技术领域
[0001] 本
发明涉及
植物化学技术领域,具体来说,是指17-羟基新苦参碱及其提取方法和应用。
背景技术
[0002] 苦参,中药名。为豆科槐属植物苦参(Sophoraflavescens)的根,苦参又名苦甘草、苦豆根、西豆根、野槐根、山槐根等.苦参性苦、寒,具清热燥湿、杀虫、利尿等功效;用于热痢、便血、黄疸尿闭、赤白带下、阴肿阴痒等.据文献报道,苦参主要含两种化学成分:
生物碱和黄
酮。它们显示多种生物活性和药理功效,一直受到各国药学与化学工作者的关注。现代药理研究表明,苦参具有解热、
镇痛、抗炎、抗
肿瘤、杀菌及抗病毒作用,鉴于苦参中生物碱类成分良好的药理作用,其在复方制剂中及临床用药上的使用量将会逐渐上升,基于这一趋势,
现有技术对苦参总生物碱的含量及总生物碱分离纯化进行了研究。
[0003] 国家知识产权局于2014年05月07日公开了公开号为CN102772483B,名称为
微波辅助双
水相-反胶束萃取分离苦参生物碱的方法的发明
专利,公开了微波辅助双水相-反胶束萃取分离苦参生物碱的方法,以苦参或山豆根药材为原料,利用微波辅助
乙醇-
硫酸铵双水相体系进行萃取,苦参生物碱在双水相间分配萃取到上相,得到初步纯化;再利用SDBS-异辛烷-正辛醇反胶束体系对苦参生物碱选择性萃取,得到杂质含量低的苦参生物碱粗品,然后分离纯化得苦参碱、
氧化苦参碱和槐定碱。本发明方法将反胶束萃取与微波辅助萃取、双水相萃取技术联用,实现优势互补,方法简单、快速有效、无污染对设备要求低,易于连续生产和放大,萃取得到的苦参生物碱,纯度可达90.92%以上,其收率高达55.38mg/g;本发明分离纯化得到的苦参碱、槐定碱和氧化苦参碱
单体纯度高,达94%以上,且
有机溶剂残留少。
[0004] 另外,国家知识产权局于2017年07月25日公开了公开号为CN104230932B,名称为苦参碱衍生物及其制备方法与应用的发明专利,公开了一类新的苦参生物碱类化合物及其制备方法,以及这些化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0005] 现如今,随着科学技术的发展以及对中药综合研究的深入,中医药有了新的开发前景,并有着更加广阔的用途,鉴于我国苦参资源丰富,其尚有很大的开发前景及空间,为此,开发和研制苦参中新的有效药物成分和开拓新的应用领域势在必行。
发明内容
[0006] 有鉴于此,本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供了17-羟基新苦参碱及其提取方法和应用。本发明从苦参中提取得到了一种具有药理活性的新的药用化合物17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱能够运用于抗肿瘤药物的制备中。在实际操作过程中,17-羟基新苦参碱的提取率可以控制在60%以上,17-羟基新苦参碱的纯度可以控制在98%以上。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008] 从苦参中提取得到17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱的结构式为:
[0009] 。
[0010] 17-羟基新苦参碱的熔点为147~148℃,分子式为C15H24N2O2,分子量为264。
[0011] 本发明还提出了17-羟基新苦参碱在制备抑制人
宫颈癌细胞HeLa细胞生长药物上的应用。
[0012] 从苦参中提取17-羟基新苦参碱的方法,包括以下步骤:将苦参原料依次通过回流提取、减压浓缩、调节pH至3~4、萃取、
硅胶拌样、正相硅胶柱层析和氧化
铝柱层析,最终结晶处理得到17-羟基新苦参碱。
[0013] 具体地,本发明提供了从苦参中提取17-羟基新苦参碱的方法,包括以下步骤:
[0014] A.回流提取
[0015] 以苦参干燥根和植株作为原料,
粉碎后用75~80%的乙醇加热至75~90℃回流提取2~3次,得到提取液;
[0016] B.减压浓缩
[0017] 将步骤A得到的提取液经过减压至-0.08~-0.09MPa浓缩至无醇,得到浓缩液;
[0018] C.调节pH
