金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法.pdf

本发明公开了一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法。本发明通过酸性水溶液浸泡提取，离子交换树脂富集分离纯化奎宁的方法，大大降低了有机溶剂的使用量，显著降低了浓缩有机溶剂所需的能源耗费，在保证提取收得率不低于溶剂法的基础上，较大的降低了生产成本，减轻了对环境的不利影响。该方法改变提取介质，避开有机溶剂用水提取；采用可反复再生使用的离子交换树脂作为浓缩富集方式，避开加热浓缩，减少能源的消耗。

1、  一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将金鸡纳树皮粉碎成金鸡纳树皮粉后，用质量百分比浓度为1～3％的酸性水溶液浸泡提取，浸出液经过滤后上强酸性大孔型阳离子交换树脂柱吸附，柱中流出的浸出液继续用于浸泡金鸡纳树皮粉，过滤后的浸出液再上强酸性大孔型阳离子交换树脂柱吸附，如此循环浸泡提取，至金鸡纳树皮粉中的生物碱浸提干净为止；
(2)待柱中的强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附达到饱和后，用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液作为洗脱剂将吸附在离子交换树脂中的金鸡纳生物碱洗脱下来，合并洗脱液，经浓缩后得到浸膏；
(3)将浸膏用质量百分比浓度5～15％的硫酸溶解过滤，水洗合并滤液，滤液加热到60～80℃，加活性炭脱色后，用质量百分比浓度10～20％的碱液调pH值至6.5～7，使其中的奎宁碱以硫酸奎宁的形式沉淀析出，过滤干燥即得到硫酸奎宁。

2、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(1)中金鸡纳树皮粉是60～80目的金鸡纳树皮粉。

3、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(1)中酸性水溶液是盐酸水溶液或硝酸水溶液。

4、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(1)中强酸性大孔型阳离子交换树脂包括D001型的大孔型阳离子交换树脂或001型的阳离子交换树脂。

5、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(1)中强酸性大孔型阳离子交换树脂包括LSD001型强酸性大孔离子交换树脂、AB-8型强酸性大孔离子交换树脂或HB-8型强酸性大孔离子交换树脂。

6、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(3)中碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。

7、  根据权利要求1所述的一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，其特征在于：所述步骤(3)中加活性炭脱色是在滤液中加入活性炭，搅拌下加热到60～80℃，在此温度下搅拌脱色15～30分钟，趁热过滤，如此反复操作2～3次至滤液颜色澄清透明为止。

