一種製備薯蕷皂苷元的方法

2023-05-11 05:14:41 2

專利名稱：一種製備薯蕷皂苷元的方法
技術領域：
本發明屬於中藥領域，特別涉及一種從盾葉薯蕷中提取製備薯蕷皂苷元 的新方法。
背景技術：
薯蕷皂苷元是合成多種甾體激素和甾體避孕藥比較理想的前體，甾體激
素60%以上以它為原料，甾體激素應用廣泛，發展迅速，是藥品生產中僅次 於抗生素的一個重要領域。薯蕷皂苷元還具有降血脂、抗血小板聚集、促進 膽汁分泌、誘導人紅白血病細胞和人白血病細胞分化和抑制腫瘤細胞生長等 多種功效。我國薯蕷皂苷元的出口量僅次於墨西哥而居世界第二。盾葉薯蕷 是我國的特有植物，該植物薯蕷皂苷元主要存在於地下根莖，含量從1，01% 至16.15。Z，平均為2.5%，是皂苷元含量最高的植物之一，已成為我國生產 薯蕷皂苷元的主要藥用植物。目前我國薯蕷皂苷元的生產工藝主要包括酸水 解、過濾、萃取、再結晶等過程，排放了大量酸性廢水，生產一噸薯蕷皂苷 元將排放千噸酸性廢水，嚴重汙染環境，而我國年產100萬噸盾葉薯蕷目前 都用這種工藝生產薯蕷皂苷元。薯蕷的主產地在陝西、四川、湖北等黃河、 長江的中上遊，大量的汙水排放對中下遊水資源造成極大危害。2008年底富 集皂苷元生產廠家的陝西省南部由於地處南水北調的源頭之一， 一百多家皂 苷元生產廠家已絕大部分按政策規定關閉，大量薯蕷原料無所應用，同時大 量工人失去崗位。
從盾葉薯蕷中生產薯蕷皂苷元的現有工藝主要歩驟包括水解切斷糖苷 鍵、粗提苷元、再結晶，其中水解工藝是決定收率的關鍵歩驟。水解工藝主 要有化學水解法(直接酸水解、預發酵一酸水解)和生物水解法(酶解或微生 物發酵)。雖然生物水解法條件比較溫和，皂苷元得率較高，但由於化學水 解法設備相對簡單，加上盾葉薯蕷種植地所處的我國中西部地區技術力量相 對落後，生產廠家規模相對較小，現階段實際應用更為普遍。另外報導有超臨界C02萃取法製備薯蕷皂苷元的方法，但不易實現工業化規模，成本較 高。所以，現在廠家多採用以鹽酸或硫酸水溶液對新鮮薯蕷破碎直接酸水解 (或經短時間自然發酵後直接酸水解)、過濾(酸水直接排放)、對渣水洗 至中性、烘乾、200號汽油萃取、結晶的工藝生產薯蕷皂苷元。上述工藝每 生產1噸薯蕷皂苷元消耗新鮮薯蕷140噸左右(得率0.71%左右)，排放酸 性廢水千噸以上，造成江河湖泊嚴重汙染。
因此，尋找低酸水或無酸水排放、工藝簡單、成本低廉的薯蕷皂苷元生 產工藝具有十分重要的社會意義和經濟價值。
為了解決上述現有技術的不足之處，本發明的目的在於提供一種成本 低、工藝簡單、無酸水排放的製備薯蕷皂苷元的方法。
本發明的目的通過下述技術方案實現 一種製備薯蕷皂苷元的方法，包
括以下操作步驟
(1) 將新鮮的盾葉薯蕷切片，用水煎煮提取，離心，合併水提取液； 將水提取液上樹脂層析柱，水洗脫後，用體積百分比濃度為95%的乙醇洗脫， 收集乙醇洗脫液；
或將乾燥的盾葉薯蕷粉碎，用乙醇回流提取，離心，合併提取液，濃縮； 將濃縮液上樹脂層析柱，水洗脫後，用體積百分比濃度為95%的乙醇洗脫， 收集乙醇洗脫液；
(2) 向步驟(1)所得乙醇洗脫液加入鹽酸，製成鹽酸乙醇溶液迸行水 解，水解液冷卻至室溫；
(3) 調節pH至7，過濾，濃縮，得濃縮濾液；
(4) 向濃縮濾液加入石油醚，回流萃取，冷卻，濃縮，取結晶，乾燥， 得薯蕷皂苷元成品。
步驟(1)所述乙醇回流提取是用體積百分比濃度為95%的乙醇回流提取。
歩驟(1)所述水煎煮提取的同時進行攪拌；所述乙醇回流提取的同時 進行攪拌。
歩驟(1)所述水煎煮提取的次數為2 3次，每次提取的時間為1
發明內容
