CN113149935A - 一种10-dab的提取分离纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种10‑DAB的提取分离纯化方法，属于天然产物提取技术领域。本发明公开的一种10‑DAB的提取分离纯化方法，包括提取固化、乙腈结晶、丙酮‑烷烃类溶剂结晶和柱层析分离。本发明使用高效分离大孔树脂替代硅胶，不再产生固体垃圾，且大孔树脂可以重复使用。用低度甲醇‑水系统和低度丙酮‑水系统取代混合的有机溶剂作为分离介质，低度甲醇‑水和丙酮‑水不具有燃烧性，避免燃烧、爆炸等安全因素；甲醇，丙酮经过多级冷却回收循环利用，剩余的低浓度COD废水，可以直接进入一体式综合生活污水处理设施，简单高效处理达到排放标准；VOCs排放量基本杜绝。
Description
技术领域
本发明涉及天然产物提取技术领域，更具体的说是涉及一种10-DAB的提取分离纯化方法。
背景技术
10-DAB全称为10-去乙酰基巴卡亭III(10-deacety Ibaccatin III)，是一种具有肿瘤抑制作用的二萜类紫杉烷衍生物。相比紫杉醇，其在植物中的含量较高，容易获得，并且还是生物合成、人工半合成紫杉醇和多烯紫杉醇的重要前体。目前有关红豆杉中10-DAB的提取已有报道，传统红豆杉提取采用高度甲醇或水提取，分别存在如下缺点：安全问题：高度甲醇是易燃易爆的化学溶剂，有巨大的安全隐患；虽然用水提取没有安全隐患，但是提取效率低，提取不完全；红豆杉原料经济价值没有充分利用；环保问题：甲醇提取，后经过浓缩萃取会产生高浓度的提取废水，需要投入巨大的环保设施来处理，因为废水中COD含量达20万以上，需要大量的水来稀释才能满足环保工艺需求；水提取：提取的废水量巨大，1吨红豆杉原料需要20多吨的水来提取，同时产生同样数量的COD含量达10万以上的污水；且无论甲醇或水提取工艺，产生的红豆杉废渣含有大量的水，容易腐烂发臭，不容易处理。另外，传统的分离工艺使用硅胶-有机溶剂系统，因为硅胶重复利用次数有限，产生大量的硅胶固体垃圾；使用混合有机溶剂系统作为分离介质，有燃烧、爆炸等安全隐患。
因此，提供一种安全环保的10-DAB的提取分离纯化方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种10-DAB的提取分离纯化方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种10-DAB的提取分离纯化方法，具体步骤如下：
(1)提取固化
①干燥的红豆杉枝叶，粉碎到100-400目；
②将步骤①粉碎的红豆杉用氯代烃-醇混合溶液在40-55℃下浸泡4-8h；反复提取4-5次，每次更换新的氯代烃-醇混合溶液，最后合并滤液，获得提取液；所述红豆杉与氯代烃-醇混合溶液的比例为1kg：(3-6L)；所述氯代烃-醇混合溶液中氯代烃：醇＝(95-70)：(5-30)V/V；
③将步骤②获得的提取液在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下浓缩到比重1.0-1.5(以水为一，作为相对比重物质)之间，获得浓缩物；
④将步骤③获得的浓缩物加入烷烃类溶剂搅拌，过滤，获得过滤产物；滤液回收烷烃类溶剂；所述浓缩物与烷烃类溶剂的比例为：1L：(3-5)L；
⑤将步骤④获得的过滤产物在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下干燥24-72h；得到10-DAB含量在10-20％的粗品；
(2)乙腈结晶
将步骤⑤获得的粗品，按粗品：乙腈＝1kg：(5-10)L比例在50-60℃之间溶解，浓缩到粗品：乙腈＝1kg：(3-5)L比例；在0-35℃，静置12-36h；离心得到固体和母液；固体在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下干燥24-72h，得到10-DAB含量在20-40％的粗品；母液在60-80℃浓缩回收乙腈；
