专利名称：用于萃取桦木酸的改良方法
用于萃取桦木酸的改良方法
背景技术：
本发明是关于一种从磨碎的悬铃木树皮获得高纯度桦木酸的工业规模
方法。桦木酸为下式的3(3-鞋基-羽扇-20(29)-烯-28-酸
已知，桦木酸具有抗黑素瘤细胞生长的作用(例如Pisha等人，Nature Medicine 1, 1995， 1O46页)以及抗其他癌细胞的作用(例如Sunder等人，美国 专利US 6.048.847)。此外，还可使用其衍生物以抗击HIV(例如Evers等人，J. Med. Chem. 39, 1996， 1056页;Soler等人，J. Med. Chem. 39， 1996， 1069页或 Butler, Nat. Prod. Rep., 2005, 22, 162页)。因此非常需要桦木酸。
除合成产生(例如L. Ruzicka等人，Helv. Chim. Acta 21, 1938, 1076页)之 外，桦木酸也可获自各种植物，尤其为树木，例如尸/cmmm'a 的 树皮(例如Herz等人，Phytochemistry 11， 1972, 3061页)，优材草莓树04Hm^s we"z^s")的树皮(Robinson等人，Phytochemistry 9, 1970， 907页)及毛叶参树 mawn."awa)的才对皮(例长口 Pisha等人，Nature Medicine 1， 1995， 1046页)。
然而，难以将桦木酸自这些原料中分离。 一更具希望的前景为自悬铃 木(planetree)的树皮(bark)及/或皮层(cortex)将其回收。DE 197 13 768提出一 种回收桦木酸的方法，在该方法中将自悬铃木皮层所获得的粉末用中等极 性(medium-polarity)溶剂(例如二氯甲烷、氯仿或乙醚)萃取。
然而，由于必须使用极大量的中等极性溶剂来萃取桦木酸(对150g粉末 状悬铃木树皮要使用7升二氯曱烷)，因此该方法不适于大量桦木酸的工业回收。此外，在流体静压(hydrostatic pressure)下于玻璃柱中进行的萃取不适 于大量生产，且自安全角度来看也存在问题。
Bruckner等人，J. Chem. Soc. 1948, 948-951描述了 一种自悬铃木树皮获 取桦木酸的方法，在该方法中将磨成粉的树皮用曱醇萃取，将所得萃取物 浓缩且将浓縮物在炭存在下自曱醇中多次结晶。然而，由此所获得的桦木 酸仍含有多种杂质。
WO 03/066659公开了 一种自经磨碎的悬铃木树皮的曱醇萃取物中获取 桦木酸的方法。以所使用悬铃木树皮计，以粗形式所获得的产率为2.3%, 即使进行包括用正己烷搅拌该萃取物的另外纯化步骤，也不具有所需纯度。
因此，本发明的目标是提供一种自悬铃木树皮获取桦木酸的改良方法， 该方法也可用于工业规模。
发明详述
现已惊人发现，使用根据本发明的方法可显著增加转化率水平。此外， 通过避免使用色镨物质可保持低废料量。
因此，本发明是基于通过萃取经磨碎的悬铃木树皮及/或悬铃木皮层获 取高纯度桦木酸的改良方法，该方法的特征在于用由曱苯、二曱苯或曱苯/ 二曱苯(优选为曱苯或二曱苯)及以下各物所组成的溶剂混合物进行萃取
* 一或多种d-6醇，或 *乙酸酯，或
* C3.6酮。
尤其优选使用曱苯或二曱笨与以下各物的溶剂混合物 *曱醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、^又丁醇、正戊醇、(+-)-2-戊醇或3-戊醇，或
*乙酸曱酯、乙酸乙酯、乙酸2-丙酯，或 丙酮、曱基乙基酮或曱基-2-丁基酮。
