專利名稱::一種制備辣椒堿單體的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域,涉及一種天然功能性成分的純化方法,尤其涉及一種從辣椒精油或辣椒粉中分離純化辣椒堿單體的方法
背景技術(shù):
:從辣椒制取的天然辣椒素(Capsaicinoids)是辣椒果實(shí)中的辣味成分,目前發(fā)現(xiàn)是一類至少有14種成分組成的具有類似結(jié)構(gòu)的香草基酰胺類生物堿,其中主要有三種成分辣椒堿(Capsaicin)、二氫辣椒堿(Dihydrocapsaicin)及降二氫辣椒堿(Nordihydrocapsaicin),這三種成分的總和占到辣椒素總量的96%以上。其中最主要的成分是辣椒堿,占69%左右,其次是二氫辣椒堿,占22%左右,而降二氫辣椒堿占5%左右。辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿的結(jié)構(gòu)圖如下降二氫辣椒堿),是一種含酚羥基的生物堿,為辣椒中引起辛辣味的主要化學(xué)物質(zhì),是多鄰甲氧基酚的衍生物,化學(xué)名稱為8-甲基-N-[(4-羥基--3-甲氧基苯基)-基]-(反)-6-壬烯基酰胺。大量研究表明,辣椒堿藥理活性特殊,其在醫(yī)藥、飲食保健、生物農(nóng)藥、化工以及軍事等多個領(lǐng)域具有廣泛用途,具有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景。研究表明,辣椒堿的含量隨辣椒產(chǎn)地和品種的不同存在差異,各組分不能準(zhǔn)確定量,質(zhì)量難以控制,這導(dǎo)致辣椒素在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。此外,由于辣椒素各組分之間的結(jié)構(gòu)非常相似,最主要的辣椒堿和二氫辣椒堿的只是碳鏈第6位單雙鍵的差別,常規(guī)的離子交換法、溶劑萃取法、減壓升華等方法無法將其分開;而有專利CN200610068854.9報(bào)道,利用硅膠柱層析法可以純化出一種辣椒堿單體,由于該法需要對硅膠進(jìn)行價格昂貴的銀鹽處理、硅膠不能再生重復(fù)使用、提取過程大量使用易燃易爆的有機(jī)溶劑等因素,造成生產(chǎn)成本高居不下;專利CN200710114310.6報(bào)道了利用逆流色譜法對辣椒堿粗品進(jìn)行分離,通過收集不同時間段的流出成分,得到三種辣椒堿單體;此外,專利CN200810060471.6報(bào)道了采用碳十八硅膠作為固定相,采用開環(huán)形式的模擬移動床系統(tǒng)從辣椒堿類化合物中分離出高純度辣椒堿單體。以上三種方法,存在以下四方面的缺點(diǎn)(1)以上方法以含量為90%以上的辣椒素為原料,原材料來源受到限制;(2)無論是柱層析技術(shù)、逆向色譜法還是模擬移動床系統(tǒng),他們都存在處理量小,處理周期長,不利于工業(yè)化等不利因素;(3)以上專利陳述的方法工藝步驟復(fù)雜,生產(chǎn)設(shè)備昂貴,使得進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)變得困難,不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);(4)以上方法需要大量使用到有毒害或易燃易爆溶劑,如石油醚、鹵代烷烴及低碳鏈酯等溶劑,在大規(guī)模生產(chǎn)中,對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,不利于大規(guī)模生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種制備高純度辣椒堿單體的方法,尤其純度在98%以上的辣椒堿單體的分離制備方法。本方法是為了解決目前辣椒堿單體分離純化工藝復(fù)雜、規(guī)模小、成本高及不利于大規(guī)模生產(chǎn)等問題。本發(fā)明根據(jù)辣椒堿、二氫辣椒堿、降二氫辣椒堿的化學(xué)鍵極性不同,通過大孔吸附樹脂把它們?nèi)课?,然后用不同濃度的酒精分別把三者依次洗脫下來。本發(fā)明提供一種辣椒堿單體的純化制備方法,包括下列步驟-(1)取辣椒精油或辣椒粉若干,用濃度為30-90%的酒精攪拌提取1-10小時,靜置分離得萃取液;(2)萃取液減壓濃縮得辣椒素濃縮液及酒精,回收酒精循環(huán)使用;(3)濃縮液直接上柱吸附,大孔吸附柱高徑比為1-20,大孔吸附樹脂為非極性或弱極性的吸附樹脂,上柱流速為l-2BV/h,樹脂吸附量為5-30g辣椒堿/100克樹脂;(4)用濃度為0-20%的酒精洗去色素等雜質(zhì),用20-40%的酒精把降二氫辣椒堿洗脫下來,然后再用40-70%的酒精濃度把辣椒堿洗脫下來,最后用70-95%的酒精濃度把二氫辣椒堿洗脫下來;(5)把收集到的不同酒精濃度的洗脫液進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體粗品;(6)把粗品溶解在l-5MNaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品。(7)大孔吸附樹脂用95%酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。上述步驟(3)中所述的大孔吸附樹脂包括AB8、S8、NAKII、HDPIOO、DK142、HZ816、H103、DK14C、HL3和0IB6等。上述步驟(3)中所述的柱子包括玻璃柱、有機(jī)玻璃柱和不銹鋼柱等。