CN100551891C - 多级萃取结晶与层析相结合提取高纯度茄尼醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开涉及一种化工工艺，具体为一种多级萃取结晶与层析相结合提取高纯度的茄尼醇的方法，该方法采取多级萃取结晶和层析结合提取茄尼醇，原料粗品经二次萃取结晶提取得到80%左右的粗品，然后采取层析，可得到97%以上的茄尼醇，得率可达86%以上，同时所用溶剂可以循环使用。与目前工艺相比，本发明步骤比较简单，便于工业化。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工工艺，具体涉及一种从茄尼醇粗品中提取97％以上茄尼醇的多级萃取结晶与层析相结合的分离方法。
背景技术
茄尼醇是一种不饱和的聚异戊二烯醇，属四倍半萜醇，分子式为C45H14O，通常茄尼醇占烟草总重的1％～3％。由于它的粘度很大、熔点低，无法用传统的方法分离纯化，在茄尼醇精制工艺方面仅有日本的几篇专利，但其中含有技术秘密，无法重现和实施。我国长期以来无法生产97％以上含量的茄尼醇，近年来国内茄尼醇粗品生产企业将产品销售给日本(市场价格为7万～9万元/t)。大量的研究结果表明，茄尼醇具有较强的抗癌生物活性，是合成心血管疾病、抗癌、抗溃疡等新型药物的中间体，其衍生物辅酶Q10常用于心血管系统疾病的治疗；N-茄呢基谷氨酰胺类化合物具有抗癌、保肝等生理活性；N-酰基-N′-茄呢基哌嗪衍生物具有抗溃疡等作用；二元酸茄呢醇乙酰葡萄糖二酯对人口腔上皮癌细胞表现出较好的抗癌活性，由于茄尼醇在医学上有广泛的用途，因此它具有十分广泛的市场前景，97％含量的茄尼醇的国际市场价格从2005年初的520美元/kg上涨到当前的680美元/kg。目前纯度75％左右的茄尼醇市场价格与97％以上的茄尼醇每吨价格相差220万～270万元，目前报道的茄尼醇制备工艺均存在这样或那样的缺陷，导致含量无法达到75％以上；生产成本过高，传统的茄尼醇生产过程中需要耗费大量有机溶剂，使得茄尼醇生产成本居高不下。现有的茄尼醇生产工艺主要有以下几种：
分子蒸馏法或CO2超临界萃取法，该法虽然操作较简单，但需要购置昂贵的分子蒸馏仪，而且在蒸馏过程中不仅有茄尼醇蒸出，其他沸点相近的成分也会同时蒸出，因此无法得到高纯度的产品，最高仅能达到60％左右；
柱色谱法，众所周知，柱层析是制药工业化的瓶颈，采用柱层析的工艺很难大规模生产，而且是具有层析柱的工艺流程，生产成本至少在2500元/kg以上；
硫脲包合法，硫脲包合法不仅需要大量的溶剂和化工原料，又因为共存的不纯物种类和数量不同而不易包合，很难得到高产率、稳定、纯度高的目标产物；
溶剂提纯法，溶剂提纯法是植物提取常用方法，我国中草药有效成分均使用这类方法，只要选择好溶剂，一般可以从植物中将所需化合物分离出来。但这种方法操作步骤多，溶剂消耗量大，反复循环过程中有效化合物损失较多，只适用于茄尼醇粗品的生产，无法应用于精品制备；
聚合态共沉淀法，该方法针对茄尼醇分子独特的理化性质，采用具有靶向性的高分子基团与茄尼醇分子形成聚合态，在适宜的条件下形成共沉淀后洗脱，得到的即为高纯度茄尼醇，但该方法正在开发之中。
发明内容
本发明将提供一种新的提取茄尼醇的工艺方法，与目前工艺相比，该方法工艺步骤比较简单，产品纯度较高，便于工业化生产。
