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Crystallization separation of antitumor constituent 20(R)-25-OCH3-PPD

抗肿瘤有效成分20(R)-25-OCH3-原人参二醇的结晶法分离



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 6 期 2014 年 3 月

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抗肿瘤有效成分 20(R)-25-OCH3-原人参二醇的结晶法分离
张赛楠 1,赵余庆 1, 2*
1. 沈阳药科大学,辽宁 沈阳 110016
2. 沈阳药科大学 基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110016
摘 要:目的 从 25-OCH3-原人参二醇(25-OCH3-PPD)非消旋体混合物中分离得到抗肿瘤有效成分 20(R)-25-OCH3-PPD
(AD-1)。方法 采用结晶法拆分 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物中的 AD-1,并对所用溶剂的种类、用量及结晶温度等分离
条件进行了优化,探讨溶剂的介电常数和 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物的 S/R 比例间的关系。结果 25-OCH3-PPD 非消旋
体混合物(R:59.34%;S:38.35%),在最优条件下,丙酮 26 mL、4 ℃时,可以获得 AD-1 的产率与纯度分别为 38.76%、
97.83%。结论 溶剂的电解质范围在 20.7 左右,低饱和度的溶剂以及低温有利于 AD-1 的分离。
关键词:结晶;非消旋体混合物;25-OCH3-原人参二醇;20(R)-25-OCH3-原人参二醇;介电常数;抗肿瘤
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)06 - 0770 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.06.005
Crystallization separation of antitumor constituent 20(R)-25-OCH3-PPD
ZHANG Sai-nan1, ZHAO Yu-qing1, 2
1. Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China
2. Key Laboratory of Structure-based Drug Design and Discovery, Ministry of Education, Shenyang Pharmaceutical University,
Shenyang 110016, China
Abstract: Objective To separate antitumor constituent AD-1 [20(R)-25-OCH3-protopanoxadiol (PPD)] from non-racemic
enatiomeric mixture. Methods A crystallization method has been developed to separate AD-1 from 25-OCH3-PPD non-racemic
enatiomeric mixture, the sorts and amount of solvent and crystallization temperature were optimized to obtain the best separative
conditions, and the relationship between the S/R percentage of 25-OCH3-PPD non-racemic enantiomeric mixture and dielectric
constant of the solvent was discussed. Results Under the optimized conditions (acetone 26 mL, 4 ℃), the yield and purity of AD-1
crystals are 38.76% and 97.83% from 25-OCH3-PPD non-racemic enatiomeric mixture (R: 59.34%; S: 38.35%), respectively.
Conclusion The ε values of solvents are about 20.7, and an unsaturated solution and low temperature are beneficial to the separation
of AD-1 from 25-OCH3-PPD non-racemic enatiomeric mixture.
Key words: crystallization; non-racemic enatiomeric mixture; 25-OCH3- protopanoxadiol; 20(R)-25-OCH3- protopanoxadiol;
dielectric constant; antitumor

25-OCH3-原人参二醇(25-OCH3-PPD)是从三
七的茎叶与人参果实中分离得到一种新型的达玛烷
型的三萜皂苷[1-2]。25-OCH3-PPD 同其他的人参皂苷
相比具有显著的细胞毒性[1]。在几种人癌细胞系中,
20(S)-25-OCH3-PPD 的 IC50 值同人参皂苷 Rg3 相比
增强了 10~100 倍,同时 20(R)-25-OCH3-PPD(AD-
1)(结构见图 1)在细胞系 Colon205、A549 中显示
出比 20(S)-25-OCH3-PPD 更强的细胞毒性 [1-2]。
Zhang 等[3]研究了 20(S)-25-OCH3-PPD 药物动力学

图 1 AD-1 的结构
Fig.1 Structure of AD-1
以及口服和静脉给药后在大鼠体内的活性代谢产物。
然而,在大量制备 AD-1 的过程中产生了非消旋体

收稿日期:2013-12-16
基金项目:“十一五”国家重大新药创制项目(2009ZX09102-114);中药标准提取物的工业化色谱制备平台建设(2009ZX09301-012-105B);
国家自然科学基金资助项目(81273389)
作者简介:张赛楠(1987—),女,在读硕士,研究方向为药物分析。E-mail xmze2012@163.com
*通信作者 赵余庆 Tel: (024)23986521 E-mail: zyq4885@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 6 期 2014 年 3 月

