一种制备辣椒碱和二氢辣椒碱单体的方法

摘要

本发明属于生物医药领域，特别公开了一种制备辣椒碱和二氢辣椒碱单体的方法。本发明用自制反相色谱柱分离出单体辣椒碱和单体二氢辣椒碱，以ODS填料为固定相，以甲醇/水的混合液做流动相，以最佳的上样量及洗脱流速来制备，分部收集，分离出辣椒碱和二氢辣椒碱单体粗品，单体粗品经过重结晶后得到高纯度的单体辣椒碱和单体二氢辣椒碱。本发明工艺简单，设备廉价，生产成本低，溶剂消耗少且无毒环保，产品得率纯度均较高，处理量大，适合大规模生产。

说明书

（一）        技术领域

    本发明属于生物医药领域，特别涉及一种制备辣椒碱和二氢辣椒碱单体的方法。

（二）        背景技术

辣椒（Capsicum）为茄科植物辣椒的果实，辣椒素（又称辣椒碱类化合物，辣椒总碱Capsaicinoids）是一类极度辛辣的香草酰胺类生物碱，为辣椒果实中辛辣的主要化学成分，主要包括：辣椒碱（Capsaicin）、二氢辣椒碱（Dihydrocapsaicin）、降二氢辣椒碱（Nordihydrocapsaicin）、高辣椒碱（Homocapsaicin）、高二氢辣椒碱（Homodihydrocapsaicin），这五种组成物质的含量占到99％，其中辣椒碱和二氢辣椒碱两种成分占90%以上。

辣椒素具有消炎镇痛、促进脂肪代谢、催泪催嚏、促进食欲、改善消化、抗菌杀虫及对神经递质的选择性等药理作用；另外辣椒素还用于生产辣味防污漆以及防蚁、防鼠忌避剂，用作新型绿色农药，用于制造催泪弹、催泪枪和防卫武器等多种领域。在国际市场上，辣椒碱的供给存在一定的缺口，尤其是用于医药上的高纯度辣椒碱产品，这部分产品加工技术难度大，销售价格也高昂，随着辣椒碱在医药、农业等各领域的深入推广使用，市场前景比较乐观。

由于不同产地和品种的辣椒中辣椒素各组分的含量存在差异，各组分不能准确定量，质量难以控制，这导致辣椒素在医药领域的应用受到限制；另外，由于辣椒碱单体和其他各组分之间的化学结构非常相似，最主要的辣椒碱和二氢辣椒碱的只是碳链第六位单双键的差别，因而其分离难度很大。专利CN200610068854.9报道了亲和柱层析法制备辣椒碱单体，该法需要对硅胶进行价格昂贵的银盐处理、硅胶不能再生重复使用，提取过程使用大量易燃易爆有机溶剂，对环境造成污染等，使生产成本高居不下；专利CN200710114310.6报道了高速逆流色谱法制备辣椒碱、二氢辣椒碱和降二氢辣椒碱三种单体，但是该法处理量小，周期较长，不利于实现工业化生产；专利200810060471.6报道了模拟移动床色谱法制备辣椒碱单体，该方法需要模拟移动床色谱系统，该系统设备较昂贵，处理量小，使扩大生产困难，不利于实现大规模生产；专利200910148379.X报道了大孔吸附树脂法制备辣椒碱、二氢辣椒碱和降二氢辣椒碱三种单体，该工艺步骤繁琐，消耗大量溶剂，生产成本高。

（三）        发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种工艺简单、生产成本低的制备辣椒碱和二氢辣椒碱单体的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种制备辣椒碱和二氢辣椒碱单体的方法，以辣椒素为原料，主要包括如下步骤：

（1）往辣椒素内加入甲醇和水，配制成辣椒素原料液，原料液的浓度为0.5~5mg/ml，甲醇的浓度为20~40%；

（2）将原料液直接湿法上柱，反相色谱柱填料为十八烷基键合相硅胶ODS，高径比为10~60，上样流速为0.5~5ml/min，吸附量为1~5g辣椒素/10gODS，上样量为0.01~10g；

