废次烟叶中茄尼醇的提取、分离技术研究

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我国是产烟大国之一,其种植面积和产量均居世界首位,种植面积约130万公顷,每年产量450—500万吨,其中约有近25%的烟叶、烟末等下脚料被废弃。烟叶中的茄尼醇是一种重要的医药中间体。从天然材料中分离纯化茄尼醇较难,高纯度茄尼醇的生产工艺技术长期被日本所垄断。我国大部分厂家只能生产附加值很低、纯度在20%以下、不能直接作为药用原料的茄尼醇粗品。因此,从废次烟叶中提取、分离获得高纯茄尼醇技术,倍受人们关注。本文对从废次烟叶中提取、分离高纯茄尼醇技术进行了较深入全面的研究,获得了如下结果:1.建立了茄尼醇的薄层色谱检测方法(TLC)和液相色谱检测方法(HPLC)。TLC测定茄尼醇的条件是:以石油醚:乙酸乙酯(4:1,v/v)为展开剂,香草醛硫酸乙醇溶液为显色剂,100℃下显色5min,采用反射法单波长锯齿扫描,测定波长620nm,狭缝1.25×1.25,线性化系数sx=3。HPLC测定茄尼醇的条件是:以甲醇:乙醇(1:1,v/v)为流动相,色谱柱为KromasiL ODS C18,5μL,250×4.6mm;检测波长215nm;柱温30℃。TLC法检测成本低、快速、操作简便适于定性和在线检测;HPLC法适于精确的含量测定。2.比较了不同夹带剂对超临界CO2提取废次烟叶茄尼醇的影响,结果夹带剂为PA时最佳,并采用正交试验优化了工艺参数:加入量按固液比5:1(M/V),萃取釜压力20Mpa,萃取釜温度55℃,分离釜Ⅰ压力7Mpa,分离釜Ⅰ温度35℃,分离釜Ⅱ压力4Mpa,分离釜Ⅱ温度30℃,CO2的流量20L/h,萃取时间3h。按此优化条件一步提取茄尼醇得率为5.15%,含量为10.95%。3.比较研究了提取溶剂和提取方法,结果发现提取溶剂PA和回流提取法较好。之后采用正交试验考察了温度、时间、固液比3因素,对回流提取工艺进行了优化,结果表明:提取时间3h、提取温度40℃、料液比为1:8时最好,提取率高、稳定性好、便于操作。4.优化了茄尼醇皂化工艺条件。以皂化介质、温度、时间和NaOH的加入量为因素进行了正交实验,结果显示:YH试剂为皂化介质、温度50℃、时间3h、NaOH量为原料的1/40时为最优。此条件下,皂化后茄尼醇的量增加了0.72倍。5.确定了茄尼醇的柱层析优化条件。通过对吸附剂、洗脱剂、上样方式和树脂活性级数等进行比较研究,结果表明以活性级数Ⅱ的硅胶为吸附剂、以乙醇为洗脱剂、采用干法上柱为最优条件,以此方法分离茄尼醇,纯度和收率都较高,纯度达到59.7%,收率为73.5%。6.采用结晶、重结晶方法进一步对茄尼醇粗品进行纯化。对茄尼醇的结晶试剂和结晶条件进行了优化研究,结果YHL为茄尼醇的最佳结晶试剂,其最优结晶条件为:用12倍量YHL溶解茄尼醇粗品,在-2℃条件下放置5小时,过滤、重结晶一次、干燥得到茄尼醇产品,平均纯度为97.0%,最高纯度为98.2%,提取率达到了83.7%。用此方法纯化茄尼醇,工艺简单、周期短、成本低、便于操作,提取率和纯度都较高。
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