目前工业上制取大麻二酚的方法有植物提取法和化学合成法,对于大麻二酚的纯化方法目前主要为树脂吸附法。
- 提取法
先介绍一下目前相关的一些专利。
1.1辛荣昆, 从工业大麻中提取二氢大麻酚工艺[P],中国专利,103739585.2014-04-23.
提取原料部位为工业大麻盛花期的花叶,采用有机溶剂如石油醚、正己烷或6#溶剂油对原料进行浸提。
该方法因原植物中大麻酚类成分复杂,极性相似成分较多,终产品中大麻二酚纯度不高,产品安全性不能得到保证(因可检出精神活性成分四氢大麻酚)。同时制备过程中采用了石油醚、正己烷、二氯甲烷等有毒有机溶剂,会对环境产生污染,而且若终产品中溶剂残留未除尽,对产品安全性也会有影响。
1.2云南汉素生物科技有限公司,一种大麻二酚的提取方法[P],
中国专利,106831353.2017.06-13,
在第1篇专利的工艺基础上改用乙醇对原料进行浸提和做层析洗脱介质,既提高了成品中大麻二酚纯度,又去除了一定量的精神活性成分四氢大麻酚,提高产品安全性,适合工业化生产。
1.3云南汉木森生物科技有限责任公司,一种富集大麻二酚的方法[P].
中国专利,107011125.2017-08.04
是对第2篇专利的进一步改进,采用二氧化碳超临界萃取,得到粗提物后,再采用乙醇溶解,然后进行后续的一系列分离纯化操作。采用该方法富集、分离纯化大麻二酚后,样品的纯度可达80%。
此方法提高了大麻二酚的纯度,去除了成品中精神活性成分四氢大麻酚,使产品安全性得到保障,而且使用的试剂为无毒性的乙醇和水,减少了对环境、操作人员、产品溶剂残留的影响,同时减少了柱层析过程中造成的环境污染,对人员造成的伤害。缺点是超临界萃取设备昂贵,其投资较高,不利于大规模进行生产。
- 化学合成法
2.1全合成法
2.1.1最经典是Mechoulam报道的方法。
原理是:在三氟化硼的催化下,用1,3-二羟基-5-戊基苯和对薄荷-2,8-二烯-1-醇缩合得到CBD,
表达式如下:
优点:原料易得,反应简单。
缺点:反应体系复杂,有较多异构体和二聚体,纯化收率低,扩大生产难。
2.1.2也有科学家在此基础上进行了改进。
以2,4-二羟基-6-戊烷基苯甲酸甲酯为原料,在氢氧化钾催化下与N,N-二烷基醇胺进行酯交换后与(1S,4R)-1-甲基-4- (1-甲基乙烯基)-2-环己烯-1-醇在Lewis酸催化下发生偶联反应,经酸碱萃取和重结晶后得到高纯度关键中间体产品,最后经过水解脱羧获得粗品大麻二酚。
表达式如下:
优点:CBD纯度可达99.88%一99.98%;方法原料及试剂价格低廉;总产率最高可达35%~40%。
2.2半合成法
有文献报道,将食品级氧化物与粉状大麻生物质混后,加热至60℃~75℃,几天时间大多数大麻生物质中的CBD-A将会转化为CBD。同时,如果将这些试剂加入到CO2大麻提取物中加热至约50℃,24 h 左右即可完成脱羧。如果将大麻提取物与水、 MgSO4和少量苛性碱混合,该混合物75℃条件下加热后可在2小时内进行脱羧,转化为大麻二酚。
2.3生物合成
大麻素的生物合成依赖于聚酮化合物和脱氧木酮糖-5-磷酸/2-甲基赤藓醇磷酸(DOXP/ MEP)。
过程较为复杂,在此不再赘述。感兴趣的读者可参考文献:
LUO X Z,MICHAEL A,REITER,et al.Complete biosynthesis of cannabinoids and their unnatural analogues in yeast[J].Nature,2019,567(7746):123-126.