本发明采取多级萃取结晶和层析结合提取茄尼醇，原料粗品经二次萃取结晶提取得到80％左右的粗品，然后采取层析，可得到97％以上的茄尼醇，得率可达86％以上，同时所用溶剂可以循环使用，该工艺过程较简单。本发明的茄尼醇提取工艺是一种多级萃取结晶与层析相结合提取高纯度的茄尼醇的方法。
本发明的技术方案具体如下：
一种多级萃取结晶和层析相结合提取高纯度茄尼醇的方法，该方法的具体步骤为：以茄尼醇含量大于等于15％的粗品为原料，将原料加入第一级萃取结晶装置中，同时加入乙醇和乙氰的混合液，原料与混合液的用量关系为160～200g/L，混合液中乙醇与乙氰的体积为0.5～1.5∶1，控制第一级的温度为35～36℃，经结晶去掉高结晶点物质，剩余液体然后进入第二级萃取结晶装置；
控制第二级温度为30～31℃进行结晶，第二次结晶剩余液体送至蒸馏装置处理，蒸馏装置顶馏分进入第一级萃取结晶装置循环使用，蒸馏装置底用于回收少量的茄尼醇，送至第一级结晶装置，第二级结晶晶体送至层析装置进行分离；
层析柱上、下加石英砂，层析柱中加入100-200目的硅胶，硅胶浸湿在乙酸乙酯和乙醇溶液中，乙酸乙酯与乙醇的体积比为9∶1～6∶4，将第二次的结晶体加入到层析柱上部，以乙酸乙酯和乙醇混合溶液为流动相进行层析分离，收集无色部分，经减压蒸馏装置II去掉溶剂，得到97％以上的茄尼醇；收集有色部分经减压蒸馏装置I处理得到回收茄尼醇，该部分作为萃取结晶的原料，蒸馏装置顶部溶剂循环至层析柱使用。
其它工艺参数如下：层析柱的尺寸为φ20*500，乙醇和乙氰蒸馏装置，塔顶温度～81℃，塔底温度～122℃，回流比1～2，塔板数为10，减压蒸馏装置I的塔顶温度～38℃，塔底温度～87℃，回流比1～3，塔板数为10，塔的真空度为33mmHg；减压蒸馏装置II的塔顶温度～50℃，塔底温度～93℃，回流比1～3，塔板数为8，塔的真空度为33mmHg。
分离过程的工艺条件：分离过程中各装置的控制条件见表1所示。
表1分离过程工艺条件
本发明利用萃取结晶与层析相结合的方法，从茄尼醇粗品中提取高纯度茄尼醇，可以得到纯度达到97％以上的茄尼醇。与目前工艺相比，本发明步骤比较简单，产品纯度高，便于工业化。
附图说明
图1为两级萃取结晶实验装置结构示意图；
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
图中：1、温度计套管，2、控制夹套，3、温度计套管，4、控温夹套，5、第一级萃取结晶柱，6、控温夹套，7、过滤器，8、过滤板，9、第二级萃取结晶柱，10、控温夹套，11、过滤器，12、过滤板。
实施例一：
分离过程实验装置参照图1。工艺过程如图2所示，取160g纯度为15～20％茄尼醇粗品a加入萃取结晶第一级中，同时加入1L乙醇和乙氰的混合液b，乙醇与乙氰的体积比为1∶1，控制第一级的温度为35～36℃，经结晶去掉结晶部分c，剩余液体然后进入第二级再进行30～31℃结晶，晶体d含78～81％左右的茄尼醇，第二次结晶剩余液体送至蒸馏装置处理，蒸馏装置顶馏分m用作循环使用，装置底用于回收少量的茄尼醇f(茄尼醇的含量约达40-50％，该部分产物可以作为原料使用)，送至第一级结晶装置；第二级结晶晶体送至层析装置进行分离，层析柱上下加石英砂，层析柱中加入100-200目的硅胶，硅胶浸湿在乙酸乙酯和乙醇溶液中，将78～81％左右的茄尼醇加入到层析柱上部，以乙酸乙酯和乙醇混合溶液g为流动相进行层析分离，收集无色部分i，经减压蒸馏装置II去掉溶剂，返回至层析装置，经分析得到97％以上的茄尼醇j，收集有色部分h经减压蒸馏装置I处理，得到50-60％的茄尼醇k，该部分回收的茄尼醇作为萃取结晶的原料，蒸馏装置顶部溶剂循环至层析柱使用。