CN102731270A - 一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，属于天然产物提取分离领域。所述方法步骤为：a.橡胶废水浓缩：取橡胶废水，加入醋酸，经过滤、杀菌、过滤得到乳清废水浓缩液；b.硅胶柱色谱纯化：（1）取所述乳清废水浓缩液稀释后，加入第一硅胶，搅拌均匀，蒸干溶剂，得到拌样硅胶；（2）取第二硅胶作为固定相，用氯仿作溶剂湿法装柱；（3）将拌样硅胶加入装好的层析柱顶端，用氯仿淋洗，再加入流动相洗脱；（4）分段定量收集馏分，用薄层色谱检测；（5）合并馏分，经浓缩得到白坚木皮醇晶体。所述方法得到的产物纯度高、操作简便易行、成本低、易于工业化生产。

Description

一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法
技术领域
本发明涉及一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，具体为采用硅胶柱色谱技术从生产橡胶产生的废水中分离纯化白坚木皮醇的方法，属于天然产物提取分离领域。
背景技术
白坚木皮醇是一种天然存在的具有左旋光性的肌醇类物质。研究表明，白坚木皮醇具有预防放射性疾病和皮肤保健的功效。用它做手性前体可以合成出很多具有左旋光性的肌醇类衍生物。研究人员逐渐发现，具有左旋光性的肌醇类衍生物因具有独特的生命活性，对于开发治疗癌症、糖尿病、艾滋病等疾病的药物具有较大的应用前景，而天然存在的左旋光性化合物稀少，因此白坚木皮醇倍受研究人员的青睐。白坚木皮醇主要存在于巴西橡胶树、荔枝、龙眼、夹竹桃等多种植物中。目前，我国、日本、印度、美国等单位研究了从橡胶乳清中分离此物质的工作。申请号为201110038349.0的中国专利公开了一种从龙眼、荔枝中提取白坚木皮醇的方法，其主要步骤为乙醇提取、萃取提纯、活性炭脱色、浓缩结晶等，得到较高纯度的白坚木皮醇。印度专利No.IN200700621-I4公开了一种从橡胶乳清中分离白坚木皮醇的方法，该方法是将白坚木皮醇乙酰化后经柱色谱分离，过程较复杂。这些方法的基本过程大都是橡胶乳清的浓缩、拆分、结晶、分离，步骤都较为繁琐、效率不高，因此有待于开发新的利于工业化生产的分离方法。
在我国南部地区大面积种植巴西橡胶，在生产橡胶的同时有大量橡胶废水排放，对于环境有较大的污染，若以橡胶废水为原料分离其中的白坚木皮醇，将会降低白坚木皮醇的生产成本，对于生态环境的健康发展也具有重要意义。但是橡胶废水中含有大量蛋白质、酶、色素等成分，采用以往的分离方法将白坚木皮醇同这些物质分离较困难，且步骤繁琐，效率不高。
发明内容
针对现有的分离方法将白坚木皮醇从橡胶废水中分离较困难，且步骤繁琐，效率不高的缺陷，本发明的目的在于提供一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，具体为采用硅胶柱色谱技术从生产橡胶产生的废水中分离纯化白坚木皮醇的方法。所述方法主要步骤为橡胶废水的浓缩和硅胶柱色谱的分离，同以往的提取分离方法相比，所得产物纯度高、操作简便易行、成本低、易于工业化生产。
本发明的目的由以下技术方案实现：
一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，所述方法步骤如下：
a.橡胶废水浓缩
取橡胶废水，加入大于其体积1倍量的醋酸，待橡胶成分凝固后过滤取出清液即乳清废水，将乳清废水加热至80～100℃保持0.5～1h，过滤除去含有蛋白质的热凝固物，得到乳清废水浓缩液。
b.硅胶柱色谱纯化
（1）取步骤a得到的乳清废水浓缩液用甲醇稀释20~50倍，加入乳清废水浓缩液体积2～4倍量的第一硅胶，搅拌均匀，蒸干溶剂，得到拌样硅胶；
（2）取第二硅胶作为固定相，用氯仿作溶剂湿法装柱；
（3）将拌样硅胶加入装好的层析柱顶端，先使用氯仿淋洗，再加入流动相等度或梯度洗脱；
（4）分段定量收集馏分，用薄层色谱检测；
（5）合并与标准品Rf值相同的馏分，浓缩析出的晶体，即为白坚木皮醇晶体。
其中，步骤（1）所述的第一硅胶为60～100目柱层析用硅胶。
步骤（2）所述的第二硅胶为200～300目柱层析用硅胶。
步骤（2）所述的湿法装柱的径高比为1:8～1:15，所述径高比为湿法装柱用玻璃柱内径与装好的硅胶的高度之比。
步骤（3）所述流动相为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:3～1:10，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%。
步骤（4）所述薄层色谱条件为：使用薄层层析硅胶板，展开剂为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:2～1:5，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%；显色剂为体积浓度为1%的高锰酸钾与体积浓度为5%氢氧化钠的混合溶液，二者的体积比为1:1。