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混合物 [AD-1、20(S)-25-OCH3-PPD]。目前有关构
型异构体的拆分文献报道有很多方法,例如经典结
晶法、化学拆分法、动力学拆分法、生物拆分法、
色谱拆分、手性液-液萃取拆分法、膜分离法[4],通
过 高 成 本 的 制 备 高 效 液 相 色 谱 法 可 以 将
25-OCH3-PPD 非消旋混合物进行分离,但本实验采
用具有低成本、操作简单和所得产物为固体的优势
的结晶方法进行了分离。与此同时,结晶法作为一
种相对经典且成熟的方法,已经被广泛的应用在精
细化工、制药和食品等领域。Wang 等[5]利用直接结
晶法联合色谱技术拆分了外消旋化合物心得安;李
鹏等[6]报道用乙醇溶液中溶解度的差异,并借助沉
淀和结晶手段,从而实现人参皂苷 Rg3 构型异构体
的分离。
本实验考察溶剂的种类、用量以及结晶温度等因
素对从 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物中分离 AD-1
的影响,探讨了溶剂的介电常数和 25-OCH3-PPD 非
消旋体混合物的 S/R 的比例间的关系,从而优化分离
AD-1 的条件,实现实验室条件下的 AD-1 分离。
1 仪器与材料
BS124S Sartorius 分析天平;BCD-139AC 冰箱
(中国美的公司);K501 KNAUER 高效液相色谱仪
(德国诺尔);蒸发光散射检测器(上海通微分析技
术有限公司)。
25-OCH3-PPD 非消旋体混合物(R:59.34%;S:
38.35%)、AD-1 对照品(经 HPLC 检测质量分数>
98%,本实验室自制)。甲醇(色谱纯、分析纯),
纯化水,其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
色谱柱为 Agela Venusil MP C18(250 mm×4.6
mm,5 μm);流动相为甲醇-水(87∶13);体积流
量为 1.0 mL/min;柱温 35 ℃;进样量 10 μL。
2.2 溶剂类型的影响
分别精密量取各溶剂 5 mL,置于锥形瓶中,
加入 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物,在 45 ℃下
溶解,直至其形成近饱和溶液,放冷,静置 15 d。
结晶所得产物在 50℃挥干,称定质量,基于
25-OCH3-PPD 非消旋体混合物计算产率。后经 0.45
μm 滤膜滤过后,用 HPLC 分析其 S/R 比例。结果
表明(表 1、图 2)[7],采用丙酮为溶剂时目标物的
量较高。
表 1 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物在不同溶剂中的分离
Table 1 Resolution of 25-OCH3-PPD non-racemic enantiomeric mixture in different solvents
编号 溶剂 介电常数 样品量 a / g 产率 b / % S/R 比例
1 醋酸乙酯 6.0 0.134 1 60.28 36.89/61.25
2 二氯甲烷 8.9 10.397 0 98.54 40.17/58.74
3 异丙醇 18.3 0.279 7 — —
4 丙酮 20.7 0.132 4 42.22 20.41/77.57
5 95%乙醇 26.7 1.009 6 17.28 28.39/70.28
6 甲醇 33.0 1.042 8 86.78 39.26/59.04
a 在 45 ℃的条件下达到近饱和溶液时所需要的最小样品量;b 产率是基于 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物进行计算
aSample amount is minimum amount to obtain a nearly saturated solution at 45 ℃; bYield is calculated based on 25-OCH3-PPD non-racemic enantiomeric mixture


图 2 溶剂的介电常数与 AD-1 纯度的关系
Fig. 2 Relationship between purity of AD-1 and dielectric
constant of solvent used in resolution
2.3 溶剂用量的影响
基于“ 2.2”项下溶剂的选择,精密称取
25-OCH3-PPD 非消旋体混合物 0.5 g,置于锥形瓶
中,向其中分别加入丙酮 24、26、29、31 mL,超
声溶解,室温下放置 15 d,母液中析出产物,50 ℃
挥干,称定质量,基于 25-OCH3-PPD 非消旋体混合
物中的 AD-1 的量计算产率。后经 0.45 μm 滤膜滤
过后,用 HPLC 分析其 S/R 比例。结果见表 2。
2.4 结晶温度的影响
基于“2.2”和“2.3”项下溶剂类型与溶剂用量
的选择,精密称取 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物
90
70
50
30
10
0 5 10 15 20 25 30 35
A
D
-1