[0019] 将步骤B得到的浓缩液调节pH至2.5~3.5;得到酸性溶液;其目的是在于让生物碱类物质在酸性环境下成盐溶于溶液中。
[0020] D.萃取
[0021] 将步骤C得到的酸性溶液静置20~40h后过滤,滤液采用乙醇乙酯萃取,萃取后的水相调节pH至9~10,得到碱性溶液;其目的是让生物碱类物质在碱性环境下由盐变为游离态在溶液中。
[0022] E.硅胶拌样
[0023] 采用二氯甲烷将步骤D得到的碱性溶液进行萃取,萃取后的水相减压至-0.07~-0.09MPa后浓缩至浸膏Ⅰ;浸膏Ⅰ用硅胶拌样得到硅胶拌样物;
[0024] F.正相硅胶柱层析
[0025] 取步骤E得到的硅胶拌样物进行正相硅胶柱层析,将含有目标化合物的收集液合并后得到收集液Ⅰ,将收集液Ⅰ减压浓缩至浸膏Ⅱ;在判断是否有目标化合物时,用生物碱的专属
显色剂显色。
[0026] G.正相氧化铝柱层析
[0027] 采用二氯甲烷将步骤F中得到的浸膏Ⅱ分散,即加入二氯甲烷使其粘稠的浸膏不粘稠,然后经正相中性氧化铝柱层析,将含有目标化合物的收集液合并得到收集液Ⅱ。在判断是否有目标化合物时,用生物碱的专属显色剂显色。
[0028] H.结晶
[0029] 将步骤G得到的收集液Ⅱ经减压浓缩干得到固体,且没有有机
试剂挥发出来。再对固体用正己烷-乙醇重结晶,具体是指用溶剂溶解过滤后再减压浓缩为过饱和溶液得到白色针晶;再用中速
滤纸减压过滤、干燥后得到17-羟基新苦参碱。
[0030] 步骤H中的干燥是指在40~45℃的
温度下,恒温鼓
风干燥至恒重。
[0031] 在本发明的步骤A中,原料粉碎后的目数为40目。加热回流提取时,乙醇的重量为原料的6~12倍。
[0032] 在本发明的步骤B中,将提取液减压浓缩至无醇后,将得到的浓缩液静置至23~25℃。
[0033] 在本发明的步骤C中,采用0.1%HCl调节浓缩液的pH。之所以采用
盐酸,是因为盐酸为挥发性酸、容易去除,不会残留。
[0034] 在本发明的步骤D中,采用
氨水调节水相的pH。之所以采用氨水,是因为氨水为挥发性碱、容易去除,不会残留。
[0035] 在本发明的步骤E中,硅胶拌样时的目数为60~80目。硅胶的
质量为浸膏质量的2~3倍,保证拌样的均匀性。
[0036] 在本发明的步骤F中,正相硅胶柱层析的条件包括:
[0037] 填料:10~20倍硅胶。
[0038] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=10~4:1。
[0039] 展开剂:二氯甲烷:甲醇:氨水=2~3:1~2:0.1。
[0041] 在本发明的步骤G中,正相中性氧化铝柱层析的条件包括:
[0042] 填料:10~20倍中性氧化铝。
[0043] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=4~5:1。
[0044] 展开剂:正己烷:乙醇:氨水=2~3:1~2:0.1。
[0045] 显色剂:碘化铋钾试液显色。
[0046] 与现有技术相比,本发明具有的有益效果是:
[0047] (一)本发明以苦参干燥根、植株为原料,采用乙醇回流提取、减压浓缩、调节pH至3~4、萃取、硅胶拌样、正相硅胶柱层析和氧化铝柱层析,选择了特定的控制参数,采用了特定的步骤,最终结晶处理得到一种新的具有药理活性的化合物,其分子式为C15H24N2O2,命名为17-羟基新苦参碱。
[0048] (二)17-羟基新苦参碱对人宮颈癌Hela细胞生长具有很好的抑制效果,因此本发明提出了17-羟基新苦参碱在研制或者制备抗肿瘤药物上的应用。
[0049] (三)本发明还提出了17-羟基新苦参碱还具有广泛的抗菌、抗炎、抗过敏、抗肿瘤、抗心率失常、消肿利尿、免疫集生物调节等作用,能够将其运用到相应的药物制备上。
[0050] (四)本发明17-羟基新苦参碱的提取率可以控制在60%以上,17-羟基新苦参碱的纯度可以控制在98%以上。
附图说明
[0051] 图1是17-羟基新苦参碱的NMR数据归属(CDCl3,600MHz,TMS,δppm,J=Hz)。
[0052] 图2是17-羟基新苦参碱的提取率报告。
[0053] 图3为17-羟基新苦参碱的HPLC分析纯度图谱。
