CN106117016A - 以橄榄苦苷为原料制备高含量羟基酪醇的工业化生产技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以橄榄苦苷为原料制备高含量羟基酪醇的工业化生产技术,所述方法步骤如下:将橄榄苦苷用水溶解,加入浓盐酸使盐酸浓度为0.5mol/L,于80℃加热水解2小时,薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全,冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,用水洗去极性大的杂质,再用酒精梯度洗脱,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.05以上,用微波真空干燥机减压干燥得淡黄色粘稠状物,羟基酪醇含量≥98.5%。
Description
技术领域
本发明属于天然产物化学领域,具体涉及一种以橄榄苦苷为原料制备高含量羟基酪醇的工业化生产技术。
技术背景
羟基酪醇的分子结构式如下:
CAS:10597-60-1分子式:C8H10O3
橄榄油在国际上有“长寿之油”,“液体黄金”之美誉。国际上,无论是医学家,营养学家,食品科技人员,还是消费者都公认橄榄油是健康之油。羟基酪醇最初是在橄榄油中发现的,橄榄油的主要功效是羟基酪醇作用的结果,它是一种多酚类化合物,有很强的清除自由基能力并具有广泛的生物活性:抗氧化、抗衰老、抗菌、抗病毒等。羟基酪醇因其较强的抗氧化活性,能有效降低癌症、心脑血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病的发生,因此具有广泛的应用前景。
橄榄油和橄榄叶中游离的羟基酪醇含量比较低,大多以酯化物橄榄苦苷的形式存在。橄榄叶中橄榄苦苷的含量比较高,国内以橄榄叶为原料生产橄榄苦苷提取物的企业比较多,产品质量好、价格低。以橄榄苦苷为原料生产羟基酪醇具有工艺路线短、生产成本低、环境污染小等诸多优点。
我们对现有工艺技术进行研究后发现,都存在或多或少的不足。申请号为201510067619.9的专利公开了一种用橄榄苦苷制备羟基酪醇的方法,但收率和含量都比较低;申请号为201510371820.6的专利公开了一种用橄榄苦苷制备羟基酪醇的方法,但含量比较低,只有20%左右;申请号为201310712259.4的专利公开了一种用橄榄苦苷制备羟基酪醇的方法,含量也只有70%左右;申请号为201310518499.0的专利公开了一种用橄榄苦苷制备羟基酪醇的方法,羟基酪醇的收率比较低,只有25%左右,并且需要用95%以上高含量的橄榄苦苷为原料,原料不易得,价格高,另外产品是冷冻干燥,生产成本高。
聚酰胺层析分离技术是八十年代发展起来的一种新技术,是分离科学领域的重大创新,在天然有机化合物的分离纯化中得到广泛应用,尤其是对酚类化合物的分离效果更好。它具有分离纯化工艺简单、聚酰胺再生处理方便、聚酰胺化学性质稳定、可重复使用数百次甚至上千次等诸多优点,深受植物活性成分提取行业的青睐。它的分离原理是根据有机化合物的极性大小以及分子中羟基和羰基等官能团与聚酰胺中的酰胺基团形成氢键的强弱进行分离,在用水和酒精溶液等强极性溶剂为洗脱溶剂的情况下相当于反相色谱,极性大的先洗脱下来,弱极性的后洗脱下来;当使用弱极性溶剂如二氯甲烷、石粘稠醚、正己烷等为洗脱溶剂的情况下相当于正相色谱。在工业化生产过程中,只需食用酒精洗脱和再生就可以,制备的目标化合物无有毒有害溶剂残留,因此,采用聚酰胺分离纯化天然有机化合物已经得到天然产物化学、植物提取等领域专家的普遍认可。羟基酪醇是一种多酚类化合物,用聚酰胺做为分离材料分离多酚类化合物要优于大孔树脂。
