熱提取方法和產物的製作方法

2023-04-24 04:46:26 2

專利名稱：熱提取方法和產物的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過熱提取生產提取物的方法和熱提取產物。
背景技術：
從原材料中提取所期望的化合物通常是通過溶劑提取方法進行的。當今在包括生物質的許多原材料上使用溶劑提取來提取所期望的組分。其一個典 型實例是從生物質中提取紫杉烷。紫杉烷是一組二萜類化合物，其中有一些已經被證明對於癌症及比如多發性硬化和腎病的其他重病的治療是有用的。特別地，已經證實紫杉烷化合物紫杉醇、多西紫杉醇、漿果赤黴素III、10-0-脫乙醯基巴卡丁 IIIdO-DAB或DAB)、13-乙醯基_9_羥基巴卡丁 III (DHB)、三尖杉寧鹼和 prostratin (12-脫氧佛波醇 13-乙酸酯(12-deoxyphorbol13-acetate))在藥物應用中有用。例如，目前紫杉醇被用於癌症治療(由百時美施貴寶以TAXOL 上市)。某些紫杉烷，比如紫杉醇和多西紫杉醇，能夠在沒有額外化學改性的情況下被直接用在藥物應用中，而其它紫杉烷(例如DAB和DHB)被認為是生產其它的紫杉烷比如紫杉醇和多西紫杉醇的母體。紫杉烷的主要來源是屬於紫杉屬的紫杉(鐵杉)樹的樹皮、針葉和剪取物(clipping)。令人遺憾的是，即使紫杉烷在紫杉中的濃度高於在其它樹種中的濃度，其絕對濃度也是非常低的。例如，已經有報導在一般樣品中，從紫杉樹的樹皮中僅獲得0. 01%的紫杉醇產量，而從剪取物和針葉中獲得的紫杉醇產量在0.003 0.015% (折幹計算)的範圍內(Huang等人，J. Nat. Prod. ,49 :665，1986)，其中第一提取是溶劑提取。此外，紫杉樹相對稀少並且生長相當慢，引起對重新造林和資源管理不能跟上需求的合理憂慮。雖然已經設計了生產紫杉醇的合成和半合成渠道，但是它們對於商業生產而言過於複雜並且通常太不經濟。生產多西紫杉醇的半合成方法也已經設計出來。目前商業的紫杉醇及其它紫杉烷的生產方法是複雜和昂貴的。其單元操作主要是物理方法，包括收割/採集、研磨、覆蓋、初級溶劑提取和分離以得到粗紫杉烷產物。當生產出粗紫杉烷產物後，在另外的溶劑提取和其它精製步驟中可以回收和純化紫杉醇。在許多情況下，通過化學方法將其它天然紫杉烷轉變為額外產量的紫杉醇或者多西紫杉醇。目前從原材料中分離其它的化合物的方法也常常包括溶劑提取的初始步驟，其在去除大量雜質的同時也去除了所期望的化合物。因此，經常進行一個或多個液體分配步驟以濃縮在提取液中所期望的化合物的濃度，在一些情況中隨後是幾個色譜步驟。這些方法的一個缺點是為了提取和分配步驟它們需要大量昂貴並且有時有毒的有機溶劑。在商業上，這意味著要為材料、合格的專門技術、合格的技術人員和基礎設施付出非常高的資金和生產成本。因此，需要一種分離化合物的方法，該方法可以減少或者消除對大量有毒和昂貴有機溶劑的需求。

發明內容
根據本發明的一個廣的方面，提供了一種通過原材料的熱提取生產熱提取物的方法，包括將原材料加熱至一定溫度和一段時間，其足夠從原材料中提取出一定量的所需化合物且相當大量的所需化合物沒有轉化為一種或多種其它的化合物。根據本發明的另一方面，提供了一種通過熱提取獲得富含紫杉烷的提取物的方 法。在本發明的一個示例性實施方式中，提供了一種通過生物質原材料的熱提取從含有二萜類化合物的生物質原材料中生產富含紫杉烷的熱提取物的方法，包括將生物質原材料加熱至一定溫度和一段時間，其足夠提取出一定量的紫杉烷且相當大量的紫杉烷沒有轉化為一種或多種其它的化合物。在本發明的一個示例性實施方式中，提供了一種生產包含所需化合物的熱提取物的方法，包括將原材料加入包括封閉容器、熱源和至少一個回收裝置的熱提取體系中；在該熱提取體系中將原材料加熱至一定溫度和一段時間，其足夠生產含有一定量的所需化合物的產物流且相當大量的所需化合物沒有轉化為一種或多種其它的化合物；在至少一個回收裝置的至少一個裝置中從富含所需化合物的產物流中收集至少一個餾分以獲得熱提取物。