（3）用浓度为70~75%的甲醇溶液洗脱，洗脱流速为0.5~5ml/min，分部收集；

（4）将分部收集到的洗脱液分别减压浓缩除去溶剂，分别得到辣椒碱和二氢辣椒碱粗品；

（5）将粗品溶解在无水乙醇中，进行重结晶，过滤，干燥得到单体辣椒碱和单体二氢辣椒碱晶体。

本发明根据辣椒碱和二氢辣椒碱的疏水性大小不同，利用反相色谱柱进行分离。用洗脱液洗脱过程中，极性较大疏水性较小的杂质不容易与非极性的固定相结合，所以先被洗脱下来，然后极性小的辣椒碱洗脱下来，极性最小的疏水性最大的二氢辣椒碱最后洗脱下来。

本发明的更优方案为：

所述ODS反相色谱柱经过甲醇再生后可重复使用，溶剂甲醇的用量为2~4BV。

步骤（1）中，所述辣椒素的纯度为70%以上。

步骤（2）中，反相色谱柱的的柱子为玻璃柱、有机玻璃柱或不锈钢柱，色谱柱填料为粒径40~60μm的ODS填料。

步骤（4）中，减压浓缩的真空度为0.1Mpa，温度为35~55℃。

步骤（5）中，重结晶的温度为4℃，结晶时间为9h。

上述工艺中辣椒素的分析方法是高效液相色谱法，分析条件为：色谱柱Agilent HC-C₁₈，4.6mm×250mm，5μm；检测器：紫外检测器；流动相：甲醇/水（体积比70/30）；流速：0.8mL/min；检测波长：280nm；柱温：25℃；进样量：10uL。

采用本发明利用反相色谱法制备单体辣椒碱和单体二氢辣椒碱，工艺流程简单易于操作，只需经过一步洗脱就可以从辣椒素中分别分离出单体辣椒碱和单体二氢辣椒碱，设备简单廉价易于实现，不需要大型昂贵的设备即可完成生产，一次性制备量大，得率均在90%以上，经过重结晶后纯度都达到98%以上，溶剂消耗少，生产成本低，而且所得产品不存在有机溶剂残留问题，无毒环保，填料可再生后重复使用，并且可将实验进一步放大，实现更大规模的工业化生产，本发明是一种绿色的大量制备辣椒碱和二氢辣椒碱的简单生产工艺。

本发明工艺简单，设备廉价，生产成本低，溶剂消耗少且无毒环保，产品得率纯度均较高，处理量大，适合大规模生产。

（四）        具体实施方式

实施例1：

（1）取自制辣椒素，再加入甲醇和水，配成甲醇含量为20%，浓度为1.04mg/mL的辣椒素原料液。

（2）将预处理好的ODS湿法装到柱子中，柱子直径1.1cm，填料高度60cm，以0.5mL/min的流速上样10mL。

（3）当原料全部吸附后用180mL75%的甲醇洗脱柱子，流速为0.5ml/min，分部收集，单独合并辣椒碱组分和二氢辣椒碱组分，高效液相色谱法分析组分的纯度及得率（相对于原料液），见表一。

（4）将收集组分除去溶剂后，用乙醇重结晶，高效液相色谱法分析晶体纯度及得率（相对于原料液），见表二。

实施例2：

（1）取自制辣椒素，再加入甲醇和水，配成甲醇含量为30%，浓度为3.36mg/mL的辣椒素原料液。

（2）将预处理好的ODS湿法装到柱子中，柱子直径1.6cm，填料高度70cm，以2.0mL/min的流速上样300mL。

（3）当原料全部吸附后用400mL70%的甲醇洗脱柱子，流速为1.5ml/min，分部收集，单独合并辣椒碱组分和二氢辣椒碱组分，高效液相色谱法分析组分的纯度及得率，见表一。

（4）将收集组分除去溶剂后，用乙醇重结晶，高效液相色谱法分析晶体纯度及得率，见表二。

实施例3：

（1）取自制辣椒素，再加入甲醇和水，配成甲醇含量为35%，浓度为4.71mg/mL的辣椒素原料液。

（2）将预处理好的ODS湿法装到柱子中，柱子直径4.0cm，填料高度70cm，以5.0mL/min的流速上样2000mL。

（3）当原料全部吸附后用2500mL 70%的甲醇洗脱柱子，流速为5.0ml/min，分部收集，单独合并辣椒碱组分和二氢辣椒碱组分，高效液相色谱法分析组分的纯度及得率，见表一。

（4）将收集组分除去溶剂后，用乙醇重结晶，高效液相色谱法分析晶体纯度及得率，见表二。

表一 高效液相色谱法分析组分实验数据

表二 高效液相色谱法分析晶体实验数据