[0054] 图4为保留时间、面积、峰高信息图。
具体实施方式
[0055] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的
实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
[0056] 实施例1
[0057] 本发明公开了从苦参中提取得到17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱的结构式为:
[0058] 。
[0059] 17-羟基新苦参碱的熔点为147~148℃,分子式为C15H24N2O2,分子量为264。分析如下:
[0060] 根据所述化合物的电喷雾电离质谱ESI-MS显示:正离子265.19[M+H]+,529.38[2M+H]+,299.13[M+Cl]-;即该化合物分子量为264;且高分辨质谱给出的准分子离子峰为:265.1895[M+H]+,再通过生物碱的特征显色:改良碘化铋钾显砖红色斑点;以及核磁给出的
碳与氢的
信号,以及计算值为(C15H24N2O2+H)265.1949,可以确定其分子式为C15H24N2O2。
[0061] 13CNMR给出了15个碳信号,结合DEPT135°,δ172.2为季碳信号,δ81.1,55.3,54.6,37.4,31.3为次甲基碳信号,δ53.0,47.0,32.7,28.4,27.4,24.1,21.2,18.0,17.4为亚甲基碳信号。其中δ172.2为酮羰基碳信号;及包括9个亚甲基,5个次甲基和1个连氧季碳;上述数据表明化合物可能为苦参碱型生物碱。在1H NMR谱多出一个连氧次甲基质子信号δ:5.49(1H,m,H-17),表明该化合物有一羟基取代;CNMR谱显示C-17向低场位移至δc:81.1,根据与氧同碳的次甲基质子δ5.49(1H,m)信号的半峰宽值(约为22Hz)确定羟基为平伏(a)取向。
NOE差谱照射δ5.49的次甲基质子,引起δ3.65(1H,m)处的H-11信号产生增益,表明羟基在17位取代,同时进一步证明羟基为α取向。
[0062] 根据HSQC与HMBC,δH 2.29-2.37(δC 32.7)与δC172.2,18.0相关,δH 1.70(δC 18.0)与δC32.7,28.4相关,δH 3.17(δC 55.3)与δC31.3,28.4相关,δH 2.02(δC 31.3)与δC53.0,24.1相关,δH 2.54-2.70(δC37.4)与δC81.1,27.4,53.0相关,δH 1.30-1.90(δC 24.1)与δC31.3,21.19相关,δH 1.82(δC 17.4)与δC27.4,54.6相关,δH 1.88-2.34(δC 21.2)与δC24.1,47.0相关;可以确定出各个碳连接的
位置,在通过H-HCOSY与NOESY可确定其氢的取向。
[0063] 通过核磁二维HSQC,HMBC,H-HCOSY,NOESY等分析技术手段,对该化合物碳氢进行了全归属(见
说明书附图1),并根据它们的相关性,确定该化合物的结构。
[0064] 通过以上数据分析,该化合物为(41R,7aR,8R,13aR,13bS)-8-hydroxydodecahydro-1H,5H,10H-dipyrido[2,1-f:3′,2′,1′-ij][1,6]naphthyridin-10-one)。
[0065] 实施例2
[0066] 17-羟基新苦参碱具有明显的生物活性,如解热、止泻、抗病原体、抗炎、抗肿瘤、抗过敏及抗
心律失常作用等,其药物用途有抑制肿瘤细胞的生长。
[0067] 对17-羟基新苦参碱进行抑制肿瘤细胞实验如下:
[0068] 用MTT法测定化合物对人宮颈癌细胞(Hela细胞)的抑制效果。把培养好的宮颈癌瘤细胞制成单细胞悬液,用细胞板计数并稀释至细胞浓度为1×105个/mL.于96孔板中接种细胞,每孔80uL。另设2孔无细胞、仅有80uL培养液[Dulbecco’s modified Eagle’s media(DMEM,Gibeo,USA)+10%新生
牛血清]的用于仪器调零的空白对照孔。置37℃,5%CO2的
