一种大麻二酚的制备方法与流程

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种大麻二酚的制备方法。

背景技术：

工业大麻是指四氢大麻酚含量低于0.3％的大麻属原植物及其提取产品，其在生物制药、食品添加剂、生活用品、纺织纤维、复合材料等多个领域均有广泛应用。大麻植株中主要的大麻酚类化合物有四氢大麻酚(thc)、大麻酚(cbn)、大麻二酚(cbd)、大麻萜酚(cbg)、大麻环萜酚(cbc)等，其中前三者占大麻酚类化合物的90％。

大麻中的四氢大麻酚(thc)是大麻中主要的精神活性化学成分，可以令人产生兴奋感和上瘾，是大麻被认定为毒品的主要原因。而大麻二酚(cbd)是大麻中的非成瘾性成分，且具有很高的药用价值，因此引起了广泛的关注。研究表明，大麻二酚在抗癫痫、抗精神病、抗抑郁、止痛等方面均具有很好的医用功效。产业研究发现，工业大麻产业的发展高度依赖于大麻二酚(cbd)相关价值的持续体现，故cbd提纯技术升级对于产业发展起着重要作用。

然而，现有工艺中，例如大孔树脂提取法、硅胶柱层析吸附法等，或者是存在提取纯度低的问题；或者是操作工艺繁琐、工艺条件不好控制；或者是大麻二酚的收率低，产品品质不好。此外，在现有工艺中一般溶剂处理大量使用有机溶剂，也不利于环保和大规模的工业化生产。

为此，亟需一种新的大麻二酚的制备方法，以解决现有技术中存在的上述种种问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种大麻二酚的制备方法，该方法通过采用生物酶解法与闪式提取结合的方法替代传统制备方法，有效提高了大麻二酚(cbd)的提取率，同时通过利用氧化铝柱层析和有机纳滤膜(organicsolventnanofiltration,osn)结合的分离方式，进一步获得了高纯cbd产品，cbd纯度均可达99％以上。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种大麻二酚的制备方法，包括：提供含有大麻二酚的植物源作为原料并进行粉碎，将粉碎后的原料、水和生物酶混合进行酶解反应，经过滤后，得酶解液和酶解渣；将酶解渣与提取溶剂混合并在常温下进行闪式提取，酶解渣与提取溶剂的质量比为1：18～1：20，闪式提取后得到的提取料液固液分离，收集液相，得大麻二酚提取液；大麻二酚提取液经氧化铝柱层析分离得洗脱液；洗脱液经有机纳滤膜处理得过膜液；及过膜液经结晶处理后得大麻二酚。

根据本发明的一个实施方式，生物酶选自果胶酶、纤维素酶、木瓜酶、蛋白酶、淀粉酶中一种或多种。

根据本发明的一个实施方式，粉碎后的原料和水的质量比为1：1～1：4，粉碎后的原料与生物酶的质量比为1000:1～1000:5。

根据本发明的一个实施方式，粉碎后的原料目数为40目～100目。

根据本发明的一个实施方式，还包括将粉碎后的原料进行高压均质后，再加入生物酶进行酶解反应；其中，高压均质的次数为1～3次，每次均质时间为10min～30min。

根据本发明的一个实施方式，酶解反应的温度为45℃～60℃，酶解反应的时间为1h～3h。

根据本发明的一个实施方式，闪式提取的提取转速为10000～15000r/min，提取次数为1～3次，每次提取时间为60s～120s。

根据本发明的一个实施方式，提取溶剂选自乙醇、甲醇和丙酮中的一种或多种，提取溶剂的体积百分浓度为75％～80％。

根据本发明的一个实施方式，氧化铝柱层析分离包括：大麻二酚提取液泵入氧化铝层析柱后，采用体积百分浓度为20％～35％的碱性溶剂进行一次洗脱，一次洗脱的流速为1～2bv/h，一次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv；采用体积百分浓度为40％～55％的有机溶剂进行二次洗脱，二次洗脱的流速为1～2bv/h，二次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv；采用体积百分浓度为80％～90％的有机溶剂进行三次洗脱，三次洗脱的流速为1～2bv/h，三次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv；其中，碱性溶剂选自ph为9～10的乙醇、甲醇或丙酮，有机溶剂选自乙醇、甲醇或丙酮，大麻二酚提取液与氧化铝的质量比为36：1～40：1。

