CN112480053A - 一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法 - Google Patents

一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，包括以下步骤：采用1‑乙基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体与水形成双相体系作为萃取剂，在超声辅助条件下对中药黄芩进行萃取；萃取温度为60‑80℃；萃取完成后，离心并分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相；步骤S2中所得离子液体相中加入甲醇，形成混合溶液，使黄芩素溶解于甲醇中，然后使离子液体沉淀，固液分离；本发明利用黄芩苷和黄芩素在两相中的分配系数不同，在一定温度中对黄芩苷和黄芩素进行萃取分离，可有效提取黄芩苷和黄芩素并进行分离回收；而且本发明方法简单，操作时间短。

Description

一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法
技术领域
本发明涉及中药提取技术领域，更具体地，涉及一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法。
背景技术
黄芩是一种唇形科黄芩属多年生草木植物，含有多种生物活性成分，其根可入药，有清热燥湿、泻火解毒、降血压、止血、安胎等功效。黄芩中的化学成分主要包括黄酮类物质、苯乙醇苷类、挥发油、甾醇、生物碱、氨基酸和微量元素等，其中总量最大、种类最丰富、生物活性最显著的是黄酮类物质，黄芩苷和黄芩素属于黄酮类化合物，是中药黄芩中最主要的活性成分，具有保肝、利胆、抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗抑郁、抗氧化等药理作用。由于黄酮类化合物不溶于水，传统方法从黄芩中分离黄芩苷和黄芩素主要是采用有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等作为萃取剂，然而使用有机溶剂通常产率较低并且提取的时间过长、使用量过大，不但会增加生产成本同时会带来一些列环境问题。除此之外，也有用生物酶法、超临界流体CO2萃取等方法，但是成本较高，并且需要大型设备，限制大规模使用。
离子液体是由阴阳离子构成，在室温或室温附近处于熔融状态的一种盐。与传统有机溶剂相比，离子液体具有不挥发、不可燃、萃取能力强等特点，因此被认为是一种新型的绿色溶剂，离子液体被广泛应用于从天然产物中萃取活性成分。
咪唑类离子液体是指含有咪唑基团的阳离子烷基取代基不同的一类离子液体，具有易于制备、结构易于调控等优点，是目前研究最多的离子液体之一，现有的从黄芩中提取黄芩苷和黄芩素的方法，主要是采用咪唑类离子液体溴化物对黄芩苷进行提取，但是主要用于黄芩苷提取，目前尚无在黄芩黄酮类中同时提取分离黄芩苷和黄芩素的研究和记载。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，通过该方法可有效萃取分离黄芩苷和黄芩素，而且操作方法简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，包括以下步骤：
S1、采用疏水离子液体与水形成双相体系作为萃取剂，在超声辅助条件下对中药黄芩进行萃取；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，所述萃取温度为60-80℃；
S2、萃取完成后，离心并分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相；
S3、所述步骤S2中所得离子液体相中加入甲醇，形成混合溶液，使黄芩素溶解于甲醇中，然后使离子液体沉淀，固液分离。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，所述离子液体相和所述水相的体积比为1-5：1。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，萃取时固液比为1mg：40-100mL。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，萃取时间为30-120min。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，超声时间为5-60min。
在一些实施方式中，所述步骤S3中，所述甲醇浓度为80-100％。
在一些实施方式中，所述步骤S3中，所述甲醇与所述离子液体体积比为0.5-4:1。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，固液比为1g：40mL，萃取温度为70℃，萃取时间为60min，超声时间为5min。
在一些实施方式中，所述步骤S1中，进行萃取前，先将黄芩样品置于60℃烘箱中干燥2h，研磨，过60目筛，得到黄芩粉末。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
