一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法
【专利摘要】本发明涉及一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法。所述方法包括原料预处理、复合提取剂的制备、提取操作和分离纯化多个步骤，通过采用由合适的离子液体、助剂和十六烷基三甲基溴化铵构成的复合提取剂，并添加固体碳酸钠进一步辅助提取，此外还使用微波和膨胀溶剂互补提取式手段，从而最终实现了从北五味子中以高收率提取得到了五味子乙素，在提高了物料利用率的同时，还避免了大量有机溶剂所造成的废弃物排放和环境污染，具有广泛的工业化应用前景。
【专利说明】—种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法
【技术领域】
[0001]本发明属于从天然植物中提取药物有效成分的【技术领域】。更具体地，本发明涉及一种从北五味子中有效提取五味子乙素的复合式方法，具有良好的工业应用化前景。
【背景技术】
[0002]五味子是木兰科植物五味子的成熟果实，其包含有多种有效成分，如木脂素、三萜、倍半萜、有机酸、挥发油等成分，具有极高的营养价值与药用价值，并表现出对神经系统、消化系统和心血管系统的多种药理作用。近年来，五味子乙素作为五味子木脂素类物质中的一种重要组分而备受关注，其在木脂素中的含量较高、生物活性广泛，具有抗氧化、清除自由基、降低谷丙转氨酶，抗癌，抑菌等功效，因而成为制药、化妆品等领域的研究热点。 [0003]现有技术中已存在多种提取五味子乙素的相关报道，其主要有：溶剂提取法、微波提取法、超声提取法、超临界CO2提取法等。例如：
[0004]CN102050707A的专利申请报道了一种从五味子中提取五味子甲素和五味子乙素的方法，其主要采用溶剂提取和大孔树脂吸附分离的方法实现五味子甲素和五味子乙素的同时分离获得。
[0005]CN101070314A的专利申请公开了一种制备高纯度五味子乙素的方法，其主要采用高速逆流色谱法，以正己烷-甲醇-水-乙腈为溶剂系统，经一次分离即可实现五味子乙素的分离，且所得产品产度较高。
[0006]李树声等（“超声波法提取五味子乙素工艺的研究”，《黑龙江八一农垦大学学报》，第22卷第2期，2010年4月，第74-79页）采用超声波法提取五味子乙素，并利用二次回归方程正交旋转组合试验对提取工艺进行了优化，得出最佳提取条件为：超声40min，料液比I： 10,乙醇浓度为90%,五味子乙素提取率为2. llmg/go
[0007]孟宪军等（“超临界流体萃取五味子乙素研究”，《食品研究与开发》，第30卷第3期，2009年3月，第37-39页）采用超临界CO2萃取五味子乙素，并采用正交实验的方法探讨了压力、温度、时间、粒度对五味子乙素提取率的影响，确定最佳工艺条件为：压力30MPa，温度40°C，粒度40目，时间2h。
[0008]然而，尽管科研人员已发展了众多提取五味子乙素的工艺，但现有的提取或分离工艺均或多或少存在诸多问题，例如溶剂用量大、提取时间长、提取成本高、提取率较低等，可见这些工艺仍然亟待改善，以满足工业化生产和应用的终极目标，即实现物料的最大化利用和产品的高收率获得。因此，开发一种高效地提取五味子乙素的工艺成为工业领域的一个紧迫问题。
[0009]针对现有技术中存在的缺陷，本发明人经过大量的创造性研究和实验条件筛选，旨在开发一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式工艺，充分满足大规模工业生产的需求，实现成本低、收率高和绿色环保的目的。
【发明内容】
[0010]针对现有技术存在的诸多缺陷，本发明人经过大量的深入研究，在付出了充分的创造性劳动后，开发了一种五味子乙素的高效提取方法。
[0011]具体而言，本发明提供了一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法，所述方法包括如下步骤：
[0012]A、原料预处理；
[0013]B、复合提取剂的制备；
[0014]C、提取操作；
[0015]D、分离纯化。
[0016]更具体而言，本发明提供了一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法，所述方法包括如下步骤：
[0017]A、原料预处理
