專利名稱：一種高效分離葛根素的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物質(zhì)的分離純化方法及裝置，特別涉及一種植物粗提取物中有效成分結(jié)晶純化方法及裝置，確切地說是一種高效分離葛根素的方法及裝置。
背景技術(shù)：
溶液結(jié)晶在物質(zhì)分離純化過程中有著重要的作用，隨著工業(yè)的發(fā)展、高效低耗的結(jié)晶分離技術(shù)在石油、化工、生物技術(shù)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，工業(yè)結(jié)晶技術(shù)及相關(guān)理論的研究亦被推向新的階段，國內(nèi)外新型結(jié)晶技術(shù)取得了較大進(jìn)展。
結(jié)晶是一個重要的化工過程，溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶出來要經(jīng)歷兩個步驟晶核生成和晶體生長。晶核生成是在過飽和溶液中生成一定數(shù)量的晶核；而在晶核的基礎(chǔ)上成長為晶體，則為晶體生長。影響整個結(jié)晶過程的因素很多，如溶液的過飽和度、雜質(zhì)的存在、攪拌的速度以及各種物理場等。在工業(yè)結(jié)晶中，追求高的晶體生長速率是為了提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，但實(shí)際上晶體生長速度通常受到所要求的具體產(chǎn)品質(zhì)量等問題的限制，不允許采用提高過飽和度來提高生長速率，要在適當(dāng)?shù)倪^飽和度下，尋求其他方法去推動晶體生長過程。例如超臨界流體結(jié)晶分離方法，潘見教授等曾利用超臨界流體萃取結(jié)晶分離方法系統(tǒng)研究了萜內(nèi)酯，如銀杏內(nèi)酯、穿心蓮內(nèi)酯的超臨界流體萃取結(jié)晶分離方法，并申請了國家發(fā)明專利(專利號ZL98 1 11546.2)，也深入系統(tǒng)地探討了其作用機(jī)理(潘見，張文成，謝慧明等.穿心蓮內(nèi)酯在超臨界CO2萃取中晶體的形成與生長[J].電子顯微學(xué)報，2003，22(5)377-379)。
因萜內(nèi)酯類、蒽醌類等小分子、低極性化合物在超臨界CO2中具有一定的溶解度，比較適合超臨界流體萃取或萃取結(jié)晶，而對于分子量較高、極性較強(qiáng)的化合物，如黃酮苷類、皂甙類等很難采用該方法進(jìn)行萃取或萃取結(jié)晶分離。
葛根作為中草藥防病治病驗(yàn)方中的一味藥已有悠久的歷史了。目前上市的80％(HPLC法)以上的葛根素(C20H21O9)產(chǎn)品，其制備工藝主要是參照了日本柴田承二及方起程(柴田承二等和漢藥成份的研究(第1報)葛根成份的化學(xué)研究，藥學(xué)雜志，1959，79755；方起程等葛根黃酮的研究，中華醫(yī)學(xué)雜志1974，54271)的方法，即用乙醇浸膏以正丁醇—水液液萃取，氧化鋁脫色，冰醋酸結(jié)晶。該工藝因大量使用易燃、毒性大的有機(jī)溶媒，造成了生產(chǎn)的環(huán)境污染和工人健康的損害，而且成本高，生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品中葛根素的含量低，結(jié)晶過程中使用的醋酸難以揮發(fā)干凈，使其提取物含雜質(zhì)高、溶劑污染嚴(yán)重、安全性差、藥效低。
專利申請91110602.2《葛根有效成分提取物及制備方法和用途》，介紹了葛根中總黃酮的提取方法，其目的在于為人們提供一種可作為防癌的藥物，但所得產(chǎn)品純度較低。
目前制備高純度葛根素大都采用大孔樹脂吸附分離與有機(jī)溶劑重結(jié)晶或制備色譜分離方法，其耗時長、得率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有制備高純葛根素的方法所存在的缺陷而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究，旨在簡化工藝、提高效率，提供一種可供工業(yè)化的分離純化方法。所要解決的技術(shù)問題是用超臨界流體在特定的裝置中對葛根素溶液進(jìn)行結(jié)晶分離。
本發(fā)明所稱的高效分離葛根素的方法的實(shí)質(zhì)是由葛根素粗提取物制備高純葛根素的方法，本方法經(jīng)一次結(jié)晶分離，葛根素含量可提高到80％以上。
本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)溶劑揮發(fā)、溶質(zhì)析出的結(jié)晶原理，首先將葛根素粗提取物制備成葛根素溶液，在結(jié)晶釜中對該葛根素溶液進(jìn)行結(jié)晶分離，其特征在于采用超臨界CO2流體作為逆向萃取結(jié)晶溶劑，也就是用超臨界CO2流體萃取并揮去葛根素溶液中的溶劑組分，使葛根素自溶液中結(jié)晶析出。