根据本发明的一个实施方式，有机纳滤膜处理包括：洗脱液经第一有机纳滤膜进行处理后，再经第二有机纳滤膜进行处理得过膜液；其中第一有机纳滤膜的截留分子量为600da～900da，第二有机纳滤膜的截留分子量为200da～350da。

根据本发明的一个实施方式，洗脱液进入第一有机纳滤膜的进膜压力为290psi～470psi，洗脱液进入第二有机纳滤膜的进膜压力为490psi～870psi。

根据本发明的一个实施方式，结晶处理包括：将过膜液浓缩至15°bé～30°bé得浸膏，浸膏加入混合溶剂后于-4℃～-20℃进行结晶处理，得大麻二酚；其中混合溶剂为体积比为(1～2)：(1～3)：(1～2)的石油醚、乙酸乙酯和正己烷，混合溶剂与浸膏的质量比为(3～5)：1。

本发明还提供一种采用上述制备方法获得的大麻二酚。

由上述技术方案可知，本发明提出的大麻二酚的制备方法的优点和积极效果在于：

本发明提出的大麻二酚的制备方法，通过利用生物酶解反应与闪式提取结合的方法有效提高了大麻二酚提取液中大麻二酚的含量，同时通过利用氧化铝柱层析和有机纳滤膜(osn)结合的分离方式，进一步获得了高纯cbd产品，cbd纯度均可达99％以上。该方法相对于现有的柱层析分离法，工艺更简单、成本更低且分离效果更好，产品品质稳定，适用于大规模工业化生产。

附图说明

以下附图用于提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1示出了本发明一个实施方式的制备大麻二酚的工艺流程图。

具体实施方式

以下内容提供了不同的实施例或范例，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本发明。在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。

图1示出了本发明一个实施方式的制备大麻二酚的工艺流程图。如图1所示，本发明制备大麻二酚的方法主要包括酶解反应、闪式提取、氧化铝柱层析、有机纳滤膜处理及结晶处理。具体地：

(1)酶解反应

首先，提供含有大麻二酚的植物源作为原料并进行粉碎。其中所述植物源可以是含有大麻二酚的大麻科(cannabinaceae)大麻属(cananabis)类植物。

将粉碎后的原料、水和生物酶混合均匀后进行酶解反应。在一些实施例中，粉碎后的原料目数为40目～100目，以使原料与水和生物酶更好的混合。在一些实施例中，粉碎后的原料和水的质量比为1：1～1：4，优选为1：1.5～1：2，原料和水的比例过低会混合不均匀，过高会浪费，成本高，过滤时间长。粉碎后的原料与生物酶的质量比为1000:1～1000:5，优选为1000：2～1000：4。原料和生物酶的比例过低酶解效果不好，不充分，过高浪费，增加成本。

在一些实施例中，在将粉碎后的原料进行酶解反应之前，还包括将粉碎后的原料进行高压均质，以使原料与水混合的更均匀。其中高压均质采用高压均质机进行，其可以使悬浊液状态的物料在超高压(最高可达60000psi)作用下，高速流过具有特殊内部结构的容腔(高压均质腔)，使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到均质的效果。在一些实施例中，高压均质的次数为1～3次，每次均质时间为10min～30min。

在一些实施例中，生物酶可以是果胶酶、纤维素酶、木瓜酶、蛋白酶、淀粉酶中一种或多种。酶解反应的温度为45℃～60℃，优选为48℃～50℃，酶解反应的时间为1h～3h，优选为1.5h～2h。通过生物酶使原料中的蛋白质、纤维素等大分子物质首先酶解分离，以使后续闪式提取的提取效率和纯度更高。酶解反应后对溶液进行过滤，得酶解液和酶解渣，其中酶解渣中含有大量的cbd组分，可以进一步进行闪式提取。

(2)闪式提取

经酶解反应后过滤得到的酶解渣进一步加入到闪式提取器中进行闪式提取。闪式提取器是用于植物软、硬组织破碎的提取器，其主要依靠高速机械剪切力和超动分子渗率技术，在室温和溶剂存在下在数秒钟内把植物的根、茎、叶、花、果实等物料破碎至细微颗粒，并使有效成分迅速达到组织内外平衡，通过过滤达到提取目的。

在一些实施例中，酶解渣与提取溶剂混合在常温下进行闪式提取，酶解渣与提取溶剂的质量比为1：18～1：20，优选为1：18.5～1：19；提取溶剂包括但不限于乙醇、甲醇和丙酮中的一种或多种，提取溶剂的体积百分浓度为75％～80％。闪式提取的提取转速为10000～15000r/min，提取次数为1～3次，每次提取时间为60s～120s。例如，闪式提取可以进行提取3次，每次提取时间为60s，提取完1次后可中间休息2分钟后再进行提取。3次提取后分离出的滤液得到的总滤液即大麻二酚提取液。