5小時，每次提取所用水的量為4 5升/公斤薯蕷；所述乙醇回流提取的溫度 為55。C 65。C，提取的次數為2 3次，每次提取的時間為1 2小時，每 次提取所用乙醇的量為4 5升/公斤薯蕷；所述樹脂層析柱為大孔樹脂層析 柱。所述大孔樹脂層析柱是大孔吸附樹脂AB-8或大孔吸附樹脂X-5。 步驟(1)所述水洗脫是用0.8 1.5個柱體積進行水洗脫。 步驟(2)所述水解的溫度是80 100。C，水解的時間為10 16小時； 所述鹽酸乙醇溶液的濃度為3 3.5mol/L。
步驟(3)所述調節pH是加入氫氧化鈉固體或氫氧化鉀固體進行調節。 步驟(4)所述石油醚的體積加入量為濃縮的濾液體積的1 1.5倍；所 述回流萃取的溫度為50 6(TC，時間為8 12小時；所述乾燥為真空乾燥， 乾燥溫度為50 6(TC，乾燥時間為2 3小時。
為了保證產物的純度滿足使用的需要，用高效液相色譜(HPLC)測定 薯蕷皂苷元純度，當薯蕷皂苷元不滿足需求時，往產物中加入石油醚重複步 驟(4)，直至產品純度符合要求。
本發明相對於現有技術具有如下的優點及效果
(1) 在薯蕷皂苷元生產中首次使用鹽酸乙醇溶液水解，薯蕷皂苷糖鏈水 解更徹底，得率提高；產品得率新鮮盾葉薯蕷可大於1%，比原工藝0.71% 更高；純度經HPLC測定〉95。/^乾燥盾葉薯蕷中皂苷元得率為3 % 。
(2) 無酸水排放，對江河湖泊尤其是黃河、長江的中上遊水源汙染大 大降低；乙醇和石油醚回收使用，水煮後的渣固體可作有機肥料。符合國家 節能減排政策。
(3) 和現有含中和工藝的報導比，鹽酸和氫氧化鈉用量大幅減少；盾 葉薯蕷提取液經上大孔樹脂後，用0.8 1。5柱體積水洗脫去除糖和水溶性澱 粉，再用95%乙醇洗脫全部皂苷；1噸新鮮盾葉薯蕷用上述方法後，只有500 升左右95%乙醇洗出液；將鹽酸直接加入乙醇洗脫液中，以乙醇為溶劑配製 的鹽酸溶液進行水解，比直接用鹽酸水溶液水解所用鹽酸大幅減少，從而起 中和作用的氫氧化鈉加入量明顯減少，而且可以省去之後的溶劑濃縮過程， 生產上可以減少濃縮設備；
(4) 同時建立r以新鮮盾葉薯蕷和千燥盾葉薯蕷為原料生產薯蕷皂苷
元的工藝，並且除預處理(切片或粉碎)和提取(水煮或乙醇提取)不同外， 工藝路線基本一致， 一方面擴大了廠家對原料的選擇面，使原料可以儘可能不受一收穫就必須投入生產的限制，另一方麵廠家也可以多季節充分利用設
備，更好地降低成本；
(5)工藝簡單，易於實現工業化。


圖1為本發明方法製備的薯蕷皂苷元的高效液相色譜圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施 方式不限於此。 實施例1:
(1) 將lkg剛採挖的新鮮的盾葉薯蕷切片，置於10L不鏽鋼鍋中，用 5L水煎煮提取，煮沸攪拌1小時，共提取3次，離心分離除去殘渣；合併 水提取液；將水提取液上大孔吸附樹脂AB-8 (O35X600 mm,南開大學化 工廠生產)，用500ml水洗脫後，繼續用500ml體積百分比濃度為95%的 乙醇洗脫至薄層層析點樣檢測洗脫液中極少皂苷成分，收集乙醇洗脫液；
(2) 向步驟(1)所得乙醇洗脫液中加入60ml鹽酸，製成3.0mol/L鹽 酸乙醇溶液，在80。C下攪拌水解12小時，水解液冷卻至室溫；
(3) 加入25g固體氫氧化鈉攪拌30分鐘，調節pH至7，過濾，濃縮， 得到濃縮濾液40ml;
(4) 向濃縮濾液加入40ml石油醚，6(TC回流萃取8小時，冷卻，濃縮， 取結晶，6CTC真空乾燥2小時，得薯蕷皂苷元成品11.87g。用高效液相色譜
(HPLC)測定檢測薯蕷皂苷元純度為93.85%。
實施例2:
(1)將lkg千燥盾葉薯蕷粉碎，置於10L不鏽鋼鍋中，用4L體積百分 比濃度為95%的乙醇回流提取，60°C攪拌1小時，共提取3次，離心分離 除去殘渣；合併乙醇提取液；濃縮；將濃縮液上大孔吸附樹脂AB-8 (035 X600 mm，南開大學化工廠生產)，用500ml水洗脫後，繼續用500ml體 積百分比濃度為95%的乙醇洗脫至薄層層析點樣檢測洗脫液中極少皂苷成 分，收集乙醇洗脫液；(2) 向步驟(1)所得乙醇洗脫液中加60ml鹽酸，製成3.0mol/L鹽酸 乙醇溶液，在90。C下攪拌水解16小時，水解液冷卻至室溫；
