本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大麻酚類化合物的高效制備方法。
背景技術(shù)：
大麻屬一年生草本植物，俗稱線麻、漢麻和火麻。大麻在我國至少有6000多年的歷史，主要分布在云南、貴州、廣西、四川、安徽、山東、山西、河南、河北、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙和新疆等地。由于大麻中含有一種致幻物質(zhì)四氫大麻酚(THC)，易被不法分子用來提煉毒品，造成社會危害，所以很多國家對該植物的使用做出了相應(yīng)的規(guī)定。
20世紀(jì)90年代，歐盟根據(jù)大麻植株花葉干物質(zhì)中四氫大麻酚(THC)含量高低，將大麻分為藥用型(THC＞0.5％)、中間型(0.3％＜THC＜0.5％)和纖維型(THC＜0.3％)。其中，纖維型大麻THC的含量極低，不具有毒品利用價值，又被稱為“工業(yè)大麻”。國際禁毒組織也將THC含量低于0.3％的大麻稱作工業(yè)大麻，可以進行規(guī)模化種植與工業(yè)化利用。從上個世紀(jì)90年代起，以歐美為代表的發(fā)達國家均致力于開發(fā)和利用低毒工業(yè)大麻。鑒于低毒工業(yè)大麻的多種用途，我國相關(guān)的部分省份如云南、黑龍江等地正在逐漸解除對工業(yè)大麻的限制，培育出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低毒工業(yè)大麻品種，在國家禁毒委和地方禁毒部門與合法大麻專營單位的統(tǒng)一監(jiān)管下，在云南、山東、山西、安徽、遼寧等省種植、開發(fā)和利用低毒工業(yè)大麻。
工業(yè)大麻渾身是寶，具有較高的應(yīng)用價值,工業(yè)大麻植物可用于開發(fā)無毒涂料、上光劑、潤滑油、柴油、化妝品、肥皂、香波、浴波和動物蛋白飼料等，目前全世界已開發(fā)出25000多種大麻產(chǎn)品，大麻及其制品被廣泛地應(yīng)用于人們生活及工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。大麻營養(yǎng)成分豐富，含有20～25％的蛋白質(zhì)，20～30％的碳水化合物和10～15％的可溶性纖維；含有豐富的礦物質(zhì)，特別是磷、鉀、鎂、鈣、鐵和鋅等，富含油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等人體必需的多聚不飽和脂肪酸。
大麻酚類化合物是一類萜烯酚類化合物，研究證實，工業(yè)大麻植株中含有多種大麻酚類化合物，現(xiàn)已分離得到70多種以上，其中主要的大麻酚類化合物有大麻二酚、大麻酚、大麻萜酚、大麻環(huán)酚、大麻環(huán)萜酚、脫氫大麻二酚，以及大麻酚酸、大麻二酚酸和四氫大麻酚酸等，具有抗炎、殺菌、抗焦慮、抗氧化等作用，特別是具有抗精神病、神經(jīng)保護、減少腸道蠕動等作用，可用于治療癲癇、多發(fā)性動脈硬化與帕金森病、青光眼、截癱、多發(fā)性硬化癥病人的痙攣狀態(tài)、癌痛、神經(jīng)痛、偏頭痛、預(yù)防心肌梗死等疾病。
治療癲癇是大麻酚類化合物的重要用途之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，癲癇是全球最常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一，目前全世界約有5000萬癲癇患者，在美國約有300萬例患者，在中國大約有1000萬例癲癇患者，占全國總?cè)丝诘?.7％。目前癲癇的治療方法主要包括西醫(yī)療法和中醫(yī)療法，西醫(yī)療法包括藥物治療、手術(shù)治療、神經(jīng)調(diào)控治療等，但是長期服用會產(chǎn)生副作用和抗藥性，還有可能導(dǎo)致腦細胞缺氧、水腫、記憶力下降、性格改變，反映遲鈍等問題。中醫(yī)療法常采用定癇熄風(fēng)、平肝瀉火、祛痰開竅、活血化瘀為治療方法，有時治療效果并不明顯，而且大約有30％的患者使用市售抗癲癇藥物無法控制病情。
英國GW制藥公司是全球開發(fā)并上市首個含有大麻二酚等大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物處方藥的公司，主要用于治療嬰兒嚴(yán)重肌陣攣性癲癇和治療多發(fā)性硬化癥引起的痙攣疾病，已被美國FDA和歐洲藥品評審局認(rèn)定為孤兒藥，現(xiàn)已在英國、西班牙、德國、丹麥、意大利、瑞典、奧地利等多個歐盟國家上市，并且獲得了進軍澳大利亞、新西蘭、亞洲(除了日本、中國大陸及香港)、中東(除了以色列)和非洲等國家的上市權(quán)。
目前用于工業(yè)大麻植株比如工業(yè)大麻花葉的提取方法主要是超臨界二氧化碳萃取法(Muller A.Supercritical CO2extraction of tetrahydrocannabinol and cannabidiol from cannabis plant material[P].CA.2424356)。原理是利用在不同的壓力和溫度下，超臨界二氧化碳對某些天然產(chǎn)物活性物質(zhì)溶解能力的不同，把高沸點、低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)在其沸點溫度以下萃取出來。超臨界二氧化碳萃取技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的一種新型綠色、高效的物質(zhì)分離、精制技術(shù)，具有高效率、低能耗、高選擇性、無污染和不破壞提取物中的活性成分等特點。但是超臨界二氧化碳萃取技術(shù)所用的設(shè)備是高壓設(shè)備，該工藝技術(shù)要求較高，設(shè)備一次性投資較大，對設(shè)備以及整個管路系統(tǒng)的耐壓性能要求較高，而且對于成分復(fù)雜、極性較高，分子量較大的混合物，必須使用夾帶劑或者在較高的壓力和溫度下進行。目前大多集中在小規(guī)模生產(chǎn)和實驗室研究高附加值的產(chǎn)品的應(yīng)用，工業(yè)化特別是大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用比較少。
