一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷Rk1的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用原人參二醇組皂苷為原料大規(guī)模生產(chǎn)人參皂苷Rk1的方法，該方法包括在發(fā)酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護(hù)，經(jīng)在線滅菌后加入有機(jī)酸和催化量的Keggin結(jié)構(gòu)的雜多酸HxYW12O40·nH2O催化劑，其中Y選自P、Si、Fe或Zn，x為3或4，n為0?30的正整數(shù)，在80~105℃下反應(yīng)24~48小時(shí)，最后收集反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行純化即可得到高純度的人參皂苷Rk1。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單易行，副反應(yīng)少，產(chǎn)物純度高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】 一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷RkI的
方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷Rkl的方法，屬于生物化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人參是應(yīng)用歷史最為久遠(yuǎn)的名貴藥用植物，其藥用價(jià)值早為世人所公認(rèn)。人參皂苷是人參的標(biāo)志性成分，是由皂苷元與糖相聯(lián)構(gòu)成的糖苷類化合物。人參皂苷屬于三萜類皂苷，按其皂苷元結(jié)構(gòu)的不同，可分為三種類型:第一類是齊墩果酸皂苷;第二類是原人參二醇型皂苷，有1^1、1^2、肋1、肋2、1^、1?(1等；第三類是原人參三醇型皂苷，有1^、1^、1^1、Rg2、Rhl等，截止到現(xiàn)在，已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)的人參皂苷已經(jīng)超過50余種。人們對(duì)人參皂苷的藥理活性的研究越來越多，包括抗腫瘤作用，提高機(jī)體免疫力、抗菌、改善心腦血管供血不足、調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、抗疲勞、延緩衰老等作用。一些學(xué)者對(duì)原人參三醇型皂苷Rg3，Rh2以及PH)在心血管、神經(jīng)方面的作用做了大量研究，結(jié)果顯示其有良好的調(diào)節(jié)作用，在抗腫瘤，降血糖和抗疲勞等方面效果更加顯著。同時(shí)也對(duì)原人參三醇型皂苷Rgl和Rhl等的活性也做了大量實(shí)驗(yàn)，研究表明其對(duì)提高記憶能力，抗腫瘤均有一定的效果。癌癥發(fā)病率高，致死率高，因此人們更加關(guān)注人參皂苷的抗腫瘤活性。
[0003]人參皂苷可通過五加科植物人參、西洋參、三七、假人參、姜狀三七、竹節(jié)參等植物提取獲得，然而皂苷的含量卻十分低，特別是一些稀有皂苷(1^3，1^2，1^5，？?0，1^4，？?1')，含量微乎其微。不同的皂苷抗腫瘤活性也不同，研究表明:齊墩果酸型>原人參二醇型皂苷>原人參三醇型皂苷;苷元>單糖> 多糖;S型皂苷>R型皂苷。目前制備稀有皂苷的方法主要有酸降解、堿降解、生物轉(zhuǎn)化法和半合成法等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷Rkl的方法。具體是以原人參二醇組皂苷為原料，采用相對(duì)溫和的有機(jī)酸，在發(fā)酵罐中定向轉(zhuǎn)化大規(guī)模生產(chǎn)人參皂苷Rkl。
[0005]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程如下:
一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷Rkl的方法，包括以下步驟:在發(fā)酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護(hù)，經(jīng)在線滅菌后加入有機(jī)酸和催化量的Keggin結(jié)構(gòu)的雜多酸HxYW12O4Q.IiH2O催化劑，其中Y選自P、S1、FeSZn，xS3S4，r^0_3(^正整數(shù)，在80?105°C下反應(yīng)24?48小時(shí)，最終經(jīng)沉淀、干燥、純化得到目標(biāo)產(chǎn)物Rkl。
[0006]所述的原人參二醇組皂苷的濃度為50?300g/L，純度大于80%，水的添加量不大于發(fā)酵罐有效容積的70%。
[0007]所述的滅菌溫度為121°C，時(shí)間20min，且加熱前通N2進(jìn)行保護(hù)，仏的流速為發(fā)酵罐有效容積量的50%/min?200%/min，時(shí)間Imin?5min。
[0008]所述的有機(jī)酸選自為乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α-酮戊二酸、丁二酸、反丁烯酸、丙酮酸，有機(jī)酸的濃度為0.01?0.1mol/Lo
[0009]采用工業(yè)化色譜柱對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物精制純化。
[0010]上述方法制備的人參皂苷Rkl作為原料藥制成硬膠囊、軟膠囊、片劑、沖劑、滴丸或注射劑。
[0011]本發(fā)明的積極效果:本發(fā)明綜合使用有機(jī)酸和雜多酸催化劑，催化效果得到大大提升，將水溶性良好的原人參二醇組皂苷定向轉(zhuǎn)化為醇溶性(甲醇溶解)的人參皂苷Rkl，轉(zhuǎn)化率高，收率高，后期精制純化工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，可顯著提高原料藥及成品藥的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說明】
[0012]圖1為原人參二醇組皂苷轉(zhuǎn)化為人參皂苷Rkl的示意圖；
圖2為人參皂苷Rkl標(biāo)準(zhǔn)品的液相色譜圖；
圖3為本發(fā)明方法生產(chǎn)的人參皂苷Rkl的液相色譜圖。
具體實(shí)施方案
[0013]下面給出的實(shí)施例，是為了便于理解本發(fā)明。并不以任何方式限定本發(fā)明的權(quán)利要求和核心內(nèi)容。
[0014]實(shí)施例1
將有效容積為100L的全自動(dòng)發(fā)酵罐中加入65L的去離子水，然后加入3kg純度為80%的人參皂苷Rbl (雜質(zhì)為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為40L/min，持續(xù)5min，然后停止通氣開始加熱在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補(bǔ)加濃度為0.0lmol/L的無菌檸檬酸溶液4L，50g雜多酸H3PW12O4Q.29H20，然后加熱發(fā)酵罐內(nèi)液體至110 °C并維持48h，同時(shí)保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為200rpm，反應(yīng)結(jié)束后將所有液體放出于容器中靜置12h，棄上清液，將剩余底部含有沉淀的液體約6L離心棄上清液，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約1.68kg APLC檢測(cè)人參皂苷Rkl的純度為92%。