MVR是机械式蒸汽再压缩技术的简称,广泛用于化工、食品、制药、天然产物提取分离、海水淡化等领域的蒸发浓缩,它是将物料蒸发的二次蒸汽经过压缩机压缩后升高温度增加热焓,再给物料加热进行蒸发,该技术具有能耗低、蒸发温度低、加热温差小(最小温差只有2℃)、物料有效成分不易降解等优点,可以广泛用于热敏性化合物的蒸发浓缩。杭州三特医药化工设备有限公司最新开发的MVR蒸发器不但可以蒸发水而且可以蒸发回收酒精,酒精的浓缩回收可以达到零损耗,因此,MVR蒸发器用于羟基酪醇酒精洗脱液的浓缩非常适合。
微波真空干燥机是新一代新型、高效的干燥灭菌设备,由于被加热物料里外同时加热,受热均匀,加热温度低,干燥时间短,能耗低,因此特别适合热敏性物料的干燥。羟基酪醇是一种粘稠状的多酚类化合物,喷雾干燥塔不适合干燥此类粘稠状化合物,而如果用冷冻干燥或分子蒸馏的办法进行干燥,不但生产成本高而且对设备的要求也很高,将微波真空干燥机用于羟基酪醇的干燥是最佳选择。
本发明对原料橄榄苦苷的含量没有要求,将聚酰胺树脂与MVR蒸发浓缩技术和微波干燥技术结合,生产的羟基酪醇含量≥98.5%,收率≥80%,制造成本低,适合于工业化大生产。
发明内容
本发明目的在于提供一种以橄榄苦苷为原料制备羟基酪醇的工业化生产技术,该技术具有生产工艺简单,操作方便,不使用有毒有害溶剂,只使用食用酒精做为洗脱溶剂,用MVR蒸发器浓缩酒精洗脱液,酒精零损耗,生产成本低,产品纯度高,适合于工业化生产等特点。
本发明所述的羟基酪醇的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将橄榄苦苷加入水中溶解,之后加入浓盐酸,搅拌混合;
(2)加热水解,薄层色谱跟踪至橄榄苦苷水解完全并降温;
(3)水解液上聚酰胺树脂柱吸附,先用水洗去大极性杂质再用酒精梯度洗脱,合并含羟基酪醇洗脱液;
(4)羟基酪醇洗脱液浓缩至密度为1.05以上;
(5)干燥,得淡黄色粘稠状羟基酪醇。
其中,步骤1)中所述加入浓盐酸后溶液中盐酸浓度为0.1mol/L‐2mol/L。
其中,步骤2)中所述加热水解的温度为40℃‐100℃。优选为40℃‐95℃。
其中,步骤2)中所述加热水解时间为0.5小时‐5小时。优选为1.5‐3小时。
其中,步骤3)中所述酒精梯度洗脱,第一次酒精洗脱所用酒精的浓度为0‐20%,洗脱量为1‐5倍柱体积,第二次酒精的浓度为20%‐50%,洗脱量为2‐6倍柱体积。
优选为,第一次酒精浓度为5%‐20%,洗脱量为1‐3倍柱体积,第二次酒精的浓度为30%‐50%,洗脱量为4‐6倍柱体积。
其中,步骤4)中所述的洗脱液浓缩方法为用MVR蒸发器浓缩。
其中,步骤5)中所述的干燥方法为用微波真空干燥机减压干燥。
为了检测羟基酪醇的含量,本发明提供了一种检测方法,检测过程如下:
1所需仪器和设备
Agilent1200高效液相色谱仪(配有:四元泵、柱温箱、紫外检测器);奥豪斯DV215CD型十万分之一电子天平;艾科浦AML-0502-M型纯水制备机;KQ-250DB型超声波脱气机。
2所需试剂
甲醇为色谱纯,水为超纯水;羟基酪醇标准品购自四川维克奇生物科技有限公司,HPLC测定纯度为99.5%。
3对照品溶液的配制
准确称取羟基酪醇对照品2.90mg,置于10mL的容量瓶中,用色谱甲醇定容至刻度,作为对照品储备液。
4色谱条件
色谱柱:Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(4.6mm×100mm,3.5μm);
流动相:甲醇:5‰醋酸水溶液=13:87等度洗脱,流速:1.0mL/min;检测波长:230nm;
柱温:25℃;
5结果计算
含量计算方法:AC/AS=CC/CS
CS(g/100g)=(Cs×V)×100/Ms
注:AC—标准品峰面积
AS—为样品峰面积
CC—为标准品浓度(mg/mL)
CS—为样品浓度
V—样品溶液体积,mL;
Ms—样品重量(mg)。
为了薄层跟踪生产过程中橄榄苦苷水解为羟基酪醇的反应终点,提供了薄层色谱的条件:
展开剂:三氯甲烷:甲醇:甲酸=8:2:0.1
固定相:硅胶G薄层板
紫外灯检视波长:365nm
本发明生产工艺是经过大量实验筛选后才得到的,特别是对于洗脱方式进行优选,
表1、酒精梯度洗脱浓度和用量的选择