通过采用1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C2mim][PF6])作为离子液体与水形成双向体系作为萃取剂，在超声辅助条件下，利用黄芩苷和黄芩素在两相体系中不同的溶解度，在一定温度中对黄芩苷和黄芩素进行萃取分离，可有效提取黄芩苷和黄芩素并进行分离回收；而且本发明方法简单，操作时间短。
另外，本发明利用[C2mim][PF6]具备低温响应沉淀的特性，可通过先在离子液体中加入甲醇使黄芩素溶解于甲醇中，然后在较低温度下使离子液体相应沉淀，最后固液分离，实现离子液体的回收，从而实现离子液体的循环利用。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下述实施例中，所使用的原料黄芩是从中药店购买普通药用黄芩，并进行以下处理：
将黄芩样品置于60℃烘箱中干燥2h，研磨，过60目筛，得到粉末状黄芩即为初始原料。
一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，包括以下步骤：
S1、采用1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体与水形成双相体系作为萃取剂，在超声辅助条件下对黄芩进行萃取；
S2、萃取完成后，离心并分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相；
S3、所述步骤S2中所得离子液体相中加入甲醇，形成混合溶液，使黄芩素溶解于甲醇中，然后使离子液体沉淀，固液分离。
实施例1-5
采用上述步骤S1的方法对黄芩中的黄芩苷和黄芩素进行萃取分离，实施例1-5中，其他萃取条件相同，分别为：固液比1g:60mL、萃取温度60℃、萃取时间45min、超声时间5min，区别在于，萃取剂两相体积比不同，萃取结束后，分别对黄芩苷和黄芩素的萃取率以及分配系数进行测试，具体如表1所示：
表1萃取剂中不同两相体积比的选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000041
实施例6-10
实施例6-10中，采用上述步骤S1的方法进行萃取，其中，其他条件为：两体积相比为1:1，萃取温度为60℃，萃取时间为45min，超声时间为5min，区别在于，分别选取不同的固液比进行萃取，具体如表2所示：
表2不同固液比的选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000042
Figure BDA0002788708340000051
实施例11-15
实施例11-15中，采用上述步骤S1的方法进行萃取，其中，其他条件分别为：两相体积比为1:1，固液比为1g:40mL，萃取时间为45min，超声时间为5min，区别在于，萃取温度不同，具体如表3所示：
表3不同萃取温度的选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000052
实施例16-20
实施例16-20中，使用上述步骤S1的方式进行萃取，其中，其他萃取条件分别为：两相体积比为1：1，固液比为1g：40mL，萃取温度为70℃，超声时间5min，区别在于，萃取时间不同，具体如表4所示：
表4不同萃取时间选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000053
实施例21-25
实施例21-25中，使用上述步骤S1的方式进行萃取，其他条件分别为：两相体积比为1：1，固液比为1g：40mL，萃取温度为70℃，萃取时间为60min，区别在于，超声时间不同，具体如表5所示：
表5不同超声时间选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000061
由表1-5可知，采用1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体与水形成双相体系作为萃取剂对黄芩中的黄芩苷和黄芩素进行萃取，两者的萃取效果受两相体积比、固液比、萃取温度、萃取时间和超声时间影响，当萃取剂两相体积比为1：1，固液比为1g：40mL，萃取温度为70℃，萃取时间为60min，超声时间为5min时，该萃取剂对黄芩素和黄芩苷的萃取效果最好。
综上所述，实施例14、18、22为本发明步骤S1中优选实施方式。
对比例1-6
选用6种疏水有机溶剂与水形成双相体系与实施例1形成对照，其他条件与实施例1的条件相同，分别与实施例1的双相体系对比，分别检测各双相体系的萃取效果，具体如表6所示：
表6不同双相体系的选取及萃取效果
Figure BDA0002788708340000062
Figure BDA0002788708340000071
由表6可知，离子液体-水相体系对黄芩苷和黄芩素的提取分离效果最佳。
实施例26-30
萃取完成后，分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相，采用上述步骤S3中的方式，在离子液体相中加入相同体积的甲醇，分别在不同实施例中加入不同浓度的甲醇，在4℃下响应沉淀，具体如表7所示：
表7不同浓度甲醇对黄芩素回收率影响
实施例 甲醇浓度(Vol％) 黄芩素回收率
26 20 28.49％
27 40 47.66％
28 60 59.19％
29 80 81.82％
30 100 90.77％
