專利名稱：人參皂苷真苷元的制備方法
技術領域：
本發明涉及電多種人參皂苷制備原人參二醇和原人參三醇的方法，特別是涉及以3位、6位或20位羥基游離的低極性人參皂苷為原料或中間產物的制備方法。
背景技術：
對于晚期彌散性和轉移性惡性腫瘤，藥物治療是必備療法。過去的幾十年里，細胞毒藥物療法即化療有明顯的發展和進步，成為腫瘤藥物治療的中堅。但目前臨床中的化療藥物有以下缺陷1、內因性耐藥；2、獲得性耐藥，具體表現為對結構和作用機制完全不同的藥物產生耐藥，稱多藥耐藥(簡稱MDR)。目前，臨床上可使用的耐藥逆轉劑有維拉帕米(Verapamil)和環胞菌素A(Cyclosporin A)，相關的研究表明，它們確有逆轉MDR和增加化療藥物敏感性的作用，但令人遺憾的是由于嚴重的毒副作用，這些藥物的臨床使用受到嚴重限制。因此，發現和開發低毒或無毒的抗腫瘤藥物或其增敏劑迫在眉睫。
天然人參皂苷較難吸收，但由天然皂苷轉化而來的低極性皂苷、苷元或兩者的衍生物是天然人參皂苷發揮其藥效的原形。近來，低極性皂苷及其衍生物的抗腫瘤研究非常活躍，已發現它們在具有多種抗腫瘤作用的同時，基本無毒副作用。其中，發現人參皂苷真苷元原人參二醇(protopanaxadiol，簡稱PPD)和原人參三醇(protopanaxatriol，簡稱PPT)具有顯著逆轉腫瘤MDR，其作用機制有別于目前研究中的抗MDR藥物，具有極大的開發價值。
柴田承二等〔Chem Pharm Bull 1966，14(6) 595〕用濃鹽酸室溫過夜水解二醇型人參皂苷制備中間產物——原人參二醇的氯化氫加成物(苷元收率18.14％)；中間產物在特丁醇鉀、特丁醇和二甲亞砜混消除氯化氫獲原人參二醇(苷元收率69.47％)。苷元總收率12.6％。Tanaka〔Chem Pharm Bull1973，21(12)2702〕等人用的氧化降解+堿水解制備PPD，苷元收率為6.82％。這兩種方法的共同特點是制備條件劇烈、苛刻，苷元收率低，均不適于工業制備。
發明的技術內容本發明的目的在于解決目前PPD和PPT制備的關鍵問題，為其制備提供了簡單、可靠、方便并可大批量制備的方法。
本發明所提供的方法中，原料可以是下列任何一種皂苷單體，或多種單體皂苷的混合物天然人參皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg1、Re和Rf等；3位羥基游離的二醇型人參皂苷20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇，[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱C-K]，20-O-β-D-木糖-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-β-D-xylopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱Mx]、20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-α-L-arabinopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱C-Y]和20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-α-L-arabinofuranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱Mc]。
6位羥基游離的三醇型人參皂苷20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxatriol，簡稱F1]。
20位羥基游離的二醇型人參皂苷人參皂苷20-(R)-Rg3、20-(S)-Rg3、20-(R)-Rh2和20-(S)-Rh2。
20位羥基游離的三醇型人參皂苷人參皂苷20-(R)-Rg2、20-(S)-Rg2、20-(R)-Rh1和20-(S)-Rh1。
本發明所提供的方法中，制備目標產物涉及原料的糖基去除和產物分離純化等步驟。除去糖基的方法有催化熱解、酸解和堿解。
本發明所提供的方法中，催化熱解指原料人參皂苷以酸為催化劑，經110～180℃高溫蒸制0.5～10小時。催化熱解的轉化率＞95％，主要用于除去20位O糖基。二醇型皂苷的四個主要產物(20-(R)-Rg3，20-(S)-Rg3、 人參皂苷和 人參皂苷)基本上各占1/4。