/
%

溶剂介电常数
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0.5 g,置于锥形瓶中,向其中分别加入丙酮 26 mL,
超声溶解,为使得利用结晶分离非消旋体混合物可
以应用于大量制备,本实验在常用的温度 4、25 ℃
条件下进行,放置 15 d,母液中得产物,在 50 ℃
挥干,称定质量,基于 25-OCH3-PPD 非消旋体混合
物中的 AD-1 计算产率。后经 0.45 μm 滤膜滤过后,
用 HPLC 分析其 S/R 比例。结果见表 3。
表 2 溶剂用量的影响
Table 2 Effect of solvent amount
丙酮用量 / mL 产率 a / % S/R 比例
24 77.91 20.80/76.66
26 48.84 2.624/87.09
29 20.63 3.015/95.80
31 5.34 1.391/97.42
a产率是基于25-OCH3-PPD非消旋体混合物中的AD-1的量进行计算
aYield is calculated based on AD-1 of 25-OCH3-PPD non-racemic
enantiomeric mixture
表 3 结晶温度的影响
Table 3 Effect of crystallization temperature
温度 / ℃ 产率 a / % S/R 比例
25 28.62 23.01/75.52
4 38.76 0.959 7/97.83
a产率是基于25-OCH3-PPD非消旋体混合物中的AD-1的量进行计算
aYield is calculated based on AD-1 of 25-OCH3-PPD non-racemic
enantiomeric mixture
3 分析与讨论
表 1 显示了介电常数在 6~33 的溶剂的分离实
验的结果,由表 1 可知,在介电常数 20.7 附近,可
以获得 AD-1。且在丙酮溶剂,介电常数为 20.7 时
得到了纯度相对较高的 AD-1。由图 2 可以看出,
虽然25-OCH3-PPD非消旋体混合物只在5种溶剂中
显示出了 S/R 比例的差异性,但可以看出介电常数
与 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物之间有一定的关
系。目前对此现象可能的解释为由于分子间的氢键
网络的缔合发生改变引起的,而氢键网络是由溶剂
的介电常数决定的[8]。
表2显示了丙酮用量对25-OCH3-PPD非消旋体
混合物分离的结果。由表 2 可以看出,随着丙酮用
量的增加,25-OCH3-PPD 非消旋体混合物中的 S/R
比例以及产率降低,在最优的溶剂用量 26 mL 的条
件下,可以获得产率为 48.84%和 S/R=2.624/87.09
的 AD-1。
表 3 显示了结晶温度对分离的影响。在结晶温
度为 4 ℃时,最终的产品结晶产率为 38.76%,S/R=
0.959 7/97.83,在 25 ℃时,产率为 28.62%,S/R=
23.01/75.52。结果提示,低温的条件有利于 AD-1
晶核的形成,而使异构体得到分离。图 3 显示了
25-OCH3-PPD 非消旋体混合物在分离前以及在优
化条件下分离后的色谱图。

图 3 色谱图 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物 (A) 和 AD-1
结晶 (B) 在 26 mL 丙酮、4 ℃的 HPLC 色谱图
Fig. 3 HPLC of 25-OCH3-PPD non-racemic enatiomeric
mixture (A) and AD-1 crystallized (B) in 26 mL
of acetone at 4 ℃
4 结论
本实验考察了不同溶剂、溶剂的用量、结晶温
度对 25-OCH3-PPD 非消旋体混合物分离的影响,同
时揭示了溶剂的介电常数与 25-OCH3-PPD 非消旋
体混合物的 S/R 比例的关系。结果显示,溶剂的介
电常数在 20.7 附近,不饱和溶液以及低温的条件有
利于 AD-1 的分离。
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1027-1031.
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
t / min
25.405
22.826 A
B
23.098
25.652
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 6 期 2014 年 3 月

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