[0018]取干燥北五味子，用50-60°C温水洗涤，然后过滤、烘干，再粉碎过50-80目筛，然后向过筛所得粉末中添加碳酸钠固体并充分搅拌混合均匀后，再用振动磨机械粉碎5-10min,得到五味子粉末。
[0019]B、复合提取剂的制备
[0020]将离子液体与助剂按照比例搅拌混合，然后加入十六烷基三甲基溴化铵，于室温下继续搅拌15-25min，混合均匀，即得所需复合提取剂。
[0021]C、提取操作
[0022]称取步骤A的五味子粉末，向其中加入步骤B制得的复合提取剂，搅拌20_30min，然后将其置于微波提取釜中提取，最后过滤分离得滤渣和滤液I ;将滤渣置于膨胀溶剂体系中，加压至5-6MPa形成膨胀溶剂体系，于室温下搅拌浸提30-40min，将压力降至常压后，再次过滤得到滤液2 ;合并滤液I和滤液2，得到提取液。
[0023]D、分离纯化
[0024]将步骤C所得的提取液进行真空浓缩，加石油醚溶解，采用硅胶柱层析，用体积比为3:1(即两者体积比v/v为3:1)的石油醚-乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液，蒸发除去溶剂而得到粗品；
[0025]将粗品用高速逆流色谱进行分离，溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水，首先以16-20:1:20:1.2的体积比将上述溶剂体系配置于分液漏斗中，摇匀静止分层，放置12-18h，取上层为固定相，下层为流动相，使进样阀出于进样状态，将固定相用泵灌满色谱分离柱，开启速度控制器，使高速逆流色谱仪的色谱柱正转，转速达800r/min，取固定相溶解粗品至20mg/ml，注射进样，流动相流速为2ml/min，依据检测器紫外光谱图接收五味子乙素组分，真空浓缩得到五味子乙素纯品，并使用HPLC进行纯度分析。
[0026]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，所述步骤A中所述碳酸钠的添加量为干燥北五味子重量的1_5%，优选为3%。碳酸钠的使用可有效减少产品中有机酸、鞣质等杂质含量，同时能够加快破坏固体原料表面，使颗粒间更易于分散，起到辅助粉碎的效果。
[0027]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤B中的离子液体为I- 丁基-2，3- 二甲基咪唑氯化盐、1- 丁基-2，3- 二甲基咪唑溴化盐、1- 丁基_2，3- 二甲基咪唑对甲苯磺酸盐中的任意一种。本发明人创造性地采用三取代咪唑类离子液体应用于提取剂之中，有效避免了大量有机溶剂的使用对环境造成的危害，同时出乎意料地取得了优异收率的技术效果。
[0028]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤B中的助剂为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚中的任意一种。在本发明中，助剂的选择一则涉及目标分子与复合溶剂分子间孔穴的匹配，二则起到了降低离子液体粘度而有助于提高物料和溶剂的分散能力，本发明人经过大量实验才筛选出适合的复配助剂，在该体系中并非任意的醚或聚醚类均能够达到上述技术效果。
[0029]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤B中离子液体与助剂的重量比为1:1-5,例如可为I: I、1:2、1:3、1:4或1:5,优选为 1:3。
[0030]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤B中十六烷基三甲基溴化铵的重量为离子液体的3-5%，例如可为3%、3. 5%、4%、
4.5%或5%，优选为4%。十六烷基三甲基溴化铵能够溶解细胞膜、释放活性分子，并在该体系中有助于促进目标分子的分离或转移。
[0031]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤C中五味子粉末与复合提取剂的重量比为1:6-10，非限定性地可为1: 6、1: 7、1: 8、1:9或1:10，优选为1:8。
[0032]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤C中微波提取参数为：微波350-550W，时间5-15min ;优选微波400W，时间lOmin。
