CN111807932A - 一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，属于化工提取纯化领域，包括以下步骤：将大麻花叶收割、烘干并粉碎，得到净材待用；采用乙醇溶液对净材进行连续逆流提取，得到粗提液；浓缩粗提液，并冬化除杂，得冬化混合液；将冬化混合液过滤后，升温至130‑150℃脱羧1‑2h，得脱羧液；脱羧液用乙醇溶液进行柱层析除杂，并用乙醇溶液洗脱，得洗脱液；浓缩洗脱液，得浸膏；浸膏用溶剂过饱和溶解后降温至‑30℃至‑10℃，得结晶物；将结晶物用溶剂冲洗沥干，并烘干干燥，得大麻二酚干粉，该方法脱羧程度彻底、大麻二酚纯度高，几乎不含四氢大麻酚（THC）。

Description

一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法
技术领域
本发明属于化工提取纯化领域，具体涉及一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法。
背景技术
大麻学名大麻科、大麻属植物,又名麻、汉麻、火麻、山丝苗、黄麻,具有重要的农用及药用价值。大麻中含有一种毒性成分四氢大麻酚可使人致幻成瘾，可作毒品，曾在相当长时期内禁种。
由于大麻的经济、药用价值极高,专供工业用途的原料大麻简称为“工业大麻”，其生长期大麻花叶中的四氢大麻酚含量小于千分之三，不具备提取毒性成分四氢大麻酚的价值或直接作为毒品吸食,可以合法进行规模化种植与工业化开发利用。
大麻中含有的大麻二酚成分，是目前在其它动植物中尚未分离出的酚类化合物，大麻二酚是非成瘾性成分，具有很高的药用价值。研究表明，若将大麻二酚合理地应用在医学上，则有抗癫痫、抗精神病，抗忧郁，止痛，减轻癌症因化疗而引起的恶心以及治疗哮喘等功能。近年来科学家还发现大麻二酚为强力抗氧化剂，具有阻断某些毒品人体神经的不利影响，并且具有阻断乳腺癌转移、抗类风湿性关节炎、抗失眠等一系列生理活性功能。
在分离提纯大麻的过程中，人们从大麻植株中分离出了86种大麻酚类化合物，其中四氢大麻酚、大麻酚、大麻二酚占主要比例，四氢大麻酚是大麻中的主要成瘾性成分，能够使人产生幻觉、上瘾，是目前已知的决定大麻毒品性质的物质，所以联合国公约和许多国家的法律均将大麻列为“麻醉品”或“毒品”。国际上，将四氢大麻酚含量<0.3％的大麻品种定义不具备毒品利用价值的“工业大麻”，四氢大麻酚含量>0.3％的大麻品种定义为“毒品大麻”。我国目前允许种植的大麻基本上都属于工业大麻。在大麻素类化合物中，四氢大麻酚与大麻二酚含量相对较高，两者互为同分异构体。这也使得采用常规的方法难以将四氢大麻酚与大麻二酚完全区分开，很难完全去除大麻二酚产品中的四氢大麻酚。因此为得到高纯度的大麻二酚，常用的提取方法有二氧化碳超临界萃取、氮超临界萃取及有机溶剂萃取等方式进行提取，并结合加热或超声等操作进行混合提取，但这类常用的提取方法由于大麻酚类成分复杂，极性相似成分多，最终产品的大麻二酚纯度不高，因此为提高大麻二酚的提取纯度，有关研究进一步加深。
发明专利“一种从工业大麻花叶中提取大麻二酚的方法”（专利申请号：201610674119.6）公布了以工业大麻为原料制备大麻二酚的过程，此方法虽然能减少了原料大麻的浪费，简化工艺流程，但仍然存在以下3个问题：原料脱羧不彻底导致产物不纯，设备体积大、投资大、占地面积大，效率低、成本高；提取方法为静态间隙方式，效率低，难以实现大规模化生产；四氢大麻酚与大麻二酚完全区分开，很难完全去除大麻二酚产品中的四氢大麻酚。
因此，急需研究一种脱羧彻底的高纯度大麻二酚的提取方法。
发明内容
本发明提供一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，该方法脱羧程度彻底、大麻二酚纯度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，包括以下步骤：
（1）将大麻花叶收割、烘干并粉碎，得到净材待用；
