专利名称：超临界酸水解提取大黄粉游离蒽醌的方法
技术领域：
本发明涉及物质的提取方法，具体地说，是采用超临界二氧化碳流体，提取大黄粉中的大黄蒽醌类物质的一种方法。
背景技术：
大黄是我国中药药方中最广泛使用的中草药之一，其提取物的主要组成为大黄素、大黄酚、芦荟大黄素、大黄素甲醚和大黄酸等蒽醌类化合物。这些成分抗菌谱广，抗菌作用强，对多种细菌和致病性真菌有较强的抗菌作用。其中以大黄酸、大黄素、芦荟大黄素作用最强。
大黄蒽醌类提取物的分子量范围为256-300，由于分子中含有羟基和羧基，极性较强，因此在用超临界二氧化碳流体提取的过程中，必须使用夹带剂以改善萃取剂极性；另外生大黄药材中，约50％以上的大黄以糖苷的形式存在。而糖苷分子量较大，且极性强，故即使在夹带剂存在下，该成分仍不能被提取出来，因此，在萃取前必须将糖苷酸水解。
常规大黄有效成分的提取方法，是采用溶剂萃取法[参见《中药通报》，1987，12(5)286-288]。中国专利01134161.0将大黄饮片按1∶4-8的浓乙醇混合，回流提取三次，制成浸膏，将浸膏再用8-16倍的稀乙醇冲洗，最后产品为50％以上的大黄蒽醌。中国专利00125405.7将生大黄碾成粗粉，加6-12倍的40-95％乙醇浸泡4-20小时，加热回流提取三次，回流时间为0.5-2小时，滤去药渣，合并提取液，按100g生药加0.5-50ml稀酸，加入酸后，在35-80℃下减压浓缩，最后得大黄蒽醌浸膏，其中游离蒽醌含量＞50％。中国专利99114211.x采用酸水解后用碱中和，然后进阴离子大孔树脂，洗脱液蒸去醇后用酸醇，即得大黄总游离蒽醌。总的说来这些方法有机溶剂消耗量大，操作极其繁琐，生产成本相对较高。
发明内容
本发明的目的在于克服大黄蒽醌现有制备技术中存在的不足之处，提供超临界酸水解提取大黄粉游离蒽醌的方法。该方法按如下顺序的步骤进行(1)大黄粉原料粒度为40-200目；(2)酸水解中的酸为盐酸、硫酸或醋酸，酸浓度为2-6mol/l，将粒度为40-200目的大黄粉与浓酸按1∶1(w/V)混合，在60℃下水解1-2小时；(3)酸中和所使用的碱或盐为NaOH、Na2CO3或CaCO3；(4)超临界二氧化碳萃取操作压力为25-45MPa，操作温度为35-60℃，静萃取时间0.5-1小时，动萃取时间1-2小时，喷雾干燥，得产品；超临界萃取所采用的夹带剂为甲醇、乙醇、丙酮、水及其混合物。
本发明是采用超临界二氧化碳流体提取的手段，从酸水解后的大黄粉末中提取游离蒽醌。其实验所采用的超临界流体萃取工艺流程图见图1，设备装置图见图2。最高萃取操作压力45MPa，萃取釜体积2L。当萃取釜和分离釜温度上升到设定温度后，将粉碎好的大黄粉末和夹带剂装入萃取釜中，开启高压泵，对萃取釜加压至设定压力(此时关闭分离釜前阀门)，使二氧化碳与原料充分接触。一定时间后，开启分离釜前阀门，使二氧化碳在管路中循环，如需再加入夹带剂，可打开另一高压泵，使夹带剂自夹带剂罐流入萃取釜，萃取所得产品进入分离釜，卸压后收集。
本发明详细提取游离蒽醌的方法如下1、将粒度为40-200目的大黄粉与浓酸按1∶1(w/V)混合，在60℃下水解1-2小时；2、水解完成后，加入稍过量的碳酸钙粉末以中和剩下的酸，混匀直至无气泡产生；3、将水解后大黄粉置入超临界反应釜，加入1∶1(w/v)有机溶剂，静萃取0.5-1小时，萃取压力为25-45MPa，萃取温度为35-60℃；4、以恒定速率在0.5小时内加入1∶2(w/v)有机溶剂，动萃取1-2小时，保持与静萃取相同的萃取压力和温度，分离釜压力为4-6MPa，二氧化碳平均流量为0.5-1l/min；5、产品喷雾干燥得大黄游离蒽醌粉末，其得率大于2.6％，纯度为98.5％以上。
上述工艺步骤1和2中所述的酸为盐酸、硫酸或醋酸，其中以4-8mol/l的酸为最佳；上述工艺步骤3和4中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、水及其混合物，其中以99％的乙醇为最佳。
本发明与现有其它技术相比具有如下优点工艺简单，操作省时，溶剂耗费量少，生产成本相对较低，产品得率和纯度高。
工业生产大黄蒽醌成本费用的重要来源是溶剂耗费。而在超临界二氧化碳流体萃取中只有3∶1(v/w)，在索氏萃取中溶剂用量更高为60∶1(v/w)。由于大黄蒽醌类物质在乙醇中的溶解度并不高(约2g/l)，估计工业生产中乙醇与原料用量比至少要达到12∶1(v/w)以上，厂才能达到额定收率。
一个较为粗略的年加工50吨大黄原料生产大黄提取物的经济评估如表1所示。可以看出，超临界萃取工艺由于要购买50-100L的超临界萃取设备，而使固定资产投入比常规溶剂萃取法高出95万元。但由于后者乙醇消耗量远大于前者，年生产成本需要提高75万元。超临界萃取中采用的另一溶剂是二氧化碳，由于工业用二氧化碳价廉，且由于萃取过程中的循环利用，其耗费量有限。表明超临界流体萃取高昂的固定资产投入，在两年运行，即可由于溶剂耗费的节省而得到补偿。另一方面，超临界萃取工艺还具有的明显高效、快速、产品质量高及操作安全等优点。由此可见，采用超临界流体萃取大黄蒽醌工艺的工业化是完全可行的。