优选的溶剂混合物由曱苯及两种选自曱醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正 丁醇、叔丁醇、正戊醇、(+-)-2-戊醇或3-戊醇的醇类所组成。尤其优选地， 该溶剂混合物由甲苯、甲醇及第二醇(乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、叔 丁醇、正戊醇、(+-)-2-戊醇或3-戊醇)组成，尤其优选由曱苯、曱醇及(+-)-2-戊醇组成。在该方法的最优选变体中，所用溶剂混合物极易回收，因而在循环过程中的溶剂损耗小；已证明曱苯与上述醇的比率介于80:20与95:5 之间尤其适于该目的。
尤其优选为以上方法，其中在萃取之前将悬铃木树皮以水润湿。 一方 面，此可改良悬铃木树皮的可加工性，且另一方面可避免因粉尘造成的环 境污染。
上述方法可连续或以分批处理进行，但优选的上述方法中的萃取是连 续进行的方法。
优选地，该方法在0.2mV小时至6mV小时的溶剂混合物流速下，在2 小时至48小时、优选5小时至35小时、尤其15小时至25小时的时间内 进行。可使用尺寸及结构可变的一系列萃取设备。用于萃取的粉末状悬铃 木树皮的日平均量可介于500kg与8吨之间。
尤其优选为以上方法，在该方法中萃取是于温度为20至110。C、优选 40至90。C、尤其优选50至70。C下进行。
为自粗萃物获取桦木酸，该方法还包括另外的步骤。因此，优选为以
上方法，在该方法中相继进行以下用于分离桦木酸的步骤
a) 如权利要求1至4中的任一项，在溶剂混合物中萃取悬铃木树皮；
b) 自萃取物中去除溶剂混合物；
c) 将残余物溶解于适当溶剂中；
d) 从滤液中沉淀桦木酸。
步骤c)中的适当溶剂可为CM氯代烷烃或乙酸酯与Cm醇的混合物。
优选氯代烷烃为二氯甲烷及氯仿，优选乙酸酯为乙酸曱酯、乙酸乙酯、乙 酸2-丙酯且优选醇为曱醇、乙醇及2-丙醇。尤其优选为二氯曱烷与曱醇的 5:1至1:2、优选3:1至1:1、尤其优选2:1至1.5:1比率的混合物。基于固体 残余物，使用适当量的溶剂或溶剂混合物。优选比率为每千克固体5至30 升，尤其优选16至20升。接着，桦木酸的沉淀优选通过在5至50小时、 优选5至20小时、尤其优选10至15小时的时间内，使滤液緩慢冷却至-15 至1(TC、优选-10至10。C、尤其优选0至l(TC来进行。接着，使用该项技 术中已知的方法(吸滤器、离心机、倾析器、压滤器、过滤干燥器等)自母液 中分离出固体状的经纯化的桦木酸且将其干燥。如此经纯化的桦木酸仍会 含有多达10%的溶剂。
另 一 中间步骤可明显提高桦木酸的纯度且使进一步加工更容易。在优选的上述方法中，在步骤b)与c)之间进行以下步骤
bl)将残余物悬浮且溶解于丙醇、丁醇或其混合物中； b2)与过滤物质或抽滤物质混合； b3)过滤悬浮液；
b4)从过滤的萃取物中沉淀粗桦木酸。
步骤M)至b4)可任选进行一次或若干次。优选地，步骤bl)中的悬浮是 在丙醇、尤其在2-丙醇中进行。每千克无溶剂萃取物可使用10至50升、 优选15至25升、尤其优选17至19升的体积的溶剂。优选地，来自步骤 b3)的滤液在步骤b4)的沉淀发生之前通过蒸发来浓缩，尤其优选为相对于待 形成或所期望的固体而言稀释度为1:12至1:36。优选地，该沉淀在5至50 小时、优选5至20小时、尤其优选10至15小时的时间内，通过将滤液緩 慢冷却至-15至15°C、优选-5至15。C、尤其优选5至15。C来进行。接着， 可使用该项技术中已知的方法(吸滤器、离心机、倾析器、压滤器、过滤干 燥器等)自母液中分离出固体状的粗桦木酸且将其干燥。如此所获得的粗桦 木酸仍含有多达15%的溶剂。
