中對比第一和第二批生物鹼組成所證明。
在某些情況下，發現甲苯提取液可能含有生物鹼的混合物，例如麥角毒生物鹼的混合物，不限定其結晶能力。所述甲苯提取液的生物鹼組成對應於所用麥角菌株產生的生物鹼譜。所述甲苯提取液中存在此麥角毒生物鹼混合物時，可直接從甲苯中得到幾乎不或不結晶的產品。本發明的另一種實施方案中，通過向所述溶液中加入一或多種脂族烴例如C5-C8烴如己烷或庚烷克服此限定。己烷是更優選的烴。此結晶技術不影響生物鹼的組成，但仍可能產生不含惰性組分而且適合進一步使用的結晶產品，如實施例3中所證實。
本發明的其它特徵將在以下典型實施方案的描述中體現，這些實施方案用於舉例說明本發明而不是要限制本發明。
實施例實施例1在逆流狀態下用甲苯和乙醇87∶13(v/v)的混合物在旋轉木馬(carrousel)式連續提取器上提取約20,000kg麥角(麥角克鹼茵株GAL 130)。得到約64m3初提液。然後在連續提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)鹽酸的乙醇和水1∶1(v/v)的混合物提取所述初提液。得到約28m3水提液。用5％(w/w)氫氧化鈉水溶液使所述水提液呈鹼性達到約pH 7.3，在連續提取器Westfa1ia上用甲苯提取。得到約16m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸發至約1000kg，濾出所得結晶產品，用甲苯洗滌，在真空乾燥器中於60℃和50mbar下乾燥3小時，得到152kg第一批粗麥角克鹼。使母液蒸發至約400kg並加入1500L工業己烷。濾出沉澱的結晶產品，用工業己烷洗滌並乾燥，得到89kg第二批粗麥角克鹼。
分析結果
實施例2在逆流狀態下用甲苯和乙醇84∶16(v/v)的混合物在旋轉木馬(carrousel)式連續提取器上提取約20,000kg麥角(麥角胺菌株GAL404)，得到78m3初提液。然後在連續提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)鹽酸的乙醇和水6∶4(v/v)的混合物提取所述初提液，得到18m3水提液。用5％(w/w)氫氧化鈉水溶液使所述水提液的pH增至7.3呈鹼性。然後在連續提取器Westfalia上用甲苯提取。得到30m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸發至約1000kg，濾出所得結晶產品，用甲苯洗滌，在真空乾燥器中於60℃和50mbar下乾燥3小時，得到約181kg第一批粗麥角胺。使母液蒸發至約100kg，濾出結晶產品，用甲苯洗滌並乾燥，從而得到19kg第二批粗麥角胺。
分析結果
實施例3在逆流狀態下用甲苯和乙醇87∶13(v/v)的混合物在旋轉木馬(carrousel)式連續提取器上提取約20,000kg麥角(麥角毒菌株GAL310)。得到約69m3初提液。在連續提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)鹽酸的乙醇和水1∶1(v/v)的混合物提取所述初提液，得到27m3水提液。用5％(w/w)氫氧化鈉水溶液使所述水提液的pH增至約7.3呈鹼性。然後在連續提取器Westfalia上用甲苯提取，得到約17m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸發至約800kg並加入1800L工業己烷。濾出沉澱的結晶產品，用工業己烷洗滌，在真空乾燥器中於60℃和50mbar下乾燥3小時，得到151kg粗麥角毒鹼。
分析結果
本文中僅描述了本發明的優選實施方案及其多種變化的幾個實施例。應理解本發明能用於各種其它組合和環境，而且能在本文所表達的發明概念的範圍內改變或修改。
權利要求
1.一種從麥角中分離麥角生物鹼的方法，該方法包括用包含甲苯和乙醇的混合物提取麥角形成初提液。
