CN107722078B - 正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波辅助正丙醇‑酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法。制备方法为原料药材粉碎，以正丙醇‑酒石酸钾钠‑水组成的双水相体系为提取溶剂微波辅助提取，分相，上相除盐，回收溶剂得根皮苷粗品，再经重结晶得根皮苷晶体，重结晶溶剂为65%体积异丙醇和35%体积水。制备方法具有集提取和萃取于一体，易于放大、可连续化操作、易集成技术、绿色环保、根皮苷转移率和纯度高等优点。

Description

正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的方法

技术领域

本发明属于天然产物活性成分提取技术领域，涉及一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法。

背景技术

双水相体系是两种成相物质在水中充分溶解后，在分子间相互排斥力和空间阻碍作用的影响下，经过一段时间平衡，形成互不渗透的两相体系。目前常见的双水相体系由聚合物- 聚合物-水、聚合物-盐-水、离子液体-盐-水、小分子亲水有机溶剂-盐-水组成。传统的天然产物活性成分提取采用水或含水乙醇提取，初生代谢和次生代谢产物共存，有效和无效成分共存，进一步精制采用提取液浓缩后萃取和色谱分离法，步骤繁琐。双水相体系作为提取溶剂提取具有集提取和萃取于一体，易于放大、可连续化操作、易集成技术等优点。聚合物-聚合物-水、聚合物-盐-水、离子液体-盐-水双水相体系作为提取溶剂生产成本高，小分子亲水有机溶剂-盐-水作为提取溶剂生产成本低。盐包括有机盐和无机盐，其中有机盐可生物降解，具有绿色环保的优点。

根皮苷是根皮素的葡萄糖苷，化学名称为1-(2-O-β-D-吡喃葡萄糖基-4,6-二羟基苯基)-3-(4- 羟基苯基)-丙酮，分子式为C₂₁H₂₄O₁₀。根皮苷是一种高甜度的天然甜味剂，根皮苷通过阻断肠道葡萄糖运转蛋白，抑制葡萄糖吸收，减少血糖来源；通过阻断肾小管葡萄糖转运蛋白，抑制肾小管对葡萄糖的吸收，促进糖排泄，降低血糖，减少高血糖的毒性反应，使胰岛素抵抗大鼠的糖耐量和胰岛敏感性恢复正常。根皮苷无论是作为食品添加剂，还是功能性食品的开发利用都有潜在的应用价值。根皮苷存在于蔷薇科苹果属植物中，是根皮苷的主要来源，从苹果皮或叶中提取分离纯化根皮苷的方法主要有有机溶剂萃取法分离、大孔吸附树脂柱色谱分离、离子交换树脂柱色谱分离、聚酰胺柱色谱分离、离心分配色谱分离和高速逆流色谱分离。上述方法都存在一定的不足，有机溶剂萃取法分离使用大量有机溶剂，安全性差，单独使用产品纯度低，所得产品在食品领域中应用受不宜添加的限制；大孔吸附树脂柱色谱分离和离子交换树脂柱色谱分离步骤繁琐，生产成本高；离心分配色谱分离和高速逆流色谱分离生产设备昂贵。同时苹果皮或叶中根皮苷的含量低，壳斗科植物多穗石柯叶中根皮苷的含量是苹果皮或叶中根皮苷含量的数倍。关于从多穗石柯叶提取分离纯化根皮苷在我国已有专利报道，CN104356184B采用超滤技术联合大孔吸附树脂技术分离纯化根皮苷，步骤繁琐，大孔吸附树脂残存惰性溶剂前处理难度大，同一生产企业生产的同一型号树脂各批之间比表面积和功能基团含量差别大，分离纯化中重现性差。文献报道采用高速逆流色谱从多穗石柯叶提取分离纯化根皮苷，根皮苷的质量分数为96.7％(Sun,YS,et al.Journal of Chromatography B,2015,1002,372-378)；采用聚苯乙烯-氨基葡萄糖交联树脂分离纯化根皮苷，根皮苷的质量分数为66.56％，采用聚苯乙烯-β-环糊精交联树脂分离纯化根皮苷，根皮苷的质量分数为 79.48％，采用大孔吸附树脂D101分离纯化根皮苷，根皮苷的质量分数为44.68％，采用大孔吸附树脂AB-8分离纯化根皮苷，根皮苷的质量分数为52.48％(Wang,QW,et al.Chemical Papers,2014,68,1521-1531)。尚未见双水相体系作为提取溶剂联重结晶技术高收率提取分离纯化制备高纯度根皮苷的报道。