优选地，上述过滤物质或抽滤物质由活性碳及/或硅藻土组成。 可使用可变量的过滤物质或抽滤物质。对过滤或抽滤物质在纯化步骤 中的合理使用量是普通技术人员所熟知的。
术语与定义
如在上文及下文中所使用，术语"桦木酸"包括桦木酸本身与其水合 物及溶剂合物，优选地桦木酸已用0.5至2当量的溶剂进行溶剂化。
在本发明的范畴内，悬铃木属(Platanus)的所有种类均为适用的。经证 明尤其适用的悬铃木为美洲梧桐(一球悬铃木，P/ato"w occ^e"to/z》)、东方 梧;f同(三3求悬铃木，户/atowtw on'e"ta/^)、 克尔悬铃木(Kerr，s plane, 尸/ato"ws A:ern7)、 墨西哥悬铃木(Mexican plane , 户/ato"ws 、 力口州梧桐
(Californian sycamore ， 尸/flto"w "acewoja)及亚利桑那梧^同(Arizona sycamore)CP/atomw wn'g/zW)。然而，悬铃木的亚属以及源自属及亚属的杂种， 诸如淡才宗色叶、普通或伦敦梧桐(London plane , 尸/ato"w x acen/o"a/flcen/o//a， 一球悬铃木与三球悬铃木的杂种)，也适用作获取桦木 酸的起始物质。术语"d-4醇"指具有1至4个碳原子及一或两个羟基的支链及非支链
醇。实例包括曱醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇或 叔丁醇。在某些状况下，上述分子也用缩写MeOH、 EtOH、 w-PrOH、 2-PrOH、 ";BuOH、 z'-BuOH、 /-BuOH。除非另有说明，否则丙醇及丁醇定义包括所述 基团的所有可能异构形式。因此，例如丙醇包括正丙醇及2-丙醇，丁醇包 括异丁醇、仲丁醇及叔丁醇等。
术语"CL4氯代烷烃"指由一或多个氯原子取代的具有1至4个碳原子
的支链及非支链烷烃。这些氯代烷烃的实例包括二氯曱烷及氯仿。
术语"C3-6酮"指在非末端的碳原子处由氧代基取代的具有3至6个碳 原子的支链及非支链烷烃。这些酮的实例包括丙酮、曱基乙基酮及曱基-2-
丁基酮。
用于本发明的目的的术语二曱苯可为邻-二曱苯、间-二曱苯及对-二曱 苯以及任选的乙苯的混合物。然而，理论上，也可使用纯异构体溶剂。
实施例
1A悬铃木树皮萃取物的制备
为在工业规模上萃取粉末状悬铃木树皮，使用由三个萃取器、纯馏出 物接收器及蒸发器组成的成套萃取装置。为使该装置满负载，将用于各萃 取器的混合器中混合650kg粉末状悬铃木与260升水在且传送带导入在各 自的萃取器。接着以2.51113温曱苯/(+-)-2-戊醇/曱醇混合物(88:7:5)加满各个 萃取器。将加热至60匸的甲苯/(+-)-2-戊醇/曱醇混合物(88:7:5)以2mV小时的 流速、自该纯馏出物接收器开始、经三个串联的萃取器抽出。也自系统将 每小时2 m3萃取物馈入蒸发器中且通过溶剂混合物的馏出而浓缩于其中。
利用相分离器使所获得的馏出物脱除随其馏出的水，且通过气相色谱 法分析有机相。若需要，则通过添加新制曱醇或(+-)-2-戊醇将曱苯/(+-)-2-戊醇/曱醇的有机相的组成再调节为88:7:5。将以此方式再循环的曱苯 /(+-)-2-戊醇/甲醇混合物馈入纯馏出物接收器且将其温度调节为6(TC。