(3) 加入25g固體氫氧化鈉攪拌30分鐘，調節pH至7，過濾，濃縮， 得到濃縮濾液40ml;
(4) 向濃縮濾液加入40ml石油醚，6(TC回流萃取10小時，冷卻，濃 縮，取結晶，5(TC真空乾燥3小時，得薯蕷皂苷元成品30.23g。用高效液相 色譜(HPLC)測定檢測薯蕷皂苷元純度為96.07%。
實施例3:
(1) 將10kg乾燥盾葉薯蕷粉碎，置於100L反應釜中，用40L體積百 分比濃度為95%的乙醇回流提取，60。C攪拌2小時，共提取2次，離心分 離除去殘渣；合併乙醇提取液；濃縮；將濃縮液上大孔吸附樹脂X-5 (050 X 1000 mm,南開大學化工廠生產)，用1500ml水洗脫後，繼續用4000ml 體積百分比濃度為95%的乙醇洗脫至薄層層析點樣檢測洗脫液中極少皂苷 成分，收集乙醇洗脫液；
(2) 向步驟(1)所得乙醇洗脫液中加480ml鹽酸，製成3.5mol/L鹽酸 乙醇溶液，在100。C下攪拌水解IO小時，水解液冷卻至室溫；
(3) 加入196g固體氫氧化鉀攪拌100分鐘，調節pH至7，過濾，利 用蒸餾法回收濾液中乙醇，得濃縮濾液333.3ml;
(4) 向濃縮濾液加入500ml石油醚，5(TC回流萃取12小時，冷卻，濃縮， 取結晶，6CTC真空乾燥2小時，得薯蕷皂苷元成品297。51g。用高效液相色譜
(HPLC)測定檢測薯蕷皂苷元純度，純度87.22%。對該薯蕷皂苷元用石油 醚重結晶一次，再用高效液相色譜(HPLC)測定檢測，保留時間Tj^13.582 分鐘，純度為95.42% (色譜圖如圖l所示)。
實施例4:
(1)將50kg採挖兩天的新鮮的盾葉薯蕷切片，置於500L多功能提取 罐中，用250L水煎煮提取，煮沸攪拌2小時，共提取2次，離心分離除去 殘渣；合併水提取液；將水提取液上大孔吸附樹脂AB-8 (0 120X1500 mm, 南開大學化工廠生產)，用16L水洗脫後，繼續用25L體積百分比濃度為
895%的乙醇洗脫至薄層層析點樣檢測洗脫液中無皂苷成分，收集乙醇洗脫
液；
(2) 向步驟(1)所得乙醇洗脫液中加2.7L鹽酸，製成3.2mol/L鹽酸 乙醇溶液，在85。C下攪拌水解15小時，水解液冷卻至室溫；
(3) 加入1.25kg固體氫氧化鈉攪拌100分鐘，調節pH至7，過濾，利 用蒸餾法回收濾液中乙醇，得濃縮濾液1666.7ml;
(4) 向濃縮濾液加入2000ml石油醚，60。C回流萃取10小時，冷卻， 濃縮回收石油醚，得到薯蕷皂苷元粗品；將薯蕷皂苷元粗品冷卻後用石油醚 洗滌，抽濾，濾餅6(TC真空乾燥2.5小時。反覆3次，得到薯蕷皂苷元580.4g。 用高效液相色譜(HPLC)測定檢測薯蕷皂苷元純度為96.42%。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述 實施例的限制，其它的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、 修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
1、一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於包括以下操作步驟(1)將新鮮的盾葉薯蕷切片，用水煎煮提取，離心，合併水提取液；將水提取液上樹脂層析柱，水洗脫後，用體積百分比濃度為95％的乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液；或將乾燥的盾葉薯蕷粉碎，用乙醇回流提取，離心，合併提取液，濃縮；將濃縮液上樹脂層析柱，水洗脫後，用體積百分比濃度為95％的乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液；(2)向步驟(1)所得乙醇洗脫液加入鹽酸，製成鹽酸乙醇溶液進行水解，水解液冷卻至室溫；(3)調節pH至7，過濾，濃縮，得濃縮濾液；(4)向濃縮濾液加入石油醚，回流萃取，冷卻，濃縮，取結晶，乾燥，得薯蕷皂苷元成品。