在本發明的一個進一步的示例性實施方式中，提供了一種從含有二萜類化合物的生物質原材料中生產富含紫杉烷的熱提取物的方法，包括將生物質原材料加入包括封閉容器、熱源和至少一個回收裝置的熱提取體系中；在該熱提取體系中將生物質原材料加熱至一定溫度和一段時間，其足夠生產含有一定量的紫杉烷的產物流且相當大量的紫杉烷沒有轉化為一種或多種其它的化合物；在至少一個回收裝置的至少一個裝置中從產物流中收集至少一個含有紫杉烷的餾分以獲得富含紫杉烷的熱提取物。根據本發明的另一個示例性實施方式，提供了一種富含紫杉烷的提取物。根據本發明的另一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含萜烯或者萜類化合物的熱提取物。根據本發明的又一個進一步的示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含紫杉烷的熱提取物。根據本發明的一個進一步的示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含類黃酮化合物的熱提取物。根據本發明的另一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含表兒茶素的熱提取物。根據本發明的另一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含兒茶素的熱提取物。根據本發明的另一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含咖啡因的熱提取物。
根據本發明的還一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含香草醛的熱提取物。根據本發明的又一個示例性實施方式，提供了一種通過本發明方法獲得的富含3-谷甾醇的熱提取物。根據本發明的再一個進一步的示例性實施方式，提供了一種含有紫杉醇和10-0-脫乙醯基巴卡丁 III的提取物，其中基於重量比，在該提取物中存在的10-0-脫乙醯基巴卡丁 III的量比紫杉醇的量多大約10倍。根據本發明的又一個進一步的示例性實施方式，提供了一種含有紫杉醇和13-乙醯基-9-羥基巴卡丁 III的提取物，其中基於重量比，在該提取物中存 在的13-乙醯基-9-羥基巴卡丁 III的量比紫杉醇的量多大約10倍。根據本發明的再一個進一步的示例性實施方式，提供了一種含有紫杉醇和7-表-紫杉醇的提取物，其中基於重量比，在該提取物中存在的7-表-紫杉醇的量比紫杉醇的量多大約10倍。


圖I是根據本發明的一個實施方式的適合的熱提取體系的一個實例的示意圖。圖2是圖示根據實施例IC的本發明方法的流程圖。
具體實施例方式人們已經注意到熱提取能夠被用作溶劑提取的替代的提取方法。熱提取意味著不需要目前與溶劑提取方法相關的原料溶劑提取的初始步驟。在本文中使用的術語「熱提取」(其也可以被稱為「熱蒸餾」或者「快速熱蒸餾」)指的是一種提取方法，其中使用熱來從適合的原材料中分離出一種或多種所需化合物。通過在封閉環境中以控制方式向適當的原材料施加熱，可以將一種或多種所需化合物釋出、保持、回收並基本上保持未被破壞的狀態。因此熱提取可以用於從原材料中提取天然存在的所需化合物而沒有化學轉化，所述天然存在的化合物是在原材料中發現的。雖然熱提取可能將原材料中的某些化合物破壞或者化學轉化，但是相當大量的所需化合物沒有被降解或者以其它的方式被化學改變。通過熱提取獲得的「天然存在的所需化合物」或「所需化合物」指的是存存於原材料中的化合物，並且其中相當大量的該化合物沒有被本發明的熱提取方法降解或者以其它的方式被化學轉變為另一種化合物。可以用在本發明中的原料沒有特別限制，只要它提供一種或者多種所需化合物的來源並且可以經受熱提取。例如，生物質是用於溶劑提取方法的普通原材料，而它也可以是用於本發明方法的適合原材料。例如，生物質可以源自植物。植物的任何餾分都可能適用於熱提取，包括樹皮、針葉、莖、根、葉子、種子、在培養中的植物細胞等；或其混合物。用在本發明中的源於植物的生物質材料可以是，例如，剛採集狀態、幹狀態的或者含水狀態。