一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱单体的方法与流程

1.本发明涉及化工生产技术领域，具体而言，涉及一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱单体的方法。


背景技术：

2.山莨菪碱，常用其氢溴酸盐，为白色结晶或结晶性粉末，无臭。在水中极易溶解。在乙醇中易溶。莨菪碱有明显的外周抗胆碱作用，能对抗乙酰胆碱引起的肠及膀胱平滑肌收缩和血压下降，并能使在体肠张力降低，作用强度与阿托品近似。别名：7
‑
羟基莨菪碱；消旋氢溴酸山莨菪碱；山莨菪碱氢溴酸盐。化学名称：为我国特产茄科植物山莨菪中提取的一种生物碱，常简称“654”，其天然品成为“654
‑
1”。用人工合成方法制得的产品成“654
‑
2”。cas号：55869
‑
99
‑
3。分子式：c
17
h
23
no4。分子量：305.36900。
3.山莨菪碱单体具有较高的药用价值，是一种常用的神经阻断类药物，而目前常用的山莨菪碱单体的纯化方法其分理出的山莨菪碱单体不仅杂质较多，且分离出来的山莨菪碱单体不稳定，而改性为其他物质，进而导致山莨菪碱的产率降低。
4.因此，目前市面上急需提供一种产率更高且所得产物纯度更高的山莨菪碱单体的纯化方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，此方法不仅能够有效提升分离纯化所得到的山莨菪碱单体的产率，且还能够有效提高所分离纯化出的山莨菪碱单体的纯度。
6.本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
7.本技术实施例提供一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用酸液酸化，得到盐溶液，将盐溶液用碱液碱化后洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入复合酶反应后得到酶解液，将酶解液离心后过滤上层溶液，即得到山莨菪碱单体。该方法先通过酸液酸化将生物碱浸膏中存在的一些碱性物质以及不溶物质等转化为盐类物质，再通过碱液将生成的盐类物质转化为山莨菪碱，以进而提高最终所制得的山莨菪碱的产率，而后续依次通过洗脱、酶解和离心来去除其中难以去除的其他生物碱类杂质，进而提高最终所制得的山莨菪碱的纯度。
8.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
9.本发明的实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱单体的方法，该方法先通过将浸膏粉碎和过筛以去除掉其中大颗粒杂质，并增大后续浸膏与酸液的接触面积和反应程度，从而将尽量多的山莨菪不溶物以及其他杂质等反应为山莨菪盐，再通过添加氨水碱化以提高最终山莨菪碱的产率，而通过洗脱能够去除残留的其他难以去除的其他生物碱，以最终得到山莨菪碱单体，而通过酶解以去除其中植物残留的细胞壁等其他杂质，以免最终离心后得到的山莨菪碱单体不纯。
具体实施方式
10.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
11.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
12.本技术实施例提供一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用酸液酸化，得到盐溶液，将盐溶液用碱液碱化后洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入复合酶反应后得到酶解液，将酶解液离心后过滤上层溶液，即得到山莨菪碱单体。该方法先通过将浸膏粉碎和过筛以去除掉其中大颗粒杂质，并增大后续浸膏与酸液的接触面积和反应程度，从而将尽量多的山莨菪不溶物以及其他杂质等反应为山莨菪盐，再通过添加氨水碱化以将山莨菪盐碱化，从而生成更多的山莨菪碱，以便于提高最终山莨菪碱的产率，而通过洗脱能够去除残留的其他难以去除的其他生物碱，以最终得到山莨菪碱单体并提高最终所得到的山莨菪碱单体的纯度，而通过酶解以去除植物在制备生物碱浸膏时所残留的一些细胞壁、果胶和蛋白质等难以通过洗脱等去除的杂质，以免最终离心后得到的山莨菪碱单体不纯，而最后通过离心使山莨菪碱单体沉降在底部，去掉上部的液体后，即最终得到纯度较高的山莨菪碱单体。
13.在本发明的一些实施例中，上述酸液为硫酸，硫酸的浓度为15
‑