2、 根據權利要求1所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於步驟 (1)所述乙醇回流提取是用體積百分比濃度為95%的乙醇回流提取。
3、 根據權利要求1所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於歩驟 (1)所述水煎煮提取的同時進行攪拌；所述乙醇回流提取的同時進行攪拌。
4、 根據權利要求l所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於步驟 (1)所述水煎煮提取的次數為2 3次，每次提取的時間為1 2小時，每次提取所用水的量為4 5升/公斤薯蕷；所述乙醇回流提取的溫度為55。C 65。C， 提取的次數為2 3次，每次提取的時間為1 2小時，每次提取所用乙醇的量 為4 5升/公斤薯蕷；所述樹脂層析杵為大孔樹脂層析柱。
5、 根據權利要求4所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於所述 大孔樹脂層析柱是大孔吸附樹脂AB-8或大孔吸附樹脂X-5。
6、 根據權利要求1所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於歩驟(1) 所述水洗脫是用0.8 1.5個柱體積進行水洗脫。
7、 根據權利要求1所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在f:歩驟(2) 所述水解的溫度是80 100。C，水解的時間為10 16小時；所述鹽酸乙醇 溶液的濃度為3 3.5mol/L。
8、 根據權利要求1所述的-種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於歩驟(3 )所述調節pH是加入氫氧化鈉固體或氫氧化鉀固體進行調節。
9、根據權利要求1所述的一種製備薯蕷皂苷元的方法，其特徵在於步驟 (4)所述石油醚的體積加入量為濃縮濾液體積的1 1.5倍；所述回流萃取的溫度為50 60'C，時間為8 12小時；所述乾燥為真空乾燥，乾燥溫度為50 60 °C，乾燥時間為2 3小時。
全文摘要
本發明公開了一種製備薯蕷皂苷元的方法。該方法包括將新鮮盾葉薯蕷切片，水煎煮，離心，合併水提取液，上樹脂層析柱，水洗0.8～1.5個柱體積後，用95％乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液；或將乾燥盾葉薯蕷粉碎，用乙醇回流提取，離心，合併提取液，濃縮，上樹脂層析柱，水洗0.8～1.5個柱體積後，用95％乙醇洗脫，收集乙醇洗脫液；用鹽酸乙醇溶液水解，冷卻至室溫；調節pH至7，過濾，濃縮；向濃縮濾液加石油醚，回流萃取，冷卻，濃縮，取結晶，乾燥得產品。本發明對酸的使用量和氫氧化鈉加入量大幅降低；無酸水排放，對江河湖泊水源汙染大大降低；以新鮮薯蕷為原料的產品得率達到1.19％，比原工藝0.71％更高；以乾燥薯蕷為原料的產品得率為3％。皂苷元純度經HPLC測定＞95％。
文檔編號A61P3/06GK101585863SQ20091004047
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月23日 優先權日2009年6月23日
發明者雷 王, 娟 程, 胡長鷹, 錢玉蘭 申請人:暨南大學