CN109134209A - 一种白坚木皮醇提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种白坚木皮醇提取工艺，通过合理的工艺设计，对聚苯乙烯系多孔树脂进行亲水改性活化，提高了改性树脂在废水中的溶解度，在降低了树脂使用量的同时，还提高了提取效率，并且白坚木皮醇的纯度高达99％以上。

Description

一种白坚木皮醇提取工艺

技术领域

本发明涉及药物提取领域，特别涉及一种白坚木皮醇提取工艺。

背景技术

白坚木皮醇(L-Quebrachitol)即左旋肌醇甲醚，化学名：[2-O-methyl-L-(-)-chiro-inositol]，是一种广泛存在于植物中的天然光学活性肌醇，已经证实，白坚木皮醇在活体生物代谢中起着“在细胞内部信息传递”和“控制细胞生长过程”的重要作用。作为一种手性结构单元，可以简单地将白坚木皮醇转变成为多种广泛用于生物、医药方面的肌醇衍生物。因此白坚木皮醇备受生化、药物和医学专家的关注。

目前已利用白坚木皮醇合成氨基环醇抗生素用于治疗肺炎，制备耐菌保存剂和杀寄生虫剂等，药物工作者正进一步将其开发成治疗癌症、老年痴呆症和艾滋病等一系列手性药物。目前手性药物已占世界医药市场的半壁江山。但是具光学活性的手性药物研发和生产成本巨大，自然界中能生物合成纯光学活性化合物的植物较少，巴西橡胶胶乳中白坚木皮醇具有被认为是天然存在且具有生命活性的万能结构单元，作为手性试剂和手性辅助化合物，可以方便地转变成多种有显著药用价值的旋光性肌醇衍生物，产品纯度高，不必拆分处理，经济效益十分显著。

白坚木皮醇最早发现于南美洲的白坚木树中，后来在Maple、Allophylusedulis、Mitrephoravulpine、Hemp、Eleagnusformosana等植物中也发现有该成分。尽管不少植物都含有白坚木皮醇，但含量普遍较低。橡胶树(Heveabrasiliensis)中含有丰富的白坚木皮醇，其含量约占胶乳重量的0.2％～1.2％，是目前最具工业化价值的白坚木皮醇来源。

国内在1959年、1981年由华南热带农产品加工研究所对天然橡胶胶乳凝固分离橡胶后的废水进行了白坚木皮醇的初步提取工艺研究，方法较简单，产品纯度较差，也未公布具体工艺步骤和工艺参数(敖宁建，橡胶树高价值副产药物资源-白坚木皮醇的开发利用，云南农业大学学报，24(4)，2005)。从已经公开的文献和专利来看，均未发现与本发明相同的从天然胶乳中提取白坚木皮醇的技术方法(邓瑶筠等，从天然橡胶中提取白坚木皮醇的研究，天然产物研究与开发，12(6)，2000)。至今，从天然胶乳中提取高价值的手性药物原料-白坚木皮醇尚未实现规模化生产。

现有公开了不同的提取白坚木皮醇的方法，如采取加热浓缩结晶的办法提取白坚木皮醇，根据白坚木皮醇在胶乳中一般都是和一些同分异构体混在一起，若不拆分，是很难得到较纯的白坚木皮醇的，再如公告号为：CN102731270B的发明公开了一种从橡胶废水中提取白坚木皮醇的方法，其提取步骤是：橡胶废水→凝固→过滤、杀菌→硅胶色谱柱纯化→甲醇和氯仿混合液洗脱→浓缩结晶，该方法解决了耗时耗能的加热方法，也解决了拆分的问题，但是其可实施性不高。

天然橡胶在热带、亚热带地区有着广泛种植，经过近几十年的发展，已形成了相当成熟的产业体系，其工业产值也趋于稳定，只有大力发展橡胶副产物的综合利用，才可进一步提升橡胶产业的工业产值。利用橡胶工业废水提取白坚木皮醇无疑是其中一条重要途径，我国是第五大天然橡胶生产国，每年产生大量的制胶废水，乳清作为废水排放不仅污染环境，而且浪费了资源。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种白坚木皮醇提取工艺，包括如下步骤：

1)废乳胶预处理：取废乳胶水加入氧化钙用于除去溶液中的蛋白质，经板框过滤除去浮胶和絮凝物以及固体杂质，得到滤清液；

2)将滤清液过微滤膜除去蛋白质等大分子可溶物得微滤清液；

3)将亲水活性大孔吸附树脂加入上述微滤清液中，在室温下超声处理12h，使树脂充分吸附，吸附结束后，过滤，将吸附后的额树脂加入100mL60％的甲醇溶液，相同条件下超声处理，12h进行白坚木皮醇的解吸附，得到白坚木皮醇甲醇溶液，加入活性炭，静置，得到白色固体即为白坚木皮醇；所述亲水活性大孔吸附树脂为亲水改性氯甲基聚苯乙烯基树脂。