[0033]在根据本发明的提`取五味子乙素的所述复合式方法中，作为一种优选实施方式，所述步骤C中膨胀溶剂的体积组成为：30%乙醇和70%C02，膨胀溶剂与五味子粉末的用量比例为2-4ml/g (其含义是每g五味子粉末使用2-4ml的膨胀溶剂），优选为3ml/g。
[0034]在根据本发明的提取五味子乙素的所述复合式方法中，所述步骤D中HPLC的分析条件为：Water C18色谱柱（4. 6mmX 250mm，5 μ m)，柱温：25°C，流动相：甲醇/0. 5%醋酸水溶液(即质量浓度为O. 5%的醋酸水溶液）=3/1 (v/v)，流速：1. Oml/min，进样量:10μ L，检测波长：220nm。
[0035]除与标准五味子乙素的紫外光谱图进行对比外，本发明的分离产品进一步通过质谱进行鉴定，结果表明得到的目的产物为五味子乙素。
[0036]如上所述，本发明提供了一种从北五味子中提取五味子乙素的新方法，与现有技术相比，本发明产生了如下的有益效果：
[0037](I)本发明人创造性地制备出适合五味子乙素提取的复合提取剂，其包含一定比例的离子液体、助剂和十六烷基三甲基溴化铵，并且该提取剂表现出优异的提取效果；
[0038](2)率先采用微波/提取剂+膨胀溶剂浸提的二次提取模式，极大提高了物料的利用率而获得更多的优质产品；
[0039](3)粉碎前添加固体碳酸钠，加速固体表面破坏而辅助粉碎，同时在浸提过程中可有效减少有机酸、鞣质等杂质的含量。
[0040](4)通过使用高速逆流色谱而分离得到了五味子乙素。
[0041]通过工艺的组合优化和参数的选择，以及提取剂的配套使用而取得了优异的提取效果，从而为满足大规模的工业化生产打下坚实的基础，具有广泛的市场应用价值。
【具体实施方式】
[0042]下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
[0043]实施例I :步骤A中添加剂的种类和用量
[0044]A、原料预处理
[0045]取Ikg干燥的北五味子，用55°C温水洗涤，然后过滤、烘干，再粉碎过50目筛，然后向过筛所得粉末中添加不同种类和用量的添加剂后充分搅拌混合均匀后，再用振动磨机械粉碎5-10min，得到五味子粉末。其中，添加剂的种类与用量见下表1。
[0046]B、复合提取剂的制备
[0047]将离子液体I- 丁基_2，3- 二甲基咪唑氯化盐与助剂二乙二醇二甲醚按照重量比1:3进行搅拌混合，然后加入相当于离子液体重量4%的十六烷基三甲基溴化铵，于室温下继续搅拌20min，混合均匀，即得所需复合提取剂。
[0048]C、提取操作
[0049]称取100g步骤A的五味子粉末，向其中加入800g步骤B制得的复合提取剂，搅拌25min，然后将其置于微波提取釜中提取，微波400W，时间lOmin，最后过滤分离得滤渣和滤液I ;将滤渣置于300ml膨胀溶剂体系中，加压至5. 5MPa形成膨胀溶剂体系，于室温下搅拌浸提35min，将压力降至常压后，再次过滤得到滤液2 ;合并滤液I和滤液2，得到提取液。其中，所述胀溶剂体积组成为：30%乙`醇和70%C02。
[0050]D、分离纯化
[0051]将步骤C所得的提取液进行真空浓缩，加石油醚溶解，采用硅胶柱层析，用体积比为3:1的石油醚-乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液，蒸发除去溶剂而得到粗品；
[0052]将粗品用高速逆流色谱进行分离，溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水，首先以8:1:20:1. 2的体积比将上述溶剂体系配置于分液漏斗中，摇匀静止分层，放置15h，取上层为固定相，下层为流动相，使进样阀出于进样状态，将固定相用泵灌满色谱分离柱，开启速度控制器，使高速逆流色谱仪的色谱柱正转，转速达800r/min，取固定相溶解粗品至20mg/ml，注射进样，流动相流速为2ml/min，依据检测器紫外光谱图接收五味子乙素组分，真空浓缩得到五味子乙素纯品，并使用HPLC进行纯度分析。
[0053]所述纯品的HPLC分析条件为：Water C18色谱柱（4. 6_X 250mm, 5 μ m),柱温：25°C，流动相：甲醇/0. 5%醋酸水溶液（即质量浓度为O. 5%的醋酸水溶液)=3/1 (v/v)，流速：1. Oml/min，进样量:10 μ L，检测波长:220nm。
[0054]所得纯品的质谱分析数据如下：MS m/z :400. 03(M+1, 100)。
