专利名称：从麦角中分离麦角生物碱的方法
技术领域：
本发明涉及一种麦角生物碱的提取和提纯方法，特别涉及从真菌麦角茵(Claviceps purpurea)中提取和提纯麦角肽生物碱。
背景技术：
麦角肽生物碱(也称为ergopeptines)是用于制药的天然产物。已知它们本身(例如麦角胺)或其氢化形式如其二氢化衍生物例如二氢麦角胺、二氢麦角克碱等具有治疗价值。此外，它们是已知用于某些半合成药物例如麦角溴烟酯、培高利特等的半合成的起始化合物。
肽型麦角生物碱由麦角茵产生，该茵可在寄生条件(以黑麦为寄生植物野外生长)或腐生条件(即发酵)下培养。尽管从野生麦角和发酵肉汤中分离麦角肽生物碱所采用的方法有共同的特征(即相似的溶剂和提纯技术)，但原料性质明显不同。
以前已描述了一些提取麦角的方法。主要用于大规模分离麦角生物碱的各种方法区别在于所采用的溶剂。例如，较老的方法采用含水乙醇或甲醇(参见DP 47 315和DP 697 760)，较新的方法采用氯代烃(参见DE 2 113 281、DE 2 637 764、和DD 10 059)、二乙醚(参见CS 264880和CS 264 881)、丙酮(参见DE 1 695 986)、甲基异丁基酮(参见BE 891 421)或乙酸乙酯(参见DE 2 949 593和EP 22 418)。但是，其中一些溶剂目前因为安全性和生态问题不适合大规模工艺(例如二乙醚和氯代烃)。此外，其中一些溶剂的选择性不足以生产纯度足够用于制造的麦角生物碱，例如含水甲醇、含水乙醇、和丙酮。
麦角还含有多达30％的油和其它类脂类。以前的方法利用溶剂提取麦角的其它组分(主要是油)，必然需要进行生物碱与相伴类脂类的分离操作。但并非所有已知的溶剂都适合通过液-液萃取直接除去类脂类，因而包括通过蒸发使初提液浓缩和使残渣溶于另一溶剂在内的分离步骤使工艺的复杂性增加。此外，使包含油和其它惰性组分的初提液蒸发对提取的生物碱是有害的。
天然麦角肽生物碱是麦角酸的衍生物，容易异构化成异麦角酸衍生物(所谓异麦角肽生物碱(ergopeptinines))。该事实通常使麦角肽生物碱的分离变得复杂，因为由麦角得到的初提液总含有麦角肽生物碱和异麦角肽生物碱的混合物，难以获得结晶产品，从而排除了结晶技术这一有效的提纯手段。因而，仍需要采用安全而且环境友好的溶剂同时提纯操作简单而且有效(例如结晶)的大规模分离麦角生物碱的方法。
发明概述本发明提供一种从麦角中提取麦角生物碱的新方法。
本发明还提供一种以高收率和质量提供麦角生物碱的提纯麦角提取液的新方法。
本发明人发现可用甲苯和乙醇的混合物以高收率提取麦角，从而获得这些和以下详述中体现出的其它优点。其它优点包括但不限于能利用相对良性的溶剂提纯麦角提取液和本发明较简单的工艺能放大至工业量。
发明详述本发明涉及采用相对安全而且环境可接受的溶剂通过简单有效的提取方法从麦角，即麦角茵中分离麦角生物碱。本发明的一种实施方案中，用甲苯/乙醇混合物提取麦角形成初提液。此初提液可进一步经液-液萃取进一步分离和提纯初提液中得到的麦角生物碱。
优选所述提取用甲苯/乙醇混合物包含约5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、至30％乙醇(v/v)。乙醇浓度低于5％时，则不能有效地从麦角中提取麦角生物碱。乙醇用量的上限是基于所要的提取选择性。例如，乙醇越多导致提取出更多极性的惰性组分，初提液的深加工越难。更优选所述提取混合物中存在10-20％乙醇(v/v)。