步骤（5）所述Rf值为样品中白坚木皮醇在薄层层析展开剂系统中移动的距离与流动相前沿距离之比。
优选将步骤（5）得到的白坚木皮醇晶体过滤并洗涤，30～50℃减压干燥；所述洗涤采用与白坚木皮醇不相溶且易挥发的溶剂。
有益效果
1.该方法操作步骤简单，成本低，重现性好，易于工业化大规模生产；
2.硅胶填料便宜易得，所用溶剂甲醇、氯仿、冰醋酸都为常用溶剂，成本低；
3.所用原料来价廉易得，所得产物纯度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例来详述本发明，但不限于此。
以下实施例中的橡胶废水为云南热带植物研究所提供。
实施例1
a.橡胶废水浓缩
取500ml橡胶废水，加入500ml醋酸，待橡胶成分凝固后，过滤取出上层清液即乳清废水；将乳清废水加热至100℃保持30min除菌后，过滤、除去含有蛋白质的热凝固物，得到橡胶废水浓缩液200ml。
b.硅胶柱色谱纯化
取步骤a得到的乳清废水浓缩液2ml，加入40ml甲醇超声溶解30min，加入60~100目柱层析用硅胶8ml，搅拌均匀，超声10min，用旋转蒸发仪减压浓缩蒸干溶剂，得到拌样硅胶。取50ml 200~300目硅胶加入氯仿搅拌均匀，缓慢倒入型号为25mm（外径）×300mm的玻璃柱内，在柱顶端加压将硅胶压紧排出气泡，径高比为1:8，当氯仿液面超过硅胶表面2cm时，倒入拌样硅胶。继续加入氯仿淋洗，淋洗10min后加入流动相1，所述流动相1为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:8，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积和的5%。开始分段定量收集馏分，每份15ml，流速为2ml/min，收集馏分50份后换流动相2，所述流动相2为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:3，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积和的5%。共收集80份馏分。分离过程中采用薄层色谱检测，所述薄层色谱条件为：使用使用薄层层析硅胶板，展开剂为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:2，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%；显色剂为体积浓度为1%的高锰酸钾与体积浓度为5%氢氧化钠的混合溶液，二者的体积比为1:1；并与白坚木皮醇标准品对照鉴定，合并与标准品Rf值相同的馏分，即合并第40~77份馏分，用旋转蒸发仪45℃加热浓缩至不再析出白色晶体，待降至室温后过滤并用乙醇洗涤，30℃减压干燥1h，共得到白色晶体182.2mg，即为白坚木皮醇，经高效液相色谱外标法检测其纯度为98.70%。
实施例2
a.橡胶废水浓缩
取500ml橡胶废水，加入1000ml醋酸，待橡胶成分凝固后，过滤取出上层清液即乳清废水；将乳清废水加热至90℃保持50min除菌后，过滤、除去含有蛋白质的热凝固物，得到橡胶废水浓缩液180ml。
b.硅胶柱色谱纯化
取步骤a得到的乳清废水浓缩液2ml，加入100ml甲醇超声溶解30min，加入60~100目柱层析用硅胶4ml，搅拌均匀，超声10min，用旋转蒸发仪减压浓缩蒸干溶剂，得到拌样硅胶。取50ml 200~300目硅胶加入氯仿搅拌均匀，缓慢倒入型号为25mm（外径）×300mm的玻璃柱内，在柱顶端加压将硅胶压紧排出气泡，径高比为1:15，当氯仿液面超过硅胶表面2cm时，倒入拌样硅胶。继续加入氯仿淋洗，淋洗10min后加入流动相，所述流动相为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:5，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积和的5%。开始分段定量收集馏分，每份15ml，流速为3ml/min，共收集馏分55份。分离过程中采用薄层色谱检测，所述薄层色谱条件为：使用使用薄层层析硅胶板，展开剂为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:3，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%；显色剂为体积浓度为1%的高锰酸钾与体积浓度为5%氢氧化钠的混合溶液，二者的体积比为1:1；并与白坚木皮醇标准品对照鉴定，合并与标准品Rf值相同的馏分，即合并第21~50份馏分，用旋转蒸发仪45℃加热浓缩至不再析出白色晶体，待降至室温后过滤并用乙醇洗涤，40℃减压干燥1h，共得到白色晶体149.6mg，即为白坚木皮醇，经高效液相色谱外标法检测其纯度为98.48%。