(3)丙酮-烷烃类溶剂结晶
Ⅰ、将步骤(2)乙腈结晶获得的粗品，按粗品：丙酮＝1kg：(15-20)L比例在10-60℃溶解，过滤去除不溶物，获得滤液；
Ⅱ、将步骤Ⅰ获得的滤液继续在30-60℃浓缩干燥，获得粗品；按粗品：烷烃类溶剂＝1kg：(3-8)L比例加入烷烃类溶剂，搅拌均匀；在-5～25℃下冷却4-12h；过滤，得到固体和母液；母液浓缩回收烷烃类溶剂；固体在30-60℃，真空度0～0.06Mpa下干燥12-36h；得到10-DAB含量在40-60％的半成品；
(4)柱层析分离
A、将步骤(3)获得的半成品，按半成品：溶剂＝1kg：(20-30)L溶解；按半成品：树脂＝1kg：(5-10)L加入树脂，搅拌均匀；40-60℃浓缩回收溶剂到酒精度为5-35％(用酒精计测量)，获得混合均匀的原料-树脂混合溶液；
B、在层析柱内，按半成品：树脂＝1kg：(20-60kg)装入树脂；
C、将步骤A混合均匀的原料-树脂混合溶液装入柱子；
D、用酒精度为25-40％水-溶剂混合溶液洗脱；流速在2BV-4BV之间；用液相检测流出液浓度；收集纯度在98％以上的成分；合并；
E、将纯度在98％以上的成分，在25-60℃之间，真空度0～0.08Mpa下浓缩到酒精度为0-20％之间；获得的浓缩液在-10～30℃之间冷却；过滤得到白色固体；在温度20-60℃，真空度0～0.06Mpa下干燥24-72小时；得到纯度在99％以上的产品。
进一步，步骤(1)②中所述氯代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、氯仿或二氯乙烷；所述醇为甲醇、乙醇或丙醇等含有1-3个碳原子的醇。
进一步，步骤(1)④和步骤(3)Ⅱ中所述烷烃类溶剂为含碳原子6-10的烷烃(比如正己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸玩)，或这些烷烃的异构体及这些溶剂的任意比例混合溶剂，比如石油醚、汽油等。
进一步，步骤(4)A和D中所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙醇或乙腈等。
进一步，步骤(4)A和B中所述树脂为D101、AB-8或HP-20树脂。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种10-DAB的提取分离纯化方法，采用低毒性二氯甲烷和微量的甲醇作为提取溶剂，二氯甲烷-甲醇不燃烧不爆炸，低毒，没有安全问题；二氯甲烷本身不能燃烧爆炸，掺入的甲醇比例很少，混合的溶剂在极端条件下都不能燃烧和爆炸。该混合溶剂提取不产生废水，杜绝了环境污染的可能，不用处理高浓度COD的废水；提取的废渣不含水分，可以直接作为制备生物质燃料和环保木炭的原料，原料经济价值双重利用。混合溶剂经过低温多重冷凝回收，可以重复使用。本发明使用高效分离大孔树脂替代硅胶，不再产生固体垃圾，且大孔树脂可以重复使用。用低度甲醇-水系统和低度丙酮-水系统取代混合的有机溶剂作为分离介质，低度甲醇-水和丙酮-水不具有燃烧性，避免燃烧、爆炸等安全因素；甲醇，丙酮经过多级冷却回收循环利用，剩余的低浓度COD废水，可以直接进入一体式综合生活污水处理设施，简单高效处理达到排放标准；VOCs排放量基本杜绝。
具体实施方式
下面将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
一种10-DAB的提取分离纯化方法，具体步骤如下：
(1)提取固化
