CN1240665C

CN1240665C - 从紫锥菊制备菊苣酸的方法

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Publication number: CN1240665C
Application number: CN 200410069076
Authority: CN
Inventors: 袁其朋; 吴启林
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: CN1587251A

Abstract

本发明从紫锥菊制备菊苣酸的方法，该方法以紫锥菊为原料，包括有机溶剂提取、酸化、溶剂萃取、树脂分离、溶剂结晶等工艺过程。在有机溶剂提取过程中采用乙醇水溶液作有机溶剂提取制备菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的质量浓度为30～50%，紫锥菊与乙醇溶液的固液比为1∶4～10，提取温度为70～90℃；将菊苣酸水溶液进行酸化处理，用酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH≤3；在分离提纯过程中采用大孔吸附树脂分离，用去离子水洗涤，乙醇水溶液洗脱，浓缩得到菊苣酸粗产品；将菊苣酸粗产品溶于水中，用酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH＝1～3，经冷却结晶得到纯度在96%以上的菊苣酸精产品。是一种适用于工业生产制备高纯度苣菊酸的方法。

Description

从紫锥菊制备菊苣酸的方法

技术领域

本发明涉及从紫锥菊制备菊苣酸的方法。是一种以紫锥菊为原料，经有机溶剂提取、酸化、溶剂萃取、树脂分离、溶剂结晶等工艺过程制备高纯度菊苣酸的方法。

背景技术

紫锥菊(Echinacea purpurea)是目前国际受到普遍重视的一种免疫促进剂和免疫调节剂，它的提取物及制剂受到国内外极大关注。目前紫锥菊在我国已成功引种。菊苣酸为咖啡酸衍生物，是紫锥菊中极为重要的免疫活性成分之一，具有提高免疫力、抑制HIV病毒、抗病毒等生理功能。

目前市场上一般出售的只是作为医药或保健食品原料的紫锥菊的粗提物，菊苣酸含量低(1％～4％)。Nigel B.Perry等人在“Glennie.Echinaceastandardization：analytical methods for phenolic compounds and typical levelsin medicinal species.”(J.Agric.Food Chem，2001，49(4)：1702-1706)报道可制备菊苣酸纯度大于95％的方法，该方法是用氯仿对干燥的紫锥菊根物质100g进行预处理，然后用甲醇提取24h，将得到的甲醇提取物真空旋转蒸发后得到黄色的胶状物10g，再将胶状物溶解于浓度为1％的甲酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，乙酸乙酯液汇合，真空蒸发得到胶状物2g，将此物质通过制备型反相色谱柱纯化，得到灰白色菊苣酸产品，纯度达95％以上。制备色谱条件为：Merck LichroCart C₁₈柱；流动相4mL/min；水∶乙腈(0.1％甲酸)＝7∶3。该方法使用了对环境和人体有害的氯仿、甲醇，得到的菊苣酸产品纯度不够高，制备型色谱价格昂贵，流动相乙腈除价格昂贵外还有剧毒。陈波等人在“高效液相色谱法制备菊苣酸标准对照品的研究”(实用预防医学，2001，8(1)：15-17)进行了高效液相色谱法制备菊苣酸对照品的研究，方法为：紫锥菊醇提物制成水溶液→静态膜分离→醇沉→HPLC分离制备→真空浓缩结晶→纯度检测→产品。该法所得产品纯度大于99％，制备收率大于80％。制备色谱条件为Waters Prep-Symmetry C₁₈；10μm；7.8mmID×150mm；流动相：0.02mol/L NH₄Ac水溶液+甲醇＝1000+15(V+V)；流速：4mL/min。该方法用到价格昂贵的制备型液相色谱及昂贵的色谱试剂，成本很高，仅能制备少量的菊苣酸标品，不宜大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以紫锥菊为原料适用于工业生产的制备高纯度的苣菊酸的方法。本发明采用以紫锥菊为原料，经有机溶剂提取、酸化、溶剂萃取、树脂分离、溶剂结晶等工艺过程制备高纯度的菊苣酸，适合于工业化生产。

