CN107337586B - 一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法 - Google Patents

一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于植物成分提取纯化技术领域，具体涉及一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法。本发明采用超临界CO2萃取技术从汉麻成熟期花叶中提取大麻二酚成分，利用大孔吸附树脂和快速纯化系统对大麻二酚提取物进一步纯化，得到的大麻二酚产品含量超过98％，且不含有精神毒性成分四氢大麻酚。本发明提取过程中不使用化学有机溶剂，绿色环保，低毒高效；纯化过程降低了大麻二酚在吸附洗脱过程中的损失，有效去除了四氢大麻酚等杂质成分，而且减少了有机试剂的使用，使纯化成本降低，环境污染减小。本发明产品收率高纯度高，满足了汉麻高附加值产品开发的需要，特别是汉麻中活性成分大麻二酚产品的市场需求，尤其在制药领域具有非常大的应用优势。

Description

一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法
技术领域
本发明属于植物成分提取纯化技术领域，具体涉及一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法。
背景技术
汉麻属于木兰纲(Magnoliopsida)荨麻目(Urticales)大麻科(Cannabinaceae)大麻属(Cannabis)大麻种(Cannabis sativa L.)一年生草本植物。汉麻植物活性成分包括大麻素类化合物和非大麻素类化合物，其中大麻素类化合物数量及活性成分较多。大麻素类化合物主要包括四氢大麻酚(Tetrahydrocannabinol，THC)、大麻二酚(Cannabidiol，CBD)、大麻酚(Cannabinol，CBN)及大麻萜酚(Cannabigerol，CBG)等成分。
汉麻植物的用途十分广泛，可用于纺织、造纸、制绳等领域。特别是近年来研究表明，汉麻还具有极其良好的药用价值，大麻素类化合物是其发挥药效作用的物质基础，为汉麻植物中特有的活性成分。其中大麻二酚(CBD)、四氢大麻酚(THC)是大麻素类化合物的典型代表，四氢大麻酚(THC)因具有致幻成瘾性，限制了其药用领域价值的发展，大麻二酚(CBD)与四氢大麻酚(THC)活性作用截然不同，是一种非成瘾性活性成分，不具有神经毒性。研究表明大麻二酚(CBD)具有重要的药用价值，在癫痫治疗、神经保护、多发性硬化症、风湿性关节炎、肿瘤治疗等领域均表现出良好的药理活性，具有非常好的应用前景。我国麻类作物种植地域覆盖范围广，麻类作物种植面积逐年扩大，是继粮、棉、油、菜之后的又一大作物群，因此，推广和普及麻类作物的开发及产品深加工具有重要的应用价值和深远意义。
目前公开的信息中有一些关于汉麻中提取大麻二酚工艺方法的报道，其中与本发明相似的工艺技术为：发明专利“从工业大麻中提取二氢大麻酚(CBD)工艺”(专利申请号：201410052776.8)；发明专利“一种从工业大麻中提取大麻二酚的方法”(专利申请号：201610674119.6)。通过对比研究已有的工艺路线，发现现有技术中主要存在以下两个方面问题：
1)因大麻植物中大麻素类成分复杂且性质相近，特别是四氢大麻酚(THC)与大麻二酚(CBD)为同分异构体，极性相近分离纯化困难，造成产品中大麻二酚纯度不高，且仍可检出四氢大麻酚；
2)现有大麻二酚提取纯化工艺过程中，使用了大量的有机溶剂，如正己烷、二氯甲烷、氯仿、甲醇等，有机溶剂的使用不仅会破坏环境、影响产品的安全性；而且其对大麻二酚的提取收率并不高。
发明内容
本发明提供了一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，该方法简单高效，制得的大麻二酚产品收率高纯度高，且不含四氢大麻酚成分；同时本发明减少了化学试剂的使用，满足低毒环保的要求。
本发明一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法步骤如下：
步骤一：收割汉麻成熟期花叶，去除水分后粉碎待用；
步骤二：利用超临界CO2萃取技术在一定温度和压力下进行大麻二酚的萃取，得到大麻二酚浸膏；将所述大麻二酚浸膏溶解于无水乙醇得到大麻二酚醇溶液，离心处理所述大麻二酚醇溶液并收集上清液；
步骤三：将所述上清液加入到大孔吸附树脂中，在一定温度下震荡以完成吸附；抽滤分离大孔吸附树脂，收集滤液；用60％乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，收集洗脱液；用无水乙醇对大孔吸附树脂进行再生处理；将所述滤液和所述洗脱液合并、浓缩，得到大麻二酚浓缩液；
