專利名稱：一種萊菔硫烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以蕓苔屬蔬菜為原料制備萊菔硫烷的方法。
背景技術(shù)：
萊菔硫烷(sulforaphane，1-異硫氰基-4R-[甲基亞硫?；鵠丁烷)廣泛存在于十字花科植物中蕓苔屬(Brassica)蔬菜中。人們?nèi)粘Ｊ秤玫氖卟?，如結(jié)球甘藍(lán)、抱子甘藍(lán)、散葉甘藍(lán)、球莖甘藍(lán)、青花菜、芥菜和辣根等都屬于這一類蔬菜。葡萄糖萊菔硫烷(glucoraphanin)是萊菔硫烷的前體物，葡萄糖萊菔硫烷經(jīng)芥子硫苷酸酶(myrosinase)水解可生成萊菔硫烷。
萊菔硫烷的生理功能1、萊菔硫烷不具有任何細(xì)胞毒性；2、抑制腫瘤的形成；大量實(shí)驗(yàn)證明，萊菔硫烷對食道癌、肺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌及大腸癌等都有很好的防治效果；3、萊菔硫烷提高組織的谷胱甘肽水平；4、萊菔硫烷可以誘導(dǎo)細(xì)胞合成II型解毒酶，如谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、NAD(P)H-醌還原酶、血紅素氧化酶，使細(xì)胞免受活性氧的攻擊；5、抑制并殺死幽門螺桿菌。
近幾年，隨著人們逐漸認(rèn)識到萊菔硫烷所具有的卓越的生理功能，萊菔硫烷的制備也倍受關(guān)注。目前萊菔硫烷的制備方法主要有化學(xué)合成和天然產(chǎn)物提取。
(1)化學(xué)合成法最初的化學(xué)合成制備萊菔硫烷的方法雖然反應(yīng)過程簡單，但是合成出來的萊菔硫烷為外消旋體(D型和L型的萊菔硫烷的混合物)，而天然的萊菔硫烷為L型的?，F(xiàn)今大多采用立體化學(xué)手性合成的方法制備(Schenk，W.A.；Durr，M.；Steinmetz，B.；Adam，W.；Saha-Moller，C.R.Enantioselective oxidation of thioethers using ruthenium complexesas chiral auxiliaries.Proceedings of the Symposium，3rd，Wuerzburg，Germany，Sept.17-19，1997，Meeting Date 1997，245-246.)。該方法以1-氧-R-甲基亞硫?；?2-苯基環(huán)己烷為原料，在室溫、四氫呋喃為溶劑的條件下與活性金屬分子試劑反應(yīng)，生成的中間產(chǎn)物在與氫氟酸反應(yīng)，生成1-羥基-4R-[甲基亞硫?；鵠丁烷，在與疊氮化鈉、二硫化碳回流反應(yīng)最終生成L型的萊菔硫烷。手性合成法雖然只合成L型的萊菔硫烷，但是存在反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，反應(yīng)步驟多，產(chǎn)率不高，副產(chǎn)物多，原料毒性較大，分離提取困難等缺點(diǎn)，再加上原材料成本高，難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
(2)天然產(chǎn)物提取該方法是利用植物自身的芥子硫苷酸酶或添加外源的芥子硫苷酸酶水解葡糖萊菔硫烷生成萊菔硫烷后，在采用有機(jī)溶劑萃取和層析等分離純化工藝制備萊菔硫烷。采用萃取法處理水解產(chǎn)物后得到的往往是幾種水解產(chǎn)物的混合物，須進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化。目前主要采用二氯甲烷萃取青花菜的水解物，再利用制備型反相C18色譜分離純化萊菔硫烷(Nathan V.Matusheski，Mathew A.Wallin，et al.PreparationHPLC Method for the purification of sulforaphane Nitrile from Brassicaoleracea.J.Agric.Chem，2001，49，1867-1872.)。該方法雖然可以獲得高純度的產(chǎn)品，但萃取所采用的溶劑為毒性較大的二氯甲烷，難以避免殘留于最終的產(chǎn)品中，從而限制產(chǎn)品的使用；分離純化所選用的制備型反相C18高效液相色譜柱價格十分昂貴，流動相為低濃度的乙腈水溶液，很難回收重復(fù)利用，因而該方法生產(chǎn)成本很高，只限于實(shí)驗(yàn)規(guī)模制備少量產(chǎn)品，難于大規(guī)模生產(chǎn)。
