專利名稱：從紫錐菊制備菊苣酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從紫錐菊制備菊苣酸的方法。是一種以紫錐菊為原料，經(jīng)有機(jī)溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結(jié)晶等工藝過程制備高純度菊苣酸的方法。
背景技術(shù)：
紫錐菊(Echinacea purpurea)是目前國際受到普遍重視的一種免疫促進(jìn)劑和免疫調(diào)節(jié)劑，它的提取物及制劑受到國內(nèi)外極大關(guān)注。目前紫錐菊在我國已成功引種。菊苣酸為咖啡酸衍生物，是紫錐菊中極為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。
目前市場上一般出售的只是作為醫(yī)藥或保健食品原料的紫錐菊的粗提物，菊苣酸含量低(1％～4％)。Nigel B.Perry等人在“Glennie.Echinaceastandardizationanalytical methods for phenolic compounds and typical levelsin medicinal species.”(J.Agric.Food Chem，2001，49(4)1702-1706)報道可制備菊苣酸純度大于95％的方法，該方法是用氯仿對干燥的紫錐菊根物質(zhì)100g進(jìn)行預(yù)處理，然后用甲醇提取24h，將得到的甲醇提取物真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到黃色的膠狀物10g，再將膠狀物溶解于濃度為1％的甲酸水溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，乙酸乙酯液匯合，真空蒸發(fā)得到膠狀物2g，將此物質(zhì)通過制備型反相色譜柱純化，得到灰白色菊苣酸產(chǎn)品，純度達(dá)95％以上。制備色譜條件為Merck LichroCart C18柱；流動相4mL/min；水∶乙腈(0.1％甲酸)＝7∶3。該方法使用了對環(huán)境和人體有害的氯仿、甲醇，得到的菊苣酸產(chǎn)品純度不夠高，制備型色譜價格昂貴，流動相乙腈除價格昂貴外還有劇毒。陳波等人在“高效液相色譜法制備菊苣酸標(biāo)準(zhǔn)對照品的研究”(實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2001，8(1)15-17)進(jìn)行了高效液相色譜法制備菊苣酸對照品的研究，方法為紫錐菊醇提物制成水溶液→靜態(tài)膜分離→醇沉→HPLC分離制備→真空濃縮結(jié)晶→純度檢測→產(chǎn)品。該法所得產(chǎn)品純度大于99％，制備收率大于80％。制備色譜條件為Waters Prep-Symmetry C18；10μm；7.8mmID×150mm；流動相0.02mol/L NH4Ac水溶液+甲醇＝1000+15(V+V)；流速4mL/min。該方法用到價格昂貴的制備型液相色譜及昂貴的色譜試劑，成本很高，僅能制備少量的菊苣酸標(biāo)品，不宜大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以紫錐菊為原料適用于工業(yè)生產(chǎn)的制備高純度的苣菊酸的方法。本發(fā)明采用以紫錐菊為原料，經(jīng)有機(jī)溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結(jié)晶等工藝過程制備高純度的菊苣酸，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)從紫錐菊制備菊苣酸的方法是以紫錐菊粉末為原料經(jīng)過以下過程(1)有機(jī)溶劑提取制備菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、濃縮得到菊苣酸浸膏；(3)分離提純；最后得到菊苣酸產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)特征在于(1)在有機(jī)溶劑提取過程中(A)采用乙醇水溶液作有機(jī)溶劑提取制備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質(zhì)量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70～90℃；(B)將菊苣酸水溶液進(jìn)行酸化處理，用酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH≤3；(2)在分離提純過程中(A)采用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產(chǎn)品；(B)將菊苣酸粗產(chǎn)品溶于水中，用酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經(jīng)冷卻結(jié)晶得到菊苣酸精產(chǎn)品。
