一种可工业化的天麻素原料药纯化方法与流程

1.本发明涉及化学技术领域，具体涉及一种可工业化的天麻素的纯化方法。


背景技术：

2.天麻(gastrodia elata bl)为兰科植物天麻的干燥块茎，是著名的中药材。早在二千多年前就已入药，以云南昭通产者为优。富含天麻素，香荚兰素，蛋白质，氨基酸，微量元素。功能主治平肝息风止痉、头痛眩晕、肢体麻木、头昏眼花、神经衰弱、小儿惊风等症。临床应用证明，对血管性神经性头痛、脑震荡后遗症等有显著疗效。经药效学研究表明，天麻主要活性成分为天麻素，其化学名为：4-羟甲基苯-β-d吡喃葡萄糖苷，并以半水合物结晶性粉末形式存在，分子量295.38，具体结构式如下所示，
[0003][0004]
1980年周俊等人首次完成天麻素的全合成[周俊、杨雁宾、杨崇仁，天麻的化学研究ⅱ，化学学报，1980,32(2)，162-166]。该合成路线使用了毒性较大的红磷和溴素，总收率在24％左右。之后关于天麻素的化学合成报道不断出现，工艺也不断优化，但工艺总体上大同小异。
[0005]
中国专利(cn102516329b)公开了一种由无水葡萄糖经过乙酰化、溴代、取代、还原和水解共5步反应得到天麻素的方法，该方法收率较低(33.3％)，且使用重金属镍，不利于工业化生产。
[0006]
中国专利(cn103804438b)公开了一种由四乙酰(4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-o-乙酰-β-d-吡喃葡萄糖苷)经过硼氢化钾还原、碱性环境醇交换、醇精制得到天麻素的方法，该方法反应机理清晰、易实现，但存在需要增加精致工艺和两步母液回收的问题，造成整体工艺繁琐，成本较高。
[0007]
中国专利(cn102977161b)公开了一种由五乙酰-β-d-葡萄糖在路易斯酸催化下与对甲基苯酚缩合，然后经过溴代、取代和水解得到天麻素的方法。该方法收率较低，路线较长，不利于工业化生产，且在接近天麻素合成的步骤中用到了毒性大的nbs，杂质不容易控制，且无精制步骤，不适合作为原料药生产的工艺。
[0008]
中国专利(cn104072549b)公开了由五乙酰-β-d-吡喃葡萄糖苷与对羟基苯甲醇乙酸酯在路易斯酸催化下缩合，再水解制备天麻素的工艺，该工艺整体收率低。
[0009]
中国专利(cn106279311b)中公开了一种由五乙酰-β-d-吡喃葡萄糖苷在路易斯酸催化下与对甲基苯酚缩合，然后经过氧化、水解和还原合成天麻素的方法，该方法用到了硝酸铈铵，元素杂质难控制、成本高，不利于工业化生产。
[0010]
中国专利(cn106905388 a)公开了一种由四乙酰(4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-o-乙
酰-β-d-吡喃葡萄糖苷)经过还原、醇解得到天麻素的方法，该方法与专利cn103804438b中方法无本质区别，还无确切的中间体，不利于整体质量控制，不适宜作为原料药生产的工艺。
[0011]
中国专利(cn111018928b)公开了一种由2-溴-α-d-葡萄糖四乙酸酯与4-羟甲基苯酚反应得到天麻素的方法，该方法反应路线短，操作方法简单，收率尚可。但该方法两次用到溴代试剂，而溴代试剂由于警示结构限度控制严格，纯化困难，不适宜作为原料药生产的工艺。
[0012]
中国专利(cn111978361a)公开了一种由五乙酰-β-d-吡喃葡萄糖苷在酸性树脂环境下脱去乙酰基生成天麻素的放大，方法与前述专利无本质区别，只是替换了醇交换的试剂，也不适宜工业化生产。
[0013]
因此，现有技术中公开的天麻素合成工艺及纯化方法中，为了达到合格化学的纯度最终通过多次纯化手段，导致总收率下降，或者有较高收率情况下产品化学纯度达不到合格的要求；再者不同工艺存在不同杂质的影响，采取的纯化工艺不同；另外关于只对产品的化学纯度做了控制，而未对颜色、澄清度做检测和控制，特别是根据法规《已上市化学仿制药(注射剂)一致性评价》中：“注射剂生产中不建议使用活性炭”的要求，需要对天麻素原料药的颜色做控制(＜0.5号色)。本发明人在重复前人研究的过程中，发现前述专利试验的结果中颜色、澄清度均不满足标准(详细结果见对比实施例)。
[0014]
因此，开发一种既能兼顾天麻素高收率，又能满足严格质量要求纯化方法是非常必要的。