溶劑應(yīng)選擇其在超臨界CO2流體中的分配系數(shù)大于葛根素的分配系數(shù)的溶劑。不同的溶劑有不同的萃取壓力和溫度。優(yōu)選葛根素乙醇水溶液，萃取壓力10～30MPa、萃取溫度50～70℃，以濃度為50～90％的乙醇溶液作溶劑為佳。實(shí)驗(yàn)證明，乙醇的濃度是重量百分濃度還是體積百分濃度影響不大，葛根素濃度的大小只影響萃取結(jié)晶分離的時間，與萃取壓力、溫度無關(guān)。
本方法使用的裝置包括結(jié)晶釜5、分離釜6、過濾器7、壓縮機(jī)8、熱交換器9和CO2氣瓶10。該裝置與超臨界流體萃取裝置十分相似，所不同是結(jié)晶釜5(相當(dāng)于超臨界流體萃取裝置的萃取釜)內(nèi)設(shè)置有結(jié)晶器，結(jié)晶器用來吸附析出的葛根素晶體。結(jié)晶器由至少兩個基本同軸的圓筒組成，其中外筒1的上、下兩端與釜內(nèi)壁密封，使釜內(nèi)壁與葛根素溶液隔離；外筒1和內(nèi)筒2的下端各設(shè)置有環(huán)形檔板3，環(huán)形檔板3與筒壁夾一銳角α。檔板3用來收集筒壁上脫落的葛根素晶體，同時有擾動流體的作用。
為進(jìn)一步擾動流體提高結(jié)晶分離效率，還可在內(nèi)筒2的進(jìn)口端設(shè)置擾動球4。
將純度40％左右的葛根素浸膏同50～90％的乙醇配制成葛根素溶液，投入結(jié)晶釜中，予熱升溫，開啟CO2氣瓶，控制結(jié)晶釜內(nèi)10～30MPa和50～70℃，關(guān)閉氣瓶，打開調(diào)壓閥，循環(huán)結(jié)晶分離30min～100min。葛根素在結(jié)晶器上沉析，乙醇和水在分離釜中被回收，結(jié)晶一次，不經(jīng)干燥即可得到純度80％以上的葛根素產(chǎn)品。
本發(fā)明之超臨界CO2逆向萃取溶劑葛根素結(jié)晶析出的方法與傳統(tǒng)的大孔樹脂吸附分離、溶劑重結(jié)晶法相比優(yōu)點(diǎn)明顯。相同溫度條件下，本發(fā)明方法的分離純化時間較短、分離效率高。本發(fā)明一次結(jié)晶沉析得到的目標(biāo)產(chǎn)品的純度較高，適合黃酮苷類、皂甙類物質(zhì)的高效分離純化。本法工藝簡單，無需上柱色譜等復(fù)雜耗能、耗時工藝。同時其得率也較傳統(tǒng)工藝高，40％的原料經(jīng)一次結(jié)晶，葛根素純度超過80％，結(jié)晶率≥35％，適合批量生產(chǎn)。
葛根素的結(jié)晶效率(％)＝[結(jié)晶產(chǎn)物的質(zhì)量(g)×含量(％)]÷[上樣量(g)×含量(％)]×100％四、


圖1本分離方法的工藝流程圖5結(jié)晶釜 6分離釜 7CO2氣瓶 8過濾器 9壓縮機(jī) 10熱交換器圖2結(jié)晶器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖1外筒 2內(nèi)筒 3檔板 4擾動球 11結(jié)晶釜進(jìn)口 12結(jié)晶釜出口。
五具體實(shí)施例方式
(一)、高效分離純化葛根素的方法實(shí)施例如下實(shí)施例1(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按5∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(90％∶10％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為10MPa，溫度為70℃；(3)、經(jīng)過90min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到81.5％左右葛根素，結(jié)晶率為37.0％。
實(shí)施例2(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按8∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(80％∶20％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為15MPa，溫度為60℃；(3)、經(jīng)過90min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到82.7％右葛根素，結(jié)晶率為36.6％。