优选地，步骤1)中废乳胶水先加热至90～100℃；

优选地，步骤2)所述的微滤膜孔径为0.01μm～10μm。

优选的，步骤3)中，所述亲水活性大孔吸附树脂的用量为微滤清液重量的20～30％，所述活性炭的用量为甲醇溶液的5％～15％。

优选地，所述亲水改性氯甲基聚苯乙烯基树脂的制备方法，包括如下步骤：

1)亲水改性：按摩尔份数计，取3～30份的乙二胺滴加到1～3份有机溶剂溶胀了的聚苯乙烯系多孔树脂基体中，在一定温度下搅拌使之反应；

2)室温条件下，向步骤1)亲水活性改性后的树脂溶液中加入一定量活化剂，混合搅拌后降至0～5℃，并滴加一定量缚酸剂水溶液，恒温搅拌30～40min，先调节pH值为3～4，然后以1/min的速率增大到9.5；继续恒温搅拌反应60～90min，过滤、洗涤、真空干燥，得到活化后的树脂。

优选地，所述步骤1)中，所述反应条件为：温度80～100℃，时间3～5h。

优选地，步骤2)中所述活化剂为三聚氯氰，其加入量为5～15摩尔份数；所述缚酸剂水溶液为摩尔浓度为0.3～0.5mol/L的碳酸钠溶液，其加入量为含1～3摩尔份数的碳酸钠，其加入速率为3～5滴/s。

本发明的有益效果是：

1)原料丰富且成本低，制胶厂生产后都会排出大量废水。

2)本发明通过合理的工艺设计，其在科学的配方设计的基础上，通过合理的工艺设计，对聚苯乙烯系多孔树脂进行亲水改性活化，提高了改性树脂在废水中的溶解度，不仅提高了吸附效率，并大大降低了树脂使用量。

3)提取效率高，并且白坚木皮醇的纯度高达99％以上。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

【实施例1】

1)取1份(按摩尔份数计，下同)的氯甲基聚苯乙烯基树脂放入烧瓶中，再向烧瓶中加入为氯甲基聚苯乙烯基树脂30份体积的四氢呋喃，盖上玻璃盖，使氯甲基聚苯乙烯基树脂充分溶胀12h；然后取3份的乙二胺滴加上述溶胀了的氯甲基聚苯乙烯基树脂基体中，在80℃下搅拌反应5h，实现对氯甲基聚苯乙烯基树脂的亲水改性；

2)室温条件下，向步骤(1)中亲水改性后的树脂溶液中加入5份的三聚氯氰，混合搅拌使之溶解，然后将混合液降至5℃，并以3滴/s的速率滴加适量摩尔浓度为0.3mol/L的碳酸钠溶液，使碳酸钠的加入量为1份，滴毕，恒温搅拌40min，先用0.3mol/L的盐酸溶液调整混合溶液的pH值为4.5，然后滴加0.2mol/L的氢氧化钠溶液，使混合溶液的pH值以0.5/min的速率增大到9.5，随后继续恒温搅拌反应60min，反应结束后，过滤、先有用清水和乙醇各洗涤5次，在0.5MPa，80℃的真空条件下干燥60min，得到活化后的改性树脂I。

【实施例2】

1)取3份(按摩尔份数计，下同)的氯甲基聚苯乙烯基树脂放入烧瓶中，再向烧瓶中加入为氯甲基聚苯乙烯基树脂100份体积的四氢呋喃，盖上玻璃盖，使氯甲基聚苯乙烯基树脂充分溶胀12h；然后取3份的乙二胺滴加上述溶胀了的氯甲基聚苯乙烯基树脂基体中，在90℃下搅拌反应3h，实现对氯甲基聚苯乙烯基树脂的亲水改性；

2)室温条件下向1份聚苯乙烯系多孔树脂溶液中加入15份的三聚氯氰，混合搅拌使之溶解，然后将混合液降至0℃，并以3滴/s的速率滴加适量摩尔浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液，使碳酸钠的加入量为3份，滴毕，恒温搅拌40min，先用0.3mol/L的盐酸溶液调整混合溶液的pH值为5，然后滴加0.2mol/L的氢氧化钠溶液，使混合溶液的pH值以0.5/min的速率增大到9.5，随后继续恒温搅拌反应60min，反应结束后，过滤、先有用清水和乙醇各洗涤3次，在0.3MPa，60℃的真空条件下干燥60min，得到活化后的改性树脂II。