[0055]当步骤A中使用不同的添加剂和相对于干燥北五味子的不同用量时，其最终所得产物总量与纯度的结果如下表1所示：
[0056]表1.添加剂种类与用量
【权利要求】
1.一种从北五味子中提取五味子乙素的复合式方法，所述方法包括如下步骤： A、原料预处理； B、复合提取剂的制备； C、提取操作； D、分离纯化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤： A、原料预处理 取干燥北五味子，用50-60°C温水洗涤，然后过滤、烘干，再粉碎过50-80目筛，然后向过筛所得粉末中添加碳酸钠固体并充分搅拌混合均匀后，再用振动磨机械粉碎5-10min，得到五味子粉末。 B、复合提取剂的制备 将离子液体与助剂按照比例搅拌混合，然后加入十六烷基三甲基溴化铵，于室温下继续搅拌15-25min，混合均匀，即得所需复合提取剂。 C、提取操作 称取步骤A的五味子粉末，向其中加入步骤B制得的复合提取剂，搅拌20-30min，然后将其置于微波提取釜中提取，最后过滤分离得滤渣和滤液I ;将滤渣置于膨胀溶剂体系中，加压至5-6MPa形成膨胀溶剂体系，于室温下搅拌浸提30-40min，将压力降至常压后，再次过滤得到滤液2 ;合 并滤液I和滤液2，得到提取液。 D、分离纯化 将步骤C所得的提取液进行真空浓缩，加石油醚溶解，采用硅胶柱层析，用体积比为3:1(即两者体积比v/v为3:1)的石油醚-乙酸乙酯洗脱，收集洗脱液，蒸发除去溶剂而得到粗品； 将粗品用高速逆流色谱进行分离，溶剂体系为正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水，首先以16-20:1:20:1.2的体积比将上述溶剂体系配置于分液漏斗中，摇匀静止分层，放置12-18h，取上层为固定相，下层为流动相，使进样阀出于进样状态，将固定相用泵灌满色谱分离柱，开启速度控制器，使高速逆流色谱仪的色谱柱正转，转速达800r/min，取固定相溶解粗品至20mg/ml，注射进样，流动相流速为2ml/min，依据检测器紫外光谱图接收五味子乙素组分，真空浓缩得到五味子乙素纯品，并使用HPLC进行纯度分析。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤A中所述碳酸钠的添加量为干燥北五味子重量的1_5%，优选为3%。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述步骤B中的离子液体为I-丁基-2，3- 二甲基咪唑氯化盐、I- 丁基-2，3- 二甲基咪唑溴化盐、I- 丁基_2，3- 二甲基咪唑对甲苯磺酸盐中的任意一种。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤B中的助剂为二乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚中的任意一种。
6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤B中离子液体与助剂的重量比为1:1-5,优选为1:3。
7.根据权利要求2-6任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤B中十六烷基三甲基溴化铵的重量为离子液体的3-5%，优选为4%。
8.根据权利要求2-7任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤C中五味子粉末与复合提取剂的重量比为1:6-10，优选为1:8。
9.根据权利要求2-8任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤C中微波提取参数为：微波350-550W，时间5-15min ;优选微波400W，时间lOmin。
10.根据权利要求2-9任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤C中膨胀溶剂的体积组成为：30%乙醇和70%C02，膨胀溶剂与五味子粉末的用量比例为2-4ml/g，优选为3ml/g。
【文档编号】C07D317/70GK103709136SQ201410010518
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】闵令杰, 张永亮, 袁爱梅 申请人:闵令杰