精品茄尼醇的提取研究

管烽偉 顧美娟

摘? ?要：以質量分數為58%左右的茄尼醇半成品為原料提取精品茄尼醇，探討了活性炭的用量、脫色溫度、硅膠目數、流動相比例對實驗結果的影響。實驗結果表明：當活性炭加入量為3 g，脫色溫度為70 ℃，200～300 目的硅膠為固定相，V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液為流動相，所得洗脫液進行重結晶后，可將茄尼醇含量提純至91.5%以上。

關鍵詞：茄尼醇;提取;層析

茄尼醇[1]是一種不飽和的聚異戊二烯醇，屬四倍半萜醇，具有特殊的全反式鏈式結構，分子式為C45H74O，分子質量為630，熔點41.5～42.5 ℃，易溶于乙醚、丙酮，烴類等有機溶劑，不溶于水，無光學活性，廣泛存在于高等植物、哺乳動物和微生物體內，煙葉、馬鈴薯葉和桑葉中含量突出，尤其是煙葉中茄尼醇含量高達0.03%～3%。該物質本身具有抗菌、消炎、抗?jié)兒椭委熜难芗膊〉茸饔?，同時也是用于合成輔酶Q10、維生素K、抗癌增效劑SDB等的藥用中間體原料。

由于高純度茄尼醇是合成輔酶Q10的重要原料，因此輔酶Q10的市場直接決定于茄尼醇的市場情況。輔酶Q10在醫(yī)藥、保健和化妝品領域中應用十分廣泛，歐美諸國和日本等發(fā)達國家，已把人體內輔酶Q10含量的高低作為衡量身體健康與否的重要指標。隨著國際市場上輔酶Q10建議用量的提高和需求量的日益增大，國際市場對茄尼醇的需求量也與日俱增。由于我國煙草種植面積和產量均居世界首位，因此發(fā)展茄尼醇產業(yè)有著得天獨厚的優(yōu)勢。目前，國內外提取茄尼醇的方法有超臨界CO2萃取法、硫脲包合法、聚合態(tài)共沉淀法、動態(tài)軸向壓縮色譜法和模擬移動床動態(tài)軸向壓縮色譜法等方法[2-5]，但是也存在一些不足：超臨界CO2萃取法和硫脲包合法無法達到高純度茄尼醇的要求，聚合態(tài)共沉淀法具有靶向性的高分子基團的化合物價格高，并且具有靶向性的高分子化合物性質不穩(wěn)定，比較容易變性，此方法很難實現工業(yè)化生產。動態(tài)軸向壓縮色譜法和模擬移動床動態(tài)軸向壓縮色譜法對設備的要求比較嚴格，鑒于實際情況，實驗室中不適合采用。本研究采用柱層析法提取高純度茄尼醇。

前期，筆者[6]已經對煙草中的粗品茄尼醇含量提純至58%，本實驗主要是在前期的研究基礎上，繼續(xù)對58%的茄尼醇進行提純研究。

1? ? 實驗部分

1.1? 實驗裝置

實驗裝置如圖1～2所示。

1.2? 原料及儀器

1.2.1? 原料及試劑

茄尼醇半成品（質量分數58%左右），乙酸乙酯、乙腈（分析純），石油醚（60～90），活性炭，硅膠（200～300 目），石英砂。

1.2.2? 儀器

LC-1100型高效液相色譜儀（安捷倫公司），C18反相柱（安捷倫公司），數顯智能控溫磁力攪拌器（鞏儀市英峪華儀器廠），旋轉蒸發(fā)儀（天津玻璃儀器廠），冷凝管，三頸燒瓶，柱層析裝置（自行設計，見圖2）。

1.3? 分析方法

Agilent LC-1100型高效液相色譜儀，DAD紫外檢測器，檢測器波長210 nm;流動相為甲醇和乙醇，體積比例1∶1，流速為1 mL/min;柱溫30 ℃。

1.4? 實驗步驟

茄尼醇半成品在圖1脫色裝置中經過脫色處理后，過濾除去活性炭，取濾液進一步到圖2柱層析裝置中進行層析，分段收集層析液并進行分析，將收集到茄尼醇濃度最高的溶液進一步重結晶，得到精品茄尼醇。

2? ? 實驗結果與討論

2.1? 脫色實驗

2.1.1? 活性炭的加入量選擇

稱取茄尼醇半成品5 g，溶解于40 mL層析液[V（石油醚）∶ V（乙酸乙酯）=9∶1]中，溶解均勻后倒入250 mL三頸燒瓶3中，再向其中加入活性炭，控制加熱磁力攪拌器4的溫度為70 ℃，攪拌回流30 min，用布氏漏斗將懸濁液中的活性炭濾掉，濾液用高效液相色譜進行分析，分別控制加入活性炭的量分別為2 g，3 g，4 g，實驗結果如表1所示。