发明内容

本案发明人采用浊点法测定30℃时正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据，运用MATLAB软件计算液液平衡数据，根据数据计算不同系线长和不同相比的正丙醇- 酒石酸钾钠-水组成双水相体系提取溶剂中三者的组成质量分数，优选重结晶溶剂，建立集提取分离为一体的微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，因而完成了本发明。

本发明目的在于提供一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系从多穗石柯叶中高收率提取分离纯化高纯度根皮苷的制备方法。多穗石柯叶经微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离，除盐，浓缩干燥的根皮苷粗品，再经重结晶得根皮苷晶体。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，从多穗石柯叶中提取分离纯化，包括以下步骤：

a)取多穗石柯叶，粉碎过50目筛；

b)将步骤a)获得的多穗石柯叶粉末加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂，用量为多穗石柯叶粉末重量的10倍重量，微波辅助提取30分钟，静置分相；

c)分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥得根皮苷粗品；

d)将步骤c)获得的根皮苷粗品用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和 35％体积水，得到高纯度的根皮苷晶体。

本发明提供的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，优选的双水相体系提取溶剂由正丙醇-酒石酸钾钠-水组成，正丙醇的质量分数为 21.38％-53.25％，酒石酸钾钠的质量分数为4.88％-21.63％，水的质量分数为31.62％-63.25％。

本发明提供的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，优选的微波辅助提取温度为80℃，微波功率为400W-1000W。

本发明提供的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，优选的分相温度为30℃，分相时间为1小时-4小时。

本发明提供的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，从多穗石柯叶中提取分离纯化，优选的包括以下步骤：

a)取多穗石柯叶，粉碎过50目筛；

b)将步骤a)获得的多穗石柯叶粉末加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为36.13％，酒石酸钾钠的质量分数为11.50％，水的质量分数为52.37％，用量为原料药材粉末重量的10倍重量，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为2小时；

c)分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥得根皮苷粗品；

d)将步骤c)获得的根皮苷粗品用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和 35％体积水，得到高纯度的根皮苷晶体。

采用浊点法测定温度30℃条件下无水乙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据见表1，正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据见表2，异丙醇-酒石酸钾钠 -水组成的双水相体系的双节线数据见表3，无水乙醇-酒石酸钾-水组成的双水相体系的双节线数据见表4，正丙醇-酒石酸钾-水组成的双水相体系的双节线数据见表5，异丙醇-酒石酸钾- 水组成的双水相体系的双节线数据见表6。数据分析结论：双水相体系提取溶剂的成相能力酒石酸钾钠大于酒石酸钾，正丙醇大于异丙醇大于无水乙醇。

表1温度30℃条件下无水乙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据

表2温度30℃条件下正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据

表3温度30℃条件下异丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系的双节线数据

表4温度30℃条件下无水乙醇-酒石酸钾-水组成的双水相体系的双节线数据

表5温度30℃条件下正丙醇-酒石酸钾-水组成的双水相体系的双节线数据

表6温度30℃条件下异丙醇-酒石酸钾-水组成的双水相体系的双节线数据

运用MATLAB软件计算液液平衡数据，根据数据计算不同系线长和不同相比的正丙醇- 酒石酸钾钠-水组成双水相体系提取溶剂中三者的组成质量分数见表7。

表7不同系线长和不同相比的正丙醇-酒石酸钾钠-水组成双水相体系提取溶剂的组成

本发明的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，采用双水相体系作为提取溶剂提取具有集提取和萃取于一体，易于放大、可连续化操作、易集成技术等优点，双水相体系提取溶剂由正丙醇-酒石酸钾钠-水组成，正丙醇具有廉价、低毒、粘度小等优点，有机盐酒石酸钾钠可生物降解，具有绿色环保的优点。

本发明的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，工艺简单，操作方便，技术易掌握，能耗小，溶剂可回收循环使用，生产成本低。

本发明的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法相对于现有技术，取得如下效果：

1、本发明的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，双水相体系提取溶剂具体为正丙醇-酒石酸钾钠-水双水相体系，现有技术中没有相关报导；

2、本发明的一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，根皮苷转移率最高89.3％，纯度最高99.74％，相比现有技术产生了预料不到的技术效果。

以下通过具体实施例对本发明作进一步的说明，并非对本发明的限定，依照本领域公知的现有技术，本发明的实施方式并不限于具体实施例。

具体实施方式

实施例1

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为25.75％，酒石酸钾钠的质量分数为11.00％，水的质量分数为63.25％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为400W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体44.45g(转移率 79.1％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为98.23％。

