從紫錐菊製備菊苣酸的方法
2023-10-16 22:25:39 3
專利名稱：從紫錐菊製備菊苣酸的方法
技術領域：
本發明涉及從紫錐菊製備菊苣酸的方法。是一種以紫錐菊為原料，經有機溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結晶等工藝過程製備高純度菊苣酸的方法。
背景技術：
紫錐菊(Echinacea purpurea)是目前國際受到普遍重視的一種免疫促進劑和免疫調節劑，它的提取物及製劑受到國內外極大關注。目前紫錐菊在我國已成功引種。菊苣酸為咖啡酸衍生物，是紫錐菊中極為重要的免疫活性成分之一，具有提高免疫力、抑制HIV病毒、抗病毒等生理功能。
目前市場上一般出售的只是作為醫藥或保健食品原料的紫錐菊的粗提物，菊苣酸含量低(1％～4％)。Nigel B.Perry等人在「Glennie.Echinaceastandardizationanalytical methods for phenolic compounds and typical levelsin medicinal species.」(J.Agric.Food Chem，2001，49(4)1702-1706)報導可製備菊苣酸純度大於95％的方法，該方法是用氯仿對乾燥的紫錐菊根物質100g進行預處理，然後用甲醇提取24h，將得到的甲醇提取物真空旋轉蒸發後得到黃色的膠狀物10g，再將膠狀物溶解於濃度為1％的甲酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，乙酸乙酯液匯合，真空蒸發得到膠狀物2g，將此物質通過製備型反相色譜柱純化，得到灰白色菊苣酸產品，純度達95％以上。製備色譜條件為Merck LichroCart C18柱；流動相4mL/min；水∶乙腈(0.1％甲酸)＝7∶3。該方法使用了對環境和人體有害的氯仿、甲醇，得到的菊苣酸產品純度不夠高，製備型色譜價格昂貴，流動相乙腈除價格昂貴外還有劇毒。陳波等人在「高效液相色譜法製備菊苣酸標準對照品的研究」(實用預防醫學，2001，8(1)15-17)進行了高效液相色譜法製備菊苣酸對照品的研究，方法為紫錐菊醇提物製成水溶液→靜態膜分離→醇沉→HPLC分離製備→真空濃縮結晶→純度檢測→產品。該法所得產品純度大於99％，製備收率大於80％。製備色譜條件為Waters Prep-Symmetry C18；10μm；7.8mmID×150mm；流動相0.02mol/L NH4Ac水溶液+甲醇＝1000+15(V+V)；流速4mL/min。該方法用到價格昂貴的製備型液相色譜及昂貴的色譜試劑，成本很高，僅能製備少量的菊苣酸標品，不宜大規模生產。
發明內容
本發明的目的在於提供一種以紫錐菊為原料適用於工業生產的製備高純度的苣菊酸的方法。本發明採用以紫錐菊為原料，經有機溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結晶等工藝過程製備高純度的菊苣酸，適合於工業化生產。
現有技術從紫錐菊製備菊苣酸的方法是以紫錐菊粉末為原料經過以下過程(1)有機溶劑提取製備菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、濃縮得到菊苣酸浸膏；(3)分離提純；最後得到菊苣酸產品。本發明的技術特徵在於(1)在有機溶劑提取過程中(A)採用乙醇水溶液作有機溶劑提取製備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70～90℃；(B)將菊苣酸水溶液進行酸化處理，用酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH≤3；(2)在分離提純過程中(A)採用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產品；(B)將菊苣酸粗產品溶於水中，用酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經冷卻結晶得到菊苣酸精產品。
本發明在乙酸乙酯萃取時，對由上面過程的(1)(A)中製備的菊苣酸水溶液進行分離後得到清液和沉澱物，清液用等體積乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉澱物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，乙酸乙酯的用量是按照紫錐菊與乙酸乙酯的固液比2∶5計；合併乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。
本發明分離提純採用的大孔吸附樹脂為苯乙烯型大孔吸附樹脂。
本發明分離提純採用濃度為10～50％的乙醇水溶液。
本發明在溶劑結晶過程中，將菊苣酸粗產品用溶於水中，苣酸粗產品與水的質量體積比m/v範圍在3/15～3/5，在80～95℃溫度下溶解。
本發明調節pH用的酸為HCl、H2SO4或HNO3。酸的當量濃度最好不超過6N。
以上涉及到的固液比、質量體積比均是本技術領域常用的表示方法，固液比指固體成分的質量kg與液體成分的體積L之比值。質量體積比m/v指固體成分的質量kg與液體成分的體積L之比值。
本發明所用的紫錐菊原料為烘乾的紫錐菊根及地上部分，紫錐菊地上部分包括莖、葉、花。乾燥的紫錐菊根原料中菊苣酸質量含量在0.6～2.1％，經過本發明的方法可以得到純度在96％以上的菊苣酸精產品。
具體操作過程如下(1)將幹的紫錐菊粉碎後，用乙醇水溶液提取得到含菊苣酸的溶液。
(2)將上述溶液經真空蒸發除去其中的乙醇，並濃縮得到濃縮的菊苣酸水溶液。
(3)將上述菊苣酸水溶液用稀酸溶液調pH小於或等於3。
(4)過濾或離心固液分離，分離後分別得到清液和沉澱物。清液用乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉澱物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，合併乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。
(5)把以上得到的乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液的合併液，用真空濃縮蒸去乙酸乙酯，得到浸膏，再經噴霧乾燥可得到低純度的菊苣酸產品。
