一种紫杉醇分离纯化工艺
阅读说明：本技术 一种紫杉醇分离纯化工艺 (Paclitaxel separation and purification process ) 是由 周春 杨志平 孙伟 胥雯 于 2021-08-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种紫杉醇分离纯化工艺,涉及化合物分离纯化技术领域,解决了现有技术中紫杉醇分离提纯工艺中,提取纯度和生产效率低的问题；采用的有机溶剂品种相对较少,溶解剂与流动相中有相同的成分,且能够相互套用,操作灵活简便,降低了紫杉醇的分离提纯成本,且对紫杉醇的回收率较高,能够应用与大规模的紫杉醇分离提纯生产中；在层析柱底部设置流量阀,并控制流动相洗脱时的流速,便于紫杉醇的层析分离,提高提纯效果,既缩短了生产周期,简化了生产工艺,又减少了“溴加提纯工艺”中多次柱层析紫杉醇不可逆吸附造成的损失,提高了紫杉醇的收率,又大大降低了分离纯化成本。(The invention relates to a paclitaxel separation and purification process, relates to the technical field of compound separation and purification, and solves the problems of low extraction purity and low production efficiency in the paclitaxel separation and purification process in the prior art; the variety of the adopted organic solvents is relatively less, the dissolving agent and the mobile phase have the same components, the dissolving agent and the mobile phase can be mutually applied, the operation is flexible and simple, the separation and purification cost of the paclitaxel is reduced, the recovery rate of the paclitaxel is higher, and the method can be applied to large-scale separation and purification production of the paclitaxel; the flow valve is arranged at the bottom of the chromatographic column, and the flow rate of the mobile phase during elution is controlled, so that the chromatographic separation of the paclitaxel is facilitated, the purification effect is improved, the production period is shortened, the production process is simplified, the loss caused by the irreversible adsorption of the paclitaxel by multiple column chromatography in the bromine adding purification process is reduced, the yield of the paclitaxel is improved, and the separation and purification cost is greatly reduced.)
技术领域
本发明涉及化合物分离纯化
技术领域
，具体为一种紫杉醇分离纯化工艺。背景技术
紫杉醇，一种天然抗癌药物，分子式为C47H51NO14，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗。紫杉醇作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物，其新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐，使其成为20世纪下半叶举世瞩目的抗癌明星和研究重点。
分离提纯是指将混合物中的杂质分离出来以此提高其纯度。分离提纯作为一种重要的化学方法，不仅在化学研究中具有重要作用，在化工生产中也同样具有十分重要的作用。不少重要的化学研究与化工生产，都是以分离提纯为主体的。如石油工业等。
紫杉醇(paclitaxet)是从珍稀植物红豆杉中分离得到的二萜类化合物，其结构新颖，抗肿瘤机理独特，它可诱导和稳定微管聚合，阻止其解体，使癌细胞停止于G2/M，直至死亡。它抗癌范围广泛，特别对乳腺癌、卵巢癌有特效，该产品已于1992年通过了美国的FAD论证，因此成为当今世界公认的抗癌效果最好、活性最强的抗癌药物。然而，在实际药物生产中，紫杉醇的规模制备仍存在许多问题。首先，原料资源匮乏。紫杉醇主要存在于红豆杉树皮和针叶中，由于野生红豆杉植物生长非常缓慢，极少成林，资源十分有限，加之它具有独特的绿化观赏价值，因而国家将其列入一级保护值物，严禁砍伐、并禁止用于工业生产。其次，在植物中紫杉醇含量极低，大约为0.010％—0.013％，而紫杉醇与其它紫杉烷化合物的化学结构和极性极为相似，要将它们完全分离难度很大。紫杉醇的药用标准在98％以上(含量)，而目前国内分离纯化的技术工艺很难达到这一要求，即或部分生产企业分离纯化的产品能达到这一标准，但分离纯化的工艺复杂，成本也十分昂贵，亦严重制约了紫杉醇的工业化生产。
