CN101711781B - 离子交换纤维提取纯化黄酮类化合物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是利用离子交换纤维提取纯化植物药用成份黄酮类化合物的一种方法。该方法操作步骤具体为：将含有黄酮类化合物的叶、茎、根和果等原材料洗净干燥粉碎后煎煮浸取，在黄酮类化合物原液浓度0.05～6.0g·L^-1，温度10～80℃，流速0.4～8.0BV·h^-1(BV：柱体积)，pH值为5.0～12.0的条件下，用离子交换纤维柱进行吸附。再以洗脱温度10～90℃，流速0.2～15BV·h^-1，洗脱剂与酸浓度为0.5～5.0mol·L^-1的pH调节剂的体积比为2～8∶1的洗脱液洗脱。收集洗脱液，回收有机物得黄酮类化合物提取物粉末。该方法工艺成熟，操作设备简单，运行成本低，处理效率高，节能效果显著，产品纯度提升明显，适用于规模化生产。

Description

离子交换纤维提取纯化黄酮类化合物的方法

技术领域

本发明涉及用离子交换纤维提取、分离和纯化天然植物药用成分的方法，具体地说，是用离子交换纤维提取纯化黄酮类化合物的方法。

背景技术

离子交换纤维(Ion Exchange Fiber，IEF)是一种纤维状离子交换吸附材料，它由许多粗细均匀的单丝构成，其直径范围在20～300μm之间。其本身含有固定离子及和固定离子符号相反的活动离子。当与能解离化合物的溶液接触时，离子交换纤维的活动离子即与溶液中相同符号的离子进行交换，故称离子交换纤维。和颗粒状离子交换剂相比，离子交换纤维具有比表面大，直径小，吸附、解吸速度快，交换容量大，容易再生，使用形式多样等特点。

离子交换纤维主要分为四类：强酸性阳离子交换纤维、弱酸性阳离子交换纤维、强碱性阴离子交换纤维、弱碱性阴离子交换纤维。

若以R代表强碱阴离子纤维的骨架，则纤维与葛根素溶液充分接触时，发生交换反应，反应过程不断消耗强碱阴离子交换纤维的交换基团，造成纤维的交换能力减弱，甚至失去交换能力。为了恢复纤维的交换能力，可以用一定浓度的NaOH溶液通过已经失效的纤维层，使纤维恢复交换能力。因此离子交换能力是可逆的。这种可逆性使纤维可以反复使用。

对黄酮类化合物研究的结果表明，黄酮类化合物泛指具有两个酚羟基的苯环(A-与B-环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物。黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。其结构式如下所示。

黄酮类化合物的结构式

黄酮类化合物在植物界分布很广。天然黄酮类化合物多以苷类形式存在，并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样黄酮苷类。也有少部分以游离形式存在的。组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。黄酮苷固体为无定形粉末，其余黄酮类化合物多为结晶性固体。苷类由于在结构中引入糖的分子，故均有旋光性，且多为左旋。黄酮类化合物的颜色与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团(-OH、-OCH3等)的种类、数目以及取代位置有关。一般情况下，黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄～黄色，查耳酮为黄～橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类等不显色。黄酮类化合物的颜色也随pH不同而改变。

黄酮、黄酮醇，有游离羟基时呈淡黄色，黄酮游离的苷元一般不溶或难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂；黄酮苷一般能溶于水、稀乙醇、甲醇和乙酸乙酯等极性溶剂中，所以可以利用其性质对黄酮类化合物进行重结晶。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性。酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。

药理实验表明，黄酮类化合物有使冠状血管扩张的作用，有抗自由基、抑制脂质过氧化作用，也具有降血脂、增加脑血流量等作用。许多黄酮类成分具有止咳、祛痰、平喘、抗菌的活性。以银杏叶为原料的提取制成的药物含有黄酮和双黄酮类，用于心血管、脑血管、动脉硬化、高血压、冠心病、心绞痛等疾病的治疗，有其他药物不能达到的疗效。在桑叶提取物中黄酮类化合物含量＞20％，能消除自由基，具有扩张血管，增加血流量，改善脑动脉和末梢血流作用，对老年痴呆、高血压、冠心病、动脉硬化、脑功能障碍等疾病均有防治作用。