实施例3
a.橡胶废水浓缩
取500ml橡胶废水，加入800ml醋酸，待橡胶成分凝固后，过滤取出上层清液即乳清废水；将乳清废水加热至80℃保持1h除菌后，过滤、除去含有蛋白质的热凝固物，得到橡胶废水浓缩液180ml。
b.硅胶柱色谱纯化
取步骤a得到的乳清废水浓缩液8ml，加入200ml甲醇超声溶解30min，加入60~100目柱层析用硅胶24ml，搅拌均匀，超声10min，用旋转蒸发仪减压浓缩蒸干溶剂，得到拌样硅胶。取50ml 200~300目硅胶加入氯仿搅拌均匀，缓慢倒入型号为25mm（外径）×300mm的玻璃柱内，在柱顶端加压将硅胶压紧排出气泡，径高比为1:10，当氯仿液面超过硅胶表面2cm时，倒入拌样硅胶。继续加入氯仿淋洗，淋洗10min后加入流动相1，所述流动相1为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:10，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积和的5%。开始分段定量收集馏分，每份25ml，流速为4ml/min，收集馏分10份后换流动相2，所述流动相2为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:5，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积和的5%。共收集66份馏分。分离过程中采用薄层色谱检测，所述薄层色谱条件为：使用使用薄层层析硅胶板，展开剂为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:5，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%；显色剂为体积浓度为1%的高锰酸钾与体积浓度为5%氢氧化钠的混合溶液，二者的体积比为1:1；并与白坚木皮醇标准品对照鉴定，合并与标准品Rf值相同的馏分，即合并第45~65份馏分，用旋转蒸发仪45℃加热浓缩至不再析出白色晶体，待降至室温后过滤并用乙醇洗涤，50℃减压干燥1h，共得到白色晶体667.8mg，即为白坚木皮醇，经高效液相色谱外标法检测其纯度为98.96%。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
a.橡胶废水浓缩
取橡胶废水，加入大于其体积1倍量的醋酸，待凝固后过滤取出清液即乳清废水，将乳清废水加热至80～100℃保持0.5～1h，过滤除去热凝固物，得到乳清废水浓缩液；
b.硅胶柱色谱纯化
（1）取步骤a得到的乳清废水浓缩液用甲醇稀释20～50倍，加入乳清废水浓缩液体积2～4倍量的第一硅胶，搅拌均匀，蒸干溶剂，得到拌样硅胶；
（2）取第二硅胶作为固定相，用氯仿作溶剂湿法装柱；
（3）将拌样硅胶加入装好的层析柱顶端，先使用氯仿淋洗，再加入流动相等度或梯度洗脱；
（4）分段定量收集馏分，用薄层色谱检测；
（5）合并与标准品Rf值相同的馏分，浓缩析出的晶体，即为白坚木皮醇晶体；
其中，步骤（3）所述流动相为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:3～1:10，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%。
2.根据权利要求1所述的一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：步骤（1）所述的第一硅胶为60～100目柱层析用硅胶。
3.根据权利要求1所述的一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：步骤（2）所述的第二硅胶为200～300目柱层析用硅胶。
4.根据权利要求1所述的一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：步骤（2）所述的湿法装柱的径高比为1:8～1:15。
5.根据权利要求1所述的一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：步骤（4）所述薄层色谱条件为：使用薄层层析硅胶板，展开剂为甲醇、氯仿和冰醋酸的混合溶液，其中，甲醇和氯仿的体积比为1:2～1:5，加入冰醋酸的量为甲醇和氯仿体积总和的5%；显色剂为体积浓度为1%的高锰酸钾与体积浓度为5%氢氧化钠的混合溶液，二者的体积比为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其特征在于：将步骤（5）得到的白坚木皮醇晶体过滤并洗涤，30～50℃减压干燥；所述洗涤采用与白坚木皮醇不相溶且易挥发的溶剂。
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