[0015]
本发明方法操作简便、成本低、容易工业化，完美解决了天麻素原料现行工艺生产中收率和质量难以兼顾的问题；且天麻素产品临床使用剂型主要为注射剂，对天麻素原料的颜色和澄清度要求极为严格，而本发明也可同时解决该问题。另外本技术的纯化工艺适用于与现有天麻素原料大多数生产工艺，对不同工艺均能实现一次纯化的技术效果，减少一步精制步骤，大大缩减了生产周期，提高了反应收率，质量大大提升。


技术实现要素：

[0016]
本发明旨在提供一种可工业化的天麻素原料的纯化方法，且适用于工业化规模生产。
[0017]
本发明提供一种天麻素如式i所示化合物的纯化方法，具体步骤为：
[0018]
第一步，按现有工艺技术制备天麻素获得天麻素反应液，进行浓缩得浓缩液或者干品a；
[0019]
第二步，将第一步的浓缩液或者干品a，加入纯化水和脱色试剂进行脱色，过滤，可选的加入有机溶剂a；
[0020]
第三步，第二步滤液加入醚类溶剂b，梯度降温析晶，即得本发明所述式i所示化合物的纯品；
[0021][0022]
进一步地，所述的纯化方法，第一步浓缩液中的含有溶剂为制备天麻素工艺最后一步反应所使用的溶剂，溶剂选自为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、丙二醇、丙酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺其中的一种或者几种。
[0023]
进一步地，所述的纯化方法，第一步浓缩液体积是将反应液体积浓缩至与式i化合物理论产量形成的体积质量比为(8～0.8):1，优选为(1.2～2.5):1。
[0024]
进一步地，所述的纯化方法，当第一步获得为浓缩液时，第二步加入纯化水与浓缩液形成混合溶剂，混合溶剂中纯化水的体积分数为10％～80％，优选为30～50％。
[0025]
或者，当第一步获得为干品a时，第二步在干品a中，加入反应液所采用的溶剂进行复溶，溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、丙二醇、二甲基亚砜、丙酮、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺其中的一种或者几种，再加纯化水和脱色试剂进行脱色，过滤；混合溶剂中纯化水的体积分数为10％～80％，优选为30～50％。
[0026]
进一步地，所述的纯化方法，第二步所述的脱色试剂为活性炭、硅藻土中的一种或者两种，脱色试剂与式i化合物理论产量的质量比为(0.01～0.1):1，优选为(0.04～0.06):1。
[0027]
进一步地，所述的纯化方法，第三步所述的醚类溶剂b为甲基叔丁基醚、乙醚、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚中的一种或几种。
[0028]
进一步地，所述的纯化方法，所述溶剂b体积与式i化合物理论产量形成的体积质量比为(0.2～1.8):1，优选为(0.5～0.9):1。
[0029]
进一步地，所述的纯化方法，第三步析晶方式为搅拌或静置条件下梯度降温析晶，析晶温度为0～20℃，优选10℃；析晶时间为3～18小时，优选8小时。
[0030]
进一步，所述的纯化方法，适用于现有技术中所有制备天麻素工艺获得天麻素反应液，所述的工艺优选为以下工艺路线，更优选为线路一；
[0031]
工艺路线一、
[0032][0033]
或者
[0034]
工艺路线二、
[0035][0036]
或者
[0037]
工艺路线三、
[0038][0039]
在本发明的另一方面，本发明提供一种天麻素如式i所示化合物的纯化方法，当在第一步浓缩获得固体干品时，第二步在干品中，仍可加入反应液所采用的溶剂进行复溶解，溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、丙二醇、二甲基亚砜、丙酮、n,n-二甲基乙酰胺其中的一种或者几种，再加纯化水和脱色试剂进行脱色，过滤。所述的干品时本领域技术人员常规理解的将反应液浓缩至固体或者半固体状态，基本不含流动的溶剂存在。
[0040]
与现有技术相比，本发明主要优势在于：
[0041]
1.生产成本低，安全环保；
[0042]
2.操作简便，同时兼顾收率和质量；
