一种减压超声耦合提取合成高乌甲素的方法.pdf

本发明公开了一种减压超声耦合提取合成高乌甲素的方法，属于天然药物提取制备技术领域，其包括如下步骤：药材的预处理、专属提取液减压超声提取、萃取-反萃取、结晶。本发明利用减压产生的真空度以及超声波产生的空化效应和搅拌作用，并添加一定量的专属提取液，可将高乌头中高乌甲素的提取合成同步进行，大大提高了高乌甲素的收率，且工艺简单，分离纯化条件温和、毒性小，生产成本低廉，可适用于产业化生产。

权利要求书
1.  一种减压超声耦合提取合成高乌甲素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）药材预处理
将高乌头根洗净、晒干、粉碎，过80目筛，得到高乌头粉，备用；
2）减压超声提取
将高乌头粉与专属提取剂按质量体积比1g:20-30mL浸泡12-24小时，在真空度0.08-0.1MPa，功率200-240W，温度40-50℃的条件下，减压超声提取30-40分钟，提取两次；抽滤得到滤液。

2.  3）萃取-反萃取
将步骤2）所得到的提取液减压浓缩至波美度在10-20之间，用乙酸乙酯萃取（3-4次），合并萃取液，减压浓缩至波美度在20-30之间，经蒸馏水混匀、静置分层，除去水溶性的杂质，再用酸水溶液对萃取液进行反萃取，再用氢氧化钠或氨水调节PH9-10，静置过滤，烘干，得高乌甲素粗品；
4）结晶
将步骤3）所得到的高乌甲素粗品用无水乙醇热溶，静置，析出结晶，过滤，用冷却的无水乙醇洗涤结晶，得到高乌甲素。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述专属提取剂为乙醇与冰乙酸按体积比20-30:1的混合溶液。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述抽滤的条件为：真空度0.07-0.09MPa。

5.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中所述减压浓缩的条件为：真空度0.07-0.09MPa，温度为40-50℃。

6.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中所述浓缩液与乙酸乙酯的总体积比为1:15-20。

7.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中所述乙酸乙酯萃取液与蒸馏水混匀的体积比为1：1-2，静置分层时间为1-2小时。

8.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中所述酸水为PH在0.5-1之间的盐酸水溶液，且反萃的体积比为乙酸乙酯：酸水=1:5-10。

9.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中所述静置过滤时间为0.5-1小时，烘干温度控制在40-50℃。

10.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4）中所述高乌甲素粗品与无水乙醇（热溶）的质量体积比为1g:10-13mL，所述静置的时间为24-48小时。