培养箱中培养24h,然后加入20uL用培养液稀释好的样品。同时,往阳性对照孔加20uL
顺铂,往阴性对照孔和空白对照孔各加入20uL培养液。继续培养72h,每孔加10uL5mg/mL MTT。37℃反应4h,每孔加100uL 10%SDS-0.01moL/L HCl溶液过夜。酶标仪比色测定(测定
波长570nm,参考波长655nm)。对肿瘤细胞的抑制率计算方法为(阴性对照组0D值-实验组OD值)/(阴性对照组0D值-空白组OD值)×100%。采用SPSS
软件计算IC50值。实验表明,化合物对宮颈癌瘤细胞的IC50值为0.162mM,化合物显示了较强的抑制宮颈癌瘤细胞的活性。
[0069] 由此可见,本发明涉及的17-羟基新苦参碱可作为抗肿瘤药物或其他生物活性先导物,具有抑制肿瘤细胞生长的用途。因此,可以将17-羟基新苦参碱运用到相关的药物制备上。
[0070] 实施例3
[0071] 本实施例提出了一种从苦参中提取的17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱呈不色固体,熔点为147-148℃,分子量为264,分子式为C15H24N2O2;具体结构式如实施例1所示。
[0072] 本发明所述方法提取17-羟基新苦参碱,提取率可以控制在60%以上,具体如说明书附图2所示。
[0073] 17-羟基新苦参碱的纯度可以控制在98%以上。具体如图3所示。其中有三个峰重叠距离较近,其峰高等数据如图4所示。
[0074] 17-羟基新苦参碱是从苦参干燥根中分离提纯而得到的,具体提取步骤如下。
[0075] 以苦参干燥根、植株为原料,粉碎后用80%乙醇加热回流提取,再经减压浓缩后得到浓缩液体。
[0076] 将浓缩液体用0.1%HCl溶液调节PH值至3;静置24h后过滤,滤液用乙酸乙酯萃取后的水相,用氨水调PH值至10;用二氯甲烷萃取后的水相;减压浓缩至浸膏Ⅰ用硅胶拌样,取硅胶拌样物进行正相硅胶柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅰ合并后,减压浓缩至浸膏Ⅱ。
[0077] 将所得浸膏Ⅱ用二氯甲烷分散,经正相中性氧化铝柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅱ合并后,再经减压浓缩干得到固体,再对固体用正己烷-乙醇重结晶,得到白色针晶;过滤、干燥后得到17-羟基新苦参碱。
[0078] 实施例4
[0079] 本实施例提出了一种从苦参中提取的17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱呈不色固体,熔点为147-148℃,分子量为264,分子式为C15H24N2O2;具体结构式如实施例1所示。
[0080] 17-羟基新苦参碱是从苦参干燥根中分离提纯而得到的,具体提取步骤如下。
[0081] 以苦参干燥根、植株为原料,粉碎后用其重量6倍的浓度为80%W/W的乙醇进行加热回流提取3次,再经减压浓缩至无醇后,将得到浓缩液体静置至室温。
[0082] 将浓缩液体用0.1%HCl溶液调节PH值至3;静置24h后过滤,滤液用乙酸乙酯萃取后的水相,用氨水调PH值至10;用二氯甲烷萃取后的水相;减压浓缩至浸膏Ⅰ,使用其质量2倍的硅胶拌样,取硅胶拌样物进行正相硅胶柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅰ合并后,减压浓缩至浸膏Ⅱ。其中,正相硅胶柱层析的条件包括。
[0083] 填料:10倍硅胶。
[0084] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=10:1~4:1。
[0085] 展开剂:二氯甲烷:甲醇:氨水=2:1:0.1。
[0086] 显色剂:碘化铋钾试液显色。
[0087] 将所得浸膏Ⅱ用分散,经正相中性氧化铝柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅱ合并后,再经减压浓缩干得到固体,再对固体用正己烷-乙醇重结晶,得到白色针晶;过滤、干燥后得到17-羟基新苦参碱。
[0088] 其中,正相中性氧化铝柱层析的条件包括。