25％。硫酸是一种无机化合物，化学式是h2so4，硫的最重要的含氧酸。纯净的硫酸为无色油状液体，10.36℃时结晶，通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液，用塔式法和接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸，质量分数一般在75％左右；后者可得质量分数98.3％的浓硫酸，沸点338℃，相对密度1.84。其中硫酸不仅具有较强的酸性，不仅能够与各种碱性和中性物质发生反应，还能与一些弱酸性物质反应，使最后生成的盐还能够与一些弱碱性液体发生反应，进而提高最终生成的山莨菪碱的产率，以提高生物碱浸膏的利用率。
14.在本发明的一些实施例中，上述碱液为氨水。氨水为弱碱性，且便于挥发，不容易形成沉淀，因此选用氨水作为碱液对山莨菪碱进行碱化，从而提高最终山莨菪碱的产率，且氨水在反应的过程中生成的氨气能够挥发，不容易残留以生成其他沉淀，进而导致最终制得的山莨菪碱单体不纯。
15.在本发明的一些实施例中，上述碱化后的ph为9
‑
10。该ph区间既能够保证不会由于ph过低而生成的山莨菪碱单体的量较少，从而导致最终生成的山莨菪碱单体的产率较低。又不会因为ph过高而导致生成的沉淀以及其他碱性物质过多，从而导致最终生成的山莨菪碱单体的纯度较低。
16.在本发明的一些实施例中，上述洗脱为梯度洗脱，洗脱所用的流动相为氨水
‑
甲醇。梯度洗脱又称为梯度淋洗或程序洗脱。在同一个分析周期中，按一定程度不断改变流动相的浓度配比，称为梯度洗脱。在气相色谱中，为了改善对宽沸程样品的分离和缩短分析周期，广泛采用程序升温的方法。而在液相色谱中对组分复杂的样品则采用梯度洗脱的方法。在同一个分析周期中，按一定程序不断改变流动相的浓度配比，称为梯度洗脱。从而可以使一个复杂样品中的性质差异较大的组分能按各自适宜的容量因子k达到良好的分离目的。
用梯度洗脱还是等度洗脱，主要看杂质的情况。同一物质有梯度洗脱和等度洗脱两种条件时，梯度洗脱的认可度较高。杂质与杂质、主峰、溶剂峰的分离度一定要好。(1)杂质和主成分极性相差很大，杂质一定要全部都能洗脱出来(有时等度情况下冲两三个小时杂质也冲出不来，就必须考虑用梯度)。(2)杂质和主成分极性相差较大，杂质出峰太晚(等度冲两个小时出来个杂质，就可以通过梯度缩短检样时间)(3)还有就是杂质极性比主峰的大，等度时要想主峰时间合适杂质全堆在前边，杂质分开主峰又出峰太晚，这种情况也得考虑梯度洗脱。而在本发明中，山莨菪碱与生物碱浸膏中的其他生物碱峰值差距较大，因此选用梯度洗脱能够保证更好的将山莨菪碱单体洗脱出来，以提高山莨菪碱单体的纯度。而其中主要选用氨水
‑
甲醇作为流动相进行洗脱，首先氨水能够为洗脱创造碱性缓解，从而有利于山莨菪碱单体的解吸，从而保证洗脱出的山莨菪碱单体的纯度更高。而甲醇能够破坏山莨菪碱与其他生物碱之间形成的功能性氢键，并且还能有效消除山莨菪碱与其他生物碱之间产生的电荷作用，进而将山莨菪碱洗脱出来，而由于山莨菪碱极性较大，因此选用甲醇作为洗脱剂其洗脱效果更好。其中氨水和甲醇的重量比优选为1:(4
‑
10)，该区间不仅能够保证洗脱速度的同时，还能够保证洗脱效果，以尽量提高最终制得的山莨菪碱单体的纯度。
17.在本发明的一些实施例中，上述复合酶包括纤维素酶、蛋白酶、果胶酶和木聚糖酶中的一种或多种。纤维素酶(β
‑
1,4
‑
葡聚糖
‑4‑
葡聚糖水解酶)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，主要由外切β
‑
葡聚糖酶、内切β
‑
葡聚糖酶和β
‑
葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶。作用于纤维素以及从纤维素衍生出来的产物。由于生物碱浸膏由植物原料直接制得，因此其内残留有植物细胞壁等成分，而细胞壁中含有的纤维素等容易降低最终所制得的山莨菪碱单体的纯度，因此采用纤维素酶将其分解为不易沉降的分子量较小的单糖等，进而避免其在离心后随着山莨菪碱单体沉降，最终造成山莨菪碱单体的纯度下降。另外细胞壁的主要成分还由果胶、和木聚糖组成，因此进一步通过添加果胶酶和木聚糖酶能够有效水解其中的木聚糖和果胶，进而提高所制得的山莨菪碱单体的纯度。而除了纤维素等，生物碱浸膏中还含有各种大分子蛋白，因此使用蛋白酶以将各种大分子蛋白水解为小分子氨基酸，从而避免蛋白发生沉降，以提高最终所制得的山莨菪碱单体的纯度。
18.在本发明的一些实施例中，上述纤维素酶、蛋白酶、果胶酶和木聚糖酶的酶活力均为0.2
‑
2.0u/g。该活性区间的酶能够保证酶在进行分解时分解速度均匀且恒定，不会导致由于酶活性过高而导致分解速度过快，进而生成其他产物，另外也不会由于酶活性过低而导致分解速度过慢，最终导致酶解速度过长。在本发明中，该区间的酶活力的酶解时间为30
