CN104058987B

CN104058987B - 一种连续式制备辣椒碱类物质的方法

Info

Publication number: CN104058987B
Application number: CN201410287884.3A
Authority: CN
Inventors: 崔波; 赵培培; 檀琮萍; 卢艳敏
Original assignee: Qilu University of Technology
Current assignee: Qilu University of Technology
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: CN104058987A

Abstract

本发明属于生物医药领域，特别公开了一种连续式制备高纯度辣椒碱类物质的方法。该连续式制备高纯度辣椒碱类物质的方法，以辣椒碱类物质粗提物为原料，其特征为，利用6柱三带模拟移动床设备，柱连接方式为2-2-2，以大孔树脂为填料，柱移动方向和流动相流动方向相反，连续将辣椒碱类物质从辣椒碱类物质粗提物中分离出来。本发明不仅克服了批处理色谱的缺点从而节约能耗，降低生产成本，提高生产效率，而且能大大提高分离度，使获得的辣椒碱类物的纯度大大提高，为高效制备高纯度的辣椒碱单体提供了有利条件。

Description

一种连续式制备辣椒碱类物质的方法

（一）技术领域

本发明属于生物医药领域，特别涉及一种连续式制备辣椒碱类物质的方法。

（二）背景技术

辣椒碱是一种香草酰胺类生物碱，是辣椒中呈辣味物质辣椒类化合物中的主要成分，由于其具有特殊的物理化学性质及生理活性，在食品、农业、军事、医药等领域引起了广泛的专注。双水相萃取技术从辣椒精中提取得到的粗提物中除了含有大量的辣椒碱类物质外还有较多色素等杂质，直接用粒径比较小的反相填料柱进行纯化制备高纯度的辣椒碱单体时，色素等杂质容易堵塞色谱柱大大降低色谱柱的纯化效果，甚至得不到辣椒碱单体。故一般在用反相色谱纯化辣椒碱单体前，用大孔色谱柱分离除去色素等杂质。批处理色谱分离不能实现连续进样，而且也存在一些缺点：分离不连续、色谱柱的利用低、溶剂的消耗大、产品的浓度低；而且，色谱柱的放大十分复杂。

模拟移动床色谱系统是使用电磁阀来控制进样口的变动以“模拟”移动床的效果，使色谱的优点得以保留而移动床的优点也能体现。模拟移动床技术与色谱结合使色谱分离从间歇变为连续，而色谱的高分离率、低能耗、低物耗、常温运行等优点继续保留，由于模拟了逆流，固定相和流动相能反复利用，从而大大提高了效率，降低了成本；模拟移动床色谱是在谱带首尾切取馏份，使提纯过程更易控制；由于引进了精馏，回流机制，使分离能力增加，产品收率提高；又由于引进了连续机制，大大提高了产率。本发明提供的模拟移动床大孔树脂分离技术可以有效解决连续快速纯化辣椒碱类物质的难题。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种生产成本低、产品收率高的连续式制备辣椒碱类物质的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种连续式制备辣椒碱类物质的方法，以辣椒碱类物质粗提物为原料，利用6柱三带模拟移动床设备，柱连接方式为2-2-2，以大孔树脂为填料，柱移动方向和流动相流动方向相反，连续将辣椒碱类物质从辣椒碱类物质粗提物中分离出来，其分离步骤如下：

（1）采用泵A将进样液F辣椒碱类物质粗提物泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带精馏带，不能吸附的从残余液流出口留出；

（2）采用泵B将洗脱液D即体积比为20-40%的乙醇溶液泵入Ⅱ带精馏带，此区有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上冲洗出来进入Ⅲ带吸附带，而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带洗脱带；

（3）采用泵C将冲洗液C泵入Ⅰ带洗脱带，将从Ⅱ带精馏带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，得到产品。