本發明所提供的方法中，酸解所用的酸為無機酸或有機強酸(如硫酸、鹽酸、磷酸、三氟乙酸等)；酸解在有機溶劑(如甲醇、乙醇、二氧六環、二甲亞砜等)水溶液中進行，酸濃度為3％～10％，原料量為有機溶劑水溶液的1％～10％；酸解溫度為40～90℃；酸解在無氧、具有攪拌裝置的密閉容器中進行。酸解有兩種使用方法(1)低溫低濃度酸解(20～40℃，15～20小時)，用于除去20位O糖基。水解二醇型天然人參皂苷時，四個主要產物(20-(R)-Rg3，20-(S)-Rg3、 人參皂苷和 人參皂苷)中20-(R)-Rg3、 人參皂苷占優勢，產物苷元總收率低于催化熱解(約為70％)。該法條件溫和，不能除去3位O或6位O糖基。(2)高溫低濃度酸解(60～80℃，6～8小時)，用于除去 人參皂苷上的3位O或6位O糖基。因在該法條件下，側鏈環化生成人參二醇或人參三醇，該法不能用于除去3位羥基和6位羥基游離的人參皂苷上的20位O糖基。
本發明所提供的方法中，堿解所用的堿為堿金屬(如金屬鈉、金屬鉀)、堿金屬醇化物(如乙醇鈉、特丁醇鉀)或堿金屬氫氧化物(如氫氧化鈉、氫氧化鉀)；堿解在低碳醇(如乙醇、正丁醇、特丁醇等)中進行，堿濃度為5％～50％，原料量為低碳醇的1％～10％；堿解壓力為0.1～3KPa，堿解溫度為100～300℃；堿解在無氧、具有攪拌裝置的密閉容器中進行。20-O-糖苷鍵對堿解的反應活性高于3位O和6位O糖苷鍵，堿解過程中20-C的構型保持不變。堿解主要用于除去3位羥基和6位羥基游離的人參皂苷上的20位O糖基，用于除去3位O和6位O糖苷鍵時，反應條件劇烈，原料轉化率低(＜30％)，皂苷破壞嚴重。
本發明所提供的方法，包括催化熱解、酸解、堿解和分離純化等基本單元操作，通過組合單元操作的多少和順序組成不同的工藝路線；根據日的產物的需要，相同原料或不同原料均可使用不同種工藝路線。起始原料和工藝路線的選擇取決于原料分離制備與產物分離純化的相對難易，以及工藝路線的簡便性。
本發明所提供的方法中，天然人參皂苷可有兩條途徑進入流程酶解為3位羥基或6位羥基游離的皂苷；催化熱解或酸解為20位羥基游離的皂苷、 和 低極性人參皂苷。
本發明所提供的方法中，3位羥基游離的二醇型皂苷經催化熱解或低溫酸解的產物為混合物[20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、 和 PPD]，混合物經色譜和常規分離后獲20-(R)-PPD和20-(S)-PPD純品；6位羥基游離的三醇型皂苷經同方法處理獲20-(R)-PPT和20-(S)-PPT純品。
本發明所提供的方法中，3位羥基游離的二醇型人參皂苷經堿解的產物為原料皂苷苷元20(S)-PPD，經常規分離后獲20(S)-PPD純品；6位羥基游離的三醇型皂苷經同方法處理獲20-(S)-PPT純品。
本發明所提供的方法中，20位羥基游離的人參皂苷經堿解的產物為原料皂苷苷元PPD或PPT，堿水解不影響苷元20位碳原子的構型；單體皂苷堿解產物經常規分離，或混合原料堿解產物經常規分離和色譜后即獲20位碳原子的構型與原料皂苷相同PPD或PPT純品。
本發明所提供的方法，同樣適用于自人參皂苷以外的其它三萜皂苷[三七皂苷(Notoginsenosides)、絞股藍皂苷(Gypenosides)、越南人參皂苷(Vietnamese ginsenosides)、樺葉烯四醇(Betulafolientetraol)、樺葉烯四醇A(Betulafolientetraol A)、樺葉烯五醇(Betulafolienpentaol)、達瑪烯二醇(Dammarenediol)、達瑪-24-烯-3β，20-二醇-3-乙酸酯(Dammar-24-ene-3β，20-diol-3-acetate)、羥基達瑪烯酮(Hydroxyldammarenone)、奧寇梯木酮(Octillone)、龍腦香環氧二醇(Kapurol)、龍腦香環氧醇酮(Kapurone)、龍腦香二醇酮(Dryobalanone)、龍腦香醇酮酸(Dryobalanonoloic acid)等]制備相應的三萜真苷元。
本發明避免了現有制備真苷元時條件劇烈、苛刻，苷元破壞大，收率低的缺陷。為真苷元制備提供了簡單、可靠、方便，并可大批量制備的方法。使用本發明所提供的方法，原料轉化率高(原料苷元轉化率≥96％)、苷元回收率高于現有方法(單品≥40％，總收率≥80％)、質量可控。