‑
50min左右，以保证充分酶解。
19.在本发明的一些实施例中，上述过滤后还包括干燥，干燥包括如下步骤，过滤后得到沉淀，将沉淀于100
‑
110℃加热20
‑
30min。通过干燥不仅能够使所制得的山莨菪碱单体中的水分蒸发，以进一步提高山莨菪碱单体的纯度，还能够使所制得的山莨菪碱单体的结晶结构更加稳固，避免山莨菪碱单体不稳定而易发生反应。
20.在本发明的一些实施例中，上述离心的转速为3000
‑
8000r/min，离心的时间为15
‑
30min。该离心的转速区间和时间区间能够尽可能多的将山莨菪碱单体沉降出来的同时，还能够避免其他生物碱或杂质的沉降，从而提高最终制得的山莨菪碱单体的纯度。
21.在本发明的一些实施例中，上述生物碱浸膏的制备方法包括如下步骤，将华山参
依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，即得到生物碱浸膏。该方法披露了生物碱浸膏的制备方法，其中通过氯仿进行萃取能够初步去除其中的部分难以去除的杂质。华山参为茄科、华山参为茄科植物漏斗泡囊草的干燥根。春季采挖，除去须根，洗净，晒干。分布于陕西秦岭中部到东部、河南西部和南部、山西南部。具有温肺祛痰，平喘止咳，安神镇惊的功效。用于寒痰喘咳，惊悸失眠，也可以选用其他含山莨菪碱的其他植物如泡囊草等。
22.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
23.实施例1
24.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用15％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为9后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为0.2u/g的纤维素酶反应30min后得到酶解液，将酶解液以3000r/min的转速离心15min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于100℃加热20min即得到山莨菪碱单体。
25.实施例2
26.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用25％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为10后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为2.0u/g的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶和蛋白酶反应50min后得到酶解液，将酶解液以8000r/min的转速离心30min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于110℃加热30min即得到山莨菪碱单体。
27.实施例3
28.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用20％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为9.5后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为1.1u/g的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶和蛋白酶反应40min后得到酶解液，将酶解液以5500r/min的转速离心23min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于105℃加热25min即得到山莨菪碱单体。
29.实施例4
30.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用18％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为9.2后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为1.0u/g的纤维素酶和蛋白酶反应37min后得到酶解液，将酶解液以5000r/min的转速离心18min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于102℃加热22min即得到山莨菪碱单体。
31.实施例5
32.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，