（2）采用乙醇溶液对所述净材进行连续逆流提取，得到粗提液；
（3）浓缩所述粗提液，并冬化除杂，得冬化混合液；
（4）将所述冬化混合液过滤后，升温至130-150℃脱羧1-2h，得脱羧液；
（5）所述脱羧液用乙醇溶液进行柱层析除杂，并用乙醇溶液洗脱，得洗脱液；
（6）浓缩所述洗脱液，得浸膏；
（7）所述浸膏用溶剂过饱和溶解后降温至-30℃至-10℃，得结晶物；
（8）将所述结晶物用溶剂冲洗沥干，并烘干干燥，得大麻二酚干粉。
优选地，所述步骤（1）中大麻花叶收割、烘干并粉碎，包括80-150℃温度条件下，烘干至大麻花叶含水量于5%以下，大麻花叶粉碎至20-80目。
优选地，所述步骤（2）中乙醇溶液浓度为60%-95%，乙醇溶液与净材的投料比为4-20:1，提取温度为20-25℃，提取时间为30-120分钟。
优选地，所述步骤（3）中冬化温度为-80℃至-20℃，冬化时间为5-20h。
优选地，所述步骤（5）中柱层析所使用填料包括大孔树脂、正向色谱填料硅胶、反向色谱填料硅胶中的一种或多种。
优选地，所述大孔树脂包括NM200、D101、SD300、DM11、AB-8、DM130、HPD-703、LSA-7、XDA-8中的一种或多种。
优选地，所述步骤（3）及步骤（6）中浓缩方法均为真空低温浓缩，所述步骤（3）中浓缩温度为50-70℃，所述步骤（6）中浓缩温度为60-70℃。
优选地，所述步骤（7）中溶剂浓度为60%-95%。
优选地，所述步骤（8）中干燥方式包括真空带式干燥、真空烘箱、真空双锥干燥，干燥温度为40-65℃，干燥时间为1-3h。
优选地，所述步骤（7）与所述步骤（8）中所用溶剂包括乙醇或正己烷中的一种。
本方案的有益效果为：
1. 本发明脱羧段后移，相较于原料在提取操作之前脱羧，设备小、运行成本低、容易控制，脱羧彻底，用时少；
2.本发明采用连续逆流提取，物料在设备内与溶剂始终处于流动状态，始终保持一定的浓度梯度，有效成分很容易析出，提取率相对于传统静态间隙提取要高，适合工业大规模生产；
3.本发明采用大孔树脂与色谱填料的集合，分离效果更好，可以得到含量更高的大麻二酚单体，大麻二酚成品中不含四氢大麻酚，纯度高；
4. 摈弃现有技术中对大麻二酚溶解度较高的石油醚、正己烷、二氯甲烷等溶剂,而采用溶解度相对低的乙醇作为提取溶剂,并结合改进的提取工艺从而不仅提高了大麻二酚的纯度,去除了成品中，精神毒性成分四氢大麻酚,使产品安全性得到保障而且使用的试剂减少了对环境、操作人员、产品溶剂残留的影响,减少柱层析过程中造成的环境污染，对人员造成的伤害；
5.层析柱的填料可反复利用，降低整体生产成本，降低填料废物对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的原料提取液高效液相色谱图；
图2为本发明的标准品大麻二酚、四氢大麻酚、大麻酚、大麻萜酚、大麻环萜酚混合标样高效液相色谱图；
图3为本发明实施例1制得成品大麻二酚高效液相色谱图；
图4为本发明实施例2制得成品大麻二酚高效液相色谱图；
图5为本发明实施例3制得成品大麻二酚高效液相色谱图；
图6为本发明实施例1-3所制得成品大麻二酚的测试结果。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
根据本发明一种典型的实施例，提供一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将大麻花叶收割、烘干并粉碎，得到净材待用；本发明采用工业大麻的花叶粉作为原料，该原料可以直接商业购得，也可以从工业大麻的植物经干燥、研磨、筛分等步骤来获得。在一些实施方式中，大麻花叶粉的平均粒径为20-80目过大的粉末颗粒过大的颗粒不容易提取，太细加大后续过滤工段负荷，烘干的目的是便于储存、提高提取率。