[0043]
3.纯化工艺适用性广；本发明为天麻素的制备提供了一种新的高效的纯化方法，具有重大的应用价值和经济效益。
[0044]
特别说明:式i化合物理论产量一般是指根据天麻素制备任意工艺，通过完全转化获得天麻素理论摩尔收率所对应的质量；在此举例不局限于此，路线一中1mol的五乙酰通
过水解去乙酰反应，理论上可以获得1mol天麻素所对应的质量。
附图说明
[0045]
图1为本发明实施例6样品1对应的hplc图；
[0046]
图2为本发明实施例6样品2对应的hplc图；
[0047]
图3为本发明实施例6样品3对应的hplc图；
[0048]
图4为本发明实施例6样品4对应的hplc图；
[0049]
图5为本发明实施例6样品5对应的hplc图；
[0050]
图6为本发明实施例6样品6对应的hplc图；
[0051]
图7为本发明实施例6样品7对应的hplc图；
[0052]
图8为本发明实施例6样品8对应的hplc图；
[0053]
图9为本发明实施例6样品9对应的hplc图。
具体实施方式
[0054]
下面对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0055]
实施例1
[0056]
(参考cn103804438b实施例2制备天麻素粗品(反应液)，纯化方法用本发明工艺替代)
[0057]
称取四乙酰100g，加入甲醇2.2l，维持内温在0℃下加入硼氢化钾，开始反应，监测反应结束后，加入甲酸调节ph至6，淬灭反应；浓缩，向浓缩液中加入750ml纯化水，搅拌均匀，过滤、干燥，得乙酰天麻素97.5g。
[0058]
97.5g乙酰天麻素中加入400ml甲醇，加入氢氧化钠200mg，回流条件下反应，1h后浓缩至130ml，再次加入甲醇400ml，回流反应0.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至150ml，加入纯化水15ml、活性炭3g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至30℃后滴加甲基叔丁基醚40ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶8小时，过滤，干燥，得天麻素成品58.3g，摩尔收率92.0％，纯度99.93％。
[0059]
实施例2
[0060]
(参考cn102977161b实施例1制备天麻素粗品(反应液)，纯化方法用本发明工艺替代)
[0061]
称取五乙酰100g加入到1l甲醇中，再加入甲醇钠200mg，回流条件下反应，0.5h后浓缩至120ml，再次加入甲醇400ml，回流反应0.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至150ml，加入纯化水20ml、活性炭3.2g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至25℃后滴加甲基叔丁基醚60ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶10小时，过滤，干燥，得天麻素成品58.3g，摩尔收率91.5％，纯度99.93％。
[0062]
实施例3
[0063]
(参考cn104072549b实施例步骤3制备天麻素粗品(反应液)，纯化方法用本发明工艺替代)
[0064]
称取五乙酰100g加入到300ml甲醇中，再加入甲醇钠400mg，40℃下反应，1.5h后浓
缩至100ml，再次加入甲醇400ml，40℃下1.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至130ml，加入纯化水20ml、活性炭3.5g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至25℃后滴加甲基叔丁基醚40ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶10小时，过滤，干燥，得天麻素成品58.3g，摩尔收率92.8％，纯度99.95％。
[0065]
实施例4
[0066]
(参考cn111018928b实施例4制备天麻素粗品(反应液)，纯化方法用本发明工艺替代)