上述步驟(6)中所述的酸包括鹽酸、硫酸和磷酸等。本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于(1)本發(fā)明通過大孔吸附樹脂對辣椒素進(jìn)行吸附,然后利用不同濃度的酒精把辣椒素中的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿等成份逐一分開,真正實(shí)現(xiàn)了辣椒堿單體、二氫辣椒堿單體及降二氫辣椒堿單體的生產(chǎn);(2)本發(fā)明采用新方法,一改傳統(tǒng)的大量使用鹵代烷、石油醚、乙醚、丙酮及各種低碳鏈酯等有毒害的有機(jī)溶劑進(jìn)行分離純化。本發(fā)明在辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體的生產(chǎn)過程中只使用酒精,生產(chǎn)操作安全,所得產(chǎn)品不存在有毒害有機(jī)溶劑雜質(zhì)殘留問題;(3)本發(fā)明可以辣椒果實(shí)或果皮的干粉或辣椒精油為原料,具有原料來源廣、工藝簡單、設(shè)備要求低、操作簡便的優(yōu)點(diǎn);(4)本發(fā)明通過在100L的離交柱進(jìn)行放大,取得了同樣的效果,為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高純度單一結(jié)構(gòu)辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿奠定了基礎(chǔ);(5)本發(fā)明所用的非極性或弱極性大孔吸附樹脂可以重復(fù)使用,大大節(jié)約生產(chǎn)成本,生產(chǎn)出的辣椒堿單體、二氫辣椒堿單體及降二氫辣椒堿單體純度均達(dá)到98%以上。辣椒素高效液相分析條件為色譜型號日本島津LC一10ATVP;色譜柱YWG—C18柱,4.6咖X25cm,ID=5ym;檢測器紫外檢測器;流動相甲醇一0.r乂磷酸水溶液(V:V-75:25);流速1ml/fflin;檢測波長280咖;柱溫40°C;進(jìn)樣量10yl。圖1辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品(由左到右分別時降二氫辣椒堿(12.598min)、辣椒堿(13.182min)、二氫辣椒堿(17.065min))。圖2純化后的辣椒堿單體高效液相色譜(13.222mn)。圖3純化后的二氫辣椒堿單體高效液相色譜(17.078min)。圖4純化后的降二氫辣椒堿單體高效液相色譜(12.660min)。具體實(shí)施例方式通過下述實(shí)施實(shí)例有助于理解本發(fā)明,但并不以任何方式限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例一(1)量取1L辣椒精油于5L燒杯中,加入3L75%酒精,30。C攪拌萃取2小時,靜置1小時后,得上清液;(2)上清液減壓濃縮除酒精,得辣椒素濃縮液,回收的酒精循環(huán)使用;(3)濃縮液直接上柱吸附,其中吸附柱體積為377cm、吸附柱直徑為4cm,高為30cm),上柱流速為500ml/h;(4)當(dāng)產(chǎn)品全部被吸附后,用濃度為15%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,洗至流出液澄清透明且無色為止,以便把雜質(zhì)及色素除凈;接著用1.21_30%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,并收集流出液,記作A;然后再用1.21_45%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作B;最后用1.2L75。/。的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作C;把收集液A、B、C分別用高效液相進(jìn)行分析,得如下結(jié)果辣椒堿二氫辣椒堿降二氫辣椒堿其他流出液A(。/。)5.171.4990.253.09流出液B(%)94.733.140.571.56流出液C(。/。)7.5491.490.130.84(5)分別把流出液A、B、C進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90。/。以上的降二氫辣椒堿、辣椒堿及二氫辣椒堿單體粗品;(6)分別把粗品溶解在1L1。/。NaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98。/。以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品,且收率均在85%以上,具體參見下表辣椒堿二氫辣椒堿降二氫辣椒堿1L辣椒精油(g)7.082.230.38<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注辣椒精油中辣椒素含量為9.69g/L.(7)大孔吸附樹脂用95。/。酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。實(shí)施例二(1)稱取1kg干紅辣椒粉于5L燒杯中,加入31_50%酒精,3(TC攪拌萃取8小時,靜置1小時后,得上清液;(2)上清液減壓濃縮除酒精,得辣椒素濃縮液,回收的酒精循環(huán)使用;(3)濃縮液直接上柱吸附,其中吸附柱體積為377cm、吸附柱直徑為4cm,高為30cm),上柱流速為500ml/h;(4)當(dāng)產(chǎn)品全部被吸附后,用濃度為20。