前我国北京、青岛、四川、湖南等很多省市已从美国、日本引进了一种能替代野生红豆杉的新品种蔓地亚红豆杉，且其紫杉醇含量远高于野生红豆杉植物，随着其近年来种植面积的不断扩大，有效的缓解了我国紫杉醇提取受原料制约的矛盾，因而在紫杉醇提取原材料已得到逐步解决的情况下，通过技术攻关，研究一种经济、合理、科学且能制取高纯紫杉醇产品的分离纯化工艺具有十分重要的意义。
目前也有人探索偿试用当前世界上植物提取中最先进的二氧化碳超临界萃取技术提取分离紫杉醇产品，由于在不同的压力、温度区间，二氧化碳对物质的选择具有不同的针对性，因而它可近乎百分之百地“榨取”中草药的有效成份。且无任何有害物质残留，同时还能将植物提取物中的耗氧微生物完全杀死，而生物活性物质不会被破坏，所以其提取纯度和生产效率很高。但该技术用于紫杉醇的提取尚在试验研究当中，提取工艺还未成熟，即或工艺技术成熟了，但它也只能用于紫杉醇产品的粗提，它在纯化过程中无法有效的将紫杉醇与三尖杉宁碱分开。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种紫杉醇分离纯化工艺，包含下述步骤：
步骤1，选用紫杉醇粗品作为原料，采用溶解剂对原料进行溶解，溶解剂与原料的重量比为1:5-12，制得样品；
步骤2，采用硅胶作固定相，硅胶与步骤1中制得的样品重量比为10：1-1.5；
步骤3，采用正己烷、二氯甲烷、丙酮、三乙胺、乙酸乙酯混合溶剂作为五元流动相；
步骤4，采用柱层析法分离纯化紫杉醇，样品从层析柱顶端上样，并在层析柱底部设置流量阀，并控制流动相洗脱时的流速，便于紫杉醇的层析分离，提高提纯效果；
步骤5，采用流动相洗脱，控制层析柱内流动相的流速，并以小时为单位对流出液进行收集；
步骤6，对步骤5中的流出液进行浓缩干燥，制得半成品；
步骤7，对步骤6中的半成品采用水和乙醇进行2-4次的重结晶，制得紫杉醇成品，采用的有机溶剂品种相对较少，溶解剂与流动相中有相同的成分，且能够相互套用，操作灵活简便，降低了紫杉醇的分离提纯成本，且对紫杉醇的回收率较高，能够应用与大规模的紫杉醇分离提纯生产中。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中紫杉醇粗品内紫杉醇含量为2-10％。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中的溶解剂采用氯仿或丙酮；三氯甲烷，分子式为CHCl3，为无色透明液体，有特殊气味，味甜，高折光，不燃，质重，易挥发；丙酮,又名二甲基酮，是一种有机物，分子式为C3H6O，为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体，有微香气味；易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤2中的硅胶目数为220-280目，在一定条件下硅胶与被分离物质之间产生作用,这种作用主要是物理和化学作用两种。物理作用来自于硅胶表表面与溶质分子之间的范德华力。化学作用主要是硅胶表面的硅羟基与待分离物质之间的氢键作用。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中正己烷、二氯甲烷、丙酮、三乙胺、乙酸乙酯体积比为6:3:1:1:1.5；色谱过程中携带待测组分向前移动的物质称为流动相；与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相；液相色谱是样品组分在柱填料与流动相之间质量交换而达到分离的目的。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤5中流动相的流速为10-15L/h。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤5中所得的多组洗脱液流份，采用HPLC对每组流份进行检测，HPLC为高效液相色谱法又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤6中干燥温度为60-64摄氏度，干燥时长为36-38小时。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤7中水和乙醇的体积比为1:1.1-1.3，既缩短了生产周期，简化了生产工艺，又减少了“溴加提纯工艺”中多次柱层析紫杉醇不可逆吸附造成的损失，提高了紫杉醇的收率，又大大降低了分离纯化成本。
本发明的有益效果：本发明采用的有机溶剂品种相对较少，溶解剂与流动相中有相同的成分，且能够相互套用，操作灵活简便，降低了紫杉醇的分离提纯成本，且对紫杉醇的回收率较高，能够应用与大规模的紫杉醇分离提纯生产中。
进一步的，在层析柱底部设置流量阀，并控制流动相洗脱时的流速，便于紫杉醇的层析分离，提高提纯效果，既缩短了生产周期，简化了生产工艺，又减少了“溴加提纯工艺”中多次柱层析紫杉醇不可逆吸附造成的损失，提高了紫杉醇的收率，又大大降低了分离纯化成本。
具体实施方式
实施例1
本发明公开了一种紫杉醇分离纯化工艺，包括下述步骤：
步骤1，选用紫杉醇粗品作为原料，采用溶解剂对原料进行溶解，溶解剂与原料的重量比为1:5，制得样品；紫杉醇粗品为经过初步提取的原料，此时原料中紫杉醇含量较低，需要对内部的紫杉醇做进一步的提取；
步骤2，采用硅胶作固定相，硅胶与步骤1中制得的样品重量比为10：1；利用硅胶的吸附性，将紫杉醇原料中的杂质进行吸附，实现紫杉醇与杂质间的分离；