[0015]對(duì)比實(shí)例:與上述制備方法類似，不同的是僅使用有機(jī)酸或雜多酸，人參皂苷Rkl粗品僅能得到不足1.0kg。
[0016]實(shí)施例2
將有效容積為500L的全自動(dòng)發(fā)酵罐中加入300L的去離子水，然后加入5kg純度為95%的人參皂苷Ral(雜質(zhì)為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為200L/min，持續(xù)4min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補(bǔ)加濃度為0.0lmol/L的無菌蘋果酸溶液50L，濃度為0.0lmoVL的無菌丁二酸溶液10L，10g雜多酸H3Pffi2O40.6H20，然后加熱發(fā)酵罐至120°C并維持24h，同時(shí)保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為150rpm，反應(yīng)結(jié)束后將所有液體放出靜置于容器中24h，棄上清，底部約有100L固液混合物，再加入100L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約3.1kg，HPLC檢測(cè)人參皂苷Rkl的純度為96%。
[0017]實(shí)施例3
將有效容積為200L的全自動(dòng)發(fā)酵罐中加入120L的去離子水，然后加入8kg純度為90%的人參皂苷Rd(雜質(zhì)為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續(xù)3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補(bǔ)加濃度為0.2mol/L的無菌蘋果酸溶液8L，濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液5L，乳酸225mL，20g雜多酸H3SiW12O4Q,然后加熱發(fā)酵罐至105°C并維持36h，同時(shí)保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為150rpm，反應(yīng)結(jié)束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約55L，離心棄上清，再加入40L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約5.9kg，HPLC檢測(cè)人參皂苷Rkl的純度為95%。
[0018]實(shí)施例4
將有效容積為200L的全自動(dòng)發(fā)酵罐中加入120L的去離子水，然后加入8kg純度為90%的人參皂苷Rb2(雜質(zhì)為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續(xù)3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補(bǔ)加濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液7L，乳酸225mL，10g雜多酸H3PW12O4Q.29H20，然后加熱發(fā)酵罐至110°C并維持36h，同時(shí)保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為150rpm，反應(yīng)結(jié)束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約55L，離心棄上清，再加入40L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約5.04kg，HPLC檢測(cè)人參皂苷Rk3的純度為94%。
[0019]實(shí)施例5
將有效容積為200L的全自動(dòng)發(fā)酵罐中加入100L的去離子水，然后加入Ikg純度為90%的人參皂苷Rg3(雜質(zhì)為其他類型的人參皂苷及多糖)，通犯，通氣流量為160L/min，持續(xù)3min，然后停止通氣開始在線滅菌，滅菌條件為121°C，維持20min。降溫至110°C以下后，補(bǔ)加濃度為0.lmol/L的α-酮戊二酸溶液lL，10g雜多酸H3SiW12O4Q,然后加熱發(fā)酵罐至110°C并維持12h，同時(shí)保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速為150rpm，反應(yīng)結(jié)束后將所有液體放出在容器中靜置24h，棄上清，將剩余底部含有沉淀的液體約30L，離心棄上清，再加入30L去離子水洗滌一次，再靜置24h后棄上清，將底部混合物攪拌均勻后離心棄上清，收集沉淀物并烘干，得到人參皂苷Rkl粗品約0.91kg，HPLC檢測(cè)人參皂苷Rk3的純度為96%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用原人參二醇組皂苷大規(guī)模轉(zhuǎn)化生產(chǎn)人參皂苷Rkl的方法，其特征在于:在發(fā)酵罐中加入原人參二醇組皂苷和水，并通N2保護(hù)，經(jīng)在線滅菌后加入有機(jī)酸和催化量的Keggin結(jié)構(gòu)的雜多酸HxYW12O4Q.ηΗ20催化劑，其中Y選自P、S1、FeSZn，xS3S4，r^0_3(^正整數(shù)，在80?105°C下反應(yīng)24?48小時(shí)，最終經(jīng)沉淀、干燥、純化得到目標(biāo)產(chǎn)物Rkl。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的原人參二醇組皂苷的濃度為50?300g/L，純度大于80%，水的添加量不大于發(fā)酵罐有效容積的70%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的滅菌溫度為121°C，時(shí)間20min，且加熱前通N2進(jìn)行保護(hù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:犯的流速為發(fā)酵罐有效容積量的50%/min?200%/min，時(shí)間 Imin?5min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的有機(jī)酸選自為乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α-酮戊二酸、丁 二酸、反丁烯酸、丙酮酸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述的有機(jī)酸的濃度為0.01?0.1mol/L07.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征在于:采用工業(yè)化色譜柱對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物精制純化。8.利用權(quán)利要求1所述方法制備的人參皂苷Rkl作為原料藥制成硬膠囊、軟膠囊、片劑、沖劑、滴丸或注射劑。
【文檔編號(hào)】C07J17/00GK106008642SQ201610344506
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】范代娣, 段志廣, 惠俊峰, 米鈺, 馬沛, 朱晨輝, 李偉娜, 馬曉軒
【申請(qǐng)人】西北大學(xué)