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喜树碱为我国南方特有树种-珙桐科植物喜树中提取的具有显著抗癌活性的生物碱,其抗肿瘤作用机理为通过抑制拓扑异构酶I,进而影响DNA的复制来实现的。喜树碱毒性较大,但以喜树碱为原料,合成出一系列的衍生物,从中筛选出商效低毒的新化合物已经成为获得新型抗癌药物的有效途径之一。我们研究和开发出一种高效节能的从喜树叶、喜树果、马比木中提取、分离和纯化喜树碱的方法。对提取分离出来的喜树碱粗产品进行了结构修饰。
1.喜树碱的柱层析提取。本研究使用了一种新的提取方法——柱层析提取法提取植物材料中的喜树碱,系统研究了提取溶剂、pH、超声波预处理、预浸泡时间、洗脱流速和径商比等因素对喜树碱提取率的影响。喜树叶、喜树果用5倍体积,马比木用6倍体积乙醇浸泡1.5小时后,装入层析柱中,喜树叶以65％乙醇,喜树果、马比木以70％乙醇作为沈脱剂提取喜树碱,HPLC测定各洗脱液中喜树碱含量变化。结果表明最佳提取条件为:按径高比为1:10装柱,室温下以1BV/h的流速沈脱,利用该方法在常温下,喜树叶喜树果收集20倍柱体积的提取液、马比木收集24倍柱体积提取液,得到的提耿液中喜树碱的提取率能达到98％。大量材料连续提取时,喜树叶和喜树果用5倍提取液、马比木用6倍提取液在前后不同层析柱中从低到高顺次循环提取三次,喜树叶和喜树果仅收集5倍,马比木收集6倍体积提取液,喜树碱的提取率达95％以上,将提取条件同比放大10倍,实验重复性良好。
2.喜树碱的纯化。喜树叶和喜树果提取液先用调pH进行分离,研究发现,当提取液pH凋为8时,可产生大量的沉淀,此时70％±5％以上的喜树碱集中在水相中,喜树碱的纯度可达到0.7％。在萃取方面,当提取液pH=3时,刚氯仿萃取一次,回收率可达90％以上,萃取后的喜树碱提取液纯度达70％,分离效果明显。而马比木提取液只要通过除去提取液中的乙醇,提取液中的喜树碱纯度即可达50％以上。初步纯化的喜树碱通过结晶与重结晶,纯度可达98％以上。
3.喜树碱的结构修饰。采用喹啉环氮氧化法将得到的喜树碱粗产品修饰为10-羟基喜树碱,通过对氧化反应和光化反应条件的优化,得出氧化反应条件为:0.05 m mol喜树碱加入7mL冰乙酸和0.24mL30％过氧化氢,70℃恒温水浴反应3.5h,减压浓缩后加入浓缩液10倍体积的冰水进行析晶。光化反应条件为:喜树碱氮氧化物10mg,1,4-二氧六环5mL,乙腈4mL,水1mL,浓硫酸0.1mL500W高压汞灯照射160min。条件优化后,10-羟基喜树碱转化率达58.1％。