本發(fā)明在乙酸乙酯萃取時，對由上面過程的(1)(A)中制備的菊苣酸水溶液進(jìn)行分離后得到清液和沉淀物，清液用等體積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紫錐菊與乙酸乙酯的固液比2∶5計(jì)；合并乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。
本發(fā)明分離提純采用的大孔吸附樹脂為苯乙烯型大孔吸附樹脂。
本發(fā)明分離提純采用濃度為10～50％的乙醇水溶液。
本發(fā)明在溶劑結(jié)晶過程中，將菊苣酸粗產(chǎn)品用溶于水中，苣酸粗產(chǎn)品與水的質(zhì)量體積比m/v范圍在3/15～3/5，在80～95℃溫度下溶解。
本發(fā)明調(diào)節(jié)pH用的酸為HCl、H2SO4或HNO3。酸的當(dāng)量濃度最好不超過6N。
以上涉及到的固液比、質(zhì)量體積比均是本技術(shù)領(lǐng)域常用的表示方法，固液比指固體成分的質(zhì)量kg與液體成分的體積L之比值。質(zhì)量體積比m/v指固體成分的質(zhì)量kg與液體成分的體積L之比值。
本發(fā)明所用的紫錐菊原料為烘干的紫錐菊根及地上部分，紫錐菊地上部分包括莖、葉、花。干燥的紫錐菊根原料中菊苣酸質(zhì)量含量在0.6～2.1％，經(jīng)過本發(fā)明的方法可以得到純度在96％以上的菊苣酸精產(chǎn)品。
具體操作過程如下(1)將干的紫錐菊粉碎后，用乙醇水溶液提取得到含菊苣酸的溶液。
(2)將上述溶液經(jīng)真空蒸發(fā)除去其中的乙醇，并濃縮得到濃縮的菊苣酸水溶液。
(3)將上述菊苣酸水溶液用稀酸溶液調(diào)pH小于或等于3。
(4)過濾或離心固液分離，分離后分別得到清液和沉淀物。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，用真空濃縮蒸去乙酸乙酯，得到浸膏，再經(jīng)噴霧干燥可得到低純度的菊苣酸產(chǎn)品。
(6)用水溶解浸膏制備菊苣酸水溶液，用大孔吸附樹脂吸附，用水洗去雜質(zhì)后，再用乙醇水溶液洗脫得到的洗脫液經(jīng)過濃縮得到較高純度的菊苣酸粗產(chǎn)品。
(7)將菊苣酸粗產(chǎn)品溶于水中，用稀酸溶液調(diào)pH至1～3，冷卻結(jié)晶。即可得到高純度的菊苣酸產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的方法在現(xiàn)有制備苣菊酸的方法由所不同的是有機(jī)溶劑提取過程中采用乙醇水溶液作有機(jī)溶劑，增加了酸化處理過程；在分離提純過程中采用大孔吸附樹脂分離，增加了溶劑結(jié)晶處理過程。
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，只有約10％左右。本發(fā)明通過酸化處理將溶液調(diào)pH小于等于3，菊苣酸在水溶液中則以游離形式存在，在水中溶解度降低。因此，用乙酸乙酯萃取時可將萃取率提高到95％以上。在用酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH時，所用的酸為稀酸，其濃度最好不超過當(dāng)量濃度6N，因過高濃度的酸會使部分物質(zhì)變性，使產(chǎn)品中雜質(zhì)含量增加。
本發(fā)明分離提純采用的苯乙烯型大孔吸附樹脂，例如市售的南開大學(xué)化工廠的AB-8、H103、NAK-2等大孔吸附樹脂均可使用。吸附樹脂的物理性能如下表所示樹脂型號粒徑/mm 比表面積 平均孔徑/(m2/g) /nmAB-80.3～1.25 480～520 13.0～14.0H1030.3～1.25 1000～1100 8.5～9.5NKA-2 0.3～1.25 160～200 14.5～15.5本發(fā)明提供的方法能得到純度在96％以上的菊苣酸產(chǎn)品。該方法工藝簡單，在有機(jī)溶劑提取過程中采用乙醇水溶液作溶劑，不使用對人體和環(huán)境污染的氯仿、甲醇，也不使用價格格昂貴的制備色譜及色譜試劑；對制備過程中分離的沉淀物也進(jìn)行提取，提高利用率有利于進(jìn)一步降低成本。本發(fā)明適合于工業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)有機(jī)溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入300L的40％的乙醇溶液，90℃回流提取，提取次數(shù)為3次，每次2小時，過濾，合并濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液850L，回收乙醇，經(jīng)過濃縮得到120L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當(dāng)量濃度為6N的HCl調(diào)pH為3。將酸化后的溶液離心分離，得清液115L，并收集沉淀物。