步骤四：利用快速纯化系统进一步纯化所述大麻二酚浓缩液，采用硅胶填料分离柱，以正相试剂石油醚和乙酸乙酯作为流动相进行等度洗脱，采用薄层色谱监测馏分，收集大麻二酚馏分并将其减压浓缩得到大麻二酚纯化液；
步骤五：将所述大麻二酚纯化液进行干燥处理，得到白色固体状大麻二酚产品。
步骤一中所述去除水分是将汉麻花叶在自然条件下晾干或在30-60℃条件下烘干1-4小时，使其水分含量小于5％。
步骤二中所述超临界CO2流体萃取操作流程为液态CO2→高压泵→萃取釜-进入超临界状态→分离釜Ⅰ→分离釜Ⅱ→循环。
步骤二中所述超临界CO2萃取是将100g粉碎后汉麻花叶装入1L萃取釜进行萃取，萃取过程中CO2流体流量为20L/h，萃取釜温度为45℃，萃取釜压力为30MPa，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的温度均为室温，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的压力均为6MPa，萃取时间为3h。
步骤二中所述超临界CO2萃取过程中使用无水乙醇作为夹带剂，无水乙醇用量为500mL。
步骤三中所述大孔吸附树脂为NKA-Ⅱ、H-103、DM-130、X-5、D101、XAD-16、XAD7HP中的一种或几种；所述大孔吸附树脂的质量与所述上清液的体积之间的料液比为1:5-20；所述吸附在24-26℃条件下震荡4-20h完成。
步骤三中所述大孔吸附树脂为DM-130、X-5中的一种或两种；所述大孔吸附树脂的质量与所述上清液的体积之间的料液比为1:5；所述吸附在25℃条件下震荡12h完成。
步骤四中所述硅胶为100-400目硅胶；所述流动相中石油醚和乙酸乙酯的体积比为95:5。
步骤四中所述等度洗脱过程中，流动相流速为15mL/min。
步骤五中所述干燥处理方法为真空干燥、冷冻干燥、近红外干燥、微波干燥中的一种或几种，其中干燥过程中温度不超过60℃。
本发明的优点在于：
1、本发明采用超临界CO2萃取技术，通过控制萃取压力和温度来提高超临界CO2流体对大麻二酚的溶解性，从而提高提取率和纯度；完成萃取后通过减压使CO2气化，不残留溶剂杂质，利于后续纯化；萃取过程中使用乙醇作为夹带剂提高了大麻二酚的提取率，且乙醇易于分离，对后续纯化不造成任何影响；萃取过程中不使用有机溶剂，不仅降低了提取成本，更绿色环保，安全高效。
2、本发明采用大孔吸附树脂选择性吸附大麻二酚，通过合理的控制料液比，实现大麻二酚最大吸附，且洗脱效果好，纯化率高，减少了大麻二酚在吸附洗脱过程中的损失；大孔吸附树脂经过再生可重复利用，使用周期长，降低了大麻二酚分离纯化成本。
3、本发明采用快速纯化系统进一步提高大麻二酚纯度，通过有效控制洗脱剂的参数，使大麻二酚产品纯度更高，同时去除了产品中神经毒性成分四氢大麻酚。本发明纯化时间短、效率高，减少了有机试剂的使用，使纯化成本降低，环境污染减小。
4、本发明提供了一种操作简单、低毒环保、产品收率高纯度高的提取纯化大麻二酚的方法，满足了汉麻高附加值产品开发的需要，特别是汉麻中活性成分大麻二酚产品的市场需求，尤其在制药领域具有非常大的应用优势。
附图说明
图1是实施例1制得的大麻二酚产品的质谱分析(LCMS)图谱；
图2是实施例1制得的大麻二酚产品的氢谱分析(1H NMR)图谱；
图3是实施例1制得的大麻二酚产品的高效液相色谱分析(HPLC)图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，因不同型号超临界CO2萃取装置和快速纯化系统的具体操作方法存在差异，本发明对使用不同型号装置从汉麻中提取纯化大麻二酚的具体操作不做详细说明，但其总体思路和流程不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术实现。
实施例1：本实施例从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法步骤如下：
步骤一：收割汉麻成熟期花叶，将汉麻花叶在40℃条件下烘干3小时，使其水分含量小于5％，将去除水分的汉麻花叶粉碎待用。
步骤二：将100g粉碎后汉麻花叶装入1L萃取釜进行萃取，超临界CO2流体萃取操作流程为液态CO2→高压泵→萃取釜(进入超临界状态)→分离釜Ⅰ→分离釜Ⅱ→循环。萃取过程中CO2流体流量为20L/h，萃取釜温度为45℃，萃取压力为30MPa，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的压力均为6MPa，分离温度均为室温，萃取过程中使用无水乙醇作为夹带剂，无水乙醇用量为500mL，萃取时间为3h，得到大麻二酚浸膏。
将大麻二酚浸膏溶解于无水乙醇得到大麻二酚醇溶液，离心处理大麻二酚醇溶液并收集上清液。
步骤三：将上清液加入到大孔吸附树脂DM-130中，大孔吸附树脂质量与上清液体积之间的料液比为1:5，在25℃条件下震荡12h完成吸附；抽滤分离大孔吸附树脂，收集滤液；用60％乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，收集洗脱液；用无水乙醇对大孔吸附树脂进行再生处理；将滤液和洗脱液合并、浓缩，得到大麻二酚浓缩液，经高效液相色谱分析所得大麻二酚浓缩液中大麻二酚含量＞60％，且未发现四氢大麻酚成分。
