原位转化——吸附分离联用方法在厚朴总酚的制备及单体分离中的应用

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厚朴作为常用的传统中药,多被用于抗焦虑及心脑血管疾病的治疗,其中具有生理活性的主要成分为厚朴酚、和厚朴酚。厚朴酚与和厚朴酚为同分异构体,物理性质极其相似,但二者的药理药效又有不同。与此同时,厚朴中还含有一定种类和数目的生物碱成分,例如,具有抗炎、降压、抗生育等作用的木兰花碱,目前对其中的生物碱成分的药理作用的相关研究较少。  本文旨在制备高纯度的厚朴总酚提取物,并在此基础上实现厚朴酚与和厚朴酚的单体分离以及厚朴总酚与生物碱等不同有效成分的分离,为中药厚朴深入的药理药效研究提供必要的物质基础。以往的吸附分离研究中,吸附选择性的提高常以吸附剂的结构调控为基础,在吸附剂的结构中引入功能基团,合成具有特殊相互作用的新型高选择性大孔吸附树脂,以提高树脂对目标吸附质的吸附选择性。但是,大多数的吸附过程,特别是天然植物有效成分的提取过程常发生在水溶液中,疏水相互作用常常掩盖了特异性相互作用对树脂吸附选择性的贡献。因此本文尝试改变传统的研究思路,通过吸附质结构的调变实现树脂与吸附质之间吸附选择性的改变,为制备高纯度目标提取物提供可行的思路。当目标吸附质的分子结构可在温和条件下实现快速、可逆的结构变化,进而改变其疏水性时,我们即可间接调控树脂对其吸附作用力的强度,改变树脂对目标吸附质与杂质的吸附选择性。同时,这种快速、可逆的结构变化也为我们在吸附位点的原位调控树脂对目标吸附质的吸附结合力带来了可能性,即在常规的吸附过程完成后,通过操作条件的改变,例如改变吸附位点所处环境的 pH值,某些特定结构的吸附质可能从解离状态快速向非解离状态转变,吸附质分子疏水性原位增强,导致吸附质与树脂的吸附结合力相应的显著增强,这就为梯度解吸去除杂质成分带来了更大的操作空间。厚朴酚与和厚朴酚分子中含有酚羟基,当溶液的酸碱性发生变化时,其分子上的酚羟基会发生相应的解离与化合之间的转化。针对酚类物质这种可以随溶液酸碱性的改变而发生可逆变化的性质,在吸附解吸过程中建立了原位转化的思想,通过在弱极性吸附树脂上原位的改变吸附质分子的亲疏水状态来改变吸附剂与吸附质之间的相互作用,实现了树脂与吸附剂之间的疏水与偶极相互作用的协同,建立了厚朴总酚提取物的制备工艺,通过吸附—解吸一步法成功的对厚朴总酚进行纯化。利用厚朴酚与和厚朴酚这对同分异构体的pKa1相差较大,当溶液的pH=9时,厚朴酚的酚羟基已经初级解离完全,与树脂间的吸附作用力较弱,而此时厚朴酚初级解离程度仍低于20%,与树脂之间的吸附作用力为较强的疏水与偶极的协同作用。因此,通过对吸附解吸过程中吸附体系的pH的精细调控,实现了对厚朴酚与和厚朴酚的分离,建立了厚朴酚与和厚朴酚的分离工艺。原位转化的方法同样适用于厚朴中生物碱与厚朴酚类化合物的分离中。当溶液为弱碱性时,生物碱在弱碱性溶液中以疏水的分子状态存在,其与树脂之间的作用力为较强的疏水与偶极作用的协同作用;酚类物质由于酚羟基的解离而不能与树脂之间发生疏水与偶极作用的协同。利用在碱性溶液中,树脂与酚类物质、生物碱之间吸附作用力的大小区别,以不同强度的解吸剂进行梯度解吸,从而实现厚朴中酚类物质与生物碱的分离。
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