如果一種或多種紫杉烷是所需化合物，那麼比如那些源自紫杉樹的含有二萜類化合物的生物質材料通常被認為是極好的紫杉烷的來源。例如，紫杉屬或澳洲紅豆杉(Austrotaxus)屬的種的所有或多種組分都可以用作紫杉烷來源。在另一個發明實施方式中，熱提取可以用來從適合的原材料中提取類黃酮化合物。從多種植物中已經表徵了超過五千種天然存在的類黃酮化合物(包括異類黃酮化合物和新類黃酮化合物)。本發明的熱提取方法可用於從生物質材料中提取這些化合物中的一個餾分。這些化合物中的一個餾分非限制性地包括五羥黃酮、表兒茶素、原花色素、柑橘屬生物類黃酮、兒茶素、白藜蘆醇、莰非醇、香草醛和￠-谷留醇。例如，在本發明的一個實施方式中，從可可或含有可可的原材料中提取出表兒茶素。例如，類黃酮化合物可以用作抗氧化劑以及其它的用途，比如用在治療或防治癌症、心臟病等。例如並且非限制性的，類黃酮化合物的另一個來源為亞麻或者含有亞麻的原材料。可以使用亞麻來獲得包含包括兒茶素和表兒茶素的一種或多種類黃酮化合物的根據本發明的熱提取物。其它從生物質提取出的天然產物也可以通過利用熱提取獲得，並且可以用作藥物、天然添加劑等。作為另一個非限制性實例，含有咖啡的原材料可用於獲得包含咖啡因的熱提取物。顯而易見，對本領域中的技術人員來說，許多其它材料都可能為用於獲得包含一種或多種所需化合物的熱提取物的適合的原材料。用在本發明中的原材料也可以減小尺寸。例如，在熱提取之前，可以用在本領域中已知的方法將其切碎或者磨碎。 在本發明的一個示例性實施方式中，首先將要進行熱提取的材料的尺寸減小至在其最小尺寸上的平均直徑小於約2cm。在本發明的另一個示例性實施方式中，首先將原材料的尺寸減少至在其最小尺寸上的平均直徑小於約1cm。根據本發明的熱提取可以在熱提取體系中進行，對該體系沒有特別限制。在本發明的熱提取中，可以在控制的和封閉環境中將原材料的全部或者一個餾分受熱。例如，如果原材料是生物質材料，則可以使用木質素的、纖維素的或者半纖維素的餾分或者其組合物。控制的環境指的是這樣一種環境，其中以促使原材料發生相變或化學轉化的方式施加熱，而不是以引起相當大量的存在於原材料中的所需化合物被有害地改變、降解、破壞等的方式施加熱。例如，在一個實施方式中，所述熱提取物包含從所需化合物以化學或者其它方式轉化為另一種化合物得到的約0 10% w/w(或其任何子範圍)的雜質。在本發明的一個示例性實施方式中，所述熱提取是在包括封閉容器、熱源和一個或多個回收裝置的熱提取體系中進行的。然後可以通過傳熱至原材料和任何所得到的中間產物來完成熱提取。這樣可以將原材料和任何所得到的中間產物加熱至足夠的溫度和足夠的時間以生產產物流，然後其餾分可以在一個或多個回收裝置中回收並收集以得到提取物。例如，所述熱提取體系可以包括標準幹懼體系(stand retort system)(即,在真空或在壓力下的固定床或移動床)、鼓泡流化床、上流式熱提取裝置、循環流化床、傳送床、燒蝕性熱提取裝置、氣流床熱提取裝置、迴轉爐或機械傳送熱提取裝置(例如，加熱螺旋體系)。收集在熱提取過程中生產的產物蒸汽和液體的任何裝置都可以用作回收裝置。回收裝置可以包括冷凝器。該冷凝器可以是從蒸汽冷卻並收集液體產物的接觸或表面冷凝器，或者也可以從蒸汽冷卻並收集液體產物的液體驟冷。回收裝置也可以包括除霧器、纖維過濾床或其它用在本領域中來從蒸汽流收集液體產物的裝置。回收裝置可以包含一個或多個組件，例如，一個或多個可以以串聯連接的冷凝器。在本發明的一個示例性實施方式中，在熱提取體系中供應足夠的熱以產生約250°C 650°C範圍內的溫度，或其任何子範圍的溫度，包括，例如，約300°C 550°C，或者約320°C 400V。材料在熱提取體系中的總停留時間可以為，例如，少於約30秒，例如，在約0. I 約30秒的範圍內，或者其任何子範圍。例如，在一個示例性實施方式中，總停留時間為約0. 2 約5秒。在另一個示例性實施方式中，總停留時間為約2秒或更少。在熱提取體系中的材料的停留時間是以從在熱提取體系中的原材料的加熱到淬滅(例如冷卻)之間的時間間隔來測量的。熱提取可以產生包括固體、液體和/或蒸汽的產物流。該產物流可以被分餾以得到餾分，所述餾分可以被收集得到一種或多種提取物。餾分可以是例如焦的固體、液體和/或蒸汽，或其組合。可以獲得含有所需化合物的濃縮提取物的餾分或其組合。液體和/或蒸汽餾分通常會比固體餾分包含更高濃度的所需化合物。但是，也可以獲得固體餾分。例如，在紫杉生物質的熱提取過程中，紫杉烷可能集中並濃縮在任何固體副產物，比如碳副產物的表面、基體或者孔隙上，這可能導致富含紫杉烷的固體餾分，其可以被收集以獲得本發明富含紫杉燒的提取物。