黄酮类化合物的提取分离方法有溶剂法、树脂法、超临界萃取法、毛细管电泳法、高效液相色谱法、酶法、细胞和组织培养法等。在银杏叶的提取纯化工艺中，最关键的是分离纯化这个工序，交换吸附是常见的纯化方法。目前最常见的交换吸附材料是大孔树脂。

但这些方法效率均比较低下，分离出来的类黄酮纯度不高，重复性差，生产环节多，分离材料消耗大，大量使用了易燃、有毒的有机溶剂，造成了环境污染，生产成本高，周期长。使得分离过程中的指标不好监控。不利黄酮类化合物的规范生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的技术不足，提供一种分离纯化黄酮类化合物的方法，使的产品纯度高、杂质含量少、操作工艺简捷、生产成本低，适合于规模化中药生产黄酮类化合物的方法。

本发明为了解决上述技术问题采用的技术方案是：

(1)将含有黄酮类化合物植物的叶、茎、根和果等原材料洗净、干燥、粉碎后煎煮

(2)浸提液用离子交换纤维柱吸附；

(3)将吸附在离子交换纤维柱上的黄酮类化合物解吸(洗脱)；

(4)洗脱液干燥得到黄酮类化合物的粉末。

其中，步骤(1)的黄酮类化合物浸取粉末可以通过含黄酮类化合物的原材料加水、醇、酯或其混合物煎煮获得，优选含乙醇的水煎煮，浸提温度为20～95℃，优选接近溶液沸点的温度；pH值为5.0～10.0，优选pH值为6.5～9.0；浸提时间1～6h，优选3h；浸提次数2～6次，优选3次。

其中，步骤(2)使用的离子交换纤维为强碱性离子交换纤维或弱碱性离子交换纤维。优选强碱性离子交换纤维，该类型纤维用于黄酮类化合物的分离纯化，是首次采用。所处理的药材和纤维的重量比为2～30∶1，优选3～25∶1；先以1～4倍柱体积的水湿法装柱，优选2～3倍柱体积的水；再以黄酮类化合物原液浓度0.05～6.0g·L^-1，优选0.07～4.0g·L^-1；温度为10～80℃，优选30～70℃；流速0.4～8.0BV·h^-1，优选0.8～5.0BV·h^-1；pH值为5.0～12.0，优选pH值为6.0～11.0的条件吸附。

其中，步骤(3)是先以1～3倍柱体积的水洗脱，优选2倍柱体积的水洗脱；再以3～15倍柱体积的水、醇或其混合液洗脱，优选5～8倍柱体积的15～75％乙醇水溶液洗脱；洗脱温度为10～90℃，优选温度为50～80℃；流速0.2～15.0BV·h^-1，优选流速0.4～10.0BV·h^-1；洗脱剂与酸浓度为0.5～5.0mol·L^-1pH调节剂的体积比为2～8∶1，优选3～5。收集洗脱液。

其中，步骤(4)是回收洗脱液中有机物得浓缩液，再经真空减压干燥或冷冻干燥得粉末。

本发明适用任一含有黄酮类化合物原材料的黄酮类化合物的提取纯化。

本发明有益效果体现在：

1.本发明的黄酮类化合物生产方法，采用了独特的碱性离子交换纤维作为层析材料，是首次使用。

2.所用的生产设备成熟，药材纤维比例低，提取液不经浓缩和任何纯化处理，

直接上层析柱，工艺简单，生产过程少，运行成本低，效率高、节能效果显著。

3.本发明方法提高了产品纯度和收率，质量标准可控，溶液经蒸馏回收后可循环使用，无二次污染，适用于规模化生产。

具体实施方案

以下用实施例进一步阐述本发明，但并不因此将本发明限制在具体实施例范围内。

实施例1

将银杏叶洗净干燥粉碎后称取20g粉末，用95％乙醇水溶液190mL，在72℃下煎煮2小时，再以130mL的95％乙醇水溶液煎煮2小时，合并煎煮液并冷却，调溶液pH值为7.0，以流速1.5BV·h^-1，经过重量为1.0g、床体积为10mL的强碱性离子交换纤维柱进行吸附。再以流速5.0BV·h^-1，3倍柱体积的水洗脱，后以5倍柱体积的70％的乙醇(70％乙醇∶3mol·L^-1盐酸的体积比4∶1)洗脱，回收乙醇得黄酮类化合物提取物，其中黄酮类化合物含量为56.08％，出粉率为1.34％。