(6)用水溶解浸膏製備菊苣酸水溶液，用大孔吸附樹脂吸附，用水洗去雜質後，再用乙醇水溶液洗脫得到的洗脫液經過濃縮得到較高純度的菊苣酸粗產品。
(7)將菊苣酸粗產品溶於水中，用稀酸溶液調pH至1～3，冷卻結晶。即可得到高純度的菊苣酸產品。
本發明提供的方法在現有製備苣菊酸的方法由所不同的是有機溶劑提取過程中採用乙醇水溶液作有機溶劑，增加了酸化處理過程；在分離提純過程中採用大孔吸附樹脂分離，增加了溶劑結晶處理過程。
由於菊苣酸在中性水溶液中溶解度大，用乙酸乙酯的萃取率低，只有約10％左右。本發明通過酸化處理將溶液調pH小於等於3，菊苣酸在水溶液中則以游離形式存在，在水中溶解度降低。因此，用乙酸乙酯萃取時可將萃取率提高到95％以上。在用酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH時，所用的酸為稀酸，其濃度最好不超過當量濃度6N，因過高濃度的酸會使部分物質變性，使產品中雜質含量增加。
本發明分離提純採用的苯乙烯型大孔吸附樹脂，例如市售的南開大學化工廠的AB-8、H103、NAK-2等大孔吸附樹脂均可使用。吸附樹脂的物理性能如下表所示樹脂型號粒徑/mm 比表面積 平均孔徑/(m2/g) /nmAB-80.3～1.25 480～520 13.0～14.0H1030.3～1.25 1000～1100 8.5～9.5NKA-2 0.3～1.25 160～200 14.5～15.5本發明提供的方法能得到純度在96％以上的菊苣酸產品。該方法工藝簡單，在有機溶劑提取過程中採用乙醇水溶液作溶劑，不使用對人體和環境汙染的氯仿、甲醇，也不使用價格格昂貴的製備色譜及色譜試劑；對製備過程中分離的沉澱物也進行提取，提高利用率有利於進一步降低成本。本發明適合於工業生產。
具體實施例方式
實施例1(1)有機溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入300L的40％的乙醇溶液，90℃回流提取，提取次數為3次，每次2小時，過濾，合併濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液850L，回收乙醇，經過濃縮得到120L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當量濃度為6N的HCl調pH為3。將酸化後的溶液離心分離，得清液115L，並收集沉澱物。
(3)溶劑萃取115L清液加入同體積的乙酸乙酯進行萃取，萃取三次，每次2小時，合併萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉澱物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合併經過真空濃縮得到浸膏。浸膏經真空乾燥得到含量為31％的菊苣酸1.67公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.67公斤粗產品溶於120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上AB-8大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質。再用400L 10％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸乾。得到菊苣酸粗產品0.683kg，純度為72％。
(5)溶劑結晶將得到的0.683kg粗產品在95℃下按質量體積比m/v＝3/10加入溶劑，即0.683kg粗產品中加入2.27L去離子水，用質量濃度為5％的鹽酸調pH為1.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結晶析出。過濾收集結晶，用800mL 10℃的水洗滌結晶，真空乾燥，得到純度為97％的白色菊苣酸精產品479g。結晶收率為94.5％。
實施例2(1)有機溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入200L的50％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次數為3次，每次2小時，過濾，合併濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液560L，濃縮回收乙醇，經過濃縮得到105L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當量濃度6N的H2SO4調pH為1。將酸化後的溶液離心分離，得清液98L，並收集沉澱物。
(3)溶劑萃取98L清液加入同體積的乙酸乙酯進行萃取，萃取三次，每次2小時，合併萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉澱物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合併經過真空濃縮得到浸膏。浸膏經真空乾燥可得到含量為34％的菊苣酸產品1.55公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.55公斤產品溶於120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上AB-8大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質。再用200L 50％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸乾。得到菊苣酸粗產品0.703kg，純度為69％。
(5)溶劑結晶將得到的0.703kg粗產品用去離子進行結晶，在80℃下，粗產品中按質量體積比m/v＝3/15加入溶劑，即0.703kg粗產品中加入3.5L去離子水，用質量濃度為5％的鹽酸調pH為3.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結晶析出。過濾收集結晶，用800mL 5℃的水洗滌結晶，真空乾燥，得到純度為98.3％的白色菊苣酸精產品450g。結晶收率為91.2％。