實(shí)施例3(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按10∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(90％∶10％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為20MPa，溫度為55℃；(3)、經(jīng)過75min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到83.7％右葛根素，結(jié)晶率為37.5％。
實(shí)施例4(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按8∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(70％∶30％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為25MPa，溫度為60℃；(3)、經(jīng)過45min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到82.2％右葛根素，結(jié)晶率為36.9％。
實(shí)施例5
(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按5∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(50％∶50％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為15MPa，溫度為65℃；(3)、經(jīng)過90min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到81.3％右葛根素，結(jié)晶率為36.3％。
實(shí)施例6(1)、取40％左右葛根素粗品若干，按10∶1(v/m)的液固比用乙醇∶水(90％∶20％)混合溶劑在45℃水浴中溶解；(2)、將配制好的乙醇+水的葛根素混合液放置于結(jié)晶釜中，控制結(jié)晶壓力為10MPa，溫度為70℃；(3)、經(jīng)過90min時間，結(jié)晶一次，得結(jié)晶產(chǎn)物；(4)、經(jīng)過高效液相色譜檢測，可得到80.3％右葛根素，結(jié)晶率為35.1％。
(二)結(jié)晶器取不銹鋼加工外筒1、內(nèi)筒2和環(huán)形檔板3。
外筒1的上、下兩端用聚四氟乙烯與結(jié)晶釜內(nèi)壁密封，同時起固定作用。內(nèi)筒2同軸固定在外筒1中。
在外筒1下端筒壁內(nèi)側(cè)焊接環(huán)形檔板3，使與筒壁夾-銳角α。
在內(nèi)筒2下端筒壁內(nèi)外兩側(cè)焊接環(huán)形檔板3、使與筒壁內(nèi)外兩側(cè)均夾有銳角α。
在軸線位置上用不銹鋼絲懸吊一擾動球4于內(nèi)筒2下端處，擾動球4即空心不銹鋼球。
權(quán)利要求
1.一種高效分離葛根素的方法，是在結(jié)晶釜中對葛根素溶液進(jìn)行結(jié)晶分離，其特征在于用超臨界CO2流體萃取并揮去葛根素溶液中的溶劑，使葛根素自溶液中結(jié)晶析出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效分離葛根素的方法，其特征在于用超臨界CO2流體對葛根素乙醇水溶液進(jìn)行結(jié)晶分離，萃取壓力10～30MPa、萃取溫度50～70℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效分離葛根素的分離，其特征在于所述的葛根素乙醇水溶液為葛根素溶解于50～90％的乙醇中形成的溶液。
4.由權(quán)利要求1所述的分離方法用的裝置，包括結(jié)晶釜(5)、分離釜(6)、過濾器(7)、壓縮機(jī)(8)、熱交換器(9)和CO2氣瓶(10)，其特征在于在結(jié)晶釜(5)中有結(jié)晶器，結(jié)晶器由至少兩個基本同軸的外筒(1)和內(nèi)筒(2)組成，外筒(1)上、下兩端與釜內(nèi)壁密封，外筒(1)和內(nèi)筒(2)的下端各設(shè)置有環(huán)形檔板(3)，檔板(3)與筒壁夾一銳角α。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于在內(nèi)筒(2)的進(jìn)口端設(shè)置有擾動球(4)。
全文摘要
一種葛根素的高效分離方法，采用超臨界CO
文檔編號A61K31/7048GK1868484SQ200610088090
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者張文成, 謝慧明, 潘見 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)