由表7可知，随着甲醇体积浓度增加，萃取剂相中黄芩素的回收率增加，当甲醇体积浓度≥80％时，黄芩素回收率>80，其中，当选取纯甲醇回收时，回收效果最好，可达90.77％。
实施例31-35
实施例31-35中，在富含黄芩素的萃取剂相中加入醇甲醇，不同的实施例加入的甲醇体积不同，在4℃温度下响应沉淀，具体如表8所示：
表8甲醇不同体积比对黄芩素回收率的影响
实施例 甲醇体积比 黄芩素回收率
31 0.5 67.23％
32 1 87.11％
33 2 87.89％
34 3 98.06％
35 4 95.23％
由表8可知，当加入甲醇体积为离子液体体积的3倍量时，甲醇对黄芩素回收效果最好。
综上所述，使用本发明的方法，可有效对黄芩中黄芩苷和黄芩素进行萃取分离和回收，其中，最优选萃取分离并回收黄芩苷和黄芩素的实施方法如下：
S1、采用1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体形成双相体系作为萃取剂，超声辅助条件下对黄芩进行萃取；其中，两相体积比为1：1，固液比为1g：40mL，在60℃下萃取，萃取时间为60min，超声时间为5min；
S2、经步骤S1萃取完成后，离心并分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相；
S3、经步骤S2分离后的离子液体相中加入3倍体积的纯甲醇，形成混合溶液，使黄芩素溶解于甲醇中，在4℃温度以下使离子液体凝固形成沉淀，然后固液分离，所得固体为固态的1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
除此之外，发明人还进一步对离子液体循环使用性能进行研究，对离子液体进行了4次回收，每次回收的离子液体作为下次的萃取剂，并分析了4次回收的离子液体对黄芩素萃取性能的影响，研究结果显示，离子液体循环使用前三次均具有较高萃取性能，其中，回收离子液体循环使用萃取条件为：固液比为1g：40mL，萃取温度为70℃，萃取时间为60min，超声时间5min，具体测试结果如表9所示：
表9离子液体回收次数的萃取性能
离子液体回收次数 黄芩素萃取率(mg/g)
1 12.099
2 11.172
3 11.487
4 7.929
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用疏水离子液体与水形成双相体系作为萃取剂，在超声辅助条件下对中药黄芩进行萃取；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，所述萃取温度为60-80℃；
S2、萃取完成后，离心并分离两相，得到分别富含黄芩苷的水相和富含黄芩素的离子液体相；
S3、所述步骤S2中所得离子液体相中加入甲醇，形成混合溶液，使黄芩素溶解于甲醇中，然后使离子液体沉淀，固液分离。
2.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述离子液体相和所述水相的体积比为1-5：1。
3.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S1中，固液比为1g：40-100mL。
4.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S1中，萃取时间为30-120min。
5.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，超声时间为5-60min。
6.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述甲醇浓度为80-100％。
7.根据权利要求6所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述甲醇与所述离子液体体积比为0.5-4:1。
8.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S1中，固液比为1g:40mL，萃取温度为70℃，萃取时间为60min，超声时间为5min。
9.根据权利要求1所述的萃取分离黄芩苷和黄芩素的方法，其特征在于，所述步骤S1中，进行萃取前，先将黄芩样品置于60℃烘箱中干燥2h，研磨，过60目筛，得到黄芩粉末。
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Application publication date: 20210312

Assignee: Guangdong Andao Medical Instrument Co.,Ltd.

Assignor: INSTITUTE OF BAST FIBER CROPS, CHINESE ACADEMY OF AGRICULTURAL SCIENCES

Contract record no.: X2023980032394

Denomination of invention: A method for extraction and separation of baicalin and baicalin

Granted publication date: 20220408

License type: Common License

Record date: 20230222