一种酸性氨基酸水解人参皂苷制备人参稀有皂苷的方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明公开了一种酸性氨基酸水解人参皂苷制备人参稀有皂苷的方法，涉及人参 皂苷20R-Rg3、20S-Rg3、Rkl、Rg5、Rg6、F4、Rk3和Rh4提取，属于中医药有效成分提取分离技 术领域。
【背景技术】
[0003] 在人参制备技术领域中，人参皂苷按照苷元的结构不同分为二醇型人参皂苷 (PPD)和三醇型人参皂苷（PPT)。pro和PPT型人参皂苷都属于达玛烷型四环三萜类化合 物，在人参皂苷中占大多数。稀有人参皂苷，如人参皂苷1?&、1^ 5、？4、服1、他2、他4等，在 人参中微量存在或不存在。最新药理学研究表明，稀有人参皂苷具有多种生理活性，如抗 肿瘤、免疫调节、抗脑缺血、抗病毒、益智、抗炎和保肝等作用；人参皂苷的代谢研究表明， 人参皂苷很难被胃肠道直接吸收，生物利用率低，但人参皂苷经过肠道菌代谢去糖基化 后生成的人参稀有皂苷吸收率大大增加，且生理活性广泛。这些稀有人参皂苷才是真正的 发挥药效的物质，但其在人参中的含量很低，要获得进行药物开发所必需的量几乎是不可 能的。
[0004] 为了获得具有极高药用价值的人参稀有皂苷，从上世纪八十年代始，国内外生物 技术工程及化学研究人员便开始了人参皂苷的结构改造研究，其研究目标主要针对人参二 醇型皂苷和三醇型皂苷C3和C20位的糖基结构修饰，利用不同方法进行人参皂苷糖基改 造，使人参中含量较高的二醇型和三醇型皂苷的糖基经过水解作用，定向转化为稀有人参 皂苷。目前，用于人参皂苷糖基改造的主要方法为化学法。
[0005] 化学法主要包括酸水解法和碱裂解法，单舒筠等报道了在55°C下采用60%的醋酸 水解人参二醇组阜苷lh，结果转化人参二醇组阜苷为人参阜苷_他2和-Rg3,并认为此法可 用于工业化生产。于志博等研究了利用西洋参茎叶二醇组皂苷制备20 (R)人参皂苷_他2和 20 (R)-人参皂苷_Rg3的方法，20 (R)人参皂苷-Rh2的最佳制备条件为50%H2S04 (乙醇体 积的5%)，80°C下降解4h; 20 (R)-人参皂苷-Rg3的最佳制备条件为3%H2S04 (乙醇体积的 50%)，90°C下降解3h。马佳慧等报道了以人参二醇组皂苷为原料，在10%HC1，85°C下降解 4h，其产率为10. 15%。马成俊等研究了工业化生产20 (S)-pro和20 (S)-PPT的方法，最佳的 反应条件为：总皂苷5%、碱浓度10%、温度250°C，降解30min。李绪文等报道了 20(S)-Rh2 的降解制备条件为：人参叶总皂苷与NaOH质量比为1.6 : 1 (w/w)，人参叶总皂苷与甘油 质量比为15 :l(v/w)，220°C下，降解40min，其转化率为55. 64%; 20(S)-PH)的降解制 备条件为：西洋参茎叶总皂苷与NaOH质量比为2.0 :l(w/w)，西洋参茎叶总皂苷与甘油 质量比为15 :l(v/w)，235°C下降解200min，其降解转化率为85. 93%。这些文献虽然用 酸、碱水解人参皂苷制备人参稀有皂苷的操作比较简单和快速，但是存在很多缺点，如：一、 酸、碱水解人参皂苷专一性差、得率低；二、在实际的工业生产中高温高压的作业环境存在 着许多安全隐患；三、强酸、强碱对设备器皿的腐蚀性特别大；四、由于向环境中排放大量 的污染物，严重影响了环境质量；五、化学裂解法反应太剧烈，许多皂苷元在此条件下会发 生化学变化生成多种副产物。如何克服这些缺点，又快又简便地制备人参稀有皂苷，已成为 人参稀有皂苷工业化生产中有待解决的关键问题。
[0006] 氨基酸是指含有氨基的羧酸，生物体内的各种蛋白质是由20种基本氨基酸构成 的。通常根据氨基酸分子中所含氨基（-NH2 )和羧基（-C00H)的数目，将其分为中性、酸性 和碱性氨基酸三类，各类氨基酸的组成和性质有截然不同之处。中性氨基酸含1个氨基和1 个羧基，主要包括甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、 苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和羟脯氨酸；酸性氨基酸含1个 氨基和2个羧基，主要包括天冬氨酸、谷氨酸；碱性氨基酸则含有2个氨基和1个羧基，主要 包括赖氨酸、精氨酸和组氨酸。目前已有文献报道在模拟红参加工的条件下，使用人参皂苷 1^或Rb2与甘氨酸混合120°C加热3小时，结果人参皂苷RbRb2被水解生成20R-Rg3、 20S-Rg3、Rkl和Rg5;且反应后的混合产物抗氧化能力明显升高，这与皂苷水解下来的糖与 甘氨酸反应生成了美拉德反应产物有关。此外有文章报道人参皂苷Re分别与丝氨酸、赖氨 酸、丙氨酸和亮氨酸混合120°C加热3小时，结果人参皂苷Re被水解成Rg2、RgjPF4 ;且反 应产物的抗氧化、抗癌和对肾脏的保护作用明显增强。然而这些氨基酸大多使用的是中性 氨基酸和碱性氨基酸，而作为酸性更强的酸性氨基酸水解人参皂苷的研究未见报道。
【发明内容】