本发明的更优技术方案为：

辣椒碱类物质粗提物通过有机溶剂萃取法或双水相法从辣椒精中获得。

步骤（1）中，随机液相测定残余液中是否有辣椒碱被洗出，通过改变工艺条件使辣椒碱不被洗出，工艺条件包括洗脱液流速、进样流速、洗脱液洗脱强度和切换时间。

步骤（1）中，进样液F中，乙醇的体积含量为20%，进样液F的流速为10-20mL/min。

步骤（2）中，洗脱液D的流速为8-12mL/min，冲洗液的流速为10-20mL/min。

步骤（3）中，比辣椒碱类物质极性更弱的物质保留在柱子上进入Ⅲ带吸附带，测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度，通过调整流速、冲洗液洗脱强度和切换时间使得辣椒碱类物质的纯度达到要求。

步骤（3）中，分离过程中各带的切换时间为20-50min，分离过程中，多个周期后当萃取液中杂质含量有所增高后，停止进样，进行再生，即用乙醇以10-20mL/min的速度冲洗所有色谱柱。

上述工艺中通过高效液相色谱法测定辣椒碱的含量并计算提取率，测定条件为：岛津LC-20AHPLC系统，ODS柱(InersilODS-3，4.6×250mm，5μm)，以75%（v/v）的甲醇水溶液为流动相，流速为1mL/min，柱温为室温，样品进样量为20μL，检测器为二极管阵列检测器，检测波长为280nm，用于液相测定的样品都经过0.45μm的滤膜过滤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是发明了一种连续大量制备辣椒碱类物质的技术，不仅克服了批处理色谱的缺点从而节约能耗，降低生产成本，提高生产效率，而且能大大提高分离度，使获得的辣椒碱类物的纯度大大提高，为高效制备高纯度的辣椒碱单体提供了有利条件。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的分离步骤示意图。

（五）具体实施方式

下面以具体实施方式来说明本发明的技术方案，实验是在国产的模拟移动床系统上完成的，柱子连接方式为2-2-2。

实施例1：分离过程中各带的切换时间为40min

（1）泵A将浓缩的辣椒精粗提物以10mL/min的速度泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带，不能吸附的从残余液流出口流出，液相测定得到残余液中没有辣椒碱被洗出。

（2）泵B将洗脱液D即20%（体积比）乙醇溶液以8mL/min的速度泵入Ⅱ带精馏带，此带也是有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上洗脱出来进入Ⅲ带。而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带。

（3）泵C将冲洗液C70%乙醇溶液以10mL/min的速度泵入Ⅰ带将从Ⅱ带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，收集萃取液即纯度较高的辣椒碱类物质。比辣椒碱类物质极性更弱的物质则保留在柱子上进入Ⅲ带，液相测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度为98%。

实施例2：分离过程中各带的切换时间为30min

（1）泵A将浓缩的辣椒精粗提物以13mL/min的速度泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带，不能吸附的从残余液流出口流出，液相测定得到残余液中有辣椒碱被洗出，继续降低流速后仍有辣椒碱类物质在残余液中被检出，考虑可能是洗脱液流速较高造成的。

（2）泵B将洗脱液D即25%（体积比）乙醇溶液以20mL/min的速度泵入Ⅱ带精馏带，此带也是有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上洗脱出来进入Ⅲ带，而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带。由于残余液中有辣椒碱类物质被检出，将洗脱液流速降低为15mL/min,结果问题得到了解决。

（3）泵C将冲洗液C70%乙醇溶液以18mL/min的速度泵入Ⅰ带将从Ⅱ带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，收集萃取液即纯度较高的辣椒碱类物质。比辣椒碱类物质极性更弱的物质则保留在柱子上进入Ⅲ带，液相测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度为97%。

实施例3：分离过程中各带的切换时间为20min

（1）泵A将浓缩的辣椒精粗提物以20mL/min的速度泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带，不能吸附的从残余液流出口流出，液相测定得到残余液中没有辣椒碱被洗出。

（2）泵B将洗脱液D即30%（体积比）乙醇溶液以12mL/min的速度泵入Ⅱ带精馏带，此带也是有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上洗脱出来进入Ⅲ带。而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带。