通过在上述条件下进行闪式提取，可以最大限度的保留有效成分不会受热破坏、溶剂用量小、提取时间短且效率高。本发明通过上述酶解与闪式提取结合的方法得到的大麻二酚提取液中大麻二酚的含量较高，一般可达45％～55％。

(3)氧化铝柱层析分离

经闪式提取过滤后得到的大麻二酚提取液进一步进行氧化铝柱层析分离。氧化铝柱层析是指采用氧化铝作为固定相吸附剂进行的柱层析分离，一般在高ph值下，氧化铝比未键合官能团的硅胶更稳定，更细的颗粒能够保证较高的萃取效率。

在一些实施例中，本发明的氧化铝柱层析分离包括：

首先，将前述所得的大麻二酚提取液直接泵入氧化铝层析柱，大麻二酚提取液与氧化铝的质量比为36：1～40：1，优选为38：1～39：1。待溶液进完柱后，保持1小时左右，以保证有效物质的充分吸附在树脂中。然后采用低浓度的碱性溶剂进行一次洗脱。其中，一次洗脱的流速为1～2bv/h，一次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv。

在一些实施例中，碱性溶剂一般是采用氢氧化钠、碳酸钠、盐酸氢钠、氧化钙等配置的ph为9～10左右的乙醇、甲醇或丙酮。碱性溶剂的体积百分浓度一般为20％～35％左右。通过采用低浓度的碱性溶剂首先进行一次洗脱，可以去除大部分的四氢大麻(thc)毒性成分和一部分杂质。

然后，采用中浓度的有机溶剂进行二次洗脱。其中，二次洗脱的流速为1～2bv/h，二次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv。在一些实施例中，中浓度的有机溶剂选自体积百分浓度为40％～55％的乙醇、甲醇或丙酮。

之后，采用高浓度的有机溶剂进行三次洗脱。其中，三次洗脱的流速为1～2bv/h，二次洗脱的洗脱量为2bv～2.5bv。在一些实施例中，高浓度的有机溶剂选自体积百分浓度为80％～90％的乙醇、甲醇或丙酮。

通过采用上述的分级梯度洗脱的方式，可以有效的进一步去除残留的thc，提高cbd有效组分的含量。经上述氧化铝柱层析分离后得到的洗脱液中，thc含量均小于0.3％。

(4)有机纳滤膜处理

将步骤(3)得到的洗脱液进一步进行有机纳滤膜处理，得过膜液。其中，本发明的有机纳滤膜(osn)处理是指在压力驱动下，从有机溶剂体系中将分子量在一定范围内的纳米颗粒或大分子化合物分离出来的膜分离方法。

在一些实施例中，有机纳滤膜处理包括：洗脱液经第一有机纳滤膜进行处理，其中第一有机纳滤膜的截留分子量为600da～900da，进膜压力可以为290psi～470psi，优选为350psi～450psi。然后，再经第二有机纳滤膜进行处理得过膜液，第二有机纳滤膜的截留分子量为200da～350da，进膜压力可以为490psi～870psi，优选为550psi～770psi。

通过上述分级进行有机纳滤膜处理，可以使洗脱液中不同分子量的杂质组分进一步更好的分离，达到纯化cbd的目的，同时方法简单还兼顾脱色效果，生产效率得到大幅提高。通过有机纳滤膜处理分离后得到的过膜液一部分可以经干燥后直接获得大麻全谱油产品，另一部分可以通过下述步骤(5)进行结晶处理进一步获得高纯大麻二酚。

(5)结晶处理

经前述的有机纳滤膜分离后得到的过膜液进一步进行结晶处理。具体地，结晶处理包括：

将过膜液浓缩至15°bé～30°bé得浸膏，浸膏加入混合溶剂后于-4℃～-20℃进行结晶处理，得大麻二酚；其中混合溶剂体积比为(1～2)：(1～3)：(1～2)的石油醚、乙酸乙酯和正己烷，混合溶剂与浸膏的质量比为(3～5)：1。

发明人发现，利用上述配置好的混合溶剂在低温条件下对过膜液进行结晶处理，可以一次性结晶得到满足要求的cbd产品。所得cbd产品颜色雪白，溶剂残留少，无农药残留，产品品质稳定，且cbd纯度达99％以上。