有利的是该提取方法的温度不限，因为在高温下可能发生的通常不希望的麦角肽生物碱的异构化不妨碍所要产品的结晶。不过，温度高于约50℃不是很经济。一种优选实施方案中，在约20、25、30、35、40、45、至50℃之间的温度范围内用甲苯/乙醇混合物提取麦角，环境温度是优选的。
另一种实施方案中，使初提液经历采用酸水溶液的液-液萃取。初提液的液-液萃取利于使通常极性更大的亲水性生物碱与极性小的疏水性油和类脂类分离。因此，利用含酸的水溶液进行的初提液的液-液萃取使麦角生物碱转移至水溶液中而油留在初提液中。则可很容易地使现在生成的水提液(含有生物碱)与初提液分离，更有助于生物碱的分离和提纯。任何酸都可与所述水溶液一起使用。盐酸是优选的，因为麦角肽生物碱盐酸化物在盐酸水溶液中的溶解度高。
另一种实施方案中，可在所述水溶液中加入醇以防止或减少其中形成乳化液。发现在某些条件下所述水溶液可形成乳化液，导致分离生物碱的能力下降。因而，可在所述水溶液中加入抑制乳化量的醇或类似功能的溶剂提高效果。例如，可在用于从初提液中提取生物碱的含盐酸水溶液中加入乙醇。所述水溶液中酸的浓度无关紧要，但该溶液优选含有至少一当量的酸以定量地从初提液中提取生物碱。例如，所述酸的水溶液优选包含约30至60％(v/v)的水、约70至40％(v/v)的乙醇和约0.05至1.0％(w/w)的酸。所述酸的水溶液更优选包含约40-50％(v/v)的水、约60-50％(v/v)的乙醇和约0.1-0.3％(w/w)的酸。所述酸的水溶液甚至更优选包含约50％(v/v)的水、约50％(v/v)的乙醇和约0.2％(w/w)的酸或者约40％(v/v)的水、约60％(v/v)的乙醇和约0.2％(w/w)的酸。
另一种实施方案中，使所得水提液呈碱性(例如pH＞7.0)，从而促使生物碱在另一液-液萃取中转移至有机溶剂中。这可用任何碱性水溶液完成，例如用氢氧化钠水溶液、更优选5％氢氧化钠水溶液(w/w)。
另一种实施方案中，使碱度已升至7.0以上的水提液经历用甲苯进行的液-液萃取。此液-液萃取步骤所得甲苯提取液几乎仅含有麦角生物碱，因而命名为提纯的甲苯提取液。
另一种实施方案中，使所述提纯的甲苯提取液部分蒸发。此部分蒸发旨在形成结晶产品。已发现某些生物碱即麦角胺和麦角克碱可仅通过甲苯提取液蒸发获得结晶产品。所述有机溶剂可能含有麦角肽生物碱和异麦角肽生物碱混合物这一事实对这些产品的结晶没有不利影响，因为得到相应麦角肽生物碱和异麦角肽生物碱的结晶混合物，例如麦角胺和麦角异胺的混合物或麦角克碱和麦角异克碱的混合物。不受限于任何理论，显然本发明的提取和提纯技术导致分离出基本上纯态的而且没有抑制结晶的杂质的麦角生物碱。因此，甚至当存在提取生物碱的混合物时，使溶剂部分蒸发后也能获得结晶产品。此外，在高温下可能发生的麦角生物碱的转化如麦角生物碱的异构化似乎不影响溶剂蒸发后所得产品的分离和结晶。因而，在高温下提取对本方法无不利影响。生物碱从甲苯中结晶意外地提供高纯度产品，如实施例1和2中对比第一和第二批生物碱组成所证明。
在某些情况下，发现甲苯提取液可能含有生物碱的混合物，例如麦角毒生物碱的混合物，不限定其结晶能力。所述甲苯提取液的生物碱组成对应于所用麦角菌株产生的生物碱谱。所述甲苯提取液中存在此麦角毒生物碱混合物时，可直接从甲苯中得到几乎不或不结晶的产品。本发明的另一种实施方案中，通过向所述溶液中加入一或多种脂族烃例如C5-C8烃如己烷或庚烷克服此限定。己烷是更优选的烃。此结晶技术不影响生物碱的组成，但仍可能产生不含惰性组分而且适合进一步使用的结晶产品，如实施例3中所证实。
本发明的其它特征将在以下典型实施方案的描述中体现，这些实施方案用于举例说明本发明而不是要限制本发明。
