專利名稱：一種氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯的分離制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于高速逆流色譜法從外來入侵植物黃頂菊揮發(fā)油中分離制備高純度單體氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的方法。
背景技術(shù)：
黃頂菊\_Flaveria bi dent is (L) Kuntze]是起源于南美洲熱帶雨林地區(qū)的菊科堆心菊族黃菊屬iPlaveria) 一年生草本植物，主要分布于美洲中部、北美洲南部及西印度群島，它是全球許多國家的重要外來入侵植物和惡性雜草之一，因此受到我國社會和科學(xué)工作者的高度重視并取得了重要研究進(jìn)展。黃頂菊于2001年以后相繼在我國華北地區(qū)的河北省和天津市發(fā)生大面積危害， 是一種重要入侵雜草，繁殖能力和適應(yīng)性極強(qiáng)，多見于農(nóng)田、荒地和垃圾場等多種生境，與本地植物爭奪水肥和生存空間，從而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。從目前的防治經(jīng)驗(yàn)來看，僅依靠傳統(tǒng)的人工鏟除和簡單的化學(xué)藥劑防治很難達(dá)到理想的控制效果，因此以資源化利用為主旨使其變廢為寶，進(jìn)一步研究發(fā)掘其潛在的農(nóng)用、醫(yī)用及商業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值， 不僅能達(dá)到了預(yù)防控制的目的，更能實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，為人類生活服務(wù)。研究表明，黃頂菊含有生物活性物質(zhì),如黃酮類、噻吩類、倍半萜類和留體類物質(zhì)等。本發(fā)明主要從黃頂菊中提取倍半萜類弱極性化合物，其中氧化石竹烯具有抗真菌和殺細(xì)菌特性，尤其是它對皮膚癬菌有特效抑制作用。目前對氧化石竹烯的研究多集中于定性分析，而關(guān)于色譜法制備性分離還鮮于報(bào)道。β -法尼烯是蚜蟲的報(bào)警信息素，極具發(fā)展?jié)摿?，具有?qū)散蚜蟲的特點(diǎn)。β -法尼烯主要采用有機(jī)合成的方法獲得，因工藝復(fù)雜故而價(jià)格昂貴。石竹烯多用于調(diào)配丁香、胡椒、肉豆蘧、柑橘、藥草等食用香精，它的制備方法是將除去丁香酚之后的丁香油經(jīng)真空分餾獲得，但并不能獲得極高純度的單體。而通過高速逆流色譜法可以從黃頂菊揮發(fā)油中一次性分離制備出以上三種高純度的單體物質(zhì)。高速逆流色譜(High-speed Countercurrent Chromatography, HSCCC)是一種不需要任何固體支撐物的液-液色譜分離技術(shù)，避免了固態(tài)載體帶來的一系列問題——樣品易被吸附、損耗和變性，它具有高效、快速、連續(xù)、高回收率和大制備量分離等優(yōu)點(diǎn)。大量粗提樣品或合成混合物可以直接進(jìn)樣至高速逆流色譜儀中實(shí)現(xiàn)分離，由于HSCCC與傳統(tǒng)的分離純化方法相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此此項(xiàng)技術(shù)己被廣泛應(yīng)用于中藥成分分離、保健食品、生物化學(xué)、生物工程、 天然產(chǎn)物化學(xué)、有機(jī)合成、環(huán)境分析等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過水蒸氣蒸餾法從外來入侵植物黃頂菊中獲得揮發(fā)油物質(zhì)，然后通過高速逆流色譜法對揮發(fā)油分離純化，獲得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯，純度分別為91%、98%和97%以上。本發(fā)明的方案是通過水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油粗品經(jīng)高速逆流色譜法分離制備高純度弱極性化合物氧化石竹烯、β_法尼烯和石竹烯。選擇兩相非水性溶劑體系，有三個(gè)組分構(gòu)成，A組分是正構(gòu)烷烴，B組分是乙腈或脂肪醇，C組分是乙醇或二氯甲烷。 上相作為固定相，下相作為流動相，調(diào)節(jié)A:B:C三組分的體積比為5:3-4:1-4，經(jīng)過一次逆流實(shí)現(xiàn)氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯的快速分離。首先在分液漏斗中按適當(dāng)?shù)谋壤渲粕鲜瞿媪魅軇w系，搖勻后靜置分層。采用分析型或半制備型高速逆流色譜儀，配有NS-1007泵，六通閥及體積為2mL、5mL和8mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為40mL、230 mL和500mL，EMC-UVC紫外檢測器,Yokogawa 3057便攜式記錄儀。將揮發(fā)油溶于適量流動相中待用，進(jìn)樣前先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為800-1500rpm，以O(shè). 5-3. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在主機(jī)中建立動態(tài)平衡后不再會有固定相被推出，然后通過六通閥進(jìn)樣，根據(jù)記錄儀中的紫外譜圖收集目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC分析檢測。通過本方法獲得的氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)91%、98%和 97%以上。適用于采用各種型號的高速逆流色譜儀從黃頂菊揮發(fā)油中分離制備氧化石竹烯、 β -法尼烯和石竹烯單體，粗提樣品可直接進(jìn)樣。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
選擇正己烷-乙腈-乙醇(5:4:3，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀GSlOA進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中， 以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取112. 6mg揮發(fā)油粗品溶于3mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及5mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為230 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為800rpm，以I. 5mL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過 HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 6%, 99. 2%和98. 3%。實(shí)施例2
選擇正戊烷-乙腈-乙醇(5:3:4，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀GSlOA進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中， 以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取161.2mg揮發(fā)油粗品溶于3mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及5mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為230 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為850rpm，以2. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過 HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)91. 8%,98. 9%和98. 1%。實(shí)施例3
選擇正庚烷-正丁醇-乙醇(5:4:2，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀EMC-500A進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取200. 6mg揮發(fā)油粗品溶于5mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及SmL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為500 mL，EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。 首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，以3. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)91. 3%,98. 6%和97. 4%。實(shí)施例4