100kg红豆杉枝叶，粉碎到300目；第一次提取加入600L二氯甲烷-甲醇混合溶液(甲醇：二氯甲烷＝10：90(V/V)；40℃加热浸泡8h；过滤，滤液放置；第二遍加入500L上述溶液，浸泡6h，过滤；再按第二次比例和条件浸泡2次；合计4次；合并1-4次提取液；合计加入2100L溶剂；提取残渣用蒸汽加热回收二氯甲烷和甲醇混合溶剂；提取液在常压下，50℃浓缩至没有溶剂回收；升温到60℃，真空度0.06Mpa浓缩到比重1.1，得浓缩液35L；加入105L石油醚(60-90)，搅拌到固体呈均匀细粉颗粒；静置过滤得到粉末固体；
固体在55℃，常压烘干24h；得到4.73kg黄色粉末固体；检测其中10-DAB含量为14.8％；
(2)乙腈结晶
4.73kg固体，加入45L乙腈，在55℃加热溶解成颜色均匀糊状，没有块和明显大颗粒；浓缩回收乙腈25L；在25℃下静置12h；离心得到晶体和母液；晶体在55℃，真空度0.06Mpa下干燥36h；得到2.78kg固体，10-DAB含量检测为37.5％；乙腈母液在75℃真空浓缩回收乙腈；
提取过程加入2100L溶剂，回收2070L溶剂；回收率98.57％；100kg原料排放30kg溶剂，主要溶剂残留在提取废渣中；残留为甲醇；
提取过程没有废水产生。
(3)丙酮-石油醚结晶
2.78kg固体，加入50L丙酮，在60℃溶解成颜色均一的悬浮液；过滤得到滤液，滤渣弃去；滤液在60℃浓缩到干；
加入20L石油醚(60-90)；-10℃冷却7h；过滤得到固体，在40℃，常压干燥36h得到产品1.2kg，产品检测含量10-DAB为58.5％；母液浓缩回收石油醚。
(4)柱层析分离
1.2kg含量为58.5％的半成品加入30L丙酮溶解；加入D101树脂10L；搅拌均匀，40℃浓缩到浓缩液清液酒精度为25％；
在层析柱内装入60kg D101树脂；再装入浓缩好的含产品的树脂混合液；
加入酒精度为40％的丙酮-水溶液洗脱，流速4BV/h，液相色谱检测流出液；
收集纯度在98％以上的吸出液250L；
纯度98％以上的收集液，在55℃真空度0.06Mpa下浓缩到145L浓缩液，酒精度为15％；浓缩液在-5℃冷却8h；抽滤，固体在55℃，真空度0.06Mpa下干燥48h；得到915g白色产品，纯度99.23％。
过滤清液用乙酸乙酯萃取后回收水中产品，萃取后水液浓缩回收溶解在水中的乙酸乙酯；检测浓缩剩下的废水COD为876；水液为淡黄色透明；可以直接进入生化处理设施处理。
实施例2
一种10-DAB的提取分离纯化方法，具体步骤如下：
(1)提取固化
100kg红豆杉枝叶，粉碎至400目；第一次提取加入600L三氯甲烷-乙醇混合溶液(乙醇：三氯甲烷＝20：80(V/V)；50℃加热浸泡6h；过滤，滤液放置；第二遍加入300L上述溶液，浸泡6h，过滤；在按第二次比例和条件浸泡2次；合计4次；合并1-4次提取液；合计加入1500L溶剂；提取残渣用蒸汽加热回收三氯甲烷和乙醇混合溶剂；提取液在常压下，50℃浓缩至没有溶剂回收；升温到60℃，真空度0.06Mpa浓缩到比重1.40，得浓缩液50L；加入250L正己烷，搅拌到固体呈均匀细粉颗粒；静置过滤得到粉末固体；
固体在50℃，真空度0.04Mpa烘干48h；得到5.68kg黄色粉末固体；检测其中10-DAB含量为13.6％；
(2)乙腈结晶
5.68kg固体，加入30L乙腈，在55℃加热溶解成颜色均匀糊状，没有块和明显大颗粒；浓缩回收乙腈12L；在5℃下静置24h；离心得到晶体和母液；晶体在50℃，真空度0.06Mpa干燥48h；得到3.28kg固体，10-DAB含量检测为34.5％；乙腈母液在60℃真空浓缩回收乙腈；
提取过程加入1500L溶剂，回收1450L溶剂；回收率96.67％；100kg原料排放50kg溶剂，主要溶剂残留在提取废渣中；残留为乙醇；
提取过程没有废水产生。
(3)丙酮-正己烷结晶
3.28kg固体，加入50L丙酮，在40℃溶解成颜色均一的悬浮液；过滤得到滤液，滤渣弃去；滤液60℃浓缩到干；
