一種真空減壓精密分餾提取莪朮醇的方法與流程
2023-08-02 03:15:41
本發明屬於中藥有效成分提取技術領域，具體涉及一種真空減壓精密分餾提取莪朮醇的方法。
背景技術：
莪朮為姜科植物蓬莪朮、廣西莪朮或溫鬱金的根莖，含有莪朮油1.5％左右。莪朮油是莪朮經過水蒸汽蒸餾或超臨界流體萃取法得到，用於治療宮頸癌，早在1977年就已收入中國藥典。莪朮油主要成分多為倍半萜類，主要含有呋喃二烯、吉馬酮(牻牛兒酮)、莪朮二酮、莪朮烯和莪朮醇等[1,2,3,4]。研究表明莪朮醇是莪朮油中主要的抗癌有效成分，早在1976年一些學者就已經把莪朮醇的抗癌作用機理研究的很透徹[5]，莪朮醇作用於腫瘤細胞後主要表現有：腫瘤細胞腫脹，胞膜破裂，核固縮，核破裂，核溶解及細胞變性壞死等變化。當莪朮醇為75mg/kg注射於小鼠時，對小鼠肉瘤S37、宮頸癌U14、艾氏腹水癌ECA有較高的抑制率。如果將莪朮醇開發成一種新型抗癌藥物，將具有廣泛的應用前景。
研究近年來文獻發現，人們大多傾向於對莪朮醇的藥理、藥效、作用機理及其藥物新製劑的研究，而對莪朮醇的提取工藝及產業化研究非常少。莪朮醇傳統提取工藝是將莪朮或莪朮油進行蒸餾，收集餾分，純化得到莪朮醇。孟昭珂等[6]、王婷等[7]對莪朮油進行真空分餾，收集一定真空度和溫度下的餾分，純化得到莪朮醇。研究發現存在以下弊端，如孟昭珂等[6]專利：莪朮醇的提取工藝(專利號：200410059643.X)中提到當真空度、溫度達到一定值，觀察到有固體流出時，收集該餾分，需要人為控制收集餾分，操作誤差增大；收集餾分的溫度範圍在150～185℃，加熱溫度過高，損失能源，加大生產成本，而且不利於環保。朱偉[8]採用分子蒸餾法提取莪朮醇，專利號(201510590630.3)，專利名稱一種分子蒸餾法提取莪朮醇的工藝，根據不同物質分子運動平均自由程的差別實現對莪朮醇的分離，但是分子蒸餾設備昂貴、分離成本高、分離效率低，不利於產業化。
技術實現要素：
為彌補現有技術的不足，本發明提供一種真空精密蒸餾提取莪朮醇的方法，該方法操作簡單，分離效率高，成本低，非常適合大規模生產。
為實現上述目的，本發明是這樣實現的：一種真空減壓精密分餾提取莪朮醇的方法，對莪朮油進行真空減壓精密分餾，收集加熱釜中莪朮油殘液於0-5℃條件下靜置過濾，濾出的莪朮醇粗提物用有機溶劑洗滌，再用適當的有機溶劑或混合溶劑重結晶，得到莪朮醇。
進一步的，對莪朮油進行真空減壓精密分餾時，真空度為100～900pa，釜底的溫度為127～200℃。
更進一步的，填料用不鏽鋼網卷制，柱高≥1.4m，理論塔板數≥40。
對莪朮油進行真空減壓精密分餾時，分餾塔頂溫度≤110℃，使該條件下的餾分分離完全，直至沒有餾分流出，結束對莪朮油的減壓精密分餾。
進一步包括，收集加熱釜裡的莪朮油殘液，0～5℃下靜置4小時，過濾得到莪朮醇粗提物。
進一步包括，莪朮醇粗提物用低極性的有機溶劑洗滌，所述有機溶劑為醚類、芳烴類、酯類或滷代烴類。
所述有機溶劑包括但不限於石油醚、正己烷、丁醚、甲基叔丁醚、苯甲醚、苯乙醚、四氫呋喃、乙二醇乙醚、間二甲苯、二氯甲烷、甲苯、鄰二甲苯、氯苯、乳酸丁酯、乙二醇乙醚、二氯甲烷為單一溶劑或上述溶劑的混合物。優選地，所述有機溶劑為石油醚或正己烷。
進一步的，洗滌後的莪朮醇粗提物用有機溶劑或混合溶劑重結晶，得到針狀的結晶即為莪朮醇；所述重結晶的溶劑為無水乙醇或乙酸乙酯或乙醚-石油醚，若為乙醚-石油醚，乙醚和石油醚的體積比為(4～13:6～9)。
發明人經過大量的實驗，研究分析莪朮油的主要成分發現：1、莪朮醇的沸點較高，為334.509℃(760mmHg)，遠高於樟腦、冰片、呋喃二烯等成分。2、莪朮醇的脂溶性相對較小。莪朮油中主要成分極性大小為莪朮烯(Rf0.60)＜呋喃二烯(Rf0.52)＜牻牛兒酮(Rf0.31)＜莪朮二酮(Rf0.11)[4]，另外根據2015版藥典中，莪朮油薄層鑑別的圖譜可知，莪朮醇的Rf值小於莪朮二酮，所以莪朮醇的脂溶性比以上4種主要成分均小，在莪朮油中溶解度相對低一些，由此，當莪朮油中低沸點成分餾出後，莪朮醇仍在莪朮油殘液中，而且因為其溶解度小更易分離出來。本發明直接對莪朮油進行真空精密分餾，但不用收集餾分，而直接對莪朮油殘液進行濾過，將固體洗滌、重結晶即得到莪朮醇，大大減小人為操作誤差，並節省人力、物力，而且餾分流出的溫度低於110℃，節省能源，降低生產成本，非常適合大生產。
本發明首次在使用真空減壓精密分餾技術提取莪朮醇時，無需人為控制收集的餾分實現莪朮醇分離。開拓性地直接從莪朮油殘液中分離得到莪朮醇，減小操作誤差，節省人力、物力，大大簡化提取分離純化的步驟，兼具操作簡單、收率高、成本低等優點。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