【实施例3】

1)将40kg废乳胶水加热至100℃，然后加入1kg氧化钙用于除去溶液中的蛋白质，经板框过滤除去浮胶和絮凝物以及固体杂质，得到滤清液；

2)将滤清液过微滤膜(0.2μm孔径)除去蛋白质等大分子可溶物得微滤清液；

3)将微滤清液重量20％的实施例1制备的活化后的改性树脂I加入微滤清液中，在室温下超声处理12h，使树脂充分吸附，吸附结束后，过滤，将吸附后的额树脂加入100mL60％的甲醇溶液，相同条件下超声处理12h进行白坚木皮醇的解吸附，得到白坚木皮醇甲醇溶液，加入5％的活性炭，静置，得到白色固体即为白坚木皮醇78g，99.2％。

【实施例4】

1)将40kg废乳胶水加热至100℃，然后加入1kg氧化钙用于除去溶液中的蛋白质，经板框过滤除去浮胶和絮凝物以及固体杂质，得到滤清液；

2)将滤清液过微滤膜(0.2μm孔径)除去蛋白质等大分子可溶物得微滤清液；

3)将微滤清液重量20％的实施例1制备的活化后的改性树脂I加入微滤清液中，在室温下超声处理12h，使树脂充分吸附，吸附结束后，过滤，将吸附后的额树脂加入100mL60％的甲醇溶液，相同条件下超声处理12h进行白坚木皮醇的解吸附，得到白坚木皮醇甲醇溶液，加入5％的活性炭，静置，得到白色固体即为白坚木皮醇80g，纯度为99.1％。

【对比例1】

1)将40kg废乳胶水加热至100℃，然后加入1kg氧化钙用于除去溶液中的蛋白质，经板框过滤除去浮胶和絮凝物以及固体杂质，得到滤清液；

2)将滤清液过微滤膜(0.2μm孔径)除去蛋白质等大分子可溶物得微滤清液；

3)将微滤清液重量30％的未改性的聚苯乙烯多孔吸附树脂I加入微滤清液中，在室温下超声处理12h，使树脂充分吸附，吸附结束后，过滤，将吸附后的额树脂加入100mL60％的甲醇溶液，相同条件下超声处理12h进行白坚木皮醇的解吸附，得到白坚木皮醇甲醇溶液，加入5％的活性炭，静置，得到白色固体即为白坚木皮醇45g，纯度为89％。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (7)

1.一种白坚木皮醇提取工艺，包括如下步骤：

1)废乳胶预处理：取废乳胶水加入氧化钙用于除去溶液中的蛋白质，经板框过滤除去浮胶和絮凝物以及固体杂质，得到滤清液；

2)将滤清液过微滤膜除去蛋白质等大分子可溶物得微滤清液；

3)将亲水活性大孔吸附树脂加入上述微滤清液中，在室温下超声处理12h，使树脂充分吸附，吸附结束后，过滤，将吸附后的树脂加入100mL60％的甲醇溶液，相同条件下超声处理12h进行白坚木皮醇的解吸附，得到白坚木皮醇甲醇溶液，加入活性炭，静置，得到白色固体即为白坚木皮醇；所述亲水活性大孔吸附树脂为亲水改性氯甲基聚苯乙烯基树脂。

2.根据权利要求1所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：步骤1)中废乳胶水先加热至90～100℃。

3.根据权利要求1所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：步骤2)所述的微滤膜孔径为0.01μm～10μm。

4.根据权利要求1所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：步骤3)中，所述亲水活性大孔吸附树脂的用量为微滤清液重量的20～30％，所述活性炭的用量为甲醇溶液的5％～15％。

5.根据权利要求1所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：所述亲水改性氯甲基聚苯乙烯基树脂的制备方法，包括如下步骤：

1)亲水改性：按摩尔份数计，取3～30份的乙二胺滴加到1～3份有机溶剂溶胀了的聚苯乙烯系多孔树脂基体中，在一定温度下搅拌使之反应；

2)室温条件下，向步骤1)亲水活性改性后的树脂溶液中加入一定量活化剂，混合搅拌后降至0～5℃，并滴加一定量缚酸剂水溶液，恒温搅拌30～40min，先调节pH值为3～4，然后以1/min的速率增大到9.5；继续恒温搅拌反应60～90min，过滤、洗涤、真空干燥，得到活化后的树脂。

6.根据权利要求5所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述反应条件为：温度80～100℃，时间3～5h。

7.根据权利要求5所述的白坚木皮醇提取工艺，其特征在于：步骤2)中所述活化剂为三聚氯氰，其加入量为5～15摩尔份数；所述缚酸剂水溶液为摩尔浓度为0.3～0.5mol/L的碳酸钠溶液，其加入量为含1～3摩尔份数的碳酸钠，其加入速率为3～5滴/s。