说明书一种减压超声耦合提取合成高乌甲素的方法
技术领域
本发明涉及一种提取合成高乌甲素的方法，具体涉及一种减压超声耦合提取合成高乌甲素的方法。
背景技术
  高乌甲素（1appaconitine，LA）又称刺乌头碱、拉巴乌碱，是我国首创的非成瘾性镇痛药，广泛用于癌痛和术镇痛。高乌甲素是从毛茛科乌头属植物中提取的一种萜类生物碱，分子式C32H44O8N2，分子量584.64，CAS登记号32854-75-4。
高乌甲素因其镇痛作用强而无成瘾性、无蓄积现象和毒副作用轻而广泛应用于临床各种疼痛，如胃肠溃疡、胃炎、胆囊炎、风湿病、坐骨神经痛、牙痛、术后疼痛、癌痛等。研究发现LA 除了具有强镇痛作用，还具有抗炎消肿、抗心律失常、抗癫痫、抗风湿、抗氧化、抗肿瘤、抗细菌、降温解热、局部麻醉和免疫调节等作用。
 发现，乌头中很多生物碱都具有镇痛活性，如N-脱乙酰刺乌头碱（DLA）、高乌甲素（LA）、3-乙酰乌头碱、滇西嘟拉碱甲等。其中N-脱乙酰刺乌头碱（DLA）和高乌甲素（LA）的结构非常相似。DLA在乌头碱型结构骨架4位上是邻胺基苯甲酸，而LA为邻乙酰胺基苯甲酸。临床表明，脱乙酰基后，DLA仍保留LA的多种药理活性，LA可能通过其外周代谢产物DLA在中枢发挥镇痛作用。
乙酰基高乌甲素，英文名N-deacetyllappaconitine，分子式C30H42N2O7，分子量542.67，CAS 登录号11033-64-0。
 很多含有高乌甲素的植物中同时也含有N- 脱乙酰基高乌甲素，例如高乌头、赣皖乌头、白喉乌头、紫花高乌头等。在提取高乌甲素时，会同时将N-脱乙酰基高乌甲素提取出来。
 关于从高乌头中提取高乌甲素方法的研究与开发已有相关文献报道，专利CN 102617468 A公开了一种“超声辅助提取高乌甲素的方法”，所述的提取方法为，用95%乙醇浸泡高乌头根，经超声辅助加热提取、滤液过滤浓缩、制备酸水溶液、脱脂、除色素、碱化、萃取、浓缩结晶等步骤。该方法克服了使用毒性大且成本高的有机溶剂苯、氯仿，提取的高乌甲素得率最高可达0.797%，其质量分数为98.8%，但超声波产生的空化效应可是局部温度和压力升高，可导致高乌甲素分解为N-脱乙酰基高乌甲素；而且超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等加速高乌头中的其他杂质的扩散释放并充分与溶剂混合，加大后期的纯化工艺难度，生产周期较长；专利CN103288733 A公开了一种“天然脱乙酰基高乌甲素转化为高乌甲素的方法”，所述的转化方法是，将含有脱乙酰基高乌甲素的原料加入有机溶剂（氯仿）中溶解，加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，搅拌混合，加热滴加乙酰化试剂（乙酰氯或乙酸酐），再经酸萃取，调pH结晶。该方法可直接利用原料中的脱乙酰基高乌甲素转化制备高乌甲素，但其所用的试剂不仅昂贵，且毒性大，不宜产业化生产。专利CN103819404 A公开了一种“高效节能的高乌甲素提取工艺”，所述的提取工艺为，通过碱泡的高乌头原料专有组合有机溶剂浸提，定向提取乌头类生物总碱，总生物碱通过酸溶解、过滤、不同 PH 区间下的氯仿萃取、过氧化铝柱，酸反萃取取、碱化沉淀、过滤、真空干燥等过程得到高纯度的高乌甲素产品。该方法得到的高乌甲素纯度可达97.5%，得率可达0.62%，但其纯化工艺较复杂，且所用的溶剂毒性较大，成本较高。专利CN 104098510 A公开了一种“一种从高乌头植物根中提取高乌甲素的方法”，其提取方法包括：将高乌头根粉碎成粗粉，用生物碱通用提取技术（如醇加热回流提取、醇冷浸渗漉提取，酸提碱沉等等）提取乌头类生物总碱，总生物碱通过酸溶解、过滤、不同PH 区间下的氯仿萃取、回收氯仿、过氧化铝，乙酰基化结构修饰，酸提取、碱沉淀、过滤、真空干燥等过程得到高纯度的高乌甲素产品，其得率最高可达0.8%，纯度为95.8%。但此工艺反复的酸溶碱沉，不仅加大的生产的周期，也容易造成目标产物的损失，不宜工业化生产。
  本发明是针对上述生产工艺的缺陷，着重解决了高乌甲素提取率偏低且易降解的问题，再结合简便且有效地纯化工艺，快速高效提取制备高乌甲素的新工艺，其生产周期短，提取效率高，分离纯化工艺简便，可实现绿色、环保，降低生产成本，提高产品的得率和质量，易于产业化生产。
发明内容
 本发明首次提出了将超声波的空化作用和次级效应与减压技术相结合，采用专属提取液，通过简单快捷的分离纯化工艺，制备高纯度的高乌甲素。该技术可实现提取与制备同时进行，提高产品收率的同时，亦能提高其纯度，具有操作简单、高效环保、成本低廉、易于工业化生产等特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
1）原料预处理：将高乌头根经洗净、晒干后，粉碎，过80目筛，得到高乌头粉，备用；