a)、殘余物(46g)經催化熱解后，熱解產物制成水懸濁液，乙酸乙酯萃取(100mL×5)，合并乙酸乙酯液，減壓除乙酸乙酯后，收集殘余物，上硅膠層析(洗脫劑為石油醚/乙酸乙酯＝5/1)分離純化，獲20-(S)-PPD(6.8 g)和20-(R)-PPD(5.3g)。
b)、殘余物(46g)溶于正丁醇(100mL)中獲A液，金屬鈉(5g)溶于正丁醇(200mL)中，冷卻后獲B液，將A液和B液混合于高壓釜中，120℃攪拌反應1小時。降溫中止反應后，水洗反應液至中性，減壓除正丁醇，殘余物經硅膠層析(洗脫劑為正己烷/乙酸乙酯＝4/1)分離純化，獲20-(S)-PPD(24.8g)。
實施例2二醇型人參皂苷(100g)，經催化熱解和吸附樹脂純化后獲白色固體(48g，經HPLC檢測，主要為20-(R)-Rg3、20-(S)-Rg3、Rg5和Rk1)。白色固體，溶于正丁醇(100mL)中獲A液。金屬鈉(5g)溶于正丁醇(200mL)中，冷卻后獲B液，將A液和B液混合于高壓釜中，120℃攪拌反應3小時。降溫中止反應后，水洗反應液至中性，減壓除正丁醇，殘余物經硅膠層析(洗脫劑為正己烷/乙酸乙酯＝4/1)分離純化，獲20-(S)-PPD(3.8g)和20-(R)-PPD(2.3g)。
實施例3三醇型人參皂苷(100g)按實施例1方法處理獲a)、20-(S)-PPT(7.2g)和20-(R)-PPT(6.3g)；b)、20-(S)-PPT(26.6g)。
實施例4三醇型人參皂苷(100g)按實施例2方法處理獲20-(S)-(4.5g)和20-(R)-PPT(2.8g)。
權利要求
1.一種從低極性人參皂苷制備原人參二醇(Protopanaxadiol，PPD)和/或原人參三醇(Protopanaxatriol，PPT)的方法，原料除去糖基經分離純化步驟獲得目標產物。
2.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于所用的原料為下述低極性人參皂苷中的任何一種皂苷單體，或多種皂苷的混合物(1)3位羥基游離的二醇型人參皂苷20-O-β-D-葡萄糖-20(s)-原人參二醇[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱C-K]、20-O-β-D-木糖-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-β-D-xylopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱Mx]、20-O-α-L-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-α-L-arabinopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱C-Y]、20-O-αL-阿拉伯糖(1→6)-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-α-L-arabinofuranosyl(1→6)-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol，簡稱Mc]；(2)6位羥基游離的三醇型人參皂苷20-O-β-D-葡萄糖-20(S)-原人參二醇[20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxatriol，簡稱F1]；(3)20位羥基游離的二醇型人參皂苷人參皂苷20-(R)-Rg3、20-(S)-Rg3、20-(R)-Rh2、20-(S)-Rh2；(4)20位羥基游離的三醇型人參皂苷人參皂苷20-(R)-Rg2、20-(S)-Rg2、20-(R)-Rh1、20-(S)-Rh1。
3.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于除去糖基的方法有催化熱解、酸解和堿解。
4.按照權利要求3所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于催化熱解指原料人參皂苷以酸為催化劑，經110～80℃高溫蒸制0.5～10小時。