现有技术从紫锥菊制备菊苣酸的方法是以紫锥菊粉末为原料经过以下过程：(1)有机溶剂提取制备菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、浓缩得到菊苣酸浸膏；(3)分离提纯；最后得到菊苣酸产品。本发明的技术特征在于：

(1)在有机溶剂提取过程中：

(A)采用乙醇水溶液作有机溶剂提取制备菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的质量浓度为30～50％，按Kg/L计紫锥菊与乙醇溶液的固液比为1∶4～10，提取温度为70～90℃；

(B)将菊苣酸水溶液进行酸化处理，用酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH≤3；

(2)在分离提纯过程中：

(A)采用大孔吸附树脂分离，用去离子水洗涤，乙醇水溶液洗脱，浓缩得到菊苣酸粗产品；

(B)将菊苣酸粗产品溶于水中，用酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH＝1～3，经冷却结晶得到菊苣酸精产品。

本发明在乙酸乙酯萃取时，对由上面过程的(1)(B)中制备的菊苣酸水溶液进行分离后得到清液和沉淀物，清液用等体积乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉淀物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，乙酸乙酯的用量是按照按Kg/L计的紫锥菊与乙酸乙酯的固液比5∶2得到；合并乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。

本发明分离提纯采用的大孔吸附树脂为苯乙烯型大孔吸附树脂。

本发明分离提纯采用浓度为10～50％的乙醇水溶液。本发明在溶剂结晶过程中，将菊苣酸粗产品用溶于水中，苣酸粗产品与水的质量体积比m/v按Kg/L计范围在3/15～3/5，在80～95℃温度下溶解。

本发明调节pH用的酸为HCl、H₂SO₄或HNO₃。酸的当量浓度最好不超过6N。

以上涉及到的固液比、质量体积比均是本技术领域常用的表示方法，固液比指固体成分的质量kg与液体成分的体积L之比值。质量体积比m/v指固体成分的质量kg与液体成分的体积L之比值。

本发明所用的紫锥菊原料为烘干的紫锥菊根及地上部分，紫锥菊地上部分包括茎、叶、花。干燥的紫锥菊根原料中菊苣酸质量含量在0.6～2.1％，经过本发明的方法可以得到纯度在96％以上的菊苣酸精产品。

具体操作过程如下：

(1)将干的紫锥菊粉碎后，用乙醇水溶液提取得到含菊苣酸的溶液。

(2)将上述溶液经真空蒸发除去其中的乙醇，并浓缩得到浓缩的菊苣酸水溶液。

(3)将上述菊苣酸水溶液用稀酸溶液调pH小于或等于3。

(4)过滤或离心固液分离，分离后分别得到清液和沉淀物。清液用乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉淀物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，合并乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。

(5)把以上得到的乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液的合并液，用真空浓缩蒸去乙酸乙酯，得到浸膏，再经喷雾干燥可得到低纯度的菊苣酸产品。

(6)用水溶解浸膏制备菊苣酸水溶液，用大孔吸附树脂吸附，用水洗去杂质后，再用乙醇水溶液洗脱得到的洗脱液经过浓缩得到较高纯度的菊苣酸粗产品。

(7)将菊苣酸粗产品溶于水中，用稀酸溶液调pH至1～3，冷却结晶。即可得到高纯度的菊苣酸产品。

本发明提供的方法在现有制备苣菊酸的方法由所不同的是：有机溶剂提取过程中采用乙醇水溶液作有机溶剂，增加了酸化处理过程；在分离提纯过程中采用大孔吸附树脂分离，增加了溶剂结晶处理过程。