测定方法：不加校正因子的主成分自身对照法纯度检测

色谱条件与系统适用性试验

色谱柱：Agilent ZORBAX SB-C18(250mm×4.6mm，5μm)；以乙腈为流动相A，以 2％冰乙酸溶液为流动相B，线性梯度洗脱：0min(A 15％，B 85％，体积比)→15min(A 15％， B85％，体积比)→30min(A 30％，B 70％，体积比)→40min(A 30％，B 70％，体积比)；流速：1.0mL·min^-1；检测波长为330nm。理论塔板数按根皮苷峰计算，不低于4000。

溶液的制备

精密称取根皮苷晶体适量，加甲醇制成1.6mg·mL^-1的溶液。

自身对照溶液的制备

精密吸取上述溶液2mL，分别置100mL量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀。

方法与结果

精密吸取自身对照溶液10μL，注入液相色谱仪，调节检测器灵敏度，使主色谱峰的峰高达满量程的10％以上，精密吸取溶液和自身对照溶液10μL，注入液相色谱仪，记录时间比主色谱峰保留时间延长1倍的色谱图。测定溶液各杂质峰面积和自身对照溶液主色谱峰面积，各杂质峰面积之和与主色谱峰面积比较计算杂质含量。结果表明，根皮苷的质量分数为 98.23％。

实施例2

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为35.26％，酒石酸钾钠的质量分数为7.97％，水的质量分数为56.77％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为600W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为2小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体46.31g(转移率82.4％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为98.85％。

测定方法同实施例1。

实施例3

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为44.88％，酒石酸钾钠的质量分数为4.88％，水的质量分数为50.24％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体47.54g(转移率84.6％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为98.56％。

测定方法同实施例1。

实施例4

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为23.63％，酒石酸钾钠的质量分数为13.63％，水的质量分数为62.74％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体44.68g(转移率 79.5％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.02％。

测定方法同实施例1。

实施例5

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为35.45％，酒石酸钾钠的质量分数为9.50％，水的质量分数为55.05％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为600W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为2小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体45.07g(转移率80.2％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为98.79％。

测定方法同实施例1。

实施例6

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为47.38％，酒石酸钾钠的质量分数为5.25％，水的质量分数为47.37％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体46.25g(转移率82.3％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.12％。

测定方法同实施例1。

实施例7

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为22.23％，酒石酸钾钠的质量分数为17.00％，水的质量分数为60.77％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体46.59g(转移率 82.9％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.56％。

测定方法同实施例1。

实施例8

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为36.13％，酒石酸钾钠的质量分数为11.50％，水的质量分数为52.37％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体50.19g(转移率 89.3％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.74％。

测定方法同实施例1。

实施例9

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为50.13％，酒石酸钾钠的质量分数为6.00％，水的质量分数为43.87％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体49.79g(转移率88.6％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.26％。

测定方法同实施例1。

实施例10

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为21.38％，酒石酸钾钠的质量分数为21.63％，水的质量分数为56.99％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为1小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体44.23g(转移率 78.7％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为98.59％。

测定方法同实施例1。

实施例11

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为37.25％，酒石酸钾钠的质量分数为14.38％，水的质量分数为48.37％，微波辅助提取30分钟，提取温度为 80℃，微波功率为600W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体46.42g(转移率 82.6％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.102％。

测定方法同实施例1。

实施例12

取多穗石柯叶1000g(根皮苷含量5.62％)，粉碎过50目筛，加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂10Kg，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为53.25％，酒石酸钾钠的质量分数为7.13％，水的质量分数为39.62％，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为400W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为4小时，分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥根皮苷粗品，用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体46.93g(转移率83.5％)。

经高效液相色谱纯度检查，以不加校正因子的主成分自身对照法测定质量分数为99.42％。

测定方法同实施例1。

Claims (1)

1.一种微波辅助正丙醇-酒石酸钾钠双水相体系提取分离纯化根皮苷的制备方法，其特征在于从多穗石柯叶中提取分离纯化，包括以下步骤：

a)取多穗石柯叶，粉碎过50目筛；

b)将步骤a)获得的多穗石柯叶粉末加入正丙醇-酒石酸钾钠-水组成的双水相体系提取溶剂，双水相体系提取溶剂中正丙醇的质量分数为36.13％，酒石酸钾钠的质量分数为11.50％，水的质量分数为52.37％，用量为原料药材粉末重量的10倍重量，微波辅助提取30分钟，提取温度为80℃，微波功率为800W，静置分相，分相温度为30℃，分相时间为2小时；

c)分离出上相，加入等倍重量的正丙醇，4℃静置48小时，过滤，滤液减压浓缩、干燥得根皮苷粗品；

d)将步骤c)获得的根皮苷粗品用重结晶溶剂重结晶，重结晶溶剂为65％体积异丙醇和35％体积水，得到根皮苷晶体。