实施例2

将桑叶洗净干燥粉碎后称取20g粉末，用pH＝8的70％的乙醇水溶液180mL，在80℃下提取3小时，再以70％的乙醇120mL煎煮1小时。得到的黄酮类化合物粗品收率为4.20％，纯度为18.02％。在上柱药液pH值为7.0、流速3.0BV·h^-1、药液浓度为0.3mg·mL^-1的条件下，过重量为1.0g、床体积为10mL的强碱性离子交换纤维柱进行吸附。用解吸剂为20％乙醇和3mol·L^-1乙酸的混合液(体积比4∶1)7BV，洗脱流速6.0BV·h^-1进行洗脱。回收乙醇得纯化的黄酮类化合物提取物，其中黄酮类化合物含量为53.21％，出粉率为1.60％。

实施例3

称取银杏叶粉250g，用95％乙醇水溶液2400mL，在70℃处煎煮3小时，再以95％的乙醇1500mL煎煮2小时，合并pH值为8.2的煎煮液，冷却，得提取率为2.74％、纯度为18.05％的浸取粗品。在上柱药液pH值为7.0，流速3BV·h^-1，药液黄酮浓度为0.5767mg.ml^-1的条件下，过重量为13.0g、床体积为130mL的强碱性离子交换纤维柱进行吸附。用解吸剂为70％乙醇和3.0mol·L^-1盐酸的混合液(体积比4∶1)8BV，洗脱流速6BV·h^-1进行洗脱。回收乙醇得黄酮类化合物提取物，其中黄酮类化合物含量为52.05％，出粉率为1.12％。

实施例4

将桑叶洗净干燥粉碎后称取250g粉末，用pH＝8的70％的乙醇水溶液2250mL，在80℃处提取3小时，再以70％的乙醇1500mL煎煮2小时。得到的黄酮类化合物粗品收率为4.02％，纯度为17.42％。在上柱药液pH值为7.0、流速3.0BV·h^-1、药液浓度为0.2mg·mL^-1的条件下，过重量为12.0g、床体积为120mL的强碱性离子交换纤维柱进行吸附。用解吸剂为20％乙醇和3mol·L^-1乙酸的混合液(体积比4∶1)7BV，洗脱流速6.0BV·h^-1进行洗脱。回收乙醇得纯化的黄酮类化合物提取物，其中黄酮类化合物含量为51.68％，出粉率为1.42％。

Claims (7)

1.一种银杏叶或桑叶的黄酮类化合物提取物的生产方法，包括步骤：

(1)将银杏叶或桑叶洗净、干燥、粉碎后煎煮浸提；

(2)浸提液用离子交换纤维柱吸附；

(3)将吸附在离子交换纤维柱上的银杏叶、桑叶的黄酮类化合物解吸；

(4)洗脱液干燥得到含黄酮类化合物的纯化提取物粉末；

所述的离子交换纤维是强碱性离子交换纤维。

2.按照权利要求1所述的方法，其中步骤(1)使用的浸提溶剂为水、醇、酯或其混合物，浸提剂与原料的重量比为10～25∶1；浸提温度为20～95℃；pH值为5.0～10.0；浸提时间为1～6小时；浸提次数2～6次。

3.按照权利要求1所述的方法，是先以1～4倍柱体积的水湿法装柱，再以浸取液原液浓度或浓缩浓度0.05～6.0g·L^-1，温度10～80℃，流速0.4～8.0BV·h^-1，pH值5.0～12.0的条件进行吸附。

4.按照权利要求1或3所述的方法，其中步骤(3)是先以1～3倍柱体积的水洗脱，再以3～15倍柱体积的水、醇或其混合液洗脱，收集洗脱液。洗脱温度为10～90℃；流速为0.2～15.0BV·h^-1；洗脱剂与酸浓度为0.5～5.0mol·L^-1的pH调节剂的体积比为2～8∶1。

5.按照权利要求1或3所述的方法，其中步骤(2)使用纤维的重量和药材重量之比为1∶2～30。

6.按照权利要求1或3所述的方法，其离子交换纤维通过再生可进行一次或多次利用；浸提溶剂为水、醇、酯或其混合物；洗脱剂为水、醇或其混合物；pH调节剂为无机碱、无机酸、有机酸或有机碱。

7.按照权利要求1或3所述的方法，其中，步骤(4)是回收洗脱液中有机物的浓缩液，再经真空减压干燥或冷冻干燥得到粉末。