（2）采用乙醇溶液对所述净材进行连续逆流提取，得到粗提液；在一些实施例中，乙醇溶液浓度为60%-95%，乙醇溶液与净材的投料比为4-20，指溶剂用量与物料的是质量比，提取温度为20-40℃，提取时间为30-120分钟，提取完成收集提取液，获得高效液相色谱相关物质的参数见图1，再通过对标准品进行高效液相色谱检测见图2，可得各组分对应出峰时间及浓度，为后续测定大麻二酚的含量及浓度做对照参考，本发明所述的连续逆流提取所用设备为连续逆流提取机组，型号为ND50-1000，乙醇溶液为提取溶剂,使产品安全性得到保障而且使用的试剂减少了对环境、操作人员、产品溶剂残留的影响,减少柱层析过程中造成的环境污染,对人员造成的伤害。
（3）浓缩所述粗提液，并冬化除杂，得冬化混合液，将浓缩液冷冻冬化除杂，在一些实施例中，浓缩方法为真空低温浓缩，浓缩温度为50-70℃，冬化温度为-80℃至-20℃，冬化时间为5-20h，冬化即冷冻过程中杂质会析出，将冬化混合液过滤除杂得冬化清液。
（4）将所述冬化混合液过滤后，升温至130℃-150℃脱羧1-2h，得脱羧液，脱羧步骤可以将提取液中的大麻二酚酸转化为大麻二酚，提高大麻二酚产量。需要选择脱羧的时间和温度，以获得适于后续处理的物质。过高的温度会使某些活性物质分解、蒸发、甚至碳化；而过低的温度难以使酸性物质脱羧，或者脱羧不完全，本方案将脱羧操作后移，相较于原料在提取操作之前脱羧，设备小、运行成本低、容易控制，脱羧彻底，用时少；
（5）所述脱羧液用乙醇溶液进行柱层析除杂，并用乙醇溶液洗脱，得洗脱液；洗脱步骤为：先用30%-70%乙醇冲洗除杂，再用50%-90%乙醇洗脱获得目标产物，最后用90%-95%乙醇洗脱柱子再生。将洗脱液收集真空浓缩至浸膏，将浸膏上反向色谱柱C18，洗脱步骤为:先用30%乙醇冲洗除杂，再用70%乙醇洗脱获得目标产物，最后用95%乙醇洗脱柱子再生；柱层析所使用填料包括大孔树脂、正向色谱填料硅胶、反向色谱填料硅胶中的一种或多种，其中大孔树脂包括NM200、D101、SD300、DM11、AB-8、DM130、HPD-703、LSA-7、XDA-8中的一种或多种，上述梯度洗脱的步骤不仅使得目标产物部分纯度高，而且使层析柱不断再生，可循环使用。
（6）浓缩所述洗脱液，得浸膏，浓缩方法为真空低温浓缩，浓缩温度为60-70℃，浸膏的固形物含量为10%-15%；
（7）所述浸膏用溶剂过饱和溶解后降温到-30℃至-10℃，得结晶物，溶剂浓度为60%-95%；
（8）将所述结晶物用溶剂冲洗沥干，并烘干干燥，得大麻二酚干粉，干燥方式包括真空带式干燥、真空烘箱、真空双锥干燥，干燥温度为40-65℃，干燥时间为1-3h。
在下文中，通过一些实施方式及附图来具体地说明本发明的技术方案，但这些实施方式仅仅是说明性的，不应理解为对本发明的限制。
实施例1
将大麻叶、花收割，80℃温度条件下，烘干至含水量为5%、将物料粉碎至60目得到净材待用。
称量60kg的净材，按照15kg/h的进料速度连续投料进入连续逆流提取设备（型号为ND50-1000），溶剂采用乙醇溶液进行提取，得粗提液，其中乙醇溶液按照60L/h连续进料，乙醇溶液浓度为95%，乙醇溶液与净材的投料比为4，提取温度为40℃，提取时间为60分钟。
将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为50℃浓缩至含固量15%后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-65℃，冬化时间为8h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液。
将所述冬化混合液过滤后，真空60℃蒸发除去将水、乙醇，将物料升温至150℃脱羧1h，将酚酸脱羧，得脱羧液。
将脱羧液加入5体积的85%浓度的乙醇溶液溶解，物料温度降至室温后，将上清液上样至大孔树脂SD300柱中，洗脱步骤为：先用30%乙醇冲洗除杂，再用50%乙醇洗脱获得目标产物，最后用95%乙醇洗脱柱子再生。将洗脱液收集真空浓缩至浸膏，将浸膏上反向色谱柱C18，洗脱步骤为:先用30%乙醇冲洗除杂，再用70%乙醇洗脱获得目标产物即为洗脱液，最后用95%乙醇洗脱柱子再生。