步骤3，采用正己烷、二氯甲烷、丙酮、三乙胺、乙酸乙酯混合溶剂作为五元流动相，采用流动相对样品具有一定的溶解能力，保证样品组分不会沉淀在层析柱中；流动相也不与紫杉醇发现化学反应；
步骤4，采用柱层析法分离纯化紫杉醇，样品从层析柱顶端上样，并在层析柱的下方设置流量阀，通过调节流量阀的开启程度，来控制层析柱内流动相的流速；在层析柱底部设置流量阀，并控制流动相洗脱时的流速，便于紫杉醇的层析分离，提高提纯效果；
步骤5，采用流动相洗脱，控制层析柱内流动相的流速，并以小时为单位对流出液进行收集；对收集到的流动相流份进行储存，并通过HPLC对每组流份内的紫杉醇含量进行检测，将紫杉醇含量达到标准的流份分离出，进行下一道工序的操作；对紫杉醇含量不足的流份，从层析柱顶端通入，继续对层析柱进行洗脱；
步骤6，对步骤5中的流出液进行浓缩干燥，制得半成品；此处的流出液内紫杉醇含量均达到分离提纯预设值；
步骤7，对步骤6中的半成品采用水和乙醇进行2次的重结晶，制得紫杉醇成品，既缩短了生产周期，简化了生产工艺，又减少了“溴加提纯工艺”中多次柱层析紫杉醇不可逆吸附造成的损失，提高了紫杉醇的收率，又大大降低了分离纯化成本。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中紫杉醇粗品内紫杉醇含量为2％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中的溶解剂采用氯仿或丙酮，丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物，具有酮类的典型反应，利用丙酮活泼的化学性质。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的硅胶目数为220目，硅胶的目数越大，分离效果越好，但是流动相的流速会降低，选用合适的硅胶目数，提高分离效果的同时，也能够保证流动相的流速，同时也提高分离提纯的效率。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤3中正己烷、二氯甲烷、丙酮、三乙胺、乙酸乙酯体积比为6:3:1:1:1.5，流动相的黏度要小，便得到好的分离效果；同时也降低层析柱压降，使用寿命，采用的有机溶剂品种相对较少，溶解剂与流动相中有相同的成分，且能够相互套用，操作灵活简便，降低了紫杉醇的分离提纯成本，且对紫杉醇的回收率较高，能够应用与大规模的紫杉醇分离提纯生产中。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤5中流动相的流速为10L/h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤5中所得的多组洗脱液流份，采用HPLC对每组流份进行检测，采用HPLC高效液相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中干燥温度为60摄氏度，干燥时长为36小时。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤7中水和乙醇的体积比为1:1.1，缩短了生产周期，简化了生产工艺，又减少了“溴加提纯工艺”中多次柱层析紫杉醇不可逆吸附造成的损失，提高了紫杉醇的收率，又大大降低了分离纯化成本。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：步骤1，选用紫杉醇粗品作为原料，采用溶解剂对原料进行溶解，溶解剂与原料的重量比为1:12，制得样品；
步骤2，采用硅胶作固定相，硅胶与步骤1中制得的样品重量比为10：1.5；
步骤7，对步骤6中的半成品采用水和乙醇进行4次的重结晶，制得紫杉醇成品。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中紫杉醇粗品内紫杉醇含量为10％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的硅胶目数为280目。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中干燥温度为64摄氏度，干燥时长为38小时。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤7中水和乙醇的体积比为1:1.3。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：步骤1，选用紫杉醇粗品作为原料，采用溶解剂对原料进行溶解，溶解剂与原料的重量比为1:8.5，制得样品；
步骤2，采用硅胶作固定相，硅胶与步骤1中制得的样品重量比为10：1.25；步骤7，对步骤6中的半成品采用水和乙醇进行3次的重结晶，制得紫杉醇成品。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1中紫杉醇粗品内紫杉醇含量为6％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤2中的硅胶目数为250目。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤6中干燥温度为62摄氏度，干燥时长为37小时。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤7中水和乙醇的体积比为1:1.2。
本文中未详细说明的部件为现有技术。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
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