CN1817834A - 一种提取高纯度茄尼醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提取高纯度茄尼醇的方法，利用超临界CO₂流体萃取和柱层析联合的高效分离纯化方法，以废次烟叶作为原料，提取高纯度茄尼醇。用以解决在高纯度茄尼醇提取过程中，普遍存在的纯度低、效率低、成本高、环境污染大等问题。经过预处理的烟叶采用夹带剂强化技术，经过超临界CO₂流体一级萃取，同时通过二级分离，使得超临界CO₂流体的萃取物选择性地析出在两个不同的萃取釜中，实现了茄尼醇富集和萃取物的初次分离。茄尼醇粗膏在NaOH的醇溶液中皂化处理后采用柱层析进一步纯化，减压浓缩富集茄尼醇的洗脱液，其浓缩液经过冷冻结晶和真空干燥处理，茄尼醇纯度可达到95％以上。

Description

一种提取高纯度茄尼醇的方法

技术领域

本发明涉及一种提取高纯度茄尼醇的方法。

背景技术

茄尼醇为烟叶中的有效成分之一。提取技术主要包括：(1)以烟叶为原料，采用正己烷和6号溶剂油为萃取剂，其茄尼醇纯度为18％左右，而且萃取次数多，原料与溶剂比为1∶4～1∶10，萃取剂用量大、溶剂损失大，回收费用高、生产过程繁琐费时。(2)以10％茄尼醇浸膏为原料，采用预柱与分离柱串联处理方法，其茄尼醇的纯度达到96％左右。该技术中使用串联结构的预柱与分离柱进行分离纯化，其装置相对体积较大，在工业生产中不易实现。(3)以70％茄尼醇原料，采用高效液相或中压硅胶填充柱进行纯化，其纯度可达到98.5％，但是首次使用大量溶剂，操作要严格控制条件，生产时间长，填充物无法回收，成本过高。因此，进一步研究高纯度茄尼醇的提取与纯化的新方法是必要的。

超临界萃取技术是一种新型的分离技术。与传统有机溶剂萃取法相比，由于超临界状态下，超临界流体兼具气体和液体的性质，在天然有效成分的提取方面具有独特优势。公开号CN1294111的专利，采用一级萃取和一级分离的生产工艺，从烟草中萃取分离茄尼醇组分，萃取时间为2～4小时，其萃取率为90％左右。该发明中超临界萃取时间较长，得到的产物仍然为粗品。而公开号CN1676502的专利，以茄尼醇粗膏为原料，采用超临界CO₂萃取技术进行分段除杂，其纯度达到95％。该发明属于茄尼醇粗品的进一步纯化技术，由于目前绝大部分的茄尼醇粗品来源仍然来自传统有机溶剂萃取技术，因此无法从根本上避免有机溶剂萃取法的诸多缺陷。

发明内容

为了克服现有技术萃取率低、萃取时间长的不足，本发明提供一种直接以烟叶为原料，采用超临界CO₂流体萃取与柱层析联合的高效分离和纯化技术，提取高纯度茄尼醇的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提取高纯度茄尼醇的方法，包括下述步骤：

1)将废次烟叶粉碎至40～60目，用水浸泡5～10小时后，采用离心机除去浸取液，处理过的烟叶放置于50～70℃下干燥；

2)将经过步骤1)处理的烟叶与夹带剂混合放入萃取釜，或者将经过步骤1)处理的烟叶直接放入萃取釜，通过泵输入夹带剂，烟叶在萃取釜中浸润30～40min，夹带剂用量为120ml/100g烟叶，萃取釜中温度为40℃；

3)当分离釜I和分离釜II的温度达到设定值40℃时，打开进气阀通入CO₂，CO₂流量为0.2～0.4L/min，并将萃取釜的萃取压力调整到25～30MPa，分离釜I的压力为8～10MPa，分离釜II的压力为6～8MPa，经过30～50min萃取后，分别收集分离釜I和分离釜II的萃取物，采用旋转蒸发仪回收萃取物中的夹带剂；

4)将经过步骤3)处理得到的萃取物粗品，按每10g加入30ml石油醚溶解，并加1.2mol/LNaOH的乙醇溶液60ml进行皂化，皂化温度为50～70℃，皂化压力为90～110MPa，皂化时间为1～2小时；

5)选取规格为100～200目的硅胶在110℃下进行活化，然后按照硅胶与需纯化的原料为15∶1，采用湿法装柱法装入层析柱中，用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂进行洗脱，流速为4～6ml/min，石油醚与乙酸乙酯的比例为3∶1～5∶1，洗脱过程采用TLC跟踪检测，并分段收集洗脱液；

6)对经过步骤5)处理的富集有茄尼醇的洗脱液采用旋转蒸发仪进行减压浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为40～50℃，真空度为0.07～0.09MPa；

