石杉碱乙的制备

2019/12/26 13:45:04

背景及概述[1][2]

石杉碱乙由石杉科植物中提取的一种生物碱,是一强效的胆碱酯酶可逆性抑制剂,其作用特点与新斯的明相似,但作用维持时间比后者为长。对真性胆碱酯酶具有选择性的抑制,抑制强度是假性胆碱酯酶的数千倍;抑制方式为竞争性和非竞争性的混合型抑制,与单纯竞争性抑制剂有显著不同;易通过血脑屏障进入中枢,兼具有中枢及外周治疗作用;有效时间长;从胃肠道吸收良好;安全指数大;稳定性好。

它易透过血脑屏障,对脑内乙酰胆碱脂酶经注射,有明显促进学习、记忆过程或明显改善记忆障碍的作用,且选择性分布在皮质海马等与学习、记忆有关的脑区(AchE)具有强效抑制作用,明显提高脑内乙酰胆碱水平,是AchE一种可逆性的抑制剂石杉碱甲片用于治疗良性衰老性遗忘症(BenigaSenescent Forgetfulners BSF)和阿尔采末病(Alzeheimers Disease,AD)有良好疗效。

石杉科植物

到目前为止,已在多种植物中发现了石杉碱甲和石杉碱乙,如石杉科的千层塔、蛇足石杉、皱边石杉、四川石杉、金丝条马尾杉、、闽浙马尾杉等。目前石杉碱甲和石杉碱乙的来源主要是从千层塔,含量极为有限。千层塔中的石杉碱甲的含量被认为是最高的,也仅达0.9-2。因此,有文献介绍了一种从中药千层塔中提取石杉碱甲和石杉碱乙的方法,是将千层塔粉碎,用酸水提取;过大孔树脂柱或者制备色谱分离,减压浓缩,萃取得石杉碱甲和石杉碱乙精品。这些专利都是以千层塔为原材料进行提取石杉碱甲和石杉碱乙,现在资源面临溃乏,价格从原来的20元/kg涨到了160元/kg。原材料的成本增加,98%白藜芦醇的价格从4000元/kg涨到了10000元左右/kg。

一种从中草药千层塔中提取石杉碱甲的方法,它依次包括以下工艺步骤:原料处理粉碎→浸渍→浓缩→萃取(反复)→柱层析→结晶→高效液相色谱选段→浓缩干燥→成品。本方法由于其原料采用超微粉粉料,并利用制备型高效液相色谱仪进行分离提纯,可使收率达到十万分之七至九,提高收率30%,纯度也得以提高,达到98%以上,受制于设备及其原料,不利于工业化大生产。

理化性质及结构[1]

石杉碱乙为乙酰胆碱酯酶(AchE)抑制剂,是从植物千层塔中分离的新生物碱。人的记忆功能主要依靠大脑中一种名为乙酰胆碱的神经递质,在其活性增强时会促进记忆的巩固和保持,减少时则记忆衰退甚至失去。而在人体中存在的乙酰胆碱酯酶会分解乙酰胆碱,使其在人脑中减少而造成记忆力减退及痴呆。

石杉碱乙是乙酰胆碱酯酶的抑制剂,可以减少大脑中的胆碱酯酶,从而提高人的学习和记忆能力。具有疗效明显、毒性低、作用时间长等优点,是一种具有发展前途的、治疗记忆障碍和老年性痴呆的新药物。由于石杉碱乙和石杉碱甲结构相似,因此成为石杉碱甲生产中最难分离的物质,石杉碱乙的AChE抑制活性虽为石杉碱甲的十分之一,但由于它具有更长的活性持续时间,因此能表现出更高的治疗指数。


石杉碱乙

制备[2]

净选千层塔药材100kg(石杉碱乙0.036‰),粉碎,粒度为10‑20目,过筛;然后将千层塔粉粒用0.8%的盐酸溶液2200L浸泡60min,再用600W功率的超声波提取15min,然后再浸泡60min,接着将提取液离心,取上清液;接着将滤渣用0.8%的盐酸溶液2000L浸泡45min,再用600W功率的超声波提取10min,然后再浸泡45min,接着将提取液离心,取上清液,最后将两次上清液合并。