[0067]
将9.3g氢氧化钠和3.1g四丁基溴化铵(tbab)溶于400ml水中，在15～25℃下加入26.6g 4-羟甲基苯酚，搅拌15min使其溶解。
[0068]
将80g 2-溴-α-d-葡萄糖四乙酸酯溶解于800ml二氯甲烷中，15～25℃搅拌下，将该二氯甲烷溶液滴加入水溶液中；滴完后，在15～25℃下搅拌反应24h。
[0069]
tlc监控原料消失，停止反应；分液，有机相用150ml水洗涤2次，饱和氯化钠水溶液150ml洗涤1次，有机相在35℃下减压蒸馏除去溶剂得油状物，加入甲醇60ml、纯化水120ml、活性炭2.8g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至28℃后滴加甲基叔丁基醚45ml，再梯度降温(1.5℃/min)至8℃下保温析晶8小时，过滤，干燥，得天麻素成品52.6g，摩尔收率91.4％，纯度99.95％。
[0070]
实施例5
[0071]
取四乙酰250g，加入乙醇500ml，常温下加入硼氢化钾7.5g，开始反应。反应1小时后，补加硼氢化钾3.5g，监测反应，待反应结束后，浓缩至无液体滴出。浓缩液中加入10ml吡啶和350ml的乙酸酐，回流状态下反应3小时，降温至常温，加入纯化水1.5l，过滤，干燥，得五乙酰263g，收率96％。
[0072]
称取250g五乙酰中加入700ml甲醇，加入甲醇钠300mg，回流条件下反应，1h后浓缩至250ml，再次加入甲醇450ml，回流反应0.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至260ml，加入纯化水35ml、活性炭4g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至25℃后滴加甲基叔丁基醚90ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶10小时，过滤，干燥，得天麻素成品139.2g，摩尔收率93.6％，纯度100.00％。
[0073]
实施例6
[0074]
取四乙酰250g，加入乙醇500ml，常温下加入硼氢化钾7.5g，开始反应。反应1小时后，补加硼氢化钾3.5g，监测反应，待反应结束后，浓缩至无液体滴出。浓缩液中加入10ml吡啶和350ml的乙酸酐，回流状态下反应3小时，降温至常温，加入纯化水1.5l，过滤，干燥，得五乙酰262g，收率95.6％。
[0075]
称取250g五乙酰中加入900ml甲醇，加入甲醇钠320mg，回流条件下反应，1h后浓缩至280ml，再次加入甲醇450ml，回流反应0.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至280ml，加入纯化水40ml、活性炭3g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至25℃后滴加乙醚80ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶10小时，过滤，干燥，得天麻素成品138.5g，摩尔收率93.1％，纯度99.90％。
[0076]
实施例7
[0077]
称取100g五乙酰中加入300ml甲醇，加入甲醇钠100mg，回流条件下反应，1h后浓缩至90ml，再次加入甲醇250ml，回流反应0.5h后tlc监控反应至完全，浓缩至120ml，加入纯化
水15ml、活性炭1g，回流20min后滤掉活性炭，搅拌下梯度降温析晶(1.5℃/min)，在降至25℃后滴加乙二醇苯醚35ml，再梯度降温(1.5℃/min)至10℃下保温析晶10小时，过滤，干燥，得天麻素成品54.9g，摩尔收率92.3％，纯度99.93％。
[0078]
实施例8
[0079]
重复已报道的专利，获得样品与本发明所得样品进行比对，结果如下表：
[0080][0081]
实施例中样品1-9所对应的纯度hplc对应的图分别为图1-9。
[0082]
不同由于工艺路线长短不一，本发明所述的收率只计算最后一步化学反应和精制步骤的总摩尔收率。
[0083]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。