将所述洗脱液浓缩至浸膏，浓缩方法为真空低温浓缩，浓缩温度为60℃，浸膏的固形物含量为10%。
将上一步所得浸膏加入95%乙醇溶液过溶解，将物料降温至-30℃得过饱和溶液，获得结晶物。
所得结晶物用92%乙醇溶液冷冻溶液冲洗，得到高纯度大麻二酚，溶液温度为0℃，所得结晶物放入双锥真空干燥，获得大麻二酚干品，干燥温度为65℃，干燥时间为1h，得大麻二酚干粉，即产物1，高效液相色谱图见图3。
需要说明的是本实施例大孔树脂SD300柱可由大孔树脂NM200、D101、SD300、DM11、AB-8、DM130、HPD-703、LSA-7、XDA-8中任意一种替代。干燥方式可由真空带式干燥、真空烘箱、真空双锥干燥替代。
实施例2
将大麻叶、花收割，150℃温度条件下，烘干至含水量3%、将物料粉碎至20目得到净材待用。
称量60kg的净材，按照15kg/h的进料速度连续投料进入连续逆流提取设备（型号为ND50-1000），溶剂采用乙醇溶液进行提取，得粗提液，其中乙醇溶液按照90L/h连续进料，乙醇溶液浓度为60%，乙醇溶液与净材的投料比为6，提取温度为20℃，提取时间为120分钟。
将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为70℃浓缩至含固量10%后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-20℃，冬化时间为20h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液。
将所述冬化混合液过滤后，真空60-80℃蒸发除去将水、乙醇，将物料升温至130℃脱羧1h，将酚酸脱羧，得脱羧液。
将脱羧液加入5体积的85%乙醇溶液溶解，物料温度降至室温后，将上清液上样至大孔树脂AB-8柱中，洗脱步骤为：先用40%乙醇冲洗除杂，再用60%乙醇洗脱获得目标产物，最后用93%乙醇洗脱柱子再生。将洗脱液收集真空浓缩至浸膏，将浸膏上反向色谱柱C18，洗脱步骤为:先用30%乙醇冲洗除杂，再用70%乙醇洗脱获得目标产物即为洗脱液，最后用95%乙醇洗脱柱子再生。
将反向色谱柱洗脱目标物乙醇溶液真空低温浓缩至浸膏，浓缩方法为真空低温浓缩，浓缩温度为70℃，浸膏的固形物含量为15%。
将上一步所得浸膏加入79%乙醇溶液过溶解，将物料降温至-10℃得过饱和溶液，获得结晶物。
所得结晶物用79%乙醇溶液冷冻溶液冲洗，得到高纯度大麻二酚，溶液温度为0℃，所得结晶物放入双锥真空干燥，获得大麻二酚干品，干燥温度为40℃，干燥时间为3h，得大麻二酚干粉，即产物2，高效液相色谱图见图4。
实施例3
将大麻叶、花收割，100℃温度条件下，烘干至含水量1%、将物料粉碎至80目得到净材待用。
称量60kg的净材，按照15kg/h的进料速度连续投料进入连续逆流提取设备（型号为ND50-1000），溶剂采用乙醇溶液进行提取，得粗提液，其中乙醇溶液按照120L/h连续进料，乙醇溶液浓度为90%，乙醇溶液与净材的投料比为20，提取温度为30℃，提取时间为30分钟。
将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为60℃浓缩至含固量15%后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-80℃，冬化时间为5h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液。
将所述冬化混合液过滤后，真空60-80℃蒸发除去将水、乙醇，将物料升温至140℃脱羧1.5h，将酚酸脱羧，得脱羧液。
将脱羧液加入5体积的85%度的乙醇溶液溶解，物料温度降至室温后，将上清液上样至大孔树脂D101柱中，洗脱步骤为：先用30%乙醇冲洗除杂，再用50%乙醇洗脱获得目标产物，最后用95%乙醇洗脱柱子再生。将洗脱液收集真空浓缩至浸膏，将浸膏用5倍95V/V溶解，上正向硅胶色谱柱，洗脱步骤为:先用95V/V乙醇冲洗除杂，再用90V/V乙醇洗脱获得目标产物，最后用60V/V乙醇洗脱柱子再生。