實施例3(1)有機溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入500L的30％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次數為3次，每次2小時，過濾，合併濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液1460L，濃縮回收乙醇，經過濃縮得到220L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當量濃度為6N的H2SO4調pH為2。將酸化後的溶液離心分離，得清液208L，並收集沉澱物。
(3)溶劑萃取208L清液加入同體積的乙酸乙酯進行萃取，萃取三次，每次2小時，合併萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉澱物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合併經過真空濃縮，得到浸膏。浸膏經真空乾燥可得到含量為29％的菊苣酸產品1.87公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.87公斤產品溶於120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上NAK-2大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質。再用300L 30％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸乾。得到菊苣酸粗產品0.709kg，純度為70.3％。
(5)溶劑結晶將得到的0.709kg粗產品用去離子進行結晶，在80℃下，粗產品中按質量體積比m/v＝3/5加入溶劑，即0.703kg粗產品中加入1.2L去離子水，用質量濃度為5％的鹽酸調pH為2.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結晶析出。過濾收集結晶，用1000mL 10℃的水洗滌結晶，真空乾燥，得到純度為96.3％的白色菊苣酸精產品498g。結晶收率為95.2％。
權利要求
1.從紫錐菊製備菊苣酸的方法，以紫錐菊粉末為原料經過以下過程(1)有機溶劑提取製備菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、濃縮得到菊苣酸浸膏；(3)分離提純；最後得到菊苣酸產品，其特徵在於(1)在有機溶劑提取過程中(A)採用乙醇水溶液作有機溶劑提取製備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70～90℃；(B)將菊苣酸水溶液進行酸化處理，用稀酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH≤3；(2)在分離提純過程中(A)採用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產品；(B)將菊苣酸粗產品用溶於水中，用稀酸水溶液調節菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經冷卻結晶得到菊苣酸精產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在乙酸乙酯萃取時，對由過程(1)(A)製備的菊苣酸水溶液進行分離後得到清液和沉澱物，清液用等體積乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉澱物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，乙酸乙酯的用量是按照紫錐菊與乙酸乙酯的固液比2∶5計；合併乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於分離提純採用的大孔吸附樹脂為苯乙烯型大孔吸附樹脂。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於分離提純採用濃度為10～50％的乙醇水溶液。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在溶劑結晶過程中，將菊苣酸粗產品溶於水中，苣酸粗產品與水的質量體積比m/v範圍在3/15～3/5，在80～95℃溫度下溶解。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於調節pH用的酸為HCl、H2SO4或HNO3。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於酸的當量濃度不超過6N。
全文摘要
本發明從紫錐菊製備菊苣酸的方法，該方法以紫錐菊為原料，包括有機溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結晶等工藝過程。在有機溶劑提取過程中採用乙醇水溶液作有機溶劑提取製備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70℃～90℃；將菊苣酸水溶液進行酸化處理，用酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH≤3；在分離提純過程中採用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產品；將菊苣酸粗產品溶於水中，用酸溶液調節菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經冷卻結晶得到純度在96％以上的菊苣酸精產品。是一種適用於工業生產製備高純度苣菊酸的方法。
文檔編號C07C69/732GK1587251SQ20041006907
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月20日 優先權日2004年7月20日
發明者袁其朋, 吳啟林 申請人:北京化工大學