含有大麻二酚等活性成分的大麻酚類化合物的純化方法，目前主要集中在采用色譜填料層析、洗脫純化的方法。色譜純化的方法雖然產(chǎn)品的純度非常高，但是對于工業(yè)化生產(chǎn)而言，難度較大，技術(shù)工藝復(fù)雜，用時較長，消耗溶劑量較大，環(huán)境污染較嚴(yán)重，有時目標(biāo)產(chǎn)物難以進行有效控制，工序不太穩(wěn)定，規(guī)?；a(chǎn)的成本比較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明在針對現(xiàn)有技術(shù)如工業(yè)化制備成本高、技術(shù)難度大等不足的基礎(chǔ)上，提供了一種一種大麻酚類化合物的制備方法，本發(fā)明適宜規(guī)?；?、簡便高效生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種大麻酚類化合物的制備方法，包括如下步驟：
(1)篩選工業(yè)大麻植物材料，所述工業(yè)大麻植物材料包括工業(yè)大麻花葉、種子或者果實材料，70～140℃烘干至含水量低于5wt％，粉碎，避光保存；然后將粉碎材料置于具有攪拌功能的超聲波提取裝置中，加入工業(yè)大麻植物材料2～20倍質(zhì)量的弱極性或非極性有機溶劑，再加入相當(dāng)于弱極性或非極性有機溶劑添加質(zhì)量的0.1～2％的弱酸，超聲波頻率20～40KHz，超聲波功率100～2000W，20～100℃下超聲波輔助提取0.1～5h，過濾，獲得工業(yè)大麻提取物濾液，在濾液中加入相當(dāng)于工業(yè)大麻植物材料0.01～0.8倍質(zhì)量的活性炭，吸附脫色10～80min，過濾，蒸干溶劑，獲得工業(yè)大麻提取物的浸膏；
(2)加入強極性有機溶劑充分溶解浸膏，冷凍至-20+10℃下封存24～60h，過濾，除去不溶物，蒸干溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的初級品，再在初級品中邊攪拌，邊加入強堿溶液至pH為9～12，將大麻酚類化合物轉(zhuǎn)化為酚鹽形式，離心，過濾，除去不溶物，在濾液中加入弱酸至pH為2～5，將酚鹽轉(zhuǎn)化為游離的大麻酚類化合物，并從溶液中析出，分離，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物。
進一步地：所述弱極性或非極性有機溶劑選自石油醚、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、苯、氯仿、C3～C10的烷烴。
進一步地：所述弱酸選自甲酸、乙酸、磷酸。
進一步地：所述的具有攪拌功能的超聲波提取裝置，可以為浴槽式超聲波發(fā)生器，也可以采用探頭式超聲波發(fā)生裝置，超聲波頻率優(yōu)選為40KHz，超聲波功率優(yōu)選為800W，優(yōu)選40～70℃下超聲波輔助提取50min。
進一步地：所述活性炭的加入量優(yōu)選為工業(yè)大麻植物材料0.5倍質(zhì)量。
進一步地：所述吸附脫色過程可以采用水浴控制溫度，且水浴溫度為50～100℃，吸附脫色時間為10～80min。
進一步地：所述強極性有機溶劑選自C1～C5的醇，且加入量相當(dāng)于工業(yè)大麻提取物浸膏2～10倍質(zhì)量。
進一步地：所述的強堿溶液選自NaOH、KOH，且強堿溶液的質(zhì)量濃度為10～30％。
本發(fā)明的有益效果如下：
1、易于工業(yè)化實現(xiàn)。本發(fā)明使用常規(guī)易得的有機溶劑，而且提取過程中采用超聲波加以輔助強化，超聲波強化提取與有機溶劑循環(huán)提取相結(jié)合，相對于目前已有的方法而言，操作方便，成本低、提取速度快、提取效率高、產(chǎn)品純度高、溶劑殘留少、污染小且回收方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用；
2、原料和設(shè)備利用率高。超聲波強化提取可降低提取溫度、縮短提取時間、提高提取率、增大生產(chǎn)能力、節(jié)省溶劑和降低能耗。如：提取溫度一般可降低30℃以上，提取時間縮短50％以上，提取率一般能提高5％～10％，溶劑消耗減少10％～20％，且有效成分不易破壞。本發(fā)明在較低溫度和較短時間內(nèi)實現(xiàn)對工業(yè)大麻提取物中的大麻二酚等大麻酚類化合物進行超聲波輔助提取分離，能耗低，保證了大麻酚類化合物的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，不需使用特殊高溫高壓設(shè)備，提高了原料和設(shè)備利用率；
3、提取效果好。采用非極性或者弱極性有機溶劑提取粉碎的植株原料，強極性有機溶劑溶解中間的浸膏產(chǎn)品，強極性和弱極性溶劑相結(jié)合，協(xié)調(diào)使用，既可以對產(chǎn)品進行有效深度純化，除去一些難以去除的雜質(zhì)，又可以縮短生產(chǎn)時間，提高效率；
4、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。本發(fā)明在工業(yè)大麻植株原料提取過程中，利用特定頻率的超聲波的空化作用，使有機溶劑在更緩和的條件下，快速滲透到工業(yè)大麻植物細胞的細胞壁內(nèi)，使大麻二酚等活性成分更充分快速地溶解分散到有機溶劑中，保證活性成分的品質(zhì)穩(wěn)定；
5、純化效率高。工業(yè)大麻提取物濾液、浸膏中含有的色素、雜質(zhì)及不溶物，比如蠟、蠟脂、甘油酯、胡蘿卜素類、類黃酮類等，如果不及時去除，有時會嚴(yán)重?fù)p害最終產(chǎn)品的品質(zhì)，使得產(chǎn)品無法快速結(jié)晶形成粉末、吸濕性增強，產(chǎn)品應(yīng)用過程中，添加到藥物等終端產(chǎn)品中，會導(dǎo)致終端產(chǎn)品的保質(zhì)期變短，品質(zhì)變差，影響使用效果。相對于目前已有的純化技術(shù)而言，本發(fā)明采用添加合適比例的活性炭、冷凍過濾、強弱極性有機溶劑搭配的方法去除這些不溶物，再輔以酸、堿沉淀相結(jié)合的方法進行產(chǎn)品純化，成本低，效率高。