[0089] 填料:10倍中性氧化铝。
[0090] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=5:1。
[0091] 展开剂:正己烷:乙醇:氨水=2:1:0.1。
[0092] 显色剂:碘化铋钾试液显色。
[0093] 实施例5
[0094] 本实施例提出了一种从苦参中提取的17-羟基新苦参碱,17-羟基新苦参碱呈不色固体,熔点为147-148℃,分子量为264,分子式为C15H24N2O2;具体结构式如实施例1所示。
[0095] 17-羟基新苦参碱是从苦参干燥根中分离提纯而得到的,具体提取步骤如下。
[0096] 以苦参干燥根、植株为原料,粉碎后用其重量12倍的浓度为80%W/W的乙醇进行加热回流提取2次,再经减压浓缩至无醇后,将得到浓缩液体静置至室温。
[0097] 将浓缩液体用0.1%HCl溶液调节PH值至3;静置24h后过滤,滤液用乙酸乙酯萃取后的水相,用氨水调PH值至10;用二氯甲烷萃取后的水相;减压浓缩至浸膏Ⅰ,使用其质量3倍的硅胶拌样,取硅胶拌样物进行正相硅胶柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅰ合并后,减压浓缩至浸膏Ⅱ。其中,正相硅胶柱层析的条件包括。
[0098] 填料:20倍硅胶。
[0099] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=10:1~4:1。
[0100] 展开剂:二氯甲烷:甲醇:氨水=2:1:0.1。
[0101] 显色剂:碘化铋钾试液显色。
[0102] 将所得浸膏Ⅱ用分散,经正相中性氧化铝柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅱ合并后,再经减压浓缩干得到固体,再对固体用正己烷-乙醇重结晶,得到白色针晶;过滤、干燥后得到17-羟基新苦参碱。
[0103] 其中,正相中性氧化铝柱层析的条件包括。
[0104] 填料:20倍中性氧化铝。
[0105] 脱洗剂:二氯甲烷:甲醇=5:1。
[0106] 展开剂:正己烷:乙醇:氨水=2:1:0.1。
[0107] 显色剂:碘化铋钾试液显色。
[0108] 实施例4:
[0109] 本实施例提出了一种从苦参中提取17-羟基新苦参碱的方法,具体提取步骤如下。
[0110] 以500g苦参干燥根、植株为原料,粉碎后用其重量6倍的浓度为80%W/W的乙醇进行加热回流提取5次,再经减压浓缩至无醇后,得到300ml浓缩液体并静置至室温。
[0111] 将浓缩液体用0.1%HCl溶液调节PH值至3;静置24h后过滤,滤液用乙酸乙酯萃取后的水相,用氨水调PH值至10;用二氯甲烷萃取后的水相;减压浓缩至浸膏Ⅰ,使用其质量3倍的硅胶拌样,取将所得的硅胶拌样物进行正相硅胶柱层析,将含有目标化合物的收集液Ⅰ合并后,减压浓缩至浸膏,浸膏重5g。
[0112] 上述正相硅胶柱层析的条件包括有:以10倍的硅胶为填料,湿法装柱,干法上样,用二氯甲烷:甲醇=10:1~4:1为洗脱剂进行常压洗脱,分管收集,每管约100ml,薄层层析:以二氯甲烷:甲醇:氨水(2:1:0.1)为展开剂,碘化铋钾试液为显色剂,显色为砖红色斑点。
[0113] 将所得浸膏用二氯甲烷分散溶解,进行正相氧化铝柱层析,将含有目标化合物的收集液合并后,再经减压浓缩干得到固体1g,再对固体用正己烷-乙醇重结晶,得到白色针晶;过滤、干燥后得到生物碱类化合物0.65g。
[0114] 上述正相中性氧化铝柱层析的条件包括有:以10倍的中性氧化铝为填料,干法装柱,湿法上样,用二氯甲烷:甲醇=5:1为洗脱剂进行常压洗脱,分管收集,每管约100ml,薄层层析:以正己烷:乙醇:氨水(2:1:0.1)为展开剂,碘化铋钾试液为显色剂,显色为砖红色斑点。
[0115] 经上述方法由苦参干燥根、植株中提取得到的17-羟基新苦参碱呈白色固体,熔点为147~148℃,分子量为264,分子式为C15H24N2O2,结构式如实施例1所示。
[0116] 以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。