CN101906030B

CN101906030B - 微波回流萃取核桃青皮废渣中的胡桃醌的方法

Info

Publication number: CN101906030B
Application number: CN2010102593910A
Authority: CN
Inventors: 刘淑萍; 闫路省; 李秀凤
Original assignee: Hebei Polytechnic University
Current assignee: Hebei Polytechnic University
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-08-23
Also published as: CN101906030A

Abstract

本发明公开了一种微波回流萃取核桃青皮废渣中胡桃醌方法。该方法通过微波回流萃取法利用三氯甲烷溶媒来进行萃取。优选以胡桃醌含量较高且取材方便的核桃外果皮(青皮)废渣为原料进行萃取。最佳提取条件如下，即平均粒径为50目核桃青皮与三氯甲烷固液比为1∶5～1∶8，微波功率级数温火下浸提，抽滤，并用溶剂洗涤滤渣得胡桃醌浸取液。收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌。进行各指标测定。本发明的胡桃醌的提取率为92％，产品纯度为81.5％，产率为0.20％。该方法不但快捷、提取率高，而且设备操作简单、低耗能，溶剂用量少且易于回收，适于工厂的扩大生产。同时，可以有效避免传统方法过程中胡桃醌受热分解的问题，保证提取物的有效性。满足了环保和工业化的要求。所提取的胡桃醌应用广泛，其活性成分，具有抗菌、抗癌及中枢神经镇静作用，在医药、农药、染料、pH指示剂等方面有着非常广阔的应用前景。

Description

微波回流萃取核桃青皮废渣中的胡桃醌的方法

技术领域

本发明涉及一种胡桃醌的提取方法，更特别地说，涉及一种天然活性成分胡桃醌的微波回流提取方法。

背景技术

胡桃醌是从胡桃科植物-胡桃及其同属植物黑核桃的未成熟外果皮(即青皮)中提取出的活性成分，具有抗菌、抗癌及中枢神经镇静作用。从苯和石油醚的混合液中析出的胡桃醌为橙黄色针状结晶，从氯仿中析出的胡桃醌为红黄色棱柱状结晶，其具有特殊的臭气味，熔点为155℃，可升华；并能随水蒸气挥发。胡桃醌不溶于冷水，微溶于热水，可溶于乙醇、乙醚，并能与氯仿、苯混溶。当其溶于碱溶液时呈紫红色，溶于浓硫酸时呈血红色。现有技术中，胡桃醌的提取方法主要有六种：常规提取法、索氏提取法和超声波辅助提取法、微波辅助提取法、真空辅助蒸汽抽提法、超临界提取法等。前三种方法(具体可参见孙墨珑.核桃楸总黄酮及胡桃醌含量测定.林产化学与工业，2006，26(2)：93)。其中，常规提取法采用氯仿、苯等有机溶剂进行浸提，浸提液再进行浓缩，然后析出晶体。必要时需要再进行重结晶等精制。(参见孙墨珑，东北林业大学.一种提取胡桃醌的方法：中国，200610150876.X[P].2007-03-21.)该方法的提取时间2.0h，提取效果较好，是目前提取胡桃醌的常用方法之一。有国外报道：采用水、甲醇、石油醚、丙酮、三氯甲烷、二氯甲烷作为溶剂，从胡桃叶中萃取胡桃醌。(参见Tomaszkiewicz-Potepa A，.Vogt O，Sieiec D.A method of isolation of juglone from walnut leaves[J].Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya，2005，48(11)：85-90)。胡桃叶在室温下，采用三氯甲烷作为溶剂，浸泡1小时，发现胡桃醌吸光度在420nm处。(参见Girzu Mihaela，Fraisse Didier，Carnat Andre-Paul，et al.High-performance liquid chromatographic method for the determination of juglone in fresh walnut leaves[J].Journal of Chromatography A，1998，805(1-2)：315-318)。从枫杨属植物的叶子和壳中，采用三氯甲烷为溶剂，提取胡桃醌。(参见Hadjmohammadi MR，Kamel K.Determination of juglone(5-hydroxy 1，4-naphthoquinone)in Pterocarya fraxinifolia by RP-HPLC[J].Iranian Journal of Chemistry&Chemical Engineering-International English Edition，2006，25(4)：73-76)。以上三种均采用三氯甲烷等作为溶剂，从植物叶中提取胡桃醌。而索氏提取法多用于试验室中的提取，其提取效果较差，耗时3h。超声波提取法耗时1.5h，提取率略高，优于常规、索氏提取法。然而，由于萃取时间长将导致胡桃醌破坏，不能保证提取物的有效性；微波辅助提取法，是从胡桃树皮中萃取胡桃醌，研究不同溶剂的反应效果，发现乙酸乙酯为最佳溶剂。(参见Sharma Nandini，Ghosh Partha，Sharma Upendra K.，etal.Microwave-Assisted Efficient Extraction and Stability of Juglone in Different Solvents from Juglans regia：Quantification of Six Phenolic Constituents by Validated RP-HPLC and Evaluation of Antimicrobial Activity[J].Analytical Letters，2009，42(16)：2592-2609)；真空辅助蒸汽抽提方法，是从胡桃树皮或叶子中萃取胡桃醌(参见Yang Dongmei，Li Shuangyue，Li Shujun，et al.Effect of juglone from Juglans mandshurica bark on the activity of wood decay fungi[J].Forest Products Journal，2009，59(9)：79-82)；超临界萃取法(参见刘淑萍，中国，200910148072.X[P].2009-06-25)，超临界CO₂虽无毒、无味、易于回收，但仪器设备及维护费用高，高压操作条件等使技术工业化受限。因此，研究高效、节能、环保、易于工业化生产的提取胡桃醌的方法具有较大的实用意义。