在本發明的一個實施方式中，通過冷凝根據本發明的熱提取方法獲得的蒸汽得到液體餾分。在從液體中除去例如焦的固體之後並收集液體也可以獲得液體餾分以得到根據本發明的提取物。在基於植物的生物質材料的提取之後獲得的液體餾分可能是，例如，焦油、浙青、焦木酸混合物等。在本發明的熱提取方法中，液體和/或蒸汽餾分可以被進一步分餾。這樣產生的各個進一步的餾分可以被分別收集以得到多個提取物，或者被收集並合併成一個或多個提取物。分餾也可以用於選擇性生產富含選定的化合物，例如選定的紫杉烷的提取物。本發明的提取物(本文也稱為「熱提取物」)可以是例如所收集的固體、液體和/或蒸汽餾分，或其任何組合。其也可以所收集的固體、液體和/或蒸汽餾分的餾分，或所選定的收集的餾分的組合。通過收集單個餾分或者收集並合併多個餾分可以獲得單個提取物。通過收集多個餾分或者通過收集多個合併的餾分也可以獲得多個提取物。而且，該提取物可能包含或不包含從原材料的相變(例如，從固體到液體等)。人們已經注意到熱提取可以提供比在文獻中報導的用其它方法，包括傳統的溶劑回收提取和提純方法及其他非溶劑方法的產率更高的所提取的化合物的產率。例如，人們已經注意到可以通過熱提取方法得到更高產率的總紫杉烷和包括紫杉醇的特定的紫杉烷。人們還進一步注意到，通過熱提取方法獲得的富含紫杉烷的提取物在給定體積中比等體積的紫杉屬或者澳洲紅豆杉屬固體生物質原材料中或者等體積的紫杉屬或者澳洲紅豆杉屬生物質材料的初始(第一步)溶劑提取物中具有更高濃度的紫杉烷。
更濃縮的提取物的一個含義為，為了達到可比量的成品，在隨後的提純、分離和回收步驟中需要處理的材料的體積比使用固體原料材料或者從常規溶劑回收工藝中獲得的提取物的情況要更小。為了得到可比產率，已經觀察到在後續提純步驟中要被處理的本發明富集後的提取物的初始體積可以比在常規溶劑提取方法中需被處理的初始材料的體積更小，例如小一個數量級。例如，對於紫杉烷提取，當與為獲得可比產率的純化紫杉烷在常規溶劑提取方法中需被處理的初始生物質材料的體積相比，熱提取可以生產出減少了例如10倍、15倍、25倍或50倍、或更大倍數、或在其中間倍數體積的富含紫杉烷的提取物。在本發明的富含紫杉烷的提取物中可能存在的紫杉烷包括一種或多種下面的紫杉烷化合物紫杉醇、三尖杉寧鹼、漿果赤黴素IIIUO-脫乙醯基紫杉醇、10-脫乙醯基三尖杉寧鹼、10-脫乙醯基巴卡丁 III (又名10-DAB或者DAB)、13-乙醯基-9-羥基巴卡丁III (又名DHB)、7-木糖基紫杉醇、7-木糖基三尖杉寧鹼、7-木糖基巴卡丁 III、及其衍生物和類似物。該列舉並非窮舉。其它的紫杉烷也可能存在於本發明的富含紫杉烷的提取物中。除了不止一種紫杉烷化合物外，通過熱提取生產的餾分和富含紫杉烷的提取物也可能包含許多其它組分，包括解聚木質素、成碎片的纖維素-衍生產物和半纖維素-衍生產物，和包括酚類化合物的其它反應組分，以及許多其它組分。已經觀察到熱提取比已知的紫杉烷回收或者生產方法提供了更高的紫杉烷總產率，以及更高的具有目前商業價值的紫杉烷產率。在通過熱提取獲得的提取物中觀察到的主要紫杉烷組分的「指紋」或相對分布，和在所述提取物中的紫杉烷的濃度也不同於通過目前方法獲得的提取物。例如，與在文獻中報導的從紫杉針葉和剪取物的溶劑提取中獲得的平均產率相比，已經觀察到紫杉醇產率可以增加約3至約5倍(即約300至約500% )，DHB產率可以增加約2至約3倍(即約200至約300% )，DAB增加約8倍(即約800% )，並且 總的紫杉烷產率可以增加約20倍(即約2000% )。