選擇正己烷-乙腈-二氯甲烷(5:4:1，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀EMC-500A進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取197. 5mg揮發(fā)油粗品溶于5mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及SmL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為500 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，以2. OmL/ min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC 檢測。通過HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 1%、99. 3%和 98. 7%。實(shí)施例5
選擇正己烷-正丁醇-乙醇(5:4:1，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀GSlOA進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取118. 8mg揮發(fā)油粗品溶于3mL流動相中待用。 采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及5mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為230 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為850rpm，以I. 5mL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 5%,99. 3%和98. 5%。實(shí)施例6
選擇正己烷-乙腈-乙醇(5:4:3，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用分析型高速逆流色譜儀GS20進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取22. Img揮發(fā)油粗品溶于ImL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及2mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為40 mL,EMC-UVC紫外檢測器,Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為1500rpm，以O(shè). 5mL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過HPLC 檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 7%, 99. 4%和98. 6%。實(shí)施例7
選擇正己烷-乙腈-乙醇(5:4:4，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀EMC-500A進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取207. 9mg揮發(fā)油粗品溶于5mL流動相中待用。 采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及SmL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為500 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，以2. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 6%, 99. 6%和99. 1%。實(shí)施例8
選擇正己烷-乙腈-乙醇(5:3:1，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀GSlOA進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中， 以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取108. 2mg揮發(fā)油粗品溶于3mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及5mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為230 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為800rpm，以2. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。通過 HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)91. 7%,98. 6%和97. 8%。實(shí)施例9
選擇正己烷-乙腈-二氯甲烷(5:3. 5:1. 5，ν/ν)溶劑體系，以水蒸氣蒸餾法獲得的黃頂菊揮發(fā)油樣品用半制備型高速逆流色譜儀GSlOA進(jìn)行分離純化實(shí)驗(yàn)。按上述各組分比例在分液漏斗中配置該溶劑體系，搖勻后靜置分層，待靜止平衡后將上、下相分別盛于不同的容器中，以上相作為固定相、下相作為流動相，稱取131. 4mg揮發(fā)油粗品溶于3mL流動相中待用。采用半制備型高速逆流色譜儀，包括有NS-1007泵，六通閥及5mL聚四氟乙烯材料制作而成的進(jìn)樣環(huán)，主機(jī)柱容積為230 mL, EMC-UVC紫外檢測器，Yokogawa 3057便攜式記錄儀。首先用固定相充滿整個(gè)逆流色譜儀管路，調(diào)節(jié)逆流主機(jī)轉(zhuǎn)速為800rpm,以I. OmL/min的流速將流動相泵入管路，當(dāng)固定相和流動相在逆流主機(jī)中實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡后，將配置好的樣品通過六通閥進(jìn)樣。然后根據(jù)記錄儀中畫出的色譜圖分別接受目標(biāo)餾分并進(jìn)行HPLC檢測。 通過HPLC檢測得氧化石竹烯、β -法尼烯和石竹烯的純度分別高達(dá)92. 8%, 99. 6%和99. 0%。
權(quán)利要求
1.一種高速逆流色譜法從黃頂菊中分離制備氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯單體的方法，其特征是以外來入侵植物黃頂菊為原料，通過水蒸氣蒸餾法進(jìn)行樣品前處理，采用正構(gòu)烷烴、乙腈或脂肪醇和乙醇或二氯甲烷溶劑體系的高速逆流色譜法制備分離、減壓蒸干后獲得高純度氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯單體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述樣品的前處理方法，其特征是用水蒸氣蒸餾法從黃頂菊中提取揮發(fā)油樣品。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述從黃頂菊揮發(fā)油樣品中分離制備氧化石竹烯、β_法尼烯和石竹烯單體的方法，其特征是應(yīng)用的分離方法為高速逆流色譜法。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述從黃頂菊揮發(fā)油樣品中分離制備氧化石竹烯、β_法尼烯和石竹烯單體的方法，其特征是所使用的設(shè)備是高速逆流色譜儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I和4所述的分離設(shè)備高速逆流色譜儀，其特征是可根據(jù)分離目標(biāo)量選擇分析型或半制備型高速逆流色譜儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆流色譜法所用兩相溶劑體系，其特征是溶劑體系由正構(gòu)烷烴、乙腈或脂肪醇和乙醇或二氯甲烷構(gòu)成，體積比依次為5:3-4:1-4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于高速逆流色譜法從黃頂菊中分離制備高純度單體氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯的方法，屬天然產(chǎn)物單體的分離方法。本發(fā)明以外來入侵植物黃頂菊為原料，通過水蒸氣蒸餾法獲得揮發(fā)油樣品，采用高速逆流色譜法進(jìn)行分離純化。溶劑體系由正構(gòu)烷烴、乙腈或脂肪醇和乙醇或二氯甲烷構(gòu)成，其體積比為53-41-4，適用于各種型號的高速逆流色譜儀，單次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑苯舆M(jìn)大量揮發(fā)油粗品，并可分離獲得單體氧化石竹烯、β-法尼烯和石竹烯，純度分別高達(dá)91%、98%和97%以上。本方法可控性強(qiáng)、操作簡捷、分離效果好和制備量大，具有規(guī)?；苽淝熬?。
文檔編號C07C7/12GK102603458SQ20121003502
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者杜繼林, 魏蕓 申請人:北京化工大學(xué)