加入10L正己烷；15℃冷却10h；过滤得到固体，在50℃，常压干燥12h得到产品1.56kg，产品检测含量10-DAB为39.5％；母液浓缩回收正己烷。
(4)柱层析分离
1.56kg含量为39.5％的半成品加入45L甲醇溶解；加入AB-8树脂8L；搅拌均匀，50℃浓缩到浓缩液清液酒精度为33％；
在层析柱内装入90kgAB-8树脂；再装入浓缩好的含产品的树脂混合液；
加入酒精度为35％的甲醇-水溶液洗脱，流速2BV/h，液相色谱检测流出液；
收集纯度在98％以上的吸出液300L；
纯度98％以上的收集液，在30℃真空度0.06Mpa浓缩，到165L浓缩液，酒精度为20％；浓缩液在25℃冷却8h；抽滤，固体在40℃，真空度0.06Mpa干燥24h；得到520g白色产品，纯度99.04％。
过滤清液用乙酸乙酯萃取后回收水中产品，萃取后水液浓缩回收溶解在水中的乙酸乙酯；检测浓缩剩下的废水COD为900；水液为淡黄色透明；可以直接进入生化处理设施处理。
实施例3
一种10-DAB的提取分离纯化方法，具体步骤如下：
(1)提取固化
100kg红豆杉枝叶，粉碎至100目；第一次提取加入600L二氯乙烷-丙醇混合溶液(丙醇：二氯乙烷＝30：70(V/V)；55℃加热浸泡8h；过滤，滤液放置；第二遍加入400L上述溶液，浸泡4h，过滤；在按第二次比例和条件浸泡3次；合计5次；合并1-5次提取液；合计加入2200L溶剂；提取残渣用蒸汽加热回收二氯乙烷烷和丙醇混合溶剂；提取液在常压下，50℃浓缩至没有溶剂回收；升温到60℃，真空度0.06Mpa浓缩到比重1.5，得浓缩液80L；加入360L环己烷，搅拌到固体呈均匀细粉颗粒；静置过滤得到粉末固体；
固体在60℃，真空度0.06Mpa烘干72h；得到6.25kg黄色粉末固体；检测其中10-DAB含量为12.6％；
(2)乙腈结晶
6.25kg固体，加入45L乙腈，在60℃加热溶解成颜色均匀糊状，没有块和明显大颗粒；浓缩回收乙腈18L；在30℃下静置36h；离心得到晶体和母液；晶体在60℃，真空度0.04Mpa干燥72h；得到3.6kg固体，10-DAB含量检测为31.5％；乙腈母液在80℃真空浓缩回收乙腈；
提取过程加入2200L溶剂，回收2150L溶剂；回收率97.73％；100kg原料排放50kg溶剂，主要溶剂残留在提取废渣中；残留为丙醇；
提取过程没有废水产生。
(3)丙酮-环己烷结晶
3.6kg固体，加入70L丙酮，在20℃溶解成颜色均一的悬浮液；过滤得到滤液，滤渣弃去；滤液40℃浓缩到干；
加入18L环己烷；25℃冷却12h；过滤得到固体，在60℃，真空度0.06Mpa干燥24h得到产品1.72kg，产品检测含量10-DAB为50.6％；母液浓缩回收环己烷。
(4)柱层析分离
1.72kg含量为50.6％的半成品加入35L四氢呋喃溶解；加入HP-20树脂9L；搅拌均匀，60℃浓缩到浓缩液清液酒精度为5％；
在层析柱内装入60kg HP-8树脂；再装入浓缩好的含产品的树脂混合液；
加入酒精度为25％的四氢呋喃-水溶液洗脱，流速3BV/h，液相色谱检测流出液；
收集纯度在98％以上的洗出液200L；
纯度98％以上的收集液，在40℃真空度0.08Mpa浓缩，到200L浓缩液，酒精度为5％；浓缩液在5℃冷却8h；抽滤，固体在25℃，真空度0.04Mpa干燥72h；得到710g白色产品，纯度99.09％。
过滤清液用乙酸乙酯萃取后回收水中产品，萃取后水液浓缩回收溶解在水中的乙酸乙酯；检测浓缩剩下的废水COD为800；水液为淡黄色透明；可以直接进入生化处理设施处理。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种10-DAB的提取分离纯化方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)提取固化
①干燥的红豆杉枝叶，粉碎到100-400目；