5.按照權利要求3所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于酸解所用的酸為無機酸或有機強酸；酸解在有機溶劑水溶液中進行，酸濃度為3％～10%原料量為有機溶劑水溶液的1％～10％；酸解溫度為40～90℃；酸解在無氧、具有攪拌裝置的密閉容器中進行。
6.按照權利要求3所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于堿解所用的堿為堿金屬、堿金屬醇化物或堿金屬氫氧化物；堿解在低碳醇中進行，堿濃度為5％～50％，原料量為低碳醇的1％～10％；堿解壓力為0.1～3KPa，堿解溫度為100～300℃；堿解在無氧、具有攪拌裝置的密閉容器中進行。
7.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于3位羥基游離的二醇型皂苷經催化熱解或低溫酸解的產物為20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、 和 的混合物，6位羥基游離的三醇型皂苷經催化熱解的產物為20-(R)-PPT、20-(S)-PPT、 和 的混合物；熱解產物經常規分離和色譜分離后獲20-(R)-PPD、20-(S)-PPD、20-(R)-PPT和20-(S)-PPT純品。
8.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于3位羥基游離的二醇型人參皂苷經堿解的產物為原料皂苷苷元20-(S)-PPD；6位羥基游離的三醇型人參皂苷經堿解的產物為20-(S)-PPT；堿解產物經常規和色譜分離后獲20-(S)-PPD和20-(S)-PPT純品。
9.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于20位羥基游離的人參皂苷經堿解的產物為原料皂苷苷元PPD或PPT，堿水解不影響苷元20位碳原子的構型；單體皂苷堿解產物經常規分離，或混合原料堿解產物經常規分離和色譜后獲20位碳原子的構型與原料皂苷相同PPD或PPT純品。
10.按照權利要求1所述從低極性人參皂苷制備PPD和/或PPT的方法，其特征在于所述方法同樣適用于自人參皂苷以外的其它三萜皂苷[如三七皂苷(Notoginsenosides)、絞股藍皂苷(Gypenosides)、越南人參皂苷(Vietnamese ginsenosides)、樺葉烯四醇(Betulafolientetraol)、樺葉烯四醇A(Betulafolientetraol A)、樺葉烯五醇(Betulafolienpentaol)、達瑪烯二醇(Dammarenediol)、達瑪-24-烯-3β，20-二醇-3-乙酸酯(Dammar-24-ene-3β，20-diol-3-acetate)、羥基達瑪烯酮(Hydroxyldammarenone)、奧寇梯木酮(Octillone)、龍腦香環氧二醇(Kapurol)、龍腦香環氧醇酮(Kapurone)、龍腦香二醇酮(Dryobalanone)、龍腦香醇酮酸(Dryobalanonoloic acid)等]制備相應的三萜真苷元。
全文摘要
本發明涉及由多種人參皂苷特別是涉及以3位羥基、6位羥基或20位羥基游離的低極性人參皂苷原料或中間產物制備人參皂苷真苷元20－(R)－PPD、20－(S)－PPD、20－(R)－PPT和20－(S)－PPT的方法，包括原料的脫糖基和產物分離純化等步驟，脫糖基的方法包括催化熱解、選擇性脫水、酸解、堿解等單元操作，分離純化為常規方法。以目標產物的分離難易，組合單元操作及其順序、形成不同的工藝路線。原料不同可使用相同或不同的工藝路線，相同原料也可采用不同的工藝路線。本發明克服了現存方法中條件劇烈、苛刻、苷元破壞嚴重，收率低等缺陷，滿足了對20－(R)－PPD、20－(S)－PPD、20－(R)－PPT和20－(S)－PPT制備的需求，所用工藝方法簡單、可靠、靈活、方便，并可大批量制備。
文檔編號C07J9/00GK1508144SQ0214477
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月13日 優先權日2002年12月13日
發明者楊凌, 何克江, 楊義, 杜遜甫, 楊 凌 申請人:中國科學院大連化學物理研究所