(3)溶劑萃取115L清液加入同體積的乙酸乙酯進(jìn)行萃取，萃取三次，每次2小時，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并經(jīng)過真空濃縮得到浸膏。浸膏經(jīng)真空干燥得到含量為31％的菊苣酸1.67公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.67公斤粗產(chǎn)品溶于120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上AB-8大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質(zhì)。再用400L 10％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸干。得到菊苣酸粗產(chǎn)品0.683kg，純度為72％。
(5)溶劑結(jié)晶將得到的0.683kg粗產(chǎn)品在95℃下按質(zhì)量體積比m/v＝3/10加入溶劑，即0.683kg粗產(chǎn)品中加入2.27L去離子水，用質(zhì)量濃度為5％的鹽酸調(diào)pH為1.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結(jié)晶析出。過濾收集結(jié)晶，用800mL 10℃的水洗滌結(jié)晶，真空干燥，得到純度為97％的白色菊苣酸精產(chǎn)品479g。結(jié)晶收率為94.5％。
實(shí)施例2(1)有機(jī)溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入200L的50％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次數(shù)為3次，每次2小時，過濾，合并濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液560L，濃縮回收乙醇，經(jīng)過濃縮得到105L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當(dāng)量濃度6N的H2SO4調(diào)pH為1。將酸化后的溶液離心分離，得清液98L，并收集沉淀物。
(3)溶劑萃取98L清液加入同體積的乙酸乙酯進(jìn)行萃取，萃取三次，每次2小時，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并經(jīng)過真空濃縮得到浸膏。浸膏經(jīng)真空干燥可得到含量為34％的菊苣酸產(chǎn)品1.55公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.55公斤產(chǎn)品溶于120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上AB-8大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質(zhì)。再用200L 50％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸干。得到菊苣酸粗產(chǎn)品0.703kg，純度為69％。
(5)溶劑結(jié)晶將得到的0.703kg粗產(chǎn)品用去離子進(jìn)行結(jié)晶，在80℃下，粗產(chǎn)品中按質(zhì)量體積比m/v＝3/15加入溶劑，即0.703kg粗產(chǎn)品中加入3.5L去離子水，用質(zhì)量濃度為5％的鹽酸調(diào)pH為3.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結(jié)晶析出。過濾收集結(jié)晶，用800mL 5℃的水洗滌結(jié)晶，真空干燥，得到純度為98.3％的白色菊苣酸精產(chǎn)品450g。結(jié)晶收率為91.2％。
實(shí)施例3(1)有機(jī)溶劑提取50kg紫錐菊根粉末(菊苣酸含量1.1％)，加入500L的30％的乙醇溶液，70℃回流提取，提取次數(shù)為3次，每次2小時，過濾，合并濾液，得到菊苣酸的乙醇水溶液1460L，濃縮回收乙醇，經(jīng)過濃縮得到220L菊苣酸水溶液。
(2)酸化上面得到的菊苣酸水溶液，用當(dāng)量濃度為6N的H2SO4調(diào)pH為2。將酸化后的溶液離心分離，得清液208L，并收集沉淀物。
(3)溶劑萃取208L清液加入同體積的乙酸乙酯進(jìn)行萃取，萃取三次，每次2小時，合并萃取液得到乙酸乙酯萃取液。向沉淀物中加入20L乙酸乙酯攪拌提取，提取2次，得到乙酸乙酯提取液，不溶物棄去。把乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液合并經(jīng)過真空濃縮，得到浸膏。浸膏經(jīng)真空干燥可得到含量為29％的菊苣酸產(chǎn)品1.87公斤。