②将步骤①粉碎的红豆杉用氯代烃-醇混合溶液在40-55℃下浸泡4-8h；反复提取4-5次，每次更换新的氯代烃-醇混合溶液，最后合并滤液，获得提取液；所述红豆杉与氯代烃-醇混合溶液的比例为1kg：(3-6L)；所述氯代烃-醇混合溶液中氯代烃：醇＝(95-70)：(5-30)V/V；
③将步骤②获得的提取液在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下浓缩到比重1.0-1.5，获得浓缩物；
④将步骤③获得的浓缩物加入烷烃类溶剂搅拌，过滤，获得过滤产物；滤液回收烷烃类溶剂；所述浓缩物与烷烃类溶剂的比例为：1L：(3-5)L；
⑤将步骤④获得的过滤产物在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下干燥24-72h；得到10-DAB含量在10-20％的粗品；
(2)乙腈结晶
将步骤⑤获得的粗品，按粗品：乙腈＝1kg：(5-10)L比例在50-60℃之间溶解，浓缩到粗品：乙腈＝1kg：(3-5)L比例；在0-35℃，静置12-36h；离心得到固体和母液；固体在50-60℃，真空度0-0.06Mpa下干燥24-72h，得到10-DAB含量在20-40％的粗品；母液在60-80℃浓缩回收乙腈；
(3)丙酮-烷烃类溶剂结晶
Ⅰ、将步骤(2)乙腈结晶获得的粗品，按粗品：丙酮＝1kg：(15-20)L比例在10-60℃溶解，过滤去除不溶物，获得滤液；
Ⅱ、将步骤Ⅰ获得的滤液在30-60℃浓缩干燥，获得粗品；按粗品：烷烃类溶剂＝1kg：(3-8)L比例加入烷烃类溶剂，搅拌均匀；在-5～25℃下冷却4-12h；过滤，得到固体和母液；母液浓缩回收烷烃类溶剂；固体在30-60℃，真空度0～0.06Mpa下干燥12-36h；得到10-DAB含量在40-60％的半成品；
(4)柱层析分离
A、将步骤(3)获得的半成品，按半成品：溶剂＝1kg：(20-30)L溶解；按半成品：树脂＝1kg：(5-10)L加入树脂，搅拌均匀；40-60℃浓缩回收溶剂到酒精度为5-35％，获得混合均匀的原料-树脂混合溶液；
B、在层析柱内，按半成品：树脂＝1kg：(20-60kg)装入树脂；
C、将步骤A混合均匀的原料-树脂混合溶液装入柱子；
D、用酒精度为25-40％水-溶剂混合溶液洗脱；流速在2BV-4BV之间；用液相检测流出液浓度；收集纯度在98％以上的成分；合并；
E、将纯度在98％以上的成分，在25-60℃之间，真空度0～0.08Mpa下浓缩到酒精度为0-20％之间；获得的浓缩液在-10～30℃之间冷却；过滤得到白色固体；在温度20-60℃，真空度0～0.06Mpa下干燥24-72小时；得到纯度在99％以上的产品。
2.根据权利要求1所述的一种10-DAB的提取分离纯化方法，其特征在于，步骤(1)②中所述氯代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、氯仿或二氯乙烷；所述醇为甲醇、乙醇或丙醇。
3.根据权利要求1所述的一种10-DAB的提取分离纯化方法，其特征在于，步骤(1)④和步骤(3)Ⅱ中所述烷烃类溶剂为含碳原子6-10的烷烃，或所述烷烃的异构体或所述烷烃与所述烷烃的异构体任意比例的混合溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种10-DAB的提取分离纯化方法，其特征在于，步骤(4)A和D中所述溶剂为丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙醇或乙腈。
5.根据权利要求1所述的一种10-DAB的提取分离纯化方法，其特征在于，步骤(4)A和B中所述树脂为D101、AB-8或HP-20树脂。
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