分离过程中组成均采用高效液相色谱(Aiglent LC-1100)分析。蒸馏装置和两减压蒸馏装置的内径为22mm，内装φ3*3θ型不锈钢填料，经用标准体系测定，该填料等板高度HETP＝27mm。塔釜用电热套加热，塔顶产品出料及原料、溶剂、进料均用玻璃转子流量计计量，塔顶回流用电磁棒调节，塔釜用真空泵抽出。
本发明的工艺参数如下：在萃取结晶装置中，加入乙醇和乙氰，控制萃取结晶装置第一级的温度为35～36℃，第二级的温度为30～31℃，结晶得到78～81％左右的茄尼醇；层析柱的尺寸为φ20*500，层析柱上下加石英砂，层析柱中加入100-200目的硅胶，硅胶浸湿在乙酸乙酯和乙醇溶液中，层析柱中乙酸乙酯与乙醇的体积比为7∶3，将78～81％左右的茄尼醇加入到层析柱上部，以乙酸乙酯和乙醇混合溶液为流动相，经减压蒸馏处理，得到97％以上的茄尼醇；乙醇和乙氰蒸馏装置，塔顶温度～81℃，塔底温度～122℃，回流比1-2，塔板数为10，减压蒸馏装置I的塔顶温度～38℃，塔底温度～87℃，回流比1-3，塔板数为10，原料进料为5，塔的真空度为33mmHg；减压蒸馏装置II的塔顶温度～50℃，塔底温度～93℃，回流比1-3，塔板数为8，原料进料为4，塔的真空度为33mmHg。
分离过程中各装置的控制条件见表1所示。
实施例二：
原料采用取180g纯度为20％茄尼醇粗品，同时加入1L乙醇和乙氰的混合液b，乙醇与乙氰的体积比为0.5∶1；层析柱中乙酸乙酯与乙醇的体积比为6∶4，其它工艺条件同实施例1，可得到97％以上的茄尼醇。
实施例三：
原料采用取200g纯度为15％茄尼醇粗品，同时加入1L乙醇和乙氰的混合液b，乙醇与乙氰的体积比为1.5∶1；层析柱中乙酸乙酯与乙醇的体积比为9∶1，其它工艺条件同实施例1，可得到97％以上的茄尼醇。
原料一般为含茄尼醇15～20％的粗品，含量更高的粗品，更有利提纯过程，工艺过程相同，乙醇和乙氰的用量可以在同样用量范围内进行。
Claims (1)
1、一种多级萃取结晶与层析相结合提取高纯度茄尼醇的方法，该方法的具体步骤为：以茄尼醇含量大于等于15％的粗品为原料，将原料加入第一级萃取结晶装置中，同时加入乙醇和乙氰的混合液，原料与混合液的用量关系为160～200g/L，混合液中乙醇与乙氰的体积为0.5～1.5∶1，控制第一级的温度为35～36℃，经结晶去掉高结晶点物质，剩余液体然后进入第二级萃取结晶装置；
控制第二级温度为30～31℃进行结晶，第二次结晶剩余液体送至蒸馏装置处理，蒸馏装置顶馏分进入第一级萃取结晶装置循环使用，蒸馏装置底用于回收少量的茄尼醇，送至第一级萃取结晶装置，第二级结晶晶体送至层析装置进行分离；
层析柱上、下加石英砂，层析柱中加入100-200目的硅胶，硅胶浸湿在乙酸乙酯和乙醇溶液中，乙酸乙酯与乙醇的体积比为9∶1～6∶4，将第二次的结晶体加入到层析柱上部，以乙酸乙酯和乙醇混合溶液为流动相进行层析分离，收集无色部分，经第一减压蒸馏装置去掉溶剂，得到97％以上的茄尼醇；收集有色部分经第二减压蒸馏装置处理回收茄尼醇，该部分作为萃取结晶的原料，蒸馏装置顶部溶剂循环至层析柱使用。
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