最终发现,将第一次酒精浓度控制在5%-20%,洗脱体积控制在1-3倍柱体积,第二次酒精的浓度控制在30%-50%,洗脱体积控制在4-6倍柱体积,所取得效果最好,不仅可以保证产品的收率,同时可以提高羟基酪醇的含量。
本发明的制备方法相对于现有技术而言,技术改进主要在于:
(1)对原料橄榄苦苷的含量没有要求,生产可操作性强,含量高或者低都能满足生产需要,能够制备出高含量的羟基酪醇,收率高。
(2)以聚酰胺树脂做为分离材料,不会形成死吸附,目标产品羟基酪醇回收率高,树脂再生处理方便,反复使用几百次甚至上千次后,吸附能力和分离效果没有明显变化。
(3)制备工艺简单,可以实现规模化生产。
(4)使用MVR浓缩回收酒精,节省能源,酒精回收率高,几乎无损耗,浓缩过程中由于加热温差低,羟基酪醇不降解。
(5)使用微波真空干燥机减压干燥,干燥时间短,能耗低,羟基酪醇不降解。
本发明对原料橄榄苦苷的含量没有要求,将聚酰胺树脂与MVR蒸发浓缩技术和微波干燥技术结合,不仅可以将羟基酪醇含量提高至98.5%以上,而且可以将收率提高至80%以上;同时制备工艺操作简单,降低制造成本,适合于工业化大生产;本发明在制备过程中不使用有毒有害溶剂,只使用食用酒精作为洗脱溶剂,用MVR蒸发器浓缩酒精洗脱液,酒精零损耗,生产成本低,产品纯度高,适合于工业化生产等特点。
具体实施方式:
通过以下具体实施例对本发明作进一步的说明,但不作为本发明的限制。
实施例1、
将100公斤橄榄苦苷(含量为20%)加800升水溶解,加入浓盐酸20升,于95℃加热搅拌,水解2小时薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全(橄榄苦苷的荧光斑点消失),冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,先用纯化水洗掉大极性杂质,再用酒精梯度洗脱,第一次为5%,洗脱2倍柱体积,第二次为35%,洗脱5倍柱体积,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.06,置微波真空干燥机减压干燥,得4.9公斤淡黄色粘稠状物,羟基酪醇含量为98.6%,收率为86.0%。
实施例2、
将100公斤橄榄苦苷(含量为40%)加800升水溶解,加入浓盐酸40升,于80℃加热搅拌,水解3小时薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全(橄榄苦苷的荧光斑点消失),冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,先用纯化水洗掉大极性杂质,再用酒精梯度洗脱,第一次为10%,洗脱1倍柱体积,第二次为30%,洗脱4倍柱体积,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.08,置微波真空干燥机减压干燥,得9.7公斤淡黄色粘稠状物,羟基酪醇含量为99%,收率为85.1%。
实施例3、
将100公斤橄榄苦苷(含量为30%)加800升水溶解,加入浓盐酸25升,于70℃加热搅拌,水解2.5小时薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全(橄榄苦苷的荧光斑点消失),冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,先用纯化水洗掉大极性杂质,再用酒精梯度洗脱,第一次为20%,洗脱3倍柱体积,第二次为50%,洗脱6倍柱体积,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.05,置微波真空干燥机减压干燥,得7.3公斤淡黄色粘稠状物,羟基酪醇含量为98.8%,收率为85.4%。
实施例4、