1、本發明提取分離莪朮醇的設備常見，只需要普通的真空減壓蒸餾設備，提取工藝簡單，莪朮油殘液過濾得到的固體無需經過柱層析分離等手段，只需洗滌、重結晶即可得到莪朮醇，非常適合大生產。
2、本發明對莪朮醇的提取採用真空精密分餾，加熱溫度低，節省能源，降低環境汙染。
3、本發明無需收集餾分即可實現對莪朮醇的提取，大大減小人為操作誤差並節省人力、物力。
4、本發明提取的莪朮醇純度高，莪朮醇的含量達到90％以上。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步的說明，但本發明不以任何形式受限於實施例內容。實施例中所述試驗方法如無特殊說明，均為常規方法；如無特殊說明，所述試劑和生物材料，均可從商業途徑獲得。
本發明採用的技術方案是：
(1)將莪朮油裝入加熱釜中，分餾塔高1.4m以上，內徑3.5～5.9cm或6.1～15cm，釜底溫度為127～200℃，理論塔板數越大，分離效果越好，不鏽鋼網卷制填料的尺寸會影響理論塔板數，(3.1～10)mm×(3.1～10)mm不鏽鋼網卷制填料，理論塔板數≥40。
(2)加熱釜加熱時，分餾塔的溫度緩緩升高，真空度為100～900pa，莪朮油中不同沸點的物質按著由低到高的順序先後進入分餾塔，實現逐步分離，並從冷凝管處流出。
(3)當餾分流出完全，分餾塔頂的溫度≤110℃，低沸點的物質如樟腦、冰片等餾出完全，莪朮醇等相對高沸點的物質留在未蒸發的莪朮油殘液中。
(4)將加熱釜中的莪朮油殘液在低溫條件下(0-5℃)靜置4小時，會有大量晶體析出，在低溫條件下莪朮醇因脂溶性相對小而析出。
(5)將析出晶體的莪朮油殘液進一步過濾，濾出的固體用石油醚或正己烷等極性低的有機溶劑洗滌，再用適當的有機溶劑或混合溶劑重結晶，得到針狀結晶即為莪朮醇，含量在90％以上。
實施例1
取莪朮油1000g置加熱釜中進行真空精密分餾，分餾塔高1.6m，內徑6cm，以3.5mm×3.5mm不鏽鋼網卷制填料，加熱釜溫度為140℃，理論塔板數為42，真空度為800pa，分餾塔的溫度逐漸升高，樟腦、冰片等低沸點的物質逐漸餾出，當分餾塔頂溫度為100℃時，莪朮油中不再有物質餾出，停止加熱蒸餾。將加熱釜中的莪朮油殘液在低溫條件下(0-5℃)靜置4小時，有大量晶體析出，過濾，濾出的固體用正己烷洗滌數次，得到結晶60g，再用無水乙醇重結晶，得到50g針狀結晶即為莪朮醇，含量為92％。
實施例2
取莪朮油2000g於加熱釜中進行真空精密分餾，分餾塔高1.5m，內徑5cm，以4.5mm×4.5mm不鏽鋼網卷制填料，加熱釜溫度為156℃，理論塔板數為41，真空度為850pa，分餾塔的溫度逐漸升高，樟腦、冰片等低沸點的物質逐漸餾出，當分餾塔頂溫度為103℃時，莪朮油中不再有物質餾出，停止加熱蒸餾。將加熱釜中的莪朮油殘液在低溫條件下(0-5℃)靜置4小時，有大量晶體析出，過濾，濾出的固體用石油醚洗滌數次，得到結晶118g，再用乙酸乙酯重結晶，得到98g針狀結晶即為莪朮醇，含量為90.9％。
實施例3
取莪朮油5000g於加熱釜中進行真空精密分餾，分餾塔高1.7m，內徑10cm，以6mm×6mm不鏽鋼網卷制填料，加熱釜溫度為185℃，理論塔板數為40，真空度為900pa，分餾塔的溫度逐漸升高，樟腦、冰片等低沸點的物質逐漸餾出，當分餾塔頂溫度為105℃時，莪朮油中不再有物質餾出，停止加熱蒸餾。將加熱釜中的莪朮油殘液在低溫條件下(0-5℃)靜置4小時，有大量晶體析出，過濾，濾出的固體用石油醚洗滌數次，得到結晶287g，再用乙醚-石油醚(5:6v/v)重結晶，得到247g針狀結晶即為莪朮醇，含量為94.5％。
參考文獻
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[2]SUN Xiu–yan(孫秀燕),ZHENG Yan-ping(鄭豔萍),LIU Zhi-feng(劉志峰),et al.Studies on sesquiterpenoids of Curcuma wenyujin(溫莪朮環狀含氧倍半萜類化學成分的研究)[J].JInstrum Anal(分析測試學報),2006,25(6):27.
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[4]崔友，孫秀燕，張慧.薄層色譜法鑑定莪朮油中倍半萜類成分的研究[J].中草藥,2010,41(7):1119-1121.
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[6]孟昭珂，付美珍.莪朮醇的提取工藝：中國，200410059643.x[P].2005-12-28.
[7]王婷，李鐵福，林紹強，等.莪朮醇的分離鑑定及含量測定[J].中華中醫藥學刊，2008，26(5)：1018.
[8]朱偉.一種分子蒸餾法提取莪朮醇的工藝：中國，201510590630.3[P].2015-11-18。