丹參酮ⅡA磺酸鈉經(jīng)脫磺化反應(yīng)制備丹參酮ⅡA的研究

摘 要 本文報(bào)告一種以丹參酮ⅡA磺酸鈉為原料經(jīng)脫磺化反應(yīng)制備高純度丹參酮ⅡA的方法。通過(guò)對(duì)酸試劑、溶劑、溫度以及溶劑用量的系統(tǒng)篩選，得到較優(yōu)的條件，以濃鹽酸等作為反應(yīng)試劑，乙腈為溶劑，80 ℃下反應(yīng)3 h，能夠以最高大于90%的收率獲得大于99%純度的丹參酮ⅡA。反應(yīng)操作簡(jiǎn)單，收率高，具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。

關(guān)鍵詞 丹參酮ⅡA磺酸鈉 丹參酮ⅡA 脫磺化

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ460.6； TQ463.42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2024）17-0077-05

引用本文 吳良， 江錫銘， 俞偉. 丹參酮ⅡA磺酸鈉經(jīng)脫磺化反應(yīng)制備丹參酮ⅡA的研究[J]. 上海醫(yī)藥， 2024， 45（17）： 77-80； Ⅲ.

Preparation of tanshinoneⅡA by desulfonation reaction of sodium tanshinoneⅡA sulfonate

WU Liang， JIANG Ximing， YU Wei

（Shanghai NO.1 Biochemical and Pharmaceutical Co.， Ltd.， Shanghai 200240， China）

ABSTRACT This study reported a method for preparing high-purity tanshinoneⅡA by desulfonation reaction using sodium tanshinoneⅡA sulfonate as raw material. The relatively optimal reaction conditions were obtained by screening the acid reagents， temperature， solvents and their dosages. Using concentrated hydrochloric acid as a reaction reagent， acetonitrile as a solvent and reacting at 80 ℃ for 3 hours， tanshinoneⅡA with a purity of over 99% were obtained with a maximum yield of over 90%. The reaction operation of this method is simple， the yield is high， and it has the prospect of industrial production.

KEY WORDS sodium tanshinoneⅡA sulfonate； tanshinoneⅡA； desulfonation

中國(guó)藥典2020年版中記載藥材丹參是唇形科鼠尾草屬植物丹參的干燥根及根莖，是我國(guó)傳統(tǒng)常用中藥，具有悠久的使用歷史[1]。丹參的活性成分包括脂溶性的丹參酮類(lèi)化合物，目前已經(jīng)成功分離出數(shù)十種化合物，其中含量最多的成分為丹參酮ⅡA，占比約為0.3%～0.8%，且藥理活性較高[2-4]。近年來(lái)丹參酮ⅡA及類(lèi)似物的合成也受到了越來(lái)越多的關(guān)注與研究[5-8]。

目前獲得丹參酮ⅡA的主要方法是從丹參藥材中提取，主要包括超聲提取法、醇提取法、索氏提取法等。王承學(xué)等[9]利用超臨界二氧化碳萃取法，通過(guò)對(duì)壓力、溫度、時(shí)間、乙醇流量等條件的優(yōu)化，在最優(yōu)條件下能夠得到丹參酮ⅡA的混合物，其中丹參酮ⅡA的純度約為28%。馬磊等[10]利用乙醇回流方法提取丹參酮ⅡA，考察了溶劑類(lèi)型、用量以及提取時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)了丹參酮ⅡA的高效提取，提取率大于90%，丹參酮ⅡA純度約為4%。劉明娣等[11]用利用分子蒸餾法提取丹參中丹參酮ⅡA，能夠獲得最高84%的提取率丹參酮ⅡA純度約為21%。楊立勇[12]等報(bào)道了丹參酮ⅡA的微波提取法，得到丹參酮ⅡA的混合物，但純度較低。

目前采用上述常規(guī)方法提取分離丹參酮ⅡA的提取率較高，但是只能獲得低純度的丹參酮ⅡA混合物，綜合效率較低，如果要進(jìn)一步提高純度，就要用到制備液相等手段，這樣就會(huì)大大提高成本，并且無(wú)法大規(guī)模制備。隨著近年來(lái)丹參酮ⅡA需求量的增加以及我國(guó)對(duì)藥品注冊(cè)要求的提高，制備高純度丹參酮ⅡA顯得尤為重要。本研究在酸存在的條件下，通過(guò)對(duì)丹參酮ⅡA磺酸鈉進(jìn)行脫磺化反應(yīng)制備高純度的丹參酮ⅡA，能解決丹參酮ⅡA含量較低的問(wèn)題。