下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。如无特殊说明，本发明所采用试剂均为分析纯。

实施例1

(1)酶解反应

取含有大麻二酚的大麻植物1000g用粉碎机打粉成40目，再用高压均质机加4倍量水打碎3次，每次10分钟。将经高压均质后的混合溶液倒入反应釜中，并加入生物酶。其中生物酶的加入量为1g，生物酶包含木瓜酶，淀粉酶和纤维素酶，质量比为1:1:1。在45℃下进行酶解反应1.5小时后，将溶液过100目滤布，弃去酶解液，得到酶解渣。

(2)闪式提取

将步骤(1)所得的酶解渣加入到闪式提取器中，用体积百分浓度为75％乙醇作为提取溶剂，其中酶解渣与提取溶剂的质量比为1:18。闪式提取的提取转速为10000r/min，常温下提取3分钟。其中共提取3次，每次提取1分钟，每次提取完中间休息2分钟后再提取下一次。合并3次提取后所得的滤液，得到总滤液，也即大麻二酚提取液1500g，其中cbd含量为49.5％。

(3)氧化铝柱层析分离

将步骤(2)所得的大麻二酚提取液直接泵入500g氧化铝层析柱，待溶液进完柱后，保持1小时，先用1000ml的ph为9的体积百分浓度为25％的乙醇溶剂进行一次洗脱，然后用1000ml的体积百分浓度为45％的乙醇溶剂进行二次洗脱，再用1000ml的体积百分浓度为85％的乙醇溶剂进行三次洗脱，之后收集高浓度洗脱液810g，其中洗脱液中的thc含量为0.02％。

(4)有机纳滤膜处理

将步骤(3)所得洗脱液进行有机纳滤膜处理，其中先过截留分子量为600的有机膜，进膜压力为350psi，全部过完有机膜后，再将所得溶液进一步过截留分子量为300的有机膜，进膜压力为600psi，得脱色过膜液。

(5)结晶处理

将步骤(4)所得的过膜液浓缩至30°bé，然后加入混合溶剂300g混合，其中混合溶剂体积比为1：1：1的石油醚、乙酸乙酯和正己烷。混合后的溶液在-10℃下结晶12小时，所得溶液进行抽滤、水洗并干燥所得晶体。经hplc检测得大麻二酚含量为99.1％。

实施例2

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(1)中酶解反应的温度为50℃，反应时间为1.9h，所得的大麻二酚提取液中cbd含量为99.3％。

实施例3

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(2)中闪式提取1min并仅提取1次。其中，步骤(2)所得的大麻二酚提取液中cbd含量为46.2％。

实施例4

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(2)中提取溶剂为体积百分浓度为77％的乙醇，酶解渣与乙醇的质量比为1:18.5。其中，步骤(2)所得的大麻二酚提取液中cbd含量为52.5％。

实施例5

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(4)中经过第一有机纳滤膜的压力为550psi改为360psi，经过第二有机纳滤膜的压力为400psi。改为700psi所得的过膜液经过结晶处理后，cbd产品纯度为93.8％。

对比例1

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(1)中不采用高压均质机进行均质，直接加入生物酶。其中步骤(2)所得的大麻二酚提取液中cbd含量为34.5％。

对比例2

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(1)中酶解反应的温度为41℃，反应时间为5h，其中步骤(2)所得的大麻二酚提取液中cbd含量为33.3％。

对比例3

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(2)中提取溶剂为体积百分浓度为65％的乙醇，酶解渣与乙醇的质量比为1:14。其中步骤(2)所得的大麻二酚提取液中cbd含量为31.7％。

对比例4

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(3)中氧化铝层析柱采用1000ml的ph为9的体积百分浓度为50％的乙醇溶剂仅进行一次性等度洗脱，洗脱后所得洗脱液中的thc含量为2.85％。

对比例5

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(4)中经过第一有机纳滤膜的压力为480psi，经过第二有机纳滤膜的压力为400psi。所得的过膜液经过结晶处理后，cbd产品纯度为84.5％。

对比例6

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，不采用步骤(3)的氧化铝层析柱分离，将闪式提取后所得的大麻二酚提取液直接进行步骤(4)的有机纳滤膜分离，结晶处理后，所得cbd产品纯度为78.2％。

对比例7

采用与实施例1相同的方法制备大麻二酚，不同的是，步骤(5)中结晶处理不使用混合溶剂，采用丙酮溶剂385g进行低温结晶处理，所得cbd产品纯度为84.5％。

本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。