（3）泵C将冲洗液C70%乙醇溶液以24mL/min的速度泵入Ⅰ带将从Ⅱ带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，收集萃取液即纯度较高的辣椒碱类物质。比辣椒碱类物质极性更弱的物质则保留在柱子上进入Ⅲ带，液相测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度为75%，纯度较低，故考虑是流速过大把极性较弱的杂质一块洗出，故降低流速为16mL/min，问题得到解决，萃取液中辣椒碱类物质的纯度为98%。

实施例4：分离过程中各带的切换时间为50min

（1）泵A将浓缩的辣椒精粗提物以15mL/min的速度泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带，不能吸附的从残余液流出口流出，液相测定得到残余液没有辣椒碱被洗出，考虑可能是切换时间过长，色谱柱过载，故降低切换时间为35min，结果问题得到解决，没有辣椒碱被洗出。

（2）泵B将洗脱液D即25%（体积比）乙醇溶液以15mL/min的速度泵入Ⅱ带精馏带，此带也是有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上洗脱出来进入Ⅲ带。而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带。

（3）泵C将冲洗液C75%乙醇溶液以10mL/min的速度泵入Ⅰ带将从Ⅱ带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，收集萃取液即纯度较高的辣椒碱类物质。比辣椒碱类物质极性更弱的物质则保留在柱子上进入Ⅲ带，液相测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度为98%。

Claims

1.一种连续式制备辣椒碱类物质的方法，以通过有机溶剂萃取法或双水相法从辣椒精中获得的辣椒碱类物质粗提物为原料，其特征为，利用6柱三带模拟移动床设备，柱连接方式为2-2-2，以大孔树脂为填料，柱移动方向和流动相流动方向相反，连续将辣椒碱类物质从辣椒碱类物质粗提物中分离出来，其分离步骤如下：（1）采用泵A将进样液F辣椒碱类物质粗提物泵入色谱柱，进样液口和残余液流出口之间为Ⅲ带吸附带，此区有2个色谱柱，进样液中的弱极性物质被吸附在大孔树脂上，随固定相进入Ⅱ带精馏带，不能吸附的从残余液流出口留出；（2）采用泵B将洗脱液D即体积比为20-40%的乙醇溶液泵入Ⅱ带精馏带，此区有两个色谱柱位于洗脱液入口和进样口之间，比辣椒碱类物质极性偏大的物质被从树脂上冲洗出来进入Ⅲ带吸附带，而辣椒碱类物质则随固定相的移动进入Ⅰ带洗脱带；（3）采用泵C将冲洗液C泵入Ⅰ带洗脱带，将从Ⅱ带精馏带移动过来的固定相上的辣椒碱类物质洗脱下来，得到产品。

2.根据权利要求1所述的连续式制备辣椒碱类物质的方法，其特征在于：步骤（1）中，随机液相测定残余液中是否有辣椒碱被洗出，通过改变工艺条件使辣椒碱不被洗出，工艺条件包括洗脱液流速、进样流速、洗脱液洗脱强度和切换时间。

3.根据权利要求1所述的连续式制备辣椒碱类物质的方法，其特征在于：步骤（1）中，进样液F中，乙醇的体积含量为20%，进样液F的流速为10-20mL/min。

4.根据权利要求1所述的连续式制备辣椒碱类物质的方法，其特征在于：步骤（2）中，洗脱液D的流速为8-12mL/min。

5.根据权利要求1所述的连续式制备辣椒碱类物质的方法，其特征在于：步骤（3）中，比辣椒碱类物质极性更弱的物质保留在柱子上进入Ⅲ带吸附带，测定萃取液中辣椒碱类物质的纯度，通过调整流速、冲洗液洗脱强度和切换时间使得辣椒碱类物质的纯度达到要求。

6.根据权利要求1所述的连续式制备辣椒碱类物质的方法，其特征在于：步骤（3）中，分离过程中各带的切换时间为20-50min，分离过程中，多个周期后当萃取液中杂质含量有所增高后，停止进样，进行再生，即用乙醇以10-20mL/min的速度冲洗所有色谱柱。