公開號為CN 1149986A的中國專利申請公開了一種制備含萊菔硫烷的蕓苔屬蔬菜壓片的制備方法。該方法通過蒸汽加熱鈍化蕓苔屬蔬菜中內(nèi)生的黑芥子硫苷酸酶，添加外生的黑芥子硫苷酸酶將硫代葡萄糖苷轉(zhuǎn)化成為萊菔硫烷。該方法原材料的選取范圍十分有限，以青花菜為例，該方法只適用于以青花菜的花作為原料，而對于青花菜的種子、莖、葉子等組織則只能棄置不用。此外，該方法必須添加外源的芥子硫苷酸酶，這需要建立外源芥子硫苷酸酶的生產(chǎn)線或高價購買其酶制劑，以上這些因素導(dǎo)致該方法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中具有局限性，而且生產(chǎn)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖、葉為原料制備萊菔硫烷的方法。原料經(jīng)粉碎后，利用植物自身的芥子硫苷酸酶在特定pH值下水解，采用乙酸乙酯萃取，采用價格低廉的硅膠吸附萊菔硫烷，乙酸乙酯除雜，異丙醇、乙醇、異丙醇與石油醚、或乙醇與石油醚的混合溶液洗脫萊菔硫烷，從而有效地提高萊菔硫烷的含量，同時降低成本。
發(fā)明要點(diǎn)本發(fā)明的原料采用蕓苔屬蔬菜，包括，但不僅限于，結(jié)球甘藍(lán)、抱子甘藍(lán)、散葉甘藍(lán)、球莖甘藍(lán)、青花菜、芥菜或辣根，本方法適用于以蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖或葉等組織作為原料。對于本方法優(yōu)選的蕓苔屬蔬菜是青花菜(別名綠菜花、西蘭花)，最優(yōu)選的原料是青花菜的花或種子。
具體方法和步驟如下A.水解生成萊菔硫烷將蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖或葉粉碎，加入質(zhì)量為1-3倍的去離子水，調(diào)節(jié)pH值為2-7.5，室溫下攪拌水解2-8小時；pH值可以采用pH值緩沖溶液或加入碳酸鈣或鹽酸進(jìn)行調(diào)控；其中pH值緩沖溶液可以為Na2HPO4-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液、醋酸緩沖液、KH2PO4-NaOH緩沖液或三羥甲基氨基甲烷-HCl緩沖液。
B.乙酸乙酯萃取將步驟A得到的萊菔硫烷水解液，加入乙酸乙酯萃取2-3次，加入的量沒有特別要求，以萊菔硫烷水解液體積的1-2倍即可，得到的萊菔硫烷乙酸乙酯提取液，減壓蒸餾，回收乙酸乙酯后，得到萊菔硫烷的粗產(chǎn)品。
C.硅膠分離純化將步驟B得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于乙酸乙酯體積百分含量為10-40％的石油醚和乙酸乙酯混合溶液中，經(jīng)硅膠吸附后，再用乙酸乙酯洗去硅膠上吸附的低極性雜質(zhì)，此時乙酸乙酯的用量以洗去低極性雜質(zhì)而同時不損失萊菔硫烷為限；最后用異丙醇、乙醇或異丙醇與石油醚、乙醇與石油醚的混合溶液洗脫萊菔硫烷，減壓蒸餾以除去有機(jī)溶劑，得到萊菔硫烷產(chǎn)品。
上述方法中，步驟A所采用的蔬菜種子可以為脫脂或未脫脂的種子。
上述方法步驟C所用的異丙醇與石油醚、乙醇與石油醚的混合溶液，石油醚在混合溶液中的體積百分含量不超過50％。
上述方法中，步驟C所采用的硅膠為層析用硅膠，可以為無定形或球形，硅膠粒徑最好為60-300目，優(yōu)選為200-300目。
發(fā)明效果本發(fā)明將蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖、葉粉碎后，利用植物自身的芥子硫苷酸酶在特定pH值下水解，采用乙酸乙酯萃取，硅膠吸附，乙酸乙酯除雜，異丙醇、乙醇、異丙醇與石油醚、或乙醇與石油醚的混合溶液洗脫萊菔硫烷，從而有效地提高菜菔硫烷的含量。此方法原料適用范圍廣，無需添加外源的芥子硫苷酸酶，在特定pH值下水解利用原材料自身的芥子硫苷酸酶水解硫代葡萄糖苷，降低了生產(chǎn)成本，簡化了提取純化工藝，易于自動化操作，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(1)水解生成萊菔硫烷稱取100g青花菜種子，研磨成粉末狀，加入250ml去離子水，用碳酸鈣調(diào)節(jié)pH為5-7，在室溫下攪拌水解5h；(2)乙酸乙酯萃取水解后的混合物加入500ml的乙酸乙酯，離心，收集乙酸乙酯，重復(fù)此步驟3次，將三次得到的乙酸乙酯相混合，減壓蒸餾濃縮為黃褐色油狀的萊菔硫烷粗產(chǎn)品，含量為5.5％；(3)硅膠分離純化上述得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于600ml體積比為8∶2的石油醚和乙酸乙酯溶液，經(jīng)30克100-200目的層析用硅膠吸附后，再用100ml乙酸乙酯除雜，最后用300ml乙醇洗脫萊菔硫烷，減壓蒸餾回收乙醇，純度為54.2％，收率為71.3％。
實(shí)施例2(1)水解生成萊菔硫烷稱取經(jīng)石油醚脫脂的100g青花菜種子粉末，加入300mL pH值為5-7的Na2HPO4-檸檬酸緩沖溶液，在室溫下攪拌水解3h；2)乙酸乙酯萃取水解后的混合物加入500ml的乙酸乙酯，離心，收集乙酸乙酯，重復(fù)此步驟3次，將三次得到的乙酸乙酯相混合，減壓蒸餾濃縮為黃褐色油狀的萊菔硫烷粗產(chǎn)品，含量為15.5％；(3)硅膠分離純化上述得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于600ml體積比為6∶4的石油醚和乙酸乙酯溶液，經(jīng)50克200-300目的層析用硅膠吸附后，再用100ml乙酸乙酯除雜，最后用800ml體積比為4∶6的石油醚和乙醇溶液洗脫萊菔硫烷，收集含萊菔硫烷的組分，減壓蒸餾回收石油醚和乙醇，純度為84.2％，收率為66.2％。