实施例实施例1在逆流状态下用甲苯和乙醇87∶13(v/v)的混合物在旋转木马(carrousel)式连续提取器上提取约20,000kg麦角(麦角克碱茵株GAL 130)。得到约64m3初提液。然后在连续提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)盐酸的乙醇和水1∶1(v/v)的混合物提取所述初提液。得到约28m3水提液。用5％(w/w)氢氧化钠水溶液使所述水提液呈碱性达到约pH 7.3，在连续提取器Westfa1ia上用甲苯提取。得到约16m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸发至约1000kg，滤出所得结晶产品，用甲苯洗涤，在真空干燥器中于60℃和50mbar下干燥3小时，得到152kg第一批粗麦角克碱。使母液蒸发至约400kg并加入1500L工业己烷。滤出沉淀的结晶产品，用工业己烷洗涤并干燥，得到89kg第二批粗麦角克碱。
分析结果
实施例2在逆流状态下用甲苯和乙醇84∶16(v/v)的混合物在旋转木马(carrousel)式连续提取器上提取约20,000kg麦角(麦角胺菌株GAL404)，得到78m3初提液。然后在连续提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)盐酸的乙醇和水6∶4(v/v)的混合物提取所述初提液，得到18m3水提液。用5％(w/w)氢氧化钠水溶液使所述水提液的pH增至7.3呈碱性。然后在连续提取器Westfalia上用甲苯提取。得到30m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸发至约1000kg，滤出所得结晶产品，用甲苯洗涤，在真空干燥器中于60℃和50mbar下干燥3小时，得到约181kg第一批粗麦角胺。使母液蒸发至约100kg，滤出结晶产品，用甲苯洗涤并干燥，从而得到19kg第二批粗麦角胺。
分析结果
实施例3在逆流状态下用甲苯和乙醇87∶13(v/v)的混合物在旋转木马(carrousel)式连续提取器上提取约20,000kg麦角(麦角毒菌株GAL310)。得到约69m3初提液。在连续提取器Westfalia上用含有0.2％(w/w)盐酸的乙醇和水1∶1(v/v)的混合物提取所述初提液，得到27m3水提液。用5％(w/w)氢氧化钠水溶液使所述水提液的pH增至约7.3呈碱性。然后在连续提取器Westfalia上用甲苯提取，得到约17m3甲苯提取液。使甲苯提取液蒸发至约800kg并加入1800L工业己烷。滤出沉淀的结晶产品，用工业己烷洗涤，在真空干燥器中于60℃和50mbar下干燥3小时，得到151kg粗麦角毒碱。
分析结果
本文中仅描述了本发明的优选实施方案及其多种变化的几个实施例。应理解本发明能用于各种其它组合和环境，而且能在本文所表达的发明概念的范围内改变或修改。
权利要求
1.一种从麦角中分离麦角生物碱的方法，该方法包括用包含甲苯和乙醇的混合物提取麦角形成初提液。
2.权利要求1的方法，其中所述混合物包含甲苯和约5-30％(v/v)的乙醇。
3.权利要求2的方法，其中所述混合物包含甲苯和约10-20％(v/v)的乙醇。
4.权利要求2的方法，其中所述提取在约20-50℃的温度下进行。
5.权利要求4的方法，其中所述提取在环境温度下进行。
6.权利要求2的方法，其中所述提取以逆流方式在一组渗滤器上或在连续提取器上进行。