/。的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,洗至流出液澄清透明且無色為止,以便把雜質(zhì)及色素除凈;接著用1.21_35%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,并收集流出液,記作A;然后再用1.21_50%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作B;最后用1.21_70%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作C;把收集液A、B、C分別用高效液相進(jìn)行分析,得如下結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(5)分別把流出液A、B、C進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90%以上的降二氫辣椒堿、辣椒堿及二氫辣椒堿單體粗品;(6)分別把粗品溶解在1L3。/。NaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品,且收率均在85%以上,具體參見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注辣椒粉中辣椒素含量為11.23g/L.(7)大孔吸附樹脂用95%酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。實(shí)施例三(1)量取100L辣椒精油于1mS不銹鋼萃取罐中,加入3001_75%酒精,3CTC攪拌萃取3小時,靜置1小時后,得上清液;(2)上清液減壓濃縮除酒精,得辣椒素濃縮液,回收的酒精循環(huán)使用;(3)濃縮液直接上柱吸附,其中吸附柱體積為500L(吸附柱直徑為50cm,高為2.55m),上柱流速為800L/h;(4)當(dāng)產(chǎn)品全部被吸附后,用濃度為15%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,洗至流出液澄清透明且無色為止,以便把雜質(zhì)及色素除凈;接著用1.5m330%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,并收集流出液,記作A;然后再用1.5^1345%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作B;最后用1.501380%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作C;把收集液A、B、C分別用高效液相進(jìn)行分析,得如下結(jié)果-<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(5)分別把流出液A、B、C進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90。/。以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體粗品;(6)分別把粗品溶解在1m32%NaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98。/。以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品,且收率均在85。/。以上,具體參見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>注辣椒精油中辣椒素含量為9.69g/L(7)大孔吸附樹脂用95%酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。實(shí)施例四(1)量稱取100Kg干紅辣椒粉于11713不銹鋼萃取罐中,加入300L90%酒精,3CTC攪拌萃取3小時,靜置1小時后,得上清液;(2)上清液減壓濃縮除酒精,得辣椒素濃縮液;(3)濃縮液直接上柱吸附,其中吸附柱體積為500L(吸附柱直徑為50cm,高為2.55m),上柱流速為800L/h;(4)當(dāng)產(chǎn)品全部被吸附后,用濃度為20。/。的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,洗至流出液澄清透明且無色為止,以便把雜質(zhì)及色素除凈;接著用1.5m335%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,并收集流出液,記作A;然后再用1.5171350%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作B;最后用1.5^1370%的酒精水溶液進(jìn)行洗脫,收集流出液,記作C;把收集液A、B、C分別用高效液相進(jìn)行分析,得如下結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(5)分別把流出液A、B、C進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體粗品;(6)分別把粗品溶解在1m32%NaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品,且收率均在85%以上,具體參見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注辣椒粉中辣椒素含量為11.23g/Kg.