步骤四：将大麻二酚浓缩液样品加入快速纯化系统，采用200目硅胶填料分离柱，以正相试剂石油醚和乙酸乙酯作为流动相进行等度洗脱，其中石油醚和乙酸乙酯的体积比为95:5，流动相流速为15mL/min，用薄层色谱监测馏分，洗脱开始10分钟左右收集大麻二酚馏分，直至无大麻二酚成分检出时停止收集，并将收集到的大麻二酚馏分减压浓缩得到大麻二酚纯化液。
步骤五：大麻二酚纯化液在50℃条件下真空干燥3小时，得到白色固体状大麻二酚产品。
大麻二酚产品结构表征解析如下：
采用核磁、液质联用仪对本实施例所得大麻二酚产品进行质谱分析(LCMS)和氢谱分析(1H NMR)，所得大麻二酚产品结构表征结果如图1和图2所示。
如图1所示，离子质荷比数值313.3处为大麻二酚的离子峰，272处为大麻二酚的主要碎片峰，488处为大麻二酚脱去-CH2(CH2)3CH3基团的二聚体；
如图2所示，大麻二酚产品结构表征如下：
1HNMR(300MHz,DMSO),8.64(s,1H),6.01(s,1H),5.09(s,1H),4.45(d,J＝23.9Hz,1H),3.83(d,J＝9.3Hz,1H),3.12-2.95(m,1H),2.30(t,J＝7.6Hz,1H),2.09(d,J＝6.8Hz,1H),1.91(d,J＝15.7Hz,1H),1.67(s,1H),1.58(s,3H),1.52-1.39(m,1H),1.36-1.16(m,2H),0.86(t,J＝6.8Hz,2H)。
通过对本实施例制得的大麻二酚产品的结构表征解析可以得出，本发明方法制备的大麻二酚产品结构正确，含量高，无四氢大麻酚成分。
大麻二酚产品含量检测方法：
本发明采用高效液相色谱法对大麻二酚含量进行检测：色谱条件：色谱柱：C18(150mm×4.6mm，5μm)；流动相：甲醇-水(78:22)或者乙腈-水(80:20)；流速：1.0mL/min；检测波长：220nm；柱温：30℃；进样量：20μL。在此色谱条件下大麻二酚、Δ9-四氢大麻酚的理论板数均不低于2500，分离度与拖尾因子均符合含量测定要求。
如图3所示，本实施例制得的大麻二酚产品中大麻二酚含量为98.32％，且无四氢大麻酚成分。
实施例2：本实施例从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法步骤如下：
步骤一：收割汉麻成熟期花叶，将汉麻花叶在50℃条件下烘干2小时，使其水分含量小于5％，将去除水分的汉麻花叶粉碎待用。
步骤二：将100g粉碎后汉麻花叶装入1L萃取釜进行萃取，萃取过程中CO2流体流量为20L/h，萃取釜温度为45℃，萃取压力为30MPa，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的压力均为6MPa，分离温度均为室温，萃取过程中使用无水乙醇作为夹带剂，无水乙醇用量为500mL，萃取时间为3h，得到大麻二酚浸膏。
将大麻二酚浸膏溶解于无水乙醇得到大麻二酚醇溶液，离心处理大麻二酚醇溶液并收集上清液。
步骤三：将上清液加入到大孔吸附树脂X-5中，大孔吸附树脂质量与上清液体积之间的料液比为1:5，在24℃条件下震荡12h完成吸附；抽滤分离大孔吸附树脂，收集滤液；用60％乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，收集洗脱液；用无水乙醇对大孔吸附树脂进行再生处理；将滤液和洗脱液合并、浓缩，得到大麻二酚浓缩液，浓缩液中大麻二酚含量大于60％。
步骤四：将大麻二酚浓缩液样品加入快速纯化系统，采用300目硅胶填料分离柱，以正相试剂石油醚和乙酸乙酯作为流动相进行等度洗脱，其中石油醚和乙酸乙酯的体积比为95:5，流动相流速为15mL/min，用薄层色谱监测馏分，收集大麻二酚馏分并将其减压浓缩得到大麻二酚纯化液。
步骤五：大麻二酚纯化液在50℃条件下真空干燥3小时，得到白色固体状大麻二酚产品。
实施例3：本实施例从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法步骤如下：
步骤一：收割汉麻成熟期花叶，将汉麻花叶在30℃条件下烘干4小时，使其水分含量小于5％，将去除水分的汉麻花叶粉碎待用。
步骤二：将100g粉碎后汉麻花叶装入1L萃取釜进行萃取，萃取过程中CO2流体流量为20L/h，萃取釜温度为45℃，萃取压力为30MPa，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的压力均为6MPa，分离温度均为室温，萃取过程中使用无水乙醇作为夹带剂，无水乙醇用量为500mL，萃取时间为3h，得到大麻二酚浸膏。
将大麻二酚浸膏溶解于无水乙醇得到大麻二酚醇溶液，离心处理大麻二酚醇溶液并收集上清液。