目前，利用微波回流提取和纯化药物、食品等天然产品正得到广泛关注，但是，经检索，利用微波回流法从核桃青皮废渣中以三氯甲烷为溶媒萃取胡桃醌的方法还未见有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种提取胡桃醌的方法，特别是微波回流萃取核桃青皮废渣中的胡桃醌的方法，该方法以核桃果外皮废渣为原料，通过微波回流技术，利用三氯甲烷溶媒将胡桃醌从青皮废渣的青皮组织细胞中提取出。该方法不但快捷、提取率高，而且设备操作简单、低耗能，溶剂用量少且易于回收，适于工厂的扩大生产。同时，可以有效避免传统方法过程中胡桃醌受热分解的问题，保证提取物的有效性。满足了环保和工业化的要求。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种提取胡桃醌的方法，其中通过微波回流萃取法利用三氯甲烷溶媒来进行萃取。优选以胡桃醌含量较高且取材方便的核桃外皮(青皮)废渣为原料进行萃取。

具体地，本发明的提取胡桃醌的方法，包括以下步骤：

1、核桃青皮破碎，平均粒径为50目，备用；

2、取备用的核桃青皮，用三氯甲烷调整固液比为1∶5～1∶8，置入微波炉回流装置中，微波功率级数温火下浸提20min～30min，取下抽滤，得胡桃醌浸取液；

3、将滤渣再提取一次，合并两次浸提液，用溶剂洗涤滤渣3～5次后，收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌。进行各指标测定。

4、按照L₉(3⁴)正交表进行试验，确定微波萃取法浸取胡桃醌的最佳条件。各因素影响按大小次序排列依次为：A(功率级数)＞B(浸取时间)＞C(固液比)，胡桃醌浸取的最佳试验方案为：功率级数解冻，浸取时间25min，固液比1∶5。按照最佳萃取条件，重复试验3次，胡桃醌提取率为93％。产品胡桃醌纯度为81.5％；

上述数值范围可以任意组合，没有必然的对应关系。

本发明的显著优点在于，①以胡桃醌含量较高且取材方便的核桃果外皮(青皮)废渣为原料，三氯甲烷溶媒，利用微波回流萃取法，对治疗癌症药物的进行提取，提供了另一种提取药物的方法。②该方法快捷，设备操作简单、低耗能，溶剂用量少且易于回收，且适于工厂的扩大生产。并在较低温度下进行，可有效避免胡桃醌的受热分解，保证了提取物的有效性。③提取率高，优于目前报道的所有方法。④应用广泛，可是药品，也可是农药。在医药、农药、染料、香料原料，pH指示剂等方面有着非常广阔的应用前景。

附图说明

图1为胡桃醌标样、产品和三氯甲烷的IR光谱图。

具体实施方式

下面结合具体附图及实施例对本发明做进一步的描述。

本发明使用的主要仪器包括：自主改造家用微波炉添加回馏装置WP700S123-K6 (上海)；FE80万能粉碎机(齐家务科学仪器厂)；220A双波长扫描分光光度计(日本)；AEL-160电子天平；PE-52A旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂)；SHB-III循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；AVATAR360型傅立叶变换红外光谱仪(美国)。

本发明使用的主要药品：胡桃醌标准品(97％，购自美国Sigma公司)、三氯甲烷(分析纯)。

原料：核桃青皮(产地河北遵化)