具體實施方式
實施例1
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入2L弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取50min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附30min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.91g。
實施例2
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入20L弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取40min，過濾，濾液中加入60g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附30min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品12.12g。
實施例3
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取30min，過濾，濾液中加入70g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附30min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.47g。
實施例4
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑石油醚，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取40min，過濾，濾液中加入60g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附30min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.99g。
實施例5
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑乙醚，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取50min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附30min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.05g。
實施例6
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取300min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附40min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水甲醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.78g。
實施例7
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取10min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附50min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水甲醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.56g。
實施例8
取1kg工業(yè)大麻植物原料火麻仁，脫殼，在100℃下烘干至含水量低于5％，超微粉碎，加入6L弱極性有機溶劑石油醚，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取40min，過濾，濾液中加入90g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附40min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1000mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品10.24g。
實施例9
在1kg脫殼、烘干、粉碎后的火麻仁中，加入6000ml弱極性有機溶劑石油醚，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取60min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附10min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1500mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品11.28g。
實施例10
在1kg脫殼、烘干、粉碎后的火麻仁中，加入6000ml弱極性有機溶劑己烷，再加入100mL乙酸，在40℃溫度下超聲波輔助提取60min，過濾，濾液中加入50g活性炭，在60℃水浴溫度下攪拌吸附80min，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物的粗浸膏，再加入1500mL無水乙醇溶解粗浸膏，冷凍至-20℃下，封存40h，過濾，低壓回收溶劑，得到工業(yè)大麻提取物初級品，在初級品中緩慢加入濃度為15％的NaOH水溶液，攪拌，至pH＝12，靜置，離心，過濾，在濾液中緩慢加入濃度為15％的乙酸水溶液，攪拌，至pH＝3，分離，70℃蒸餾去除水分等溶劑，得到富含大麻酚類化合物的工業(yè)大麻提取物產(chǎn)品11.71g。
以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變，而所有這些改變都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。