步骤三：将上清液加入到大孔吸附树脂DM-130和X-5中，大孔吸附树脂质量与上清液体积之间的料液比为1:5，在26℃条件下震荡12h完成吸附；抽滤分离大孔吸附树脂，收集滤液；用60％乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，收集洗脱液；用无水乙醇对大孔吸附树脂进行再生处理；将滤液和洗脱液合并、浓缩，得到大麻二酚浓缩液，浓缩液中大麻二酚含量大于60％。
步骤四：将大麻二酚浓缩液样品加入快速纯化系统，采用400目硅胶填料分离柱，以正相试剂石油醚和乙酸乙酯作为流动相进行等度洗脱，其中石油醚和乙酸乙酯的体积比为95:5，流动相流速为15mL/min，用薄层色谱监测馏分，收集大麻二酚馏分并将其减压浓缩得到大麻二酚纯化液。
步骤五：大麻二酚纯化液在50℃条件下真空干燥3小时，得到白色固体状大麻二酚产品。

Claims (9)

1.一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于所述方法步骤如下：
步骤一：收割汉麻成熟期花叶，去除水分后粉碎待用；
步骤二：将100g粉碎后汉麻花叶装入1L萃取釜进行萃取，利用超临界CO2萃取技术在45℃温度和30MPa压力下进行大麻二酚的萃取，萃取过程中CO2流体流量为20L/h，超临界CO2萃取过程中使用无水乙醇作为夹带剂，无水乙醇用量为500mL，萃取时间为3h，得到大麻二酚浸膏；将所述大麻二酚浸膏溶解于无水乙醇得到大麻二酚醇溶液，离心处理所述大麻二酚醇溶液并收集上清液；
步骤三：将所述上清液加入到大孔吸附树脂中，在一定温度下震荡以完成吸附；抽滤分离大孔吸附树脂，收集滤液；用60％乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，收集洗脱液；用无水乙醇对大孔吸附树脂进行再生处理；将所述滤液和所述洗脱液合并、浓缩，得到大麻二酚浓缩液；
步骤四：利用快速纯化系统进一步纯化所述大麻二酚浓缩液，采用硅胶填料分离柱，以正相试剂石油醚和乙酸乙酯作为流动相进行等度洗脱，采用薄层色谱监测馏分，收集大麻二酚馏分并将其减压浓缩得到大麻二酚纯化液；
步骤五：将所述大麻二酚纯化液进行干燥处理，得到白色固体状大麻二酚产品。
2.根据权利要求1所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤一中所述去除水分是将汉麻花叶在自然条件下晾干或在30-60℃条件下烘干1-4小时，使其水分含量小于5％。
3.根据权利要求1或2所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤二中所述超临界CO2流体萃取操作流程为液态CO2→高压泵→萃取釜-进入超临界状态→分离釜Ⅰ→分离釜Ⅱ→循环。
4.根据权利要求3所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于所述分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的温度均为室温，分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ的压力均为6MPa。
5.根据权利要求4所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤三中所述大孔吸附树脂为NKA-Ⅱ、H-103、DM-130、X-5、D101、XAD-16、XAD7HP中的一种或几种；所述大孔吸附树脂的质量与所述上清液的体积之间的料液比为1:5-20；所述吸附在24-26℃条件下震荡4-20h完成。
6.根据权利要求5所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤三中所述大孔吸附树脂为DM-130、X-5中的一种或两种；所述大孔吸附树脂的质量与所述上清液的体积之间的料液比为1:5；所述吸附在25℃条件下震荡12h完成。
7.根据权利要求6所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤四中所述硅胶为100-400目硅胶；所述流动相中石油醚和乙酸乙酯的体积比为95:5。
8.根据权利要求7所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤四中所述等度洗脱过程中，流动相流速为15mL/min。
9.根据权利要求8所述一种从汉麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于步骤五中所述干燥处理方法为真空干燥、冷冻干燥、近红外干燥、微波干燥中的一种或几种，其中干燥过程中温度不超过60℃。
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