1 材料和方法

1.1 試劑和儀器

丹參酮ⅡA磺酸鈉（自制，純度>99%，批號(hào)71D230319）；異丙醇（CINC公司）；四氫呋喃（Fisher公司）；其余化學(xué)試劑均為市售產(chǎn)品。LC-2030C Plus高效液相色譜儀（日本島津公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 HPLC測(cè)定方法

參考李博等[13]方法操作。該方法線性范圍1.6～39.2 mg/mL（r=0.999 9），最低檢測(cè)限10 ng/mL，回收率99.1%（n=9），精密度（RSD）為0.44%（n=6）。

1.2.2 合成方法

稱(chēng)取丹參酮ⅡA磺酸鈉396 mg（1.0 mmol，1.0 equiv，純度99.2%）置于100 mL單口燒瓶中，加入磁子及相應(yīng)溶劑，攪拌，隨后加入酸，加熱到相應(yīng)溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后，冷卻到室溫后減壓除去溶劑，加入二氯甲烷溶解，再用純化水萃取洗滌2次（100 mL×2）。隨后用無(wú)水硫酸鈉干燥后過(guò)濾，濾液減壓除去溶劑，在45℃真空減壓干燥，得到紅色固體丹參酮ⅡA。

反應(yīng)規(guī)模放大。稱(chēng)取丹參酮ⅡA磺酸鈉1 584 g（40 mmol，1.0 equiv）于10 L反應(yīng)瓶中，加入6.5 L乙腈，攪拌，隨后緩慢加入37%濃鹽酸33.2 mL（40 mmol，1.0 equiv）加熱至80 ℃，攪拌反應(yīng)6 h，冷卻到室溫后減壓除去溶劑，加入3 L二氯甲烷溶解，再用水萃取洗滌3次（1 L×3）。用無(wú)水硫酸鈉干燥4 h，過(guò)濾并減壓除去溶劑，真空減壓干燥約5 h，得到紅色固體丹參酮ⅡA。

2 結(jié)果

2.1 條件優(yōu)化

酸的種類(lèi)對(duì)脫磺化反應(yīng)起到至關(guān)重要的作用，因此我們首先考察了不同的酸對(duì)丹參酮ⅡA磺酸鈉脫磺化反應(yīng)的影響（表1）。結(jié)果表明甲酸或者乙酸無(wú)法促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)以三氟乙酸和濃硫酸作為酸時(shí)，也只能獲得微量的脫磺化產(chǎn)物。令我們高興的是，濃鹽酸能夠高效地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，以92.8%的收率獲得純度為99.2%的目標(biāo)產(chǎn)物丹參酮ⅡA；磷酸也能促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，但收率略有下降。當(dāng)將濃硫酸用水稀釋到50%時(shí)，脫磺化反應(yīng)能夠順利進(jìn)行。這表明丹參酮ⅡA磺酸鈉脫磺化反應(yīng)需要游離的H+存在，反應(yīng)才能發(fā)生，因此初步選用濃鹽酸為酸試劑。

隨后我們篩選了不同溶劑對(duì)反應(yīng)的影響（表2）。當(dāng)以甲醇、乙醇作為溶劑時(shí)，僅獲得小于20%的轉(zhuǎn)化率，且選擇性較差；以異丙醇為溶劑時(shí)，轉(zhuǎn)化率有所提高，但選擇性還是不理想；當(dāng)在二氯甲烷和甲基叔丁基醚中反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行；當(dāng)選用醚類(lèi)溶劑四氫呋喃時(shí)，僅獲得45.8%的轉(zhuǎn)化率。結(jié)果表明，只有以乙腈為溶劑時(shí)，反應(yīng)能夠高效進(jìn)行，且獲得大于99%的轉(zhuǎn)化率以及大于99%的選擇性。減少乙腈的用量，反應(yīng)收率略有下降，降低溫度到50 ℃時(shí)，反應(yīng)收率有明顯下降，但對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的純度幾乎沒(méi)有影響（表3）。

最后我們得到相對(duì)較優(yōu)的條件為：濃鹽酸作為酸試劑，乙腈為溶劑，80 ℃下反應(yīng)3 h能夠以92.8%的收率得到純度大于99%的脫磺化產(chǎn)物丹參酮ⅡA。

2.2 反應(yīng)放大

在較優(yōu)條件下，對(duì)反應(yīng)規(guī)模進(jìn)行了放大。丹參酮ⅡA磺酸鈉1 584 g，進(jìn)行脫磺化反應(yīng)，得到紅色固體1 015 g，產(chǎn)率為86.3%，純度99.0%。再次重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)2次，結(jié)果如表4所示。該方法具有工業(yè)化應(yīng)用前景。