表1常规溶剂萃取与超临界流体萃取大黄蒽醌经济评估
注以年加工50吨大黄粉末为核算基准
图1本发明的工艺流程2本发明的萃取装置图具体实施方式
结合附图，列举3个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些
实施例1取80目大黄生药粉100克，加150ml 5mol/l的浓盐酸在60°下水解1.5小时，反应完全后在其中加入25克碳酸钙混匀以中和过量的盐酸至无气泡产生。将大黄粉置入超临界萃取釜中，同时加入100ml 99％的乙醇，静萃取0.5小时，萃取压力为45MPa，萃取温度为60℃。之后，以6ml/min的速率从夹带剂泵中加入99％的浓乙醇200ml，动萃取1小时，保持与静萃取相同的萃取压力和温度，分离釜压力为4MPa，二氧化碳平均流量为0.5l/min。收集分离釜产品，经减压喷雾干燥得大黄游离蒽醌粉末2.65克。经HPLC检测其纯度为98.8％，其中大黄素、大黄酚、芦荟大黄素、大黄素甲醚和大黄酸的相对含量分别为24.2％、38.1％、8.5％、19.1％、10.1％。液相色谱分析条件如下采用Agilent高效液相色谱，分析柱为Agilent XDB-C18(2.1×150mm)，柱温25℃，紫外检测波长为254nm.。流动相为甲醇-水-乙酸混合液，采用梯度洗脱法，由初始组分40∶60∶0.2(甲醇∶水∶乙酸)线性变化为70∶30∶0.2(甲醇∶水∶乙酸)，洗脱时间35min，流动相流速0.4ml/min。
酸用硫酸或醋酸，代替盐酸，其效果相同。
夹带剂用甲醇、丙酮、水及其混合物，代替乙醇，其效果相同。
实施例2取80目大黄生药粉300克，加300ml 5mol/l的浓盐酸在60°下水解1.5小时，反应完全后在其中加入75克碳酸钙混匀以中和过量的盐酸至无气泡产生。将大黄粉置入21的超临界釜中，同时加入300ml 99％的乙醇，静萃取0.5小时，萃取压力为45MPa，萃取温度为60℃。之后，以19ml/min的速率从夹带剂泵中加入99％的浓乙醇600ml，动萃取1.1小时，保持与静萃取相同的萃取压力和温度，分离釜压力为4MPa，二氧化碳平均流量为0.5l/min。收集分离釜产品，经减压喷雾干燥得大黄游离蒽醌粉末8.05克。经HPLC检测其纯度大于98.6％，其组分含量与实施例1中基本相同。
实施例3取80目大黄生药粉800克，加800ml 5mol/l的浓盐酸在60°下水解1.5小时，反应完全后在其中加入200克碳酸钙混匀以中和过量的盐酸至无气泡产生。将大黄粉置入21的超临界釜中，同时加入800ml 99％的乙醇，静萃取0.5小时，萃取压力为45MPa，萃取温度为60℃。之后，以50ml/min的速率从夹带剂泵中加入99％的浓乙醇1600ml，动萃取1.1小时，保持与静萃取相同的萃取压力和温度，分离釜压力为4MPa，二氧化碳平均流量为0.5l/min。收集分离釜产品，经减压喷雾干燥得大黄游离蒽醌粉末22.05克。经HPLC检测其纯度大于98.5％，其组分含量与实施例1中基本相同。
权利要求
1.超临界酸水解提取大黄粉游离蒽醌的方法，其特征在于该方法按如下顺序的步骤进行(1)大黄粉原料粒度为40-200目；(2)酸水解中的酸为盐酸、硫酸或醋酸，酸浓度为2-6mol/l，将粒度为40-200目的大黄粉与酸液按1∶1w/V混合，在60℃下水解1-2小时；(3)酸中和所使用的碱或盐为NaOH、Na2CO3或CaCO3；(4)超临界二氧化碳萃取操作压力为25-45MPa，操作温度为35-60℃，静萃取时间0.5-1小时，动萃取时间1-2小时，喷雾干燥，得产品；超临界萃取所采用的夹带剂为甲醇、乙醇、丙酮、水及其混合物。
全文摘要
本发明涉及超临界酸水解从中药大黄粉中提取大黄蒽醌的方法，它包括将大黄粉酸水解后，用适量的碱中和，然后，用超临界二氧化碳萃取大黄粉，最适萃取温度为35－60℃，最适萃取压力为25－45MPa，采用夹带剂为乙醇－水体系，萃取时间为0.5－1.5小时，采用静态、动态萃取相结合的工艺。萃取产物经减压喷雾干燥后，获得含有＞98.5％大黄素、大黄酚、大黄酸、芦荟大黄素、大黄素甲醚等五种大黄蒽醌的混合物，游离大黄蒽醌得率＞2.6％。本提取方法具有提取效率高、运行成本低和绿色环保等优点。
文档编号C07C50/00GK1803751SQ200610001899
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者未作君, 林立, 黄文 , 倪晋仁 申请人:北京盖雅环境科技有限公司