根據本發明的一個理論，其不被認為限制本發明的範圍，認為熱提取釋放了可能被化學結合或者物理隔離(例如，在細胞結構中)因而不能通過溶劑方法回收的化合物。在這些情況下，在提取自由和可得到的所需化合物的同時，本發明的熱提取可以同時通過使弱化學鍵斷裂和/或使任何可能隔離或者阻止用常規方法提取的物理結構破裂來釋放和提取結合的或者隔離的化合物。例如，當原材料是生物質時，所需化合物可能包含在液泡中，該液泡可以被熱提取破裂以釋放全部內容物，通過使用常規提取方法通常不會發生這種破裂和釋放。包括但並不限於液體、液體餾分、固體和固體餾分的本發明的提取物可以用本領域技術人員已知的各種方法進行進一步處理來為商業用途純化、離析和回收所需化合物。例如，當回收紫杉烷時，本發明方法可以進一步包含將所獲得的富含紫杉烷的提取物與水或者一些其它適當的分配溶劑相接觸的步驟以進一步分離、離析和濃縮紫杉烷組分，所述富含紫杉烷的提取物包括，例如通過合併收集的所有餾分、合併收集的選定液體餾分和合併收集的固體碳餾分獲得的整個提取物。水或一些其它適當的分配溶劑的加入可以直接在熱提取體系中發生(即，原位)，特別是在生物質的處理過程中的產物回收裝置中，或者作為在將產物從熱提取工藝回收後的單獨的步驟或幾個步驟。而且，為了從其它較少需要的組分中離析和濃縮某些所需化合物餾分，本發明的熱提取方法還可以包含分餾步驟。(例如，當提取紫杉烷時，某些所需紫杉烷可以從較少需要的紫杉烷、酚類化合物、木質纖維素、抑制劑和其它汙染物中分離出來。)可以進行非需要組分的去除以簡化後續提純步驟或者增加中間物的經濟價值。使用目前有機溶劑提取技術從紫杉樹皮中獲得的紫杉醇的離析產率一般約為0. 01%，而從剪取物和針葉中為約0. 003至約0. 015%。但是，用本發明方法已經獲得約
0.031至0. 049%的離析產率。如通過目前有機溶劑提取技術從剪取物和針葉中得到DHB的離析產率一般為約0. 04%。但是，用本發明方法已經獲得在約0. 08至0. 12%之間的離析DHB產率。如通過目前有機溶劑提取技術從剪取物和針葉中得到DAB的離析產率一般為約0.06%。但是，用本發明方法已經獲得在約0.46至0.53%之間的離析DAB產率。如通過目前有機溶劑提取技術從剪取物和針葉中回收得到的總紫杉烷的產率一般為約0. 25%。但是，用本發明方法已經測量到了在5至7%的總紫杉烷產率。熱提取也可以用在可能已經被包括通過溶劑提取的初步處理過的原材料上。例如，已經觀察到可以從新的來源中或者在溶劑提取之後熱提取出咖啡因。適於製備根據本發明的一個或多個提 取物的熱提取體系的一個實例描述在美國專利第6，844，420號(Freel和Graham)中，其公開內容在此引入作為參考，並且圖示在圖I中。簡要而言，該體系包括進料系統(10)、封閉容器(20)、顆粒狀無機加熱載體再加熱系統(30)，和為了在本文中描述的本發明目的，至少一個回收裝置，其如在圖I中所示，並且並其不被認為以任何方式限制本發明，可以包含初級(40)和次級(50)冷凝器，經過這些冷凝器將在熱提取過程中生產的產物蒸汽流例如利用液體驟冷(80)冷卻並收集。回收裝置也可以包括除霧器￠0)和纖維過濾床(70)或其它裝置以收集液體產物。本發明的熱提取產物成分可以源自從至少一個回收裝置，例如初級或次級回收裝置或者其組合中獲得的選定的產物餾分，或者其可以是從包括去霧器和纖維過濾床的一級和二級回收裝置或者其組合中獲得的所有的油(即，所有的熱液體產物)。但是，應當理解，類似的包含不同數目或尺寸的回收裝置、或者不同冷凝裝置的熱提取體系可以用作為本發明目的的提取物的選擇性製備。在圖I中簡略畫出的在熱提取反應器體系中使用的回收裝置體系，其不被認為以任何方式限制本發明，可以包括使用直接液體接觸冷凝器(80)來冷卻熱提取產物。但是，應當理解，包括表面冷凝器的任何適合的回收裝置都可以使用。在一個實施方式中，在這些冷凝器(80)中使用的用於冷卻熱提取產物的液體是從相應地冷卻後的初級或者次級冷凝器產物(90)獲得的。但是，如同對本領域中的技術人員是顯而易見的那樣，任何在初級和次級回收裝置或者其組合中用於冷卻產物的其它相容液體也可以用於這個目的。