2.3 純度測(cè)定

后處理得到的脫磺化紅色固體丹參酮ⅡA經(jīng)HPLC檢測(cè)，保留時(shí)間8.358 min處的峰為丹參酮ⅡA磺酸鈉、20.515 min處的峰為丹參酮ⅡA；丹參酮ⅡA磺酸鈉原料基本反應(yīng)完，產(chǎn)物丹參酮ⅡA的純度大于99%（圖1）。

2.4 結(jié)構(gòu)鑒定與解析

將丹參酮ⅡA磺酸鈉和丹參酮ⅡA分別進(jìn)行NMR分析，用氘代甲醇為溶劑。丹參酮ⅡA磺IVCr2pTHVedFRxA2HiaQuwDBbnN8LXTg6eVYnQ+HHAc=酸鈉的核磁數(shù)據(jù)如下：1H NMR（600 MHz，Methanol-d4）δ 7.81（d，J=8.4 Hz，1H），7.74（d，J=8.4 Hz，1H），3.18（t，J=6.6 Hz，2H），2.47（s，3H），1.86～1.79（m，2H），1.73～1.66（m，2H），1.33（s，6H）；13C NMR（151 MHz，Methanol-d4）δ 184.1，177.1，161.7，153.0，152.0，145.5，135.1，128.2，128.1，122.0，121.3，121.0，39.1，35.8，32.2，31.2，20.2，9.7。丹參酮ⅡA數(shù)據(jù)如下：1H NMR（600 MHz，Methanol-d4）δ7.77（d，J=7.8 Hz，1H），7.62（d，J=7.8 Hz，1H），7.45（dd，J=2.4，1.2 Hz，1H），3.17（t，J=6.0 Hz，2H），2.23（d，J=1.2 Hz，3H），1.84～1.79（m，2H），1.70～1.67（m，2H），1.33（s，6H）；13C NMR（151 MHz，Methanol-d4）δ 184.6，151.4，145.4，143.3，135.1，128.8，127.7，122.2，121.5，49.6，39.1，35.7，32.2，31.2，20.3，8.8。對(duì)比兩者的數(shù)據(jù)，在氫譜中產(chǎn)物丹參酮ⅡA在化學(xué)位移為7.45的位置多了一個(gè)氫，為丹參酮ⅡA磺酸鈉連接磺酰基的15位脫磺化后多出的一個(gè)氫（圖2）。

隨后將丹參酮ⅡA磺酸鈉和丹參酮ⅡA分別進(jìn)行高分辨質(zhì)譜分析。丹參酮ⅡA磺酸鈉的高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下：其分子離子峰C19H17NaO6S （M+H）+=397.072 2。丹參酮ⅡA的高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下：其分子離子峰C19H18O3（M+H）+=295.133 4。對(duì)比兩者數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)相差一個(gè)磺酰基的分子量。

綜合上述數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)得到的紅色固體為脫磺化產(chǎn)物丹參酮ⅡA。

3 討論

丹參酮ⅡA制備的傳統(tǒng)方法主要是從丹參藥材中進(jìn)行提取，本研究提供的一種高純度丹參酮ⅡA的制備方法。在酸存在的乙腈溶劑中，丹參酮ⅡA磺酸鈉經(jīng)脫磺化，以及簡(jiǎn)單的后處理，能夠得純度大于99%的丹參酮ⅡA產(chǎn)物。與傳統(tǒng)工藝相比，這一反應(yīng)操作簡(jiǎn)便，條件溫和，產(chǎn)品收率高，同時(shí)其副產(chǎn)物少，容易分離，產(chǎn)品純度高。但是本方法用到濃鹽酸，反應(yīng)溫度較高，具有一定的危險(xiǎn)性。計(jì)劃將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)流合成工藝，提高安全性。

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們推測(cè)丹參酮ⅡA磺酸鈉脫磺化的機(jī)理如圖3所示。丹參酮ⅡA磺酸鈉在反應(yīng)條件下解離得到中間體1，使得其芳環(huán)電子云密度增大，隨后H+進(jìn)攻芳環(huán)結(jié)構(gòu)得到中間體2，最后SO3離去得到脫磺化產(chǎn)物丹參酮ⅡA。研究表明乙腈中氰基中C、N之間以sp雜化三鍵相連，雜化軌道中s成分越多，其電負(fù)性越大，體現(xiàn)在整個(gè)分子上，氰基更為吸電子，故其偶極矩更大，在該反應(yīng)中起到促進(jìn)磺酰基離去的作用，使反應(yīng)能夠順利發(fā)生。

致謝：感謝上海交通大學(xué)分析測(cè)試中心在高分辨質(zhì)譜和磁共振測(cè)定中提供的幫助。

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