7.权利要求2的方法，还包括用酸的水溶液提取所述初提液使麦角生物碱从初提液转移至水提液中。
8.权利要求7的方法，其中所述酸的水溶液是盐酸的水溶液。
9.权利要求8的方法，其中所述盐酸的水溶液包含约30-60％(v/v)水、约70-40％(v/v)乙醇、和约0.05-1.0％(w/w)HCl。
10.权利要求9的方法，其中所述盐酸的水溶液包含约40-50％(v/v)水、约60-50％(v/v)乙醇、和约0.1-0.3％(w/w)HCl。
11.权利要求8的方法，还包括使所述水提液的pH增加至7.0以上。
12.权利要求11的方法，其中所述增加用添加氢氧化钠水溶液(w/w)完成。
13.权利要求12的方法，其中所述增加通过添加5％氢氧化钠水溶液(w/w)完成。
14.权利要求11的方法，还包括用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麦角生物碱从水溶液中转移出而得到提纯的甲苯提取液。
15.权利要求14的方法，还包括使所述提纯的甲苯提取液中的溶剂部分蒸发形成结晶麦角生物碱。
16.权利要求15的方法，还包括使结晶麦角生物碱与剩余的甲苯分离。
17.权利要求15的方法，还包括甲苯部分蒸发后向浓缩物中加入一或多种C5-C8脂族烃以有助于麦角生物碱结晶。
18.权利要求17的方法，其中所述一或多种C5-C8脂族烃选自己烷和庚烷。
19.权利要求18的方法，其中所述一或多种C5-C8脂族烃为己烷。
20.权利要求17的方法，还包括使结晶麦角生物碱与甲苯/脂族烃混合物分离。
21.权利要求20的方法，包括分离纯度大于90％的结晶麦角生物碱。
22.一种从麦角中分离麦角生物碱的方法，该方法包括a.用包含甲苯和乙醇的混合物提取麦角形成初提液，其中所述混合物包含甲苯和约5-30％(v/v)的乙醇；b.用酸的水溶液提取所述初提液使麦角生物碱从初提液转移至水提液中；c.使所述水提液的pH增至7.0以上；d.用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麦角生物碱从水溶液中转移出而得到提纯的甲苯提取液；e.使所述提纯的甲苯提取液中的溶剂部分蒸发形成结晶麦角生物碱；和f.使结晶麦角生物碱与剩余的甲苯分离。
23.一种从麦角中分离麦角生物碱的方法，该方法包括a.用包含甲苯和乙醇的混合物提取麦角形成初提液，其中所述混合物包含甲苯和约5-30％(v/v)的乙醇；b.用酸的水溶液提取所述初提液使麦角生物碱从初提液转移至水提液中；c.使所述水提液的pH增至7.0以上；d.用甲苯提取所述pH在7.0以上的水提液使麦角生物碱从水溶液中转移出而得到提纯的甲苯提取液；e.使所述提纯的甲苯提取液中的溶剂部分蒸发形成结晶麦角生物碱；f.甲苯部分蒸发后向浓缩物中加入一或多种C5-C8脂族烃以有助于麦角生物碱结晶；和g.使结晶麦角生物碱与剩余的甲苯/脂族烃混合物分离。
全文摘要
通过一种方法以高收率和纯度从麦角中分离麦角生物碱，该方法包括用甲苯/乙醇混合物提取麦角菌即麦角得到初提液。所述初提液可进一步经过两个液－液萃取步骤提纯所述生物碱得到提纯的甲苯提取液。可进一步使甲苯提取液部分蒸发，通过从甲苯或甲苯和脂族烃的混合物中结晶得到结晶产品。
文档编号C07D519/02GK1946728SQ200580012326
公开日2007年4月11日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月20日
发明者L·茨瓦克, J·霍兰, L·罗德 申请人:伊瓦克斯药物公司