2.權利要求1的方法，其中所述混合物包含甲苯和約5-30％(v/v)的乙醇。
3.權利要求2的方法，其中所述混合物包含甲苯和約10-20％(v/v)的乙醇。
4.權利要求2的方法，其中所述提取在約20-50℃的溫度下進行。
5.權利要求4的方法，其中所述提取在環境溫度下進行。
6.權利要求2的方法，其中所述提取以逆流方式在一組滲濾器上或在連續提取器上進行。
7.權利要求2的方法，還包括用酸的水溶液提取所述初提液使麥角生物鹼從初提液轉移至水提液中。
8.權利要求7的方法，其中所述酸的水溶液是鹽酸的水溶液。
9.權利要求8的方法，其中所述鹽酸的水溶液包含約30-60％(v/v)水、約70-40％(v/v)乙醇、和約0.05-1.0％(w/w)HCl。
10.權利要求9的方法，其中所述鹽酸的水溶液包含約40-50％(v/v)水、約60-50％(v/v)乙醇、和約0.1-0.3％(w/w)HCl。
11.權利要求8的方法，還包括使所述水提液的pH增加至7.0以上。
12.權利要求11的方法，其中所述增加用添加氫氧化鈉水溶液(w/w)完成。
13.權利要求12的方法，其中所述增加通過添加5％氫氧化鈉水溶液(w/w)完成。
14.權利要求11的方法，還包括用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麥角生物鹼從水溶液中轉移出而得到提純的甲苯提取液。
15.權利要求14的方法，還包括使所述提純的甲苯提取液中的溶劑部分蒸發形成結晶麥角生物鹼。
16.權利要求15的方法，還包括使結晶麥角生物鹼與剩餘的甲苯分離。
17.權利要求15的方法，還包括甲苯部分蒸發後向濃縮物中加入一或多種C5-C8脂族烴以有助於麥角生物鹼結晶。
18.權利要求17的方法，其中所述一或多種C5-C8脂族烴選自己烷和庚烷。
19.權利要求18的方法，其中所述一或多種C5-C8脂族烴為己烷。
20.權利要求17的方法，還包括使結晶麥角生物鹼與甲苯/脂族烴混合物分離。
21.權利要求20的方法，包括分離純度大於90％的結晶麥角生物鹼。
22.一種從麥角中分離麥角生物鹼的方法，該方法包括a.用包含甲苯和乙醇的混合物提取麥角形成初提液，其中所述混合物包含甲苯和約5-30％(v/v)的乙醇；b.用酸的水溶液提取所述初提液使麥角生物鹼從初提液轉移至水提液中；c.使所述水提液的pH增至7.0以上；d.用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麥角生物鹼從水溶液中轉移出而得到提純的甲苯提取液；e.使所述提純的甲苯提取液中的溶劑部分蒸發形成結晶麥角生物鹼；和f.使結晶麥角生物鹼與剩餘的甲苯分離。
23.一種從麥角中分離麥角生物鹼的方法，該方法包括a.用包含甲苯和乙醇的混合物提取麥角形成初提液，其中所述混合物包含甲苯和約5-30％(v/v)的乙醇；b.用酸的水溶液提取所述初提液使麥角生物鹼從初提液轉移至水提液中；c.使所述水提液的pH增至7.0以上；d.用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麥角生物鹼從水溶液中轉移出而得到提純的甲苯提取液；e.使所述提純的甲苯提取液中的溶劑部分蒸發形成結晶麥角生物鹼；f.甲苯部分蒸發後向濃縮物中加入一或多種C5-C8脂族烴以有助於麥角生物鹼結晶；和g.使結晶麥角生物鹼與剩餘的甲苯/脂族烴混合物分離。
全文摘要
通過一種方法以高收率和純度從麥角中分離麥角生物鹼，該方法包括用甲苯/乙醇混合物提取麥角菌即麥角得到初提液。所述初提液可進一步經過兩個液－液萃取步驟提純所述生物鹼得到提純的甲苯提取液。可進一步使甲苯提取液部分蒸發，通過從甲苯或甲苯和脂族烴的混合物中結晶得到結晶產品。
文檔編號C07D519/02GK1946728SQ200580012326
公開日2007年4月11日 申請日期2005年2月17日 優先權日2004年2月20日
發明者L·茨瓦克, J·霍蘭, L·羅德 申請人:伊瓦克斯藥物公司