20小时之后，停止萃取过程。将萃取器中所含的残余萃取物抽出，且 同时在蒸发器中蒸发。将所获得的全部量的萃取物浓缩至1300升的体积。 通过测定残余物所估量的萃取物的总含量为61 g/1 。IB获取粗态桦木酸
将1300升根据实施例1A所获得的萃取物自蒸发器抽至蒸馏装置中， 接着蒸干且将残余物悬浮于560升的2-丙醇中。再蒸干且接着将蒸馏残余 物与1430升的2-丙醇一起在常压下回流30分钟。将悬浮液与llkg硅藻土 及24kg活性碳混合，且经由压滤器热过滤至结晶器中，且将蒸馏装置及压 滤器以20升的2-丙醇冲洗。自2-丙醇溶液中馏出240升的2-丙醇且接着将 结晶器的内含物冷却至l(TC过夜。将所得悬浮液抽滤，将固体以48升的 2-丙醇洗涤，且接着在真空干燥橱中于55。C下干燥。通过蒸馏回收2-丙醇。
获得43.4kg粗态桦木酸。
M.p. 309-310°C;桦木酸含量(HPLC-UV): 83.9%; 2-丙醇含量^HNMR): 10.5%。
1C获取純态的桦木酸
在蒸馏装置中将43.4kg根据实施例1B所获得的粗桦木酸与930升二 氯曱烷及325升曱醇一起加热回流且溶解。使混合物冷却至3(TC且添加 22kg活性碳与llkg硅藻土于65升曱醇中的悬浮液。再次将装置的内含物 加热至沸腾，经压滤器热过滤至结晶器中，且将蒸馏装置及压滤器以50升 二氯曱烷沖洗。在常压下馏出630升滤液，且接着将装置的内含物冷却至5 。C过夜。使用离心机将所沉淀的固体分离出，于5。C下以44升曱醇喷啉且 接着在真空干燥橱中于50。C下干燥。获得28.9kg纯桦木酸。
M.p. 308-310°C;桦木酸含量(HPLC-UV): 93.8%; 二氯曱烷含量('H NMR): 2.1%;曱醇含量(^HNMR): 2.3%。
权利要求
1.一种通过萃取磨碎的悬铃木树皮及/或悬铃木皮层来获取高纯度桦木酸的改良方法，其特征在于该萃取使用甲苯、二甲苯或甲苯/二甲苯及以下各物所组成的溶剂混合物来进行●一或多种C1-6醇，或●乙酸酯，或●C3-6酮。
2. 如权利要求1的方法，其特征在于在萃取之前，用水将悬铃木树皮 润湿。
3. 如权利要求1或2的方法，其特征在于该萃取是连续进行的。
4. 如权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于该萃取是在20至 ll(TC的温度下进行。
5. 如权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于相继进行以下步骤 以分离桦木酸a) 如权利要求1至4中的任一项，在溶剂混合物中萃取悬铃木树皮；b) 自萃取物中去除溶剂混合物；c) 将残余物溶解于适当溶剂中；d) 从滤液中沉淀桦木酸。
6. 如权利要求5的方法，其特征在于在步骤b)与c)之间进行以下步骤 bl)将残余物悬浮且溶解于丙醇、丁醇或其混合物中；b2)与过滤物质或抽滤物质混合； b3)过滤悬浮液；b4)从过滤的萃取物中沉淀粗桦木酸。
7. 如权利要求6的方法，其特征在于该过滤物质或抽滤物质由活性碳 及/或硅藻土组成。
全文摘要
本发明是关于一种自经磨碎的悬铃木树皮获取高纯度桦木酸的大规模工业方法。桦木酸为如右式的3β-羟基-羽扇-20(29)-烯-28-酸。
文档编号C07J63/00GK101287745SQ200680038178
公开日2008年10月15日 申请日期2006年10月12日 优先权日2005年10月12日
发明者卡斯滕·H·帕德, 赫伯特·格雷夫, 马库斯·J·苏默尔, 马库斯·海茨曼 申请人:贝林格尔英格海姆法玛两合公司