7)将经过步骤6)处理的浓缩液放置0～-5℃下经过充分地冷冻结晶后，在25℃下，0.02MPa下真空干燥。

所述的夹带剂是乙醇、乙酸乙酯、石油醚或丙酮。

本发明的有益效果是：由于采用夹带剂强化技术，提高了超临界萃取茄尼醇的萃取率，且萃取时间由现有技术的2～4小时缩短为1.5小时；超临界CO₂萃取物经过二级分离，实现萃取过程的高选择性分离，且分离效果好，减少了纯化过程的难度；在超临界萃取茄尼醇的过程中加入夹带剂，使得超临界流体与茄尼醇分子间的作用明显增强，提高了茄尼醇的萃取效率。而且采用串连的二级分离釜，通过分别设定不同的分离釜压力，调节和控制溶质在分离釜中的溶解度和解析度，使得超临界萃取物选择性发生解析，实现萃取物的初次分离，减少后期纯化得到高纯度茄尼醇的难度。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

附图是本发明提取高纯度茄尼醇的方法流程图。

具体实施方式

实施例1：称量100g废次烟叶，将烟叶粉碎至40目，用水浸泡5小时后，采用离心机除去浸取液，处理过的烟叶放置于50℃下干燥。其浸取液收集留用于烟碱的提取。

将处理过的烟叶与夹带剂120ml进行混合，装入1L的萃取釜中，浸润30分钟。设定萃取釜中温度为40℃，分离釜I和分离釜II的温度与萃取釜的温度相同，当温度均达到设定值时，打开进气阀通入CO₂，CO₂流量为0.2L/min，并调解萃取釜的萃取压力25MPa，分离釜I和分离釜II的压力分别为8MPa、6MPa，萃取进行每30分钟时间，分别收集各分离釜中的萃取物，整个萃取过程为1.5小时。采用旋转蒸发仪回收萃取物中的夹带剂。

分别称取分离釜I和分离釜II的超临界萃取获得的粗品10g，加入30ml石油醚溶解，并加1.2mol/L NaOH的乙醇溶液60ml进行皂化，在温度为50℃，压力为110MPa，皂化时间为2小时。并对皂化液加入等体积石油醚进行萃取2次，分别浓缩石油醚的萃取液。

在110℃下，硅胶经过活化，硅胶的规格为100目。采用湿法装柱将硅胶装入层析柱中，硅胶与需纯化的原料比为15∶1，对分离釜I的粗品浓缩液先进行一级柱层析，将其富集茄尼醇的洗脱液收集并减压浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为40℃，真空度为0.07MPa；与分离II中浓缩的石油醚萃取液合并，采用柱层析装置共同进行纯化，用石油醚与乙酸乙酯比为1∶3的混合溶剂，在常压下对其进行洗脱，流速为6ml/min。分段收集进行层析的洗脱剂，对富集茄尼醇的洗脱剂收集并浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为40℃，真空度为0.09MPa；并对浓缩液放置于0℃下进行冷冻结晶，并在温度为25℃，0.02MPa压力下进行真空干燥。

经HPLC检测，采用超临界CO₂流体萃取与柱层析联合的高效分离和纯化技术，提取茄尼醇的纯度为95％。

实施例2：称量100g废次烟叶，将烟叶粉碎至50目，用水浸泡8小时后，采用离心机除去浸取液，处理过的烟叶放置于60℃下干燥。其浸取液收集留用于烟碱的提取。

将处理过的烟叶与夹带剂120ml进行混合，装入1L的萃取釜中，浸润35分钟。设定萃取釜中温度为40℃，分离釜I和分离釜II的温度与萃取釜的温度相同，当温度均达到设定值时，打开进气阀通入CO₂，CO₂流量为0.33L/min，并调解萃取釜的萃取压力28mPa，分离釜I和分离釜II的压力分别为9MPa、7MPa，萃取进行每40分钟时间，分别收集各分离釜中的萃取物，整个萃取过程为1.5小时。采用旋转蒸发仪回收萃取物中的夹带剂。

分别称取分离釜I和分离釜II的超临界萃取获得的粗品10g，加入30ml石油醚溶解，并加1.2mol/L NaOH的乙醇溶液60ml进行皂化，在温度为60℃，压力为100MPa，皂化时间为1.5小时。并对皂化液加入等体积石油醚进行萃取2次，分别浓缩石油醚的萃取液。

在110℃下，硅胶经过活化，硅胶的规格为150目。采用湿法装柱将硅胶装入层析柱中，硅胶与需纯化的原料比为15∶1，对分离釜I的粗品浓缩液先进行一级柱层析，将其富集茄尼醇的洗脱液收集并减压浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为45℃，真空度为0.07～0.08MPa；与分离II中浓缩的石油醚萃取液合并，采用柱层析装置共同进行纯化，用石油醚与乙酸乙酯比为1∶4的混合溶剂，在常压下对其进行洗脱，流速为5ml/min。分段收集进行层析的洗脱剂，对富集茄尼醇的洗脱剂收集并浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为45℃，真空度为0.08MPa；并对浓缩液放置于-5℃下进行冷冻结晶，并在温度为25℃，0.02MPa压力下进行真空干燥。