從表1可以看出，當活性炭的加入量為2 g時，濾液顏色仍為黃色，即脫色不充分;當活性炭的加入量為3 g和4 g時，濾液顏色均變?yōu)榈S色，即脫色充分;從表中還可以看出茄尼醇的含量不隨活性炭的加入量增加而變化，故選擇活性炭的加入量為3 g。

2.1.2? 脫色溫度的選擇

稱取茄尼醇半成品5 g，溶解于40 mL層析液[V（石油醚）∶ V（乙酸乙酯）=9∶1]中，溶解均勻后倒入250 mL三頸燒瓶中，再向其中加入活性炭3 g，控制加熱磁力攪拌器4的溫度分別為60 ℃、70 ℃、80 ℃，攪拌回流30 min，用布氏漏斗將懸濁液中的活性炭濾掉，濾液用高效液相色譜進行分析，實驗結果如表2所示。

從表2可以看出，當脫色溫度為60 ℃時，濾液顏色為黃色，當溫度在70 ℃以上時，濾液顏色為淺黃色，說明脫色較充分，但是當溫度為80 ℃時，茄尼醇含量有所下降，此時，有部分茄尼醇被氧化，因此，選擇脫色溫度為70 ℃。

2.2.1? 洗脫液比例的選擇

取硅膠150 g（200～300 目）注入圖2的柱層析裝置中，將脫色所得的濾液進行層析實驗，分別控制流動相為石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9]、石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=2∶9]、石油醚[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=0∶9]洗脫，觀察色帶，收集洗脫液，實驗結果如表3所示。其中，t0段、t1段和t2段分別代表不同的色帶，峰號代表出峰次序，1為茄尼醇以前的所有雜質峰的質量分數總合，2代表茄尼醇的質量分數，3代表茄尼醇后的一個雜質的質量分數。

實驗結果表明，當洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液時層析時色帶顏色區(qū)分比較明顯，當洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=2∶9的混合液時層析時色帶顏色區(qū)分不明顯，而當當洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=0∶9時，色帶顏色區(qū)分較明顯，但是流動相流速較慢，因此選擇洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液，此時，茄尼醇的最高質量分數可達到90.321 8%。

2.2.2? 硅膠目數的選擇

取硅膠150g注入圖2的柱層析裝置中，將脫色所得的濾液進行層析實驗，控制流動相為石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9]，分別選擇硅膠目數為200～300 目和100～200 目進行試驗。實驗結果如表4所示。

從表4可以看出，當硅膠目數為200～300目時進行實驗比較合適。

2.3? 精制實驗

取收集到的t2段洗脫液500 mL，用旋轉蒸發(fā)儀濃縮后加入乙腈溶解，放入-5 ℃的冰箱中靜置過夜，過濾，干燥得到微黃色的晶體，采用高效液相色譜對晶體進行分析。其中，茄尼醇的質量分數為91.532 1%，高效液相圖譜如圖3所示。

3? ? 結語

本實驗探討了茄尼醇半成品制備精品茄尼醇的方法，分析了活性炭的用量、脫色溫度、硅膠目數、流動相比例對實驗結果的影響。當取5 g茄尼醇半成品加入3 g活性炭時，控制脫色溫度為70℃進行脫色，取此時的濾液以200～300 目的硅膠為固定相，V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液為流動相進行層析，收集相應濾液進行精制，可得到91.5%以上的茄尼醇。本實驗所用的工藝方法與傳統(tǒng)的方法相比，能耗低、過程比較簡單，符合當今綠色化工的原則，可以為精品茄尼醇生產放大研究提供依據。

[參考文獻]

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[5]孫銀合，黃仁亮，邢肖肖.氨浸預處理法輔助提取煙草中茄尼醇[J].精細化工，2013（1）：32-35.

[6]MEIJUAN G，ZHENGGUI G，BO L，et al. Experimental study of refining solanesol from crude solanesol by saponification[J]. Chemistry and Chemical Engineering，2008（24）：453-456.

Study on the extraction of fine Solanesol

Guan Fengwei1， Gu Meijuan2

（1.Chemical Engineering Institute， Nanjing Technology University， Nanjing 211800， China;

2.Academic Affairs Office， Nanjing Polytechnic Institute， Nanjing 210048， China）

Abstract：Solanesol was refined from the semi-finished materials（the massfraction of solanesol about 58%） in this paper. The amount of activated carbon， decolorization temperature， silica gel number and the mobile phase ratio were investigated. The results of experiment showed that about 91.5% purity of solanesol can be achieved with the optimal conditions， which as follows： the amount of activated carbon was 3 g， decolorization temperature was 70 ℃， silica gel number was 200～300 m， and the mobile phase was V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9.

Key words：Solanesol; extract ; chromatography