(7)大孔吸附樹脂用95。/。酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。權(quán)利要求1、一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于從辣椒精油或干紅辣椒粉中提取辣椒堿單體,生產(chǎn)過程由下列工藝步驟組成(1)取辣椒精油或辣椒粉若干,用濃度為30-90%的酒精攪拌提取1-10小時,靜置分離得萃取液;(2)萃取液減壓濃縮得辣椒素濃縮液及酒精,回收酒精循環(huán)使用;(3)濃縮液直接上柱吸附,大孔吸附柱高徑比為1-20,大孔吸附樹脂為非極性或弱極性的吸附樹脂,上柱流速為1-2BV/h,樹脂吸附量為5-30g辣椒堿/100克樹脂;(4)用濃度為0-20%的酒精洗去色素等雜質(zhì),用20-40%的酒精把降二氫辣椒堿洗脫下來,然后再用40-70%的酒精濃度把辣椒堿洗脫下來,最后用70-95%的酒精濃度把二氫辣椒堿洗脫下來;(5)把收集到的不同酒精濃度的洗脫液進(jìn)行減壓濃縮,可得純度為90%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體粗品;(6)把粗品溶解在1-5%NaOH溶液中,用酸調(diào)pH至中性用進(jìn)行重結(jié)晶,最后可得純度為98%以上的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體純品;(7)大孔吸附樹脂用95%酒精進(jìn)行再生,再生后重復(fù)使用。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(1)步驟中的酒精濃度為30-90%,酒精用量為1-3倍辣椒精油或辣椒粉重量,萃取溫度為20-60°C,萃取時間為1-10小時。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(2)步驟中酒精回收是通過減壓濃縮方式回收,濃縮條件為真空度為0.1Mpa,溫度為30-45度,回收的酒精進(jìn)行循環(huán)使用。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(3)步驟中的大孔吸附柱高徑比為1-20,大孔吸附樹脂為非極性或弱極性的樹脂,上柱流速為1-2BV/h,樹脂吸附量可達(dá)5-30g辣椒堿/100克樹脂。5、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的非極性或弱極性大孔吸附樹脂包括AB8、S8、NAKII、HDP100、DK142、隨6、H103、DK14C、HL3或0IB6等。6、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的柱子包括玻璃柱、有機(jī)玻璃柱或不銹鋼柱等。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(4)步驟中洗去辣椒素中色素及雜質(zhì)的酒精濃度為0-20%,酒精用量為3-5倍柱體積;洗脫降二氫辣椒堿的酒精濃度為20-40%,酒精用量為3-5倍柱體積;洗脫辣椒堿的酒精濃度為40-70%,酒精用量為3-5倍柱體積;洗脫二氫辣椒堿的酒精濃度為70-95%,酒精用量為3-5倍柱體積。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(5)步驟中濃縮液減壓濃縮條件為真空度為0.1Mpa,溫度為30-45度,所得辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿的純度為90%以上。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(6)步驟中NaOH濃度為1-5%,酸為鹽酸、硫酸或磷酸等;重結(jié)晶后,所得的辣椒堿、二氫辣椒堿及降二氫辣椒堿單體為白色片狀晶體,純度高達(dá)98%以上。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備辣椒堿單體的方法,其特征在于所述的(7)步驟中再生樹脂所用的酒精濃度為95%,再生后的樹脂可以循環(huán)使用,使用壽命為再生300-500次。全文摘要本發(fā)明涉及一種天然功能性成分的純化方法,提供一種制備辣椒堿單體的方法,它包括辣椒精油或辣椒粉的酒精萃取,大孔吸附樹脂的分離純化,單體粗品重結(jié)晶等工藝步驟。本發(fā)明從辣椒精油或辣椒粉中提取三種辣椒堿單體具有工藝簡單、生產(chǎn)過程不使用有毒害有機(jī)溶劑、生產(chǎn)成本低,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明生產(chǎn)的辣椒堿、二氫辣椒堿、降二氫辣椒堿單體的純度大于98%,三者收率均大于85%。為高純度辣椒堿單體的廣泛應(yīng)用提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。文檔編號C07C233/20GK101619028SQ200910148379公開日2010年1月6日申請日期2009年6月17日優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日發(fā)明者劉春巧,鵬張,張淑榮申請人:張鵬;張淑榮;劉春巧