经HPLC检测，采用超临界CO₂流体萃取与柱层析联合的高效分离和纯化技术，提取茄尼醇的纯度为96％。

实施例3：称量100g废次烟叶，将烟叶粉碎至60目，用水浸泡10小时后，采用离心机除去浸取液，处理过的烟叶放置于70℃下干燥。其浸取液收集留用于烟碱的提取。

将处理过的烟叶与夹带剂120ml进行混合，装入1L的萃取釜中，浸润40分钟。设定萃取釜中温度为40℃，分离釜I和分离釜II的温度与萃取釜的温度相同，当温度均达到设定值时，打开进气阀通入CO₂，CO₂流量为0.4L/min，并调解萃取釜的萃取压力30mPa，分离釜I和分离釜II的压力分别为10MPa、8MPa，萃取进行每50分钟时间，分别收集各分离釜中的萃取物，整个萃取过程为1.5小时。采用旋转蒸发仪回收萃取物中的夹带剂。

分别称取分离釜I和分离釜II的超临界萃取获得的粗品10g，加入30ml石油醚溶解，并加1.2mol/L NaOH的乙醇溶液60ml进行皂化，在温度为70℃，压力为90MPa，皂化时间为1小时。并对皂化液加入等体积石油醚进行萃取2次，分别浓缩石油醚的萃取液。

在110℃下，硅胶经过活化，硅胶的规格为200目。采用湿法装柱将硅胶装入层析柱中，硅胶与需纯化的原料比为15∶1，对分离釜I的粗品浓缩液先进行一级柱层析，将其富集茄尼醇的洗脱液收集并减压浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为50℃，真空度为0.09MPa；与分离II中浓缩的石油醚萃取液合并，采用柱层析装置共同进行纯化，用石油醚与乙酸乙酯比为1∶5的混合溶剂，在常压下对其进行洗脱，流速为4ml/min。分段收集进行层析的洗脱剂，对富集茄尼醇的洗脱剂收集并浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为50℃，真空度为0.07MPa；并对浓缩液放置于-3℃下进行冷冻结晶，并在温度为25℃，0.02MPa压力下进行真空干燥。

经HPLC检测，采用超临界CO₂流体萃取与柱层析联合的高效分离和纯化技术，提取茄尼醇的纯度为95.5％。

Claims (2)

1.一种提取高纯度茄尼醇的方法，包括下述步骤：

1)将废次烟叶粉碎至40～60目，用水浸泡5～10小时后，采用离心机除去浸取液，处理过的烟叶放置于50～70℃下干燥；

2)将经过步骤1)处理的烟叶与夹带剂混合放入萃取釜，或者将经过步骤1)处理的烟叶直接放入萃取釜，通过泵输入夹带剂，烟叶在萃取釜中浸润30～40min，夹带剂用量为120ml/100g烟叶，萃取釜中温度为40℃；

3)当分离釜I和分离釜II的温度达到设定值40℃时，打开进气阀通入CO₂，CO₂流量为0.2～0.4L/min，并将萃取釜的萃取压力调整到25～30MPa，分离釜I的压力为8～10MPa，分离釜II的压力为6～8MPa，经过30～50min萃取后，分别收集分离釜I和分离釜II的萃取物，采用旋转蒸发仪回收萃取物中的夹带剂；

4)将经过步骤3)处理得到的萃取物粗品，按每10g加入30ml石油醚溶解，并加1.2mol/LNaOH的乙醇溶液60ml进行皂化，皂化温度为50～70℃，皂化压力为90～110MPa，皂化时间为1～2小时；

5)选取规格为100～200目的硅胶在110℃下进行活化，然后按照硅胶与需纯化的原料为15∶1，采用湿法装柱法装入层析柱中，用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂进行洗脱，流速为4～6ml/min，石油醚与乙酸乙酯的比例为3∶1～5∶1，洗脱过程采用TLC跟踪检测，并分段收集洗脱液；

6)对经过步骤5)处理的富集有茄尼醇的洗脱液采用旋转蒸发仪进行减压浓缩，同时回收洗脱剂，减压浓缩时温度为40～50℃，真空度为0.07～0.09MPa；

7)将经过步骤6)处理的浓缩液放置0～-5℃下经过充分地冷冻结晶后，在25℃下，0.02MPa下真空干燥。

2、根据权利要求1所述的提取高纯度茄尼醇的方法，其特征在于：所述的夹带剂是乙醇、乙酸乙酯、石油醚或丙酮。

Images