将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用23％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为9.7后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为1.3u/g的纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶和蛋白酶反应44min后得到酶解液，将酶解液以6000r/min的转速离心28min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于108℃加热27min即得到山莨菪碱单体。
33.实施例6
34.本实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱的方法，包括如下步骤，将由华山参依次研磨、醇提和过滤后得到滤液，将滤液用氯仿提取后减压浓缩，所制得的生物碱浸膏粉碎过筛，得到浸膏颗粒，将浸膏颗粒用16％的硫酸酸化，得到盐溶液，将盐溶液用氨水碱化至ph为9.9后采用氨水
‑
甲醇梯度洗脱，得到生物碱溶液，向生物碱溶液中加入酶活力为0.7u/g的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶反应37min后得到酶解液，将酶解液以4800r/min的转速离心21min后过滤上层溶液，得到沉淀，将沉淀于109℃加热29min即得到山莨菪碱单体。
35.试验例1
36.取实施例1
‑
6所制得的山莨菪碱单体并称重(g)，再取相同的50g东莨菪的根部采用目前市面上传统分离纯化工艺制得生物碱浸膏和山莨菪碱单体并称重(g)，将该组作为对比例，然后根据公式：山莨菪碱单体重量/生物碱浸膏重量
×
100％，来计算山莨菪碱单体的产率(％)，所得结果如表1所示。
37.表1山莨菪碱单体产率表
[0038][0039][0040]
根据表1结果可以得出，本发明实施例1
‑
6所制得的山莨菪碱单体的产率略高于现有技术所制得的山莨菪碱单体的产率，因此可以得出，本发明提供的该山莨菪碱单体的生
产工艺能够提高山莨菪碱单体的产率。
[0041]
试验例2
[0042]
取实施例1
‑
6所制得的山莨菪碱单体并依次采用色谱法检测其中山莨菪碱的成分和含量，其中实施例1中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有另外两个更低的峰值，其中实施例2中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有一个更低的峰值和一个更高的峰值，其中实施例3中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有一个峰值更低的峰值，其中实施例4中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有一个更低的峰值，其中实施例5中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有一个更高的峰值，其中实施例6中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有一个更高的峰值和一个更低的峰值。
[0043]
取对比例所制得的山莨菪碱单体采用色谱法检测其中山莨菪碱单体的成分和含量，其中对比例中所制得的山莨菪碱单体除了含有山莨菪碱峰值还含有另外两个更低的峰值和另外两个更高的峰值。
[0044]
根据上述结果所示，本发明实施例所得到的山莨菪碱单体的色谱图的峰值少于对比例中所得到的山莨菪碱单体的色谱图，因此表明本发明实施例所得到的山莨菪碱单体所含杂质明显低于对比例所制得的山莨菪碱单体中所含杂质，因此可以得出结论，本发明提供的山莨菪碱单体的生产工艺所得到的山莨菪碱单体的纯度明显高于现目前市面上的制作工艺。
[0045]
综上所述，本发明的实施例提供了一种从生物碱浸膏中分离纯化山莨菪碱单体的方法，该方法先通过将浸膏粉碎和过筛以去除掉其中大颗粒杂质，并增大后续浸膏与酸液的接触面积和反应程度，从而将尽量多的山莨菪不溶物以及其他杂质等反应为山莨菪盐，再通过添加氨水碱化以提高最终山莨菪碱的产率，而通过洗脱能够去除残留的其他难以去除的其他生物碱，以最终得到山莨菪碱单体，而通过酶解以去除其中植物残留的细胞壁等其他杂质，以免最终离心后得到的山莨菪碱单体不纯。
[0046]
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。