由于菊苣酸在中性水溶液中溶解度大，用乙酸乙酯的萃取率低，只有约10％左右。本发明通过酸化处理将溶液调pH小于等于3，菊苣酸在水溶液中则以游离形式存在，在水中溶解度降低。因此，用乙酸乙酯萃取时可将萃取率提高到95％以上。在用酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH时，所用的酸为稀酸，其浓度最好不超过当量浓度6N，因过高浓度的酸会使部分物质变性，使产品中杂质含量增加。

本发明分离提纯采用的苯乙烯型大孔吸附树脂，例如市售的南开大学化工厂的AB-8、H103、NAK-2等大孔吸附树脂均可使用。吸附树脂的物理性能如下表所示：

树脂型号粒径/mm 比表面积平均孔径

/(m²/g) /nm

AB-8 0.3～1.25 480～520 13.0～14.0

H103 0.3～1.25 1000～1100 8.5～9.5

NKA-2 0.3～1.25 160～200 14.5～15.5

本发明提供的方法能得到纯度在96％以上的菊苣酸产品。该方法工艺简单，在有机溶剂提取过程中采用乙醇水溶液作溶剂，不使用对人体和环境污染的氯仿、甲醇，也不使用价格格昂贵的制备色谱及色谱试剂；对制备过程中分离的沉淀物也进行提取，提高利用率有利于进一步降低成本。本发明适合于工业生产。

具体实施方式

实施例1

(1)有机溶剂提取

50kg紫锥菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入300L的40％的乙醇溶液，90℃回流提取，提取次数为3次，每次2小时，过滤，合并滤液，得到菊苣酸的乙醇水溶液850L，回收乙醇，经过浓缩得到120L菊苣酸水溶液。

(2)酸化

上面得到的菊苣酸水溶液，用当量浓度为6N的HCl调pH为3。将酸化后的溶液离心分离，得清液115L，并收集沉淀物。

(3)溶剂萃取

115L清液加入同体积的乙酸乙酯进行萃取，萃取三次，每次2小时，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯搅拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物弃去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并经过真空浓缩得到浸膏。浸膏经真空干燥得到含量为31％的菊苣酸1.67公斤。

(4)树脂分离

将上面得到的1.67公斤粗产品溶于120L水中，过滤除掉不溶物。滤液上AB-8大孔吸附树脂柱(柱直径10cm，柱高100cm，树脂装填高度63cm，树脂体积50L)。先用250L去离子水洗去大孔吸附树上吸附的杂质。再用400L 10％乙醇溶液洗脱，洗脱液浓缩蒸干。得到菊苣酸粗产品0.683kg，纯度为72％。

(5)溶剂结晶

将得到的0.683kg粗产品在95℃下按质量体积比：m/v＝3/10加入溶剂，即0.683kg粗产品中加入2.27L去离子水，用质量浓度为5％的盐酸调pH为1.0，水浴中逐渐放冷至10℃，不时搅拌，有结晶析出。过滤收集结晶，用800mL 10℃的水洗涤结晶，真空干燥，得到纯度为97％的白色菊苣酸精产品479g。结晶收率为94.5％。

实施例2

(1)有机溶剂提取

50kg紫锥菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入200L的50％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次数为3次，每次2小时，过滤，合并滤液，得到菊苣酸的乙醇水溶液560L，浓缩回收乙醇，经过浓缩得到105L菊苣酸水溶液。

(2)酸化

上面得到的菊苣酸水溶液，用当量浓度6N的H₂SO₄调pH为1。将酸化后的溶液离心分离，得清液98L，并收集沉淀物。

(3)溶剂萃取

98L清液加入同体积的乙酸乙酯进行萃取，萃取三次，每次2小时，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯搅拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物弃去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并经过真空浓缩得到浸膏。浸膏经真空干燥可得到含量为34％的菊苣酸产品1.55公斤。

(4)树脂分离

将上面得到的1.55公斤产品溶于120L水中，过滤除掉不溶物。滤液上AB-8大孔吸附树脂柱(柱直径10cm，柱高100cm，树脂装填高度63cm，树脂体积50L)。先用250L去离子水洗去大孔吸附树上吸附的杂质。再用200L 50％乙醇溶液洗脱，洗脱液浓缩蒸干。得到菊苣酸粗产品0.703kg，纯度为69％。