将100公斤橄榄苦苷(含量为10%)加800升水溶解,加入浓盐酸20升,于65℃加热搅拌,水解1.5小时薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全(橄榄苦苷的荧光斑点消失),冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,先用纯化水洗掉大极性杂质,再用酒精梯度洗脱,第一次为15%,洗脱1.5倍柱体积,第二次为40%,洗脱4.5倍柱体积,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.09,置微波真空干燥机减压干燥,得2.4公斤淡黄色粘稠状物,羟基酪醇含量为98.5%,收率为84.2%。
实施例5、
聚酰胺使用前处理方法:将聚酰胺用95%乙醇浸泡后装入柱中,用95%乙醇洗涤至流出液澄清,再依次用2柱体积5%NaOH水溶液、2倍柱体积蒸馏水、2倍柱体积10%醋酸水溶液洗涤,最后用纯化水洗涤至PH呈中性。
聚酰胺使用后处理方法:用5%NaOH水溶液洗脱,洗至NaOH水溶液颜色极淡为止,然后用蒸馏水洗涤至PH为8-9,再用2倍柱体积10%醋酸水溶液洗涤,最后用纯化水洗涤至PH呈中性。
Claims (10)
1.一种以橄榄苦苷为原料制备羟基酪醇的生产工艺,包括以下步骤:
(1)将橄榄苦苷加入水中溶解,之后加入浓盐酸,搅拌混合;
(2)加热水解,薄层色谱跟踪至橄榄苦苷水解完全并降温;
(3)水解液上聚酰胺树脂柱吸附,先用水洗去大极性杂质再用酒精梯度洗脱,合并含羟基酪醇洗脱液;
(4)羟基酪醇洗脱液浓缩至密度为1.05以上;
(5)干燥,得淡黄色粘稠状羟基酪醇。
2.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤1)中所述加入浓盐酸后溶液中盐酸浓度为0.1mol/L‐2mol/L。
3.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤2)中所述加热水解的温度为40℃‐100℃。
4.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,步骤2)中所述加热水解的温度为40℃‐95℃。
5.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤2)中所述加热水解时间为0.5小时‐5小时,优选为1.5‐3小时。
6.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤3)中所述酒精梯度洗脱,第一次酒精洗脱所用酒精的浓度为0‐20%,洗脱量为1‐5倍柱体积,第二次酒精的浓度为20%‐50%,洗脱量为2‐6倍柱体积。
7.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤3)中所述酒精梯度洗脱,第一次酒精洗脱所用酒精的浓度为5‐20%,洗脱量为1‐3倍柱体积,第二次酒精的浓度为30%‐50%,洗脱量为4‐6倍柱体积。
8.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤4)中所述的洗脱液浓缩方法为用MVR蒸发器浓缩。
9.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,其中,步骤5)中所述的干燥方法为用微波真空干燥机减压干燥。
10.根据权利要求1所述的产生工艺,其特征在于,包括以下步骤:
将100公斤橄榄苦苷加800升水溶解,加入浓盐酸20升,于95℃加热搅拌,水解2小时薄层色谱跟踪橄榄苦苷水解完全,冷却后上聚酰胺树脂柱吸附,先用纯化水洗掉大极性杂质,再用酒精梯度洗脱,第一次为5%,洗脱2倍柱体积,第二次为35%,洗脱5倍柱体积,合并含羟基酪醇的洗脱液,用MVR蒸发器浓缩至密度为1.06,置微波真空干燥机减压干燥,即得。
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