实施例1

将10公斤青皮用破碎机破碎，过滤。取破碎状的物料用三氯甲烷调整固液比为1∶8，置入微波炉回流装置中，微波功率级数温火下浸提25min，取下抽滤，得胡桃醌浸取液。将滤渣再提取一次，用溶剂洗涤滤渣3次后，收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌。三氯甲烷循环使用。

产品胡桃醌进行各指标测定。其中，通过AVATAR360型傅立叶变换红外光谱仪，得到胡桃醌标品和样品图谱(见附图1)，并进行分析比对，确定产品为胡桃醌。

计算出胡桃醌提取率为85％，纯度为92％，产率为0.19％。

有效成分胡桃醌图谱分析：

图1中胡桃醌标样与产品红外光谱在2910cm^-1、1715cm^-1、1675cm^-1、1560cm^-1、1500cm^-1、1380cm^-1、1250cm^-1、1195cm^-1位置处有相同的波峰。

该化合物的不饱和度比较高，故可能含有两个苯环及双键。1580cm^-1和1500cm^-1处的吸收判断有苯环骨架存在；在1580cm^-1处的吸收表明苯环与其它基团有p-π共轭或π-π共轭。1250cm^-1处O-H面弯曲振动出现一个狭窄的尖峰，可能存在-OH；O-H伸缩振动出现在2843cm^-1，证明O-H基发生缔合形成分子内氢键，说明苯环上为a-OH。强1715cm^-1吸收为C＝O(游离)峰，1675cm^-1吸收为醌环上νC＝O峰或C＝O(缔合)峰。1200～1000cm^-1区域内产生特征吸收，证明产品为醌型结构，且吸收峰大大高于胡桃醌标样峰，这可能是由于提取物产品中含有更多的醌型结构，1380cm^-1处为-CH₂弯曲振动吸收。2910cm^-1处的吸收为饱和碳的C-H伸缩振动，产品峰远远高于标样峰，说明可能含有其它未知物。结合分子式及不饱和度值分析化合物为萘醌，再与胡桃醌标样红外光谱图对照分析吻合度较高，证明此化合物应为胡桃醌。

产品外部特征：红黄色结晶。熔点测定：155℃

实施例2

将10公斤青皮用破碎机破碎，过滤。取破碎状的物料用三氯甲烷调整固液比为1∶5，置入微波炉回流装置中，微波功率级数温火下浸提30min，取下抽滤，得胡桃醌浸取液。将滤渣再提取一次，合并两次浸提液，用溶剂洗涤滤渣5次后，收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌。三氯甲烷循环使用。产品胡桃醌进行各指标测定。得到胡桃醌提取率为93％，纯度为81.5％，产率为0.20％。

实施例3

将10公斤青皮用破碎机破碎，过滤。取破碎状的物料用三氯甲烷调整固液比为1∶6，置入微波炉回流装置中，微波功率级数温火下浸提20min，取下抽滤，得胡桃醌浸取液。将滤渣再提取一次，合并两次浸提液，用溶剂洗涤滤渣4次后，收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌。三氯甲烷循环使用。产品胡桃醌进行各指标测定。得到胡桃醌提取率为88％，纯度为85％，产率为0.19％。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提取胡桃醌的方法，其特征在于，以胡桃醌含量较高且取材方便的核桃果外皮废渣为原料，通过微波回流技术，利用三氯甲烷溶媒进行萃取，包括以下步骤：

1)核桃青皮破碎，平均粒径为50目，备用；

2)取备用的核桃青皮，用三氯甲烷调整固液比为1∶5～1∶8，置入LGWP700微波炉回流装置中，微波功率级数温火下浸提20min～30min，取下抽滤，得胡桃醌浸取液；

3)将滤渣再提取一次，合并两次浸提液，用少量三氯甲烷倾泻法洗涤滤渣3～5次后，收集所有溶液，经减压旋转蒸发浓缩得产品胡桃醌，并进一步按照L₉(3⁴)正交表进行试验，确定微波萃取法浸取胡桃醌的各因素影响按大小次序排列依次为：功率级数＞浸取时间＞固液比，其最佳参数分别为，功率级数解冻，浸取时间25min，固液比1∶5，按照最佳萃取条件，重复试验3次，胡桃醌提取率为93％，产品胡桃醌纯度为81.5％。

2.如权利要求1所述的方法，其中，三氯甲烷调整固液比为1∶6。

3.如权利要求1所述的方法，其中，微波功率级数温火下浸提25min。

4.如权利要求1所述的方法，其中，三氯甲烷倾泻法洗涤滤渣4次。

5.如权利要求1所述的方法，其中，LGWP700家用微波炉改装添加回流装置，功率级数采用手动挡控制。