(5)溶剂结晶

将得到的0.703kg粗产品用去离子进行结晶，在80℃下，粗产品中按质量体积比：m/v＝3/15加入溶剂，即0.703kg粗产品中加入3.5L去离子水，用质量浓度为5％的盐酸调pH为3.0，水浴中逐渐放冷至10℃，不时搅拌，有结晶析出。过滤收集结晶，用800mL 5℃的水洗涤结晶，真空干燥，得到纯度为98.3％的白色菊苣酸精产品450g。结晶收率为91.2％。

实施例3

(1)有机溶剂提取

50kg紫锥菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入500L的30％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次数为3次，每次2小时，过滤，合并滤液，得到菊苣酸的乙醇水溶液1460L，浓缩回收乙醇，经过浓缩得到220L菊苣酸水溶液。

(2)酸化

上面得到的菊苣酸水溶液，用当量浓度为6N的H₂SO₄调pH为2。将酸化后的溶液离心分离，得清液208L，并收集沉淀物。

(3)溶剂萃取

208L清液加入同体积的乙酸乙酯进行萃取，萃取三次，每次2小时，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯搅拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物弃去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并经过真空浓缩，得到浸膏。浸膏经真空干燥可得到含量为29％的菊苣酸产品1.87公斤。

(4)树脂分离

将上面得到的1.87公斤产品溶于120L水中，过滤除掉不溶物。滤液上NAK-2大孔吸附树脂柱(柱直径10cm，柱高100cm，树脂装填高度63cm，树脂体积50L)。先用250L去离子水洗去大孔吸附树上吸附的杂质。再用300L 30％乙醇溶液洗脱，洗脱液浓缩蒸干。得到菊苣酸粗产品0.709kg，纯度为70.3％。

(5)溶剂结晶

将得到的0.709kg粗产品用去离子进行结晶，在80℃下，粗产品中按质量体积比：m/v＝3/5加入溶剂，即0.703kg粗产品中加入1.2L去离子水，用质量浓度为5％的盐酸调pH为2.0，水浴中逐渐放冷至10℃，不时搅拌，有结晶析出。过滤收集结晶，用1000mL 10℃的水洗涤结晶，真空干燥，得到纯度为96.3％的白色菊苣酸精产品498g。结晶收率为95.2％。

Claims

1、从紫锥菊制备菊苣酸的方法，以紫锥菊粉末为原料经过以下过程：(1)有机溶剂提取制备菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、浓缩得到菊苣酸浸膏；(3)分离提纯；最后得到菊苣酸产品，其特征在于：

(1)在有机溶剂提取过程中：

(B)将菊苣酸水溶液进行酸化处理，用稀酸溶液调节菊苣酸水溶液的pH≤3；

(2)在分离提纯过程中：

(B)将菊苣酸粗产品用溶于水中，用稀酸水溶液调节菊苣酸水溶液的pH＝1～3，经冷却结晶得到菊苣酸精产品。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在乙酸乙酯萃取时，对由过程(1)(B)制备的菊苣酸水溶液进行分离后得到清液和沉淀物，清液用等体积乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；沉淀物用乙酸乙酯提取溶解得到乙酸乙酯提取液，乙酸乙酯的用量是按照Kg/L计的紫锥菊与乙酸乙酯的固液比5∶2得到；合并乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：分离提纯采用的大孔吸附树脂为苯乙烯型大孔吸附树脂。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：分离提纯采用浓度为10～50％的乙醇水溶液。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在溶剂结晶过程中，将菊苣酸粗产品溶于水中，苣酸粗产品与水的质量体积比m/v按Kg/L计范围在3/15～3/5，在80～95℃温度下溶解。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：调节pH用的酸为HCl、H₂SO₄或HNO₃。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：酸的当量浓度不超过6N。