(4)樹脂分離將上面得到的1.87公斤產(chǎn)品溶于120L水中，過濾除掉不溶物。濾液上NAK-2大孔吸附樹脂柱(柱直徑10cm，柱高100cm，樹脂裝填高度63cm，樹脂體積50L)。先用250L去離子水洗去大孔吸附樹上吸附的雜質(zhì)。再用300L 30％乙醇溶液洗脫，洗脫液濃縮蒸干。得到菊苣酸粗產(chǎn)品0.709kg，純度為70.3％。
(5)溶劑結(jié)晶將得到的0.709kg粗產(chǎn)品用去離子進(jìn)行結(jié)晶，在80℃下，粗產(chǎn)品中按質(zhì)量體積比m/v＝3/5加入溶劑，即0.703kg粗產(chǎn)品中加入1.2L去離子水，用質(zhì)量濃度為5％的鹽酸調(diào)pH為2.0，水浴中逐漸放冷至10℃，不時攪拌，有結(jié)晶析出。過濾收集結(jié)晶，用1000mL 10℃的水洗滌結(jié)晶，真空干燥，得到純度為96.3％的白色菊苣酸精產(chǎn)品498g。結(jié)晶收率為95.2％。
權(quán)利要求
1.從紫錐菊制備菊苣酸的方法，以紫錐菊粉末為原料經(jīng)過以下過程(1)有機(jī)溶劑提取制備菊苣酸水溶液；(2)乙酸乙酯萃取、濃縮得到菊苣酸浸膏；(3)分離提純；最后得到菊苣酸產(chǎn)品，其特征在于(1)在有機(jī)溶劑提取過程中(A)采用乙醇水溶液作有機(jī)溶劑提取制備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質(zhì)量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70～90℃；(B)將菊苣酸水溶液進(jìn)行酸化處理，用稀酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH≤3；(2)在分離提純過程中(A)采用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產(chǎn)品；(B)將菊苣酸粗產(chǎn)品用溶于水中，用稀酸水溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經(jīng)冷卻結(jié)晶得到菊苣酸精產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在乙酸乙酯萃取時，對由過程(1)(A)制備的菊苣酸水溶液進(jìn)行分離后得到清液和沉淀物，清液用等體積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紫錐菊與乙酸乙酯的固液比2∶5計(jì)；合并乙酸乙酯萃取液和乙酸乙酯提取液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分離提純采用的大孔吸附樹脂為苯乙烯型大孔吸附樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于分離提純采用濃度為10～50％的乙醇水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在溶劑結(jié)晶過程中，將菊苣酸粗產(chǎn)品溶于水中，苣酸粗產(chǎn)品與水的質(zhì)量體積比m/v范圍在3/15～3/5，在80～95℃溫度下溶解。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于調(diào)節(jié)pH用的酸為HCl、H2SO4或HNO3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于酸的當(dāng)量濃度不超過6N。
全文摘要
本發(fā)明從紫錐菊制備菊苣酸的方法，該方法以紫錐菊為原料，包括有機(jī)溶劑提取、酸化、溶劑萃取、樹脂分離、溶劑結(jié)晶等工藝過程。在有機(jī)溶劑提取過程中采用乙醇水溶液作有機(jī)溶劑提取制備菊苣酸水溶液，乙醇水溶液的質(zhì)量濃度為30～50％，紫錐菊與乙醇溶液的固液比為1∶4～10，提取溫度為70℃～90℃；將菊苣酸水溶液進(jìn)行酸化處理，用酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH≤3；在分離提純過程中采用大孔吸附樹脂分離，用去離子水洗滌，乙醇水溶液洗脫，濃縮得到菊苣酸粗產(chǎn)品；將菊苣酸粗產(chǎn)品溶于水中，用酸溶液調(diào)節(jié)菊苣酸水溶液的pH＝1～3，經(jīng)冷卻結(jié)晶得到純度在96％以上的菊苣酸精產(chǎn)品。是一種適用于工業(yè)生產(chǎn)制備高純度苣菊酸的方法。
文檔編號C07C69/732GK1587251SQ20041006907
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者袁其朋, 吳啟林 申請人:北京化工大學(xué)