2）减压超声提取：将高乌头粉与专属提取剂按质量体积比1g：20-30mL浸泡12-24小时，在真空度0.08-0.1MPa，功率200-240W，温度40-50的条件下，减压超声提取30-40分钟，提取两次，抽滤得到滤液；
3）萃取-反萃取：将步骤2）所得到的提取液减压浓缩至波美度在10-20之间，用乙酸乙酯萃取（3-4次），合并萃取液，减压浓缩至波美度在20-30之间，先用蒸馏水混匀、静置分层，除去水溶性的杂质，再用酸水溶液对萃取液进行反萃取，再用氢氧化钠或氨水调节PH9-10，静置过滤，烘干，得高乌甲素粗品；
4）结晶：将步骤3）所得到的高乌甲素粗品用无水乙醇热溶，静置，析出结晶，过滤，用冷却的无水乙醇洗涤结晶，得到高乌甲素纯品。滤液回收，可用于下次结晶，确保高乌甲素的损失降到最低。
具体地，具体地，步骤2）中所述专属提取剂为乙醇与冰乙酸按体积比20-30:1的混合溶液。
具体地， 步骤2）中所述抽滤的条件为：真空度0.07-0.09MPa。
具体地，步骤3）中所述减压浓缩的条件为：真空度0.07-0.09MPa，温度为40-50℃。
具体地，步骤3）中所述浓缩液与乙酸乙酯的总体积比为1:15-20。
具体地，步骤3）中所述乙酸乙酯萃取液与蒸馏水混匀的体积比为1:1-2，静置分层时间为1-2小时。
具体地，步骤3）中所述酸水为PH在0.5-1之间的盐酸水溶液，且反萃的体积比为乙酸乙酯：酸水=1:5-10。
具体地，步骤3）中所述静置过滤时间为0.5-1小时，烘干温度控制在40-50℃。
具体地，步骤4）中所述高乌甲素粗品与无水乙醇的质量体积比为1g:10-13mL。
具体地，步骤4）中所述静置的时间为24-48小时。
具体实施方法
【实施例1】
取高乌头根1kg，洗净、晾干，粉碎过80目筛，加专属提取液（95%乙醇与冰乙酸按体积比20:1）20L，浸泡15h。使用减压超声提取设备，在真空度0.08MPa，功率200W，温度40℃的条件下，减压超声提取30分钟，提取两次，在真空度0.07 MPa下抽滤合并两次滤液，在真空度0.07MPa，温度为40℃的条件下减压浓缩滤液至波美度为10。取6L的乙酸乙酯分三次萃取浓缩液，收集乙酸乙酯萃取液，减压浓缩至波美度在20-30之间，先用3L的蒸馏水与乙酸乙酯萃取液混匀、静置分层，除去水溶性的杂质。再用6L酸水溶液进行反萃，利用氨水将反萃液的pH调至10，过滤、收集、烘干沉淀。将烘干后的沉淀用0.1L无水乙醇热溶，静置析出沉淀，过滤，得精制高乌甲素，其纯度可达98.98%，得率为0.86%。
【实施例2】
取高乌头根10kg，洗净、晾干，粉碎过80目筛，加专属提取液（95%乙醇与冰乙酸按体积比20:1）250L，浸泡20h。使用减压超声提取设备，在真空度0.08MPa，功率220W，温度45℃的条件下，减压超声提取30分钟，提取两次，在真空度0.07 MPa下抽滤合并两次滤液，在真空度0.07MPa，温度为40℃的条件下减压浓缩滤液至波美度为10。取75L的乙酸乙酯分三次萃取浓缩液，收集乙酸乙酯萃取液，减压浓缩至波美度为30，先用25L的蒸馏水与乙酸乙酯萃取液混匀、静置分层，除去水溶性的杂质。再用75L酸水溶液进行反萃，利用氨水将反萃液的pH调至10，过滤、收集、烘干沉淀。将烘干后的沉淀用1L无水乙醇热溶，静置析出沉淀，过滤，得精制高乌甲素，其纯度可达99.21%，得率为0.89%。
【实施例3】
取高乌头根100kg，洗净、晾干，粉碎过80目筛，加专属提取液（95%乙醇与冰乙酸按体积比20:1）3000L，浸泡24h。使用减压超声提取设备，在真空度0.08MPa，功率240W，温度50℃的条件下，减压超声提取30分钟，提取两次，在真空度0.07 MPa下抽滤合并两次滤液，在真空度0.07MPa，温度为40℃的条件下减压浓缩滤液至波美度为10。取900L的乙酸乙酯分三次萃取浓缩液，收集乙酸乙酯萃取液，减压浓缩至波美度为30，先用300L的蒸馏水与乙酸乙酯萃取液混匀、静置分层，除去水溶性的杂质。再用900L酸水溶液进行反萃，利用氨水将反萃液的pH调至10，过滤、收集、烘干沉淀。将烘干后的沉淀用10L无水乙醇热溶，静置析出沉淀，过滤，得精制高乌甲素，其纯度可达99.43%，得率为0.90%。
【实施例4】
取高乌头根300kg，洗净、晾干，粉碎过80目筛，加专属提取液（95%乙醇与冰乙酸按体积比20:1）9000L，浸泡24h。使用减压超声提取设备，在真空度0.08MPa，功率240W，温度50℃的条件下，减压超声提取30分钟，提取两次，在真空度0.07 MPa下抽滤合并两次滤液，在真空度0.07MPa，温度为40℃的条件下减压浓缩滤液至波美度为10。取2700L的乙酸乙酯分三次萃取浓缩液，收集乙酸乙酯萃取液，减压浓缩至波美度为30，先用900L的蒸馏水与乙酸乙酯萃取液混匀、静置分层，除去水溶性的杂质。再用2700L酸水溶液进行反萃，利用氨水将反萃液的pH调至10，过滤、收集、烘干沉淀。将烘干后的沉淀用30L无水乙醇热溶，静置析出沉淀，过滤，得精制高乌甲素，其纯度可达99.39%，得率为0.89%。