並且，其它洗滌器或者包括包含固體表面的熱交換器等的冷卻裝置也可用於冷卻產物蒸汽，這也被認為在本發明的範圍內。實施例I和2A.原材料-加拿大紫杉的描述加拿大紫杉(Taxuscanadensis Marsh、Canada yew、ground hemlock)灌木是在2004年7 9月間從加拿大安大略省蘇聖瑪麗周圍地區(北緯46. 34度，西經84. 17度)收集的。壓制的憑證標本以紅豆杉-紫杉科的加拿大紫杉(Taxus canadensis Marsh)(2004-4001-10CFS-SSM#s)存放在加拿大林業局-蘇聖瑪麗植物標本室中。新鮮的加拿大紫杉(T. Canadensis)針葉和小枝(twig)在室溫22-24 °C下風乾。乾燥後的樣品在Thomas-Wiley實驗室磨機,Model 4 (Thomas Scientific,美國)中研磨成 0. 5mm顆粒大小。B.分析方法和程序紫杉烷產物的分析使用配備有電腦和Empower軟體、Waters 996自動掃描光電二極體陣列分光光度檢測儀和分析柱的Waters Delta Prep 4000液相色譜儀來進行高效液相色譜。在如下所述的實驗中使用的分析柱為Curosil-PFPPhenomenox(內徑250x4. 60mm)。使用乙腈/水溶劑體系在室溫下採用改進的梯度色譜技術(Phenomenex)。但是,也使用了其它的溶劑體系。使用乙腈/水的適當梯度，例如25/75至65/35梯度在超過40分鐘的一段時間以
I.Oml/min的流速將樣品洗脫。在波長228nm處檢測化合物並且通過光電二極體陣列檢測器從200至400nm掃描可分辨峰。將提取物的稀釋溶液(10mg/mL)通過13_ GHP 0. 45 U m Minispike (Waters,EDGE)過濾，並在加入和沒有加入標準品的情況下將10 u I注入到HPLC柱中。根據保留時間和UV光譜確認峰。使用由市售紫杉烷標準品獲得的換算係數將以在228nm處的吸光度測量的峰高轉換為mg/ml。這樣的HPLC分析重複進行三次。在紫外-可見Beckman DU系列640分光光度計上記錄UV光譜。利用TLC和HPLC通過與標準樣品(ChromaDex，聖塔安那，加利福尼亞，美國)的共-色譜分析法來鑑定紫杉 燒。實施例I :利用熱提取生產熱提取物基本上如在美國專利第6，844，420號(其公開內容在此引入作為參考)中所描述的那樣將根據上述方法製備的鐵杉原料在熱提取體系中進行處理。如下所述，在熱提取體系中，焦產物與產物蒸汽/氣流快速分離，並在初級回收裝置內利用直接液體接觸冷凝器或者液體驟冷將產物蒸汽和釋放出的液體快速驟冷。保留在產物蒸汽中的化合物被轉送至以串聯方式與初級回收裝置連接的次級回收裝置。然後在該次級回收裝置中利用直接液體接觸冷凝器或者液體驟冷將產物蒸汽驟冷，並收集冷凝的產物。在產物蒸汽中的任何剩餘產物在除霧器和過濾床中收集(見圖I)。收集初級回收裝置產物以及次級回收裝置產物。從回收裝置得到的液體產物的產率在約40至約60% (w/w)的範圍內，並且一般為約49%(見圖I)。實施例IA :熱提取試驗I在採用表面冷凝器的490°C的上流式反應器(見圖I)中將含有2. 52wt%灰分和8.73wt%水分的鐵杉原料(4，715g)進行熱提取來生產生物油樣品。基於「無灰(ashfree)」進料的液體產率為55. 49wt %。進行紫杉烷分析的熱提取物樣品包括水餾分(1024. 5g)、焦油餾分(440. 5g)和從在除霧器中的玻璃纖維過濾材料擠出的純液體餾分(170g)。實施例IB :熱提取試驗2在以表面冷凝模式運行的398°C的上流式反應器(見圖I)中將含有I. 80被％灰分和5.20wt%水分的鐵杉原料(7，996g)進行熱提取來生產液體熱提取物。基於「無灰」進料的液體產率為45. 12wt%，焦為28. 54 丨％而氣體為17. 41wt%。取含有紫杉烷的熱提取物的樣品並進行紫杉烷分析。在這個實施例中，與生產提取物的生物質的初始體積相比，熱提取物的體積減少了約25倍(不需要任何固體生物質的初始溶劑提取)。實施例IC :熱提取試驗3 (見圖2)在397°C下並以液體驟冷模式運行的上流式反應器(見圖I)中將含有I. SOwt%灰分和5.20wt%水分的鐵杉原料(5，641g)進行熱提取來生產液體熱提取樣品。所述驟冷液體為從實施例IA的試驗中得到的水產物和軟化水的約50/50混合物。基於「無灰」進料的液體產率為46. 77wt%，焦為25. 87被％而氣體為19. Owt %。這個試驗的目的是比較利用液體驟冷得到的產物產率和表面冷凝得到的產物產率。