在合并液中加入活性炭3kg,搅拌脱色4h,滤去活性炭,留取滤液;将所得滤液上阳离子交换树脂进行吸附,吸附30min后,用4200L蒸馏水洗涤树脂,再用1%盐酸4200L洗脱,减压浓缩洗脱液至1000L;接着将洗脱浓缩液上反相C18色谱柱,用20%乙醇溶液2000L溶解10h,再用40%乙醇溶液2000L进行洗脱,减压浓缩洗脱液至1000L;将洗脱浓缩液上反相硅胶色谱柱,用25%的甲醇溶液2000L溶解,再用35%的甲醇溶液2000L进行洗脱,同时紫外在线检测,收集石杉碱甲所在洗脱峰的洗脱液;再用65%甲醇溶液2000L进行洗脱,同时紫外在线检测,收集石杉碱乙在洗脱峰的洗脱液。

将得到的石杉碱甲洗脱液和石杉碱乙洗脱液分别减压浓缩,直至有结晶析出,过滤得石杉碱甲粗结晶23.9g和石杉碱乙粗结晶5.3g;然后分别将石杉碱甲粗结晶和石杉碱乙粗结晶放入2500g和600g的85%乙醇溶液中,加热充分溶解然后浓缩至240g和55g,然后放置析晶,析出白色针状结晶,过滤得石杉碱甲结晶和石杉碱乙结晶;最后分别将石杉碱甲结晶和石杉碱乙结晶放入真空干燥器中干燥,得到石杉碱甲产品15.9g和石杉碱乙产品3.7g。

经检测,Agilent100高效液相色谱仪,色谱柱为Hypersil ODS(150mmX4.6mm,5μ),流动相为乙腈:磷酸盐缓冲液=14:86;检测波长为310nm;流速为1ml/min;进样量20μL。测得石杉碱乙纯度为98.53%HPLC,回收率为93.31%。

方法二:

粉碎干燥柳杉叶马尾杉50kg,两次提取加去离子水配成饱和的酸水(PH=5)的量分别为500L、400L,80℃加热搅拌分别提取2h、1.5h,微滤器过滤,将所得的滤液上离子交换树脂,吸附30min后,用3BV上柱液氨水洗脱,浓缩,调PH值在中性后静置10h,过滤得滤液,浓缩至原体积的1/15;将滤液上反相色谱柱分离,分段收集液体,得液体1(石杉碱甲),液体2(石杉碱乙)。

分别用乙酸乙酯和石油醚(体积比=1∶1)混合溶液萃取两液,得到石杉碱甲粗品和石杉碱乙粗品;分别往石杉碱甲和石杉碱乙粗品中加80%乙醇按其体积配比加入100-150倍量,加热充分溶解后加0.1倍量的弱酸性活性炭,间歇搅拌脱色1h,趁热过滤,滤液浓缩至原体积的1/15,结晶8h,过滤得粗结晶;分别往粗结晶中加入95%乙醇按其体积比100-150倍量,加热溶解,浓缩至1/15,放置析晶,析出白色针状结晶,过滤得到结晶,经真空干燥即得石杉碱甲30g和石杉碱乙35g样品,回收率分别为60%,50%。

经检测,Agilent1100高效液相色谱仪,色谱柱为Hypersil ODS(150mm×4.6mm,5μ),流动相为乙腈∶磷酸盐缓冲液=14∶86;检测波长为310nm;流速为1ml/min;进样量为20μL。石杉碱甲样品的纯度为98.5%HPLC,石杉碱乙样品纯度为98.12%HPLC。

主要参考资料

[1]刘嘉森, 俞超美, 周有作, 韩燕艺, 吴凤梧, & 戚宝凤等. (1986). 石杉碱甲和石杉碱乙的化学研究. 化学学报, 44(10), 63-68.

[2]查圣华, 李秀男, 孙海虹, 陈婷, 林海, & 苏志国. (2004). 从千层塔中微波协助提取石杉碱甲和石杉碱乙. 中国生物工程杂志, 24(11), 87-89.

[3]查圣华, 李秀男, 孙海虹, 林海, & 苏志国. (2005). 从蛇足石杉中超声提取石杉碱甲和石杉碱乙. 天然产物研究与开发, 17(1), 7-10.

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