實(shí)施例3(1)水解生成萊菔硫烷稱取500g新鮮青花菜，加入500ml去離子水，用鹽酸調(diào)pH值為2-3，勻漿，在室溫下攪拌水解7小時；(2)乙酸乙酯萃取上述水解液加入500ml乙酸乙酯，萃取，離心，收集乙酸乙酯相，如此重復(fù)三次.合并三次得到的乙酸乙酯相，減壓蒸餾濃縮為黃褐色油狀的萊菔硫烷粗產(chǎn)品，含量為1.98％；(3)硅膠分離純化上述得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于100ml體積比為7∶3的石油醚和乙酸乙酯溶液，經(jīng)30克100-200目的層析用硅膠吸附后，再用20ml乙酸乙酯除雜，最后用1000ml異丙醇洗脫萊菔硫烷，收集含萊菔硫烷的組分，減壓蒸餾回收異丙醇，含量為8.37％，產(chǎn)品回收率為82.6％。
實(shí)施例4(1)水解生成萊菔硫烷稱取500g新鮮青花菜，加入1000ml檸檬酸-檸檬酸鈉的緩沖溶液調(diào)pH值為3-4，勻漿，在室溫下攪拌水解8小時；(2)乙酸乙酯萃取上述水解液加入1000ml乙酸乙酯，萃取，離心，收集乙酸乙酯相，如此重復(fù)三次.合并三次得到的乙酸乙酯相，減壓蒸餾濃縮為黃褐色油狀的萊菔硫烷粗產(chǎn)品，含量為0.85％；(3)硅膠分離純化上述得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于100ml體積比為9∶1的石油醚和乙酸乙酯溶液，經(jīng)30克100-200目的層析用硅膠吸附后，再用15ml乙酸乙酯除雜，最后用1000ml體積比為2∶8的石油醚和異丙醇溶液洗脫萊菔硫烷，收集含萊菔硫烷的組分，減壓蒸餾回收異丙醇，含量為12.56％，產(chǎn)品回收率為85.8％。
權(quán)利要求
1.一種萊菔硫烷的制備方法，以蕓苔屬蔬菜為原料，依次包括如下步驟A.水解生成萊菔硫烷將蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖、葉粉碎，加入質(zhì)量為1-3倍的去離子水，調(diào)節(jié)pH值為2-7.5，室溫下攪拌水解2-8小時；pH值可以采用pH值緩沖溶液或加入碳酸鈣、鹽酸進(jìn)行調(diào)控；B.乙酸乙酯萃取將步驟A得到的萊菔硫烷水解液，加入乙酸乙酯萃取2-3次，得到萊菔硫烷的乙酸乙酯提取液，減壓蒸餾，得到萊菔硫烷的粗產(chǎn)品；C.硅膠分離純化將步驟B得到的萊菔硫烷粗產(chǎn)品溶解于乙酸乙酯體積百分含量為10-40％的石油醚和乙酸乙酯混合溶液中，經(jīng)硅膠吸附后，再用乙酸乙酯洗去硅膠上吸附的低極性雜質(zhì)，最后用異丙醇、乙醇、異丙醇與石油醚或乙醇與石油醚的混合溶液洗脫萊菔硫烷，經(jīng)減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，得到萊菔硫烷產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟A中所說的pH值緩沖溶液為Na2HPO4-檸檬酸緩沖液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液、醋酸緩沖液、KH2PO4-NaOH緩沖液或三羥甲基氨基甲烷-HCl緩沖液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟A中采用青花菜的花或種子為原料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟C所用的硅膠粒徑為60-300目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是步驟C所用的硅膠粒徑為200-300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟C所用的異丙醇與石油醚或乙醇與石油醚的混合溶液中石油醚在混合溶液中的體積百分含量不超過50％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以蕓苔屬蔬菜為原料制備萊菔硫烷的方法。本發(fā)明的方法將蕓苔屬蔬菜的種子、花、莖、葉粉碎后，利用植物自身的芥子硫苷酸酶在特定pH值下水解，采用乙酸乙酯萃取，硅膠吸附，乙酸乙酯除雜，異丙醇、乙醇、異丙醇與石油醚、或乙醇與石油醚的混合溶液洗脫萊菔硫烷，從而有效地提高萊菔硫烷的含量。本方法原料適用范圍廣，無需添加外源的芥子硫苷酸酶，降低了生產(chǎn)成本，簡化了提取純化工藝，易于自動化操作，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C07C319/00GK1982294SQ20051013046
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者袁其朋, 梁浩, 候曉丹, 肖倩 申請人:北京化工大學(xué)