[0007] 本发明公开一种利用酸性氨基酸催化水解人参皂苷制备人参稀有皂苷的方法，可 以高效绿色环保的水解人参皂苷制备人参稀有皂苷，解决了现有制备工艺使用大量强酸强 碱导致人参皂苷水解专一性差、得率低、腐蚀性强、污染环境和副产物较多等缺点。
[0008] 本发明所述的一种酸性氨基酸水解人参皂苷制备人参稀有皂苷的方法，包括以下 步骤： 将人参二醇组皂苷或三醇组皂苷按照质量体积比为1:1-1:20 (千克/升）溶于水中， 加入酸性氨基酸，使人参二醇组皂苷或三醇组皂苷与酸性氨基酸的质量比为1:20-30:1 (千 克/千克）;然后放到高压锅中60-150°C下蒸煮0. 5-4小时，取出蒸煮过的水解产物上大孔 树脂柱D1Q1，先用水洗五个柱体积，再用50-90%乙醇洗脱，回收乙醇后，人参二醇组皂苷水 解产物得到稀有人参皂苷20R-Rg3、20S-Rg3、RgjPRkl;人参三醇组皂苷水解产物得到稀有 人参皂苷Rg6、F4、Rk3和Rh4。
[0009] 本发明的优选制备方法，包括以下步骤： 将人参二醇组皂苷或三醇组皂苷按照质量体积比为1:5(千克/升）溶于水中，加入酸 性氨基酸，使人参二醇组皂苷或三醇组皂苷与酸性氨基酸的质量比为10:1 (千克/千克）； 然后放到高压锅中120°C蒸煮1小时，取出蒸煮过的水解产物上大孔树脂柱D1M，先用水洗 五个柱体积，再用80%乙醇洗脱，回收乙醇后，人参二醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂苷 20R-Rg3、20S-Rg3、RgjPRkl;人参三醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂苷Rg6、F4、Rk3和 Rh4〇
[0010] 本发明产品可以制成片剂、胶囊剂、粉剂或注射剂等药物学上的任何剂型，用于治 疗癌症，肿瘤，糖尿病，高血脂症，心肌或脑缺血，机体免疫功能受损，以及消化系统等 疾病。
[0011] 通过实验研究发现在相同条件下，酸性氨基酸水解人参皂苷的能力是中性氨基酸 和碱性氨基酸的10倍以上，因而酸性氨基酸催化水解人参皂苷可以作为一种高效环保的 人参稀有皂苷工业化制备的方法。
[0012] 本发明的积极效果在于：公开了对人参皂苷进行了催化水解制备人参稀有皂苷的 新方法，既将人参二醇组皂苷转化生成20R-Rg3、20S-Rg3、RgjpRkl，人参三醇组皂苷转化 生成Rg6、F4、Rk3和Rh4。与现有制备工艺相比，酸性氨基酸的水解能力是中性氨基酸和碱 性氨基酸的10倍以上，更适宜工业化制备人参稀有皂苷的需要，同时又克服了使用大量强 酸强碱导致人参皂苷水解专一性差、得率低、腐蚀性强、污染环境和副产物较多等缺点；充 分利用了人参资源，最大限度地提取、富集人参稀有皂苷，达到简单、快速、环保、低成本富 集的目的，为工业化生产、新药制备提供方法保证。
【附图说明】
[0013] 图1 :酸性氨基酸水解人参二醇组皂苷转化成稀有皂苷的HPLC图； 图2 :酸性氨基酸水解人参皂苷Re转化成稀有皂苷的HPLC图； 图3 :酸性氨基酸水解人参二醇组皂苷转化成稀有皂苷的途径； 图4 :酸性氨基酸水解人参皂苷Re转化成稀有皂苷的途径。
【具体实施方式】
[0014] 通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离 本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改 动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
[0015] 实施例1 将人参二醇组皂苷或三醇组皂苷按照质量体积比为1:1 (千克/升）溶于水中，加入酸 性氨基酸，使人参二醇组皂苷或三醇组皂苷与酸性氨基酸的质量比为1:10 (千克/千克）； 然后放到高压锅中80°C下蒸煮1小时，取出蒸煮过的水解产物上大孔树脂柱D1(]1，先用水洗 五个柱体积，再用60%乙醇洗脱，回收乙醇后，人参二醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂苷 20R-Rg3、20S-Rg3、Rg#PRkl(图1和图3);人参三醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂苷Rg6、 F4、Rk3 和Rh4(图 2 和图 4)。
[0016] 实施例2 将人参二醇组皂苷或三醇组皂苷按照质量体积比为1:10 (千克/升）溶于水中，加入 酸性氨基酸，使人参二醇组皂苷或三醇组皂苷与酸性氨基酸的质量比为1:1 (千克/千克)； 然后放到高压锅中100°C下蒸煮2小时，取出蒸煮过的水解产物上大孔树脂柱D1(]1，先用水 洗五个柱体积，再用70%乙醇洗脱，回收乙醇后，人参二醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂 苷20R-Rg3、20S-Rg3、RgjP Rkl(图1和图3);人参三醇组皂苷水解产物得到稀有人参皂苷 Rg6、F4、Rk3和Rh4(图2和图4)。
[0017] 实施例3 将人参二醇组皂苷或三醇组皂苷按照质量体积比为1:20 (千克/升)