将正向色谱柱洗脱目标物乙醇溶液真空低温浓缩至浸膏，浓缩方法为真空低温浓缩，浓缩温度为65℃，浸膏的固形物含量为13%。
将上一步所得浸膏加入60%乙醇溶液过溶解，将物料降温至-20℃得过饱和溶液，获得结晶物。
所得结晶物用92%乙醇溶液冷冻溶液冲洗，得到高纯度大麻二酚，溶液温度为0℃，所得结晶物放入双锥真空干燥，获得大麻二酚干品，干燥温度为50℃，干燥时间为2h，得大麻二酚干粉，即产物3，高效液相色谱图见图5。
测试方法
对实施例1-3所得产物进行提取率检测：将产物1、产物2、产物3分别称重，与原料重量对比，算出实施例1-3所用方法的提取率；
通过液高效液相色谱法测量大麻二酚在产物中的含量占比，及四氢大麻酚的含量占比，以此判断提取大麻二酚的纯度。
结果见图6，可知，本方案的提取方法均能满足大麻二酚含量大于99%以上且四氢大麻酚含量小于0.1%，说明反应历程脱羧彻底，大麻二酚纯度高。
本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员在本发明的技术指导思想内得出的其他实施例，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将大麻花叶收割、烘干并粉碎，得到净材待用；
（2）采用乙醇溶液对所述净材进行连续逆流提取，得到粗提液；
（3）浓缩所述粗提液，并冬化除杂，得冬化混合液；
（4）将所述冬化混合液过滤后，升温至130-150℃脱羧1-2h，得脱羧液；
（5）所述脱羧液用乙醇溶液进行柱层析除杂，并用乙醇溶液洗脱，得洗脱液；
（6）浓缩所述洗脱液，得浸膏；
（7）所述浸膏用溶剂过饱和溶解后降温到-30℃至-10℃，得结晶物；
（8）将所述结晶物用溶剂冲洗沥干，并烘干干燥，得大麻二酚干粉。
2.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（1）中大麻花叶收割、烘干并粉碎，包括80-150℃温度条件下，烘干至大麻花叶含水量于5%以下，大麻花叶粉碎至20-80目。
3.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（2）中乙醇溶液浓度为60%-95%，乙醇溶液与净材的投料比为4-20:1，提取温度为20-40℃，提取时间为30-120分钟。
4.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（3）中冬化温度为-80℃至-20℃，冬化时间为5-20h。
5.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（5）中柱层析所使用填料包括大孔树脂、正向色谱填料硅胶、反向色谱填料硅胶中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述大孔树脂包括NM200、D101、SD300、DM11、AB-8、DM130、HPD-703、LSA-7、XDA-8中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（3）及步骤（6）中浓缩方法均为真空低温浓缩，所述步骤（3）中浓缩温度为50-70℃，所述步骤（6）中浓缩温度为60-70℃。
8.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（7）中溶剂浓度为60%-95%。
9.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（8）中干燥方式包括真空带式干燥、真空烘箱、真空双锥干燥，干燥温度为40-65℃，干燥时间为1-3h。
10.根据权利要求1所述的一种从大麻中提取纯化大麻二酚的方法，其特征在于，所述步骤（7）与所述步骤（8）中所用溶剂包括乙醇或正己烷中的一种。
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