取含有紫杉烷的熱提取產物的樣品並進行紫杉烷分析。在這個實施例中，與生產提取物的生物質的初始體積相比，熱提取物的體積減少了約50倍(不需要任何固體生物質的初始溶劑提取)。實施例ID :在回收系統中的紫杉烷的選擇性分餾在回收系統中的紫杉烷的選擇性分餾和濃縮的實例示範在IB中描述的熱提取實施例中。在這個實例中，在從纖維床過濾回收裝置中回收的熱提取物餾分中檢出約50%的可識別紫杉烷含量，雖然該餾分僅佔在熱提取試驗2過程中生產的總熱提取物的22%。實施例IE :在回收系統中的紫杉烷的進一步選擇性分餾通過加入水或其它分配溶劑的進一步選擇性分餾和濃縮的實施例示範在IC中描述的熱提取實施例中。在這個實例中，地在回收系統中原位加入水，而結果，從纖維床過濾回收裝置中回收的熱提取物餾分中檢出約50%的可識別紫杉烷含量，雖然該餾分僅佔在熱 提取試驗3過程中生產的總熱提取物的24%。除了加入水和直接冷凝熱提取物產物外，試驗3的熱提取條件在溫度和處理時間方面與試驗2相同。因此，當與如在試驗2的情況下沒有水分配的紫杉烷的選擇性分餾相比時，在試驗3中利用水分配的紫杉烷的選擇性分餾顯示為更有效。實施例1A、1B和IC的分析在得到紫杉烷的定性分析中使用利用矽膠和用95 5的二氯甲烷甲醇作為溶劑的熱提取物的薄層色譜法(TLC)並證明是有益的(即，證實在樣品中存在紫杉烷)。TLC分析的結果列在表I的最後一列中(也即，將紫杉烷報導為「測出」或「未測出」)。實施例2 :通過凝膠色譜法和HPLC的紫杉烷的離析和定量分析離析方法I :將如在實施例1A、1B和IC中概述的那樣獲得的熱提取物樣品(Ig)混合併吸附在Ig的聚乙烯聚吡咯烷酮，PVPP (西格瑪化學公司，P-6755 [25249-54-1])上，並應用於 strata-X 33 u m Polymeric Sorbent lg/20ml GigaTubes (Phenomenex, 8B-S100-JEG)中。在裝載上述樣品之前用20mL甲醇適應strata-X並用20mL去離子水平衡。利用下列溶劑體系以慢速進行洗脫。A)甲醇-去離子水(7 3) [5x 12mL]B)甲醇乙腈去離子水(6 : 3 : 1)、(6 : 2 : 2)或者(5:2:3) [5x 12ml],和C)甲醇乙腈(I I) [5x 12mL]。使用TLC和HPLC對富含紫杉烷的餾分進行色譜分析。TLC用於定性分析(表I)而HPLC用於定量分析以測定總紫杉烷和單獨紫杉烷的產率(表1、2和3)。溶劑體系「b」(6 3 I)被選為定量測定紫杉烷產率的有效溶劑，並且使用該溶劑體系測定在表中報導的產率。表I :TLC 和 HPLC 分析
權利要求
1.一種通過含有二萜類化合物的生物質原材料的熱提取生產富含紫杉烷的熱提取物的方法，包括 將所述含有二萜類化合物的生物質原材料加熱至約250°C至約650°C的溫度停留少於約30秒的時間，其中該加熱工藝足夠從原材料中提取出一定量的紫杉烷化合物且紫杉烷化合物沒有轉化為一種或多種其它的化合物，其中所述富含紫杉烷的熱提取物包含少於約.10重量％的一種或多種其它的化合物。
2.根據權利要求I的方法,其中,所述原材料得自紫杉樹。
3.根據權利要求I的方法，其中，所述熱提取物包含少於0.5重量％的一種或多種其它的化合物。
4.根據權利要求I的方法，其中，與原材料相比，所述熱提取導致熱提取物的體積減少.10倍、20倍或50倍。
5.一種通過含有二萜類化合物的生物質原材料的熱提取從該生物質原材料中生產富含紫杉烷的熱提取物的方法，包括 將所述生物質原材料加熱至約300°C至約550°C的溫度停留少於約5秒的時間，其中該加熱工藝足夠從原材料中提取出一定量的紫杉烷化合物且紫杉烷化合物沒有轉化為一種或多種其它的化合物，其中所述富含紫杉烷的熱提取物包含少於約5重量％的一種或多種其它的化合物。
6.根據權利要求5的方法，其中，所述生物質原材料包括紫杉屬或澳洲紅豆杉屬的種類。
7.—種生產富含紫杉烷的熱提取物的方法，包括 將含有二萜類化合物的原材料加入包含封閉容器、熱源和至少一個回收裝置的熱提取體系中； 在該熱提取體系中將所述含有二萜類化合物的生物質原材料加熱至約250°C至約.650°C的溫度停留少於約30秒的時間，其中該加熱工藝足夠產生包含一定量的紫杉烷化合物的產物流且紫杉烷化合物沒有轉化為一種或多種其它的化合物，其中所述富含紫杉烷的熱提取物包含少於約10重量％的一種或多種其它的化合物；和 在至少一個回收裝置的至少一個裝置中從富含紫杉烷化合物的產物流收集至少一個餾分以獲得富含紫杉烷的熱提取物。
8.根據權利要求7的方法，其中，所述原材料為包括紫杉屬或澳洲紅豆杉屬的種類的含有二萜類化合物的生物質原材料。
9.根據權利要求7的方法，其中，所述熱源在熱提取體系中產生約320°C至約400°C的溫度。
10.根據權利要求7的方法，其中，所述原材料在熱提取體系中的停留時間少於約2秒。
11.根據權利要求7的方法，其中，在加入到熱提取體系中之前，將所述原材料的尺寸減少至在其最小維度上的平均直徑小於約2cm。
12.根據權利要求7的所述方法，其中，所述熱提取物包含少於0.5重量％的一種或多種其它的化合物。
13.根據權利要求7的方法，其中，所述從產物流收集的至少一種餾分選自含有紫杉烷的固體焦餾分、含有紫杉烷的液體餾分、含有紫杉烷的蒸汽餾分及它們的混合物，其中當收集不止一種餾分時，合併所收集的餾分以得到富含紫杉烷的熱提取物。
14.根據權利要求13的方法，其中，在兩個或者更多個回收裝置中收集含有紫杉烷的蒸汽餾分，並且任選地，其中所述兩個或者更多個回收裝置中的至少一個含有從蒸汽餾分收集液體餾分的裝置，並且其中所述收集液體餾分的裝置為冷凝器、除霧器、纖維床過濾器或其組合。
15.根據權利要求14的方法，其中，所收集的各個餾分都為富含紫杉烷的熱提取物。
16.根據權利要求13的方法，其中，所收集的液體餾分為富含紫杉烷的熱提取物。
17.根據權利要求13的方法，其包括將所述富含紫杉烷的熱提取物進行進一步處理以選擇性去除一種或多種紫杉烷，其中該進一步處理任選包括分配溶劑，該分配溶劑可以包含水，以選擇性去除一種或多種紫杉烷。
18.根據權利要求7的方法，其中，在收集過程中分餾所述至少一個含有紫杉烷的餾分以得到進一步的餾分，所述進一步的餾分被分別收集，並且其中從至少一個所述進一步的餾分得到富含紫杉烷的熱提取物。
19.根據權利要求18的方法，其中， (a)每一個收集的進一步的餾分都是富含紫杉烷的熱提取物；和/或 (b)用分配溶劑，該分配溶劑可以包含水，處理一個或多個所收集的進一步的餾分。
20.一種熱提取物，其中所述熱提取物為 一種含有紫杉醇和10-0-脫乙醯基巴卡丁 III的提取物，其中，基於重量比，在該提取物中存在的10-0-脫乙醯基巴卡丁 III的量比紫杉醇的量多大約10倍； 一種含有紫杉醇和13-乙醯基-9-羥基巴卡丁 III的提取物，其中，基於重量比，在該提取物中存在的13-乙醯基-9-羥基巴卡丁 III的量比紫杉醇的量多大約10倍；或 一種含有紫杉醇和7-表-紫杉醇的提取物，其中，基於重量比，在該提取物中存在的7_表-紫杉醇的量比紫杉醇的量多大約10倍。
全文摘要
本發明涉及植物材料的熱提取物及其提取方法。通過原材料的熱提取從植物原材料生產熱提取物的方法，其中改進之處在於提取和分配步驟所需要的昂貴的和/或有毒的有機溶劑的量更少。
文檔編號C07D305/14GK102702139SQ20121009648
公開日2012年10月3日 申請日期2007年4月2日 優先權日2006年4月3日
發明者戴維·布拉爾, 羅伯特·G·格雷厄姆, 貝裡·A·弗裡爾 申請人:藥物熱化學品公司