金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法
技术领域
本发明属于天然药物分离纯化技术领域，特别涉及一种金鸡纳树皮主要生物碱奎宁的分离纯化方法。
背景技术
金鸡纳树皮中含有二十多种生物碱、其中含量较多的几种主要生物碱是奎宁、奎尼丁、辛可宁、辛可尼丁，其中含量最多的是奎宁，其含量一般占金鸡纳总碱的60～80％。现有的分离纯化方法主要有：
1、将金鸡纳树皮粉碎后与硝石灰、氢氧化钠溶液混合搅拌均匀，用甲苯做溶剂反复浸泡提取，合并浓缩甲苯提取液的浸膏后用硫酸溶液溶解，活性炭脱色数次，用氢氧化钠调硫酸溶液的pH值到中性附近使在水中溶解度很小的硫酸奎宁先析出，继续调高滤液的pH值，将其它几个生物碱沉淀析出。
2、将金鸡纳树皮粉碎后与硝石灰、氢氧化钠溶液混合搅拌均匀，用95％乙醇做溶剂反复浸泡提取，合并浓缩乙醇提取液的浸膏后用硫酸溶液溶解，活性炭脱色数次，用氢氧化钠调硫酸溶液的pH值到中性附近使在水中溶解度很小的硫酸奎宁先析出，继续调高滤液的pH值，将其它几个生物碱沉淀析出。
现有技术主要存在两方面的不足：(1)使用大量的有一定毒性的自然环境难以降解的有机溶剂甲苯做提取溶剂，溶剂在使用过程中会造成较大的损耗既危害环境又增加成本。(2)浓缩大量的有机溶剂要消耗相应的能源，能耗较高。(3)由于碱液与树皮粉混合后变成有一定粘度的团块状物，使得对树皮粉的搅拌变得较为困难，提取也不容易完全。目前，奎宁主要做成硫酸奎宁等原料，大量用于抗疟疾、饮料和日化用品中，有较大的市场需求，目前的国际市场形势是供不应求，主要原因有两个方面：一个是植物原材料资源有限，另一方面是生产成本较高，利润较薄，生产不足。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法。该方法改变提取介质，避开有机溶剂用水提取；采用可反复再生使用的离子交换树脂作为浓缩富集方式，避开加热浓缩，减少能源的消耗。
本发明通过下述技术方案实现：一种金鸡纳树皮中生物碱的分离纯化方法，包括如下步骤：
(1)用酸性水溶液提取，用强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附
将金鸡纳树皮粉碎成金鸡纳树皮粉后，用质量百分比浓度为1～3％的酸性水溶液浸泡提取，浸出液经过滤后上强酸性大孔型阳离子交换树脂柱吸附，柱中流出的浸出液继续用于金鸡纳树皮粉的浸提，过滤后的浸出液再上强酸性大孔型阳离子交换树脂柱吸附，如此循环浸泡提取，至金鸡纳树皮粉中的生物碱浸提干净为止。
(2)用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液洗脱并浓缩
待柱中的强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附达到饱和后，用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液作为洗脱剂将吸附在离子交换树脂中的金鸡纳生物碱洗脱下来，合并洗脱液，经浓缩后得到浸膏。
(3)纯化
将浸膏用质量百分比浓度5～15％的硫酸溶解过滤，水洗合并滤液，滤液加热到60～80℃，加活性炭脱色后，用质量百分比浓度10～20％的碱液调pH值至6.5～7，使其中的奎宁碱以硫酸奎宁的形式沉淀析出，过滤干燥即得到硫酸奎宁。
在滤液中继续加入氢氧化钠调溶液的pH值至≥10，使其中的其它生物碱(辛可宁、奎尼丁、辛可尼丁、表奎宁等)析出完全。
为了更好地实现本发明，所述步骤(1)中金鸡纳树皮粉是60～80目的金鸡纳树皮粉。
所述步骤(1)中酸性水溶液可以是盐酸水溶液、硝酸水溶液等等。
所述步骤(1)中强酸性大孔型阳离子交换树脂包括D001型的大孔型阳离子交换树脂，也包括001型的阳离子交换树脂；如LSD001型强酸性大孔离子交换树脂、AB-8型强酸性大孔离子交换树脂或HB-8型强酸性大孔离子交换树脂。
所述步骤(3)中碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水等。
所述步骤(3)中加活性炭脱色是在滤液中加入活性炭，搅拌下加热到60～80℃，在此温度下搅拌脱色15～30分钟，趁热过滤，如此反复操作2～3次至滤液颜色澄清透明为止。
本发明通过酸性水溶液浸泡提取，离子交换树脂富集分离纯化奎宁的方法，大大降低了有机溶剂的使用量，显著降低了浓缩有机溶剂所需的能源耗费，在保证提取收得率不低于溶剂法的基础上，较大的降低了生产成本，减轻了对环境的不利影响。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)解决了提取过程中需要使用大量有机溶剂又要浓缩大量有机溶剂的问题，降低了生产成本。金鸡纳树皮中的主要生物碱为弱碱性生物碱，在树皮中主要以与有机弱酸结合成盐的形式存在，将树皮粉碎后加入盐酸水溶液，盐酸与金鸡纳碱结合生成的盐酸盐易溶于水，用盐酸水溶液反复浸泡可以将金鸡纳碱以金鸡纳碱盐酸盐的形式交换到水溶液中。酸性水溶液可以循环使用多批次，大大降低了提取的成本。浸出液过滤后通过离子交换树脂柱，金鸡纳碱以阳离子形式交换离子交换树脂中的氢离子，金鸡纳碱富集在离子交换树脂上。用70～85％左右的甲醇/氨水溶液洗脱离子交换树脂，氨水将离子交换树脂上的金鸡纳碱以碱的形式置换下来，而金鸡纳碱易溶于甲醇，这样就可以用约1/5总量(与用有机溶剂提取方法比较)的有机溶剂将金鸡纳碱全部洗脱下来，大大降低了有机溶剂的使用量和损耗。
(2)减少了有机溶剂的利用也减少了能耗，同时减轻了对环境和安全生产的影响。由于减少了有机溶剂的使用，使浓缩的溶剂体积大为降低，减少了能源的损耗，同时并未降低主要产品硫酸奎宁的收得率，采用本方法硫酸奎宁的得率能稳定在4％左右。药渣排放时也排除了安全隐患能够达到环保的要求，树脂再生中使用的酸碱可以中和后通过渗滤排放也容易达到环保要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)用酸性水溶液提取，用强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附
将200kg金鸡纳树皮粉碎成60～80目的金鸡纳树皮粉，投入提取罐中，加入10倍金鸡纳树皮粉质量的质量百分比浓度为1％盐酸水溶液，浸泡提取2小时，将浸出液过滤后上装有100kg的HB-8型强酸性大孔型阳离子交换树脂柱，将金鸡纳碱吸附在离子交换树脂上。从离子交换树脂柱中流出的浸出液又放入到提取罐中继续浸提金鸡纳树皮粉，过滤后的浸出液再上离子交换树脂柱吸附，如此循环浸提5次，至金鸡纳树皮粉中的生物碱浸提干净为止。
(2)用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液洗脱并浓缩
待柱中的强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附达到饱和后，取树脂体积5倍的体积百分比为75％的甲醇/氨水溶液洗脱树脂中吸附的金鸡纳碱，合并洗脱液，减压下浓缩到甲醇基本回收完全时止，得到浸膏。
(3)纯化
将浸膏用质量百分比浓度5％硫酸溶解，将溶液的pH控制在4，过滤，用水洗涤3次，合并滤液，加热到65℃，加入600克活性炭，搅拌下在65℃，维持20分钟，趁热过滤，如此反复操作2次至滤液颜色澄清透明为止。用质量百分比浓度10％的氢氧化钠溶液调溶液的pH值至6.5，放置析晶，完全冷却后过滤，干燥，得到白色的硫酸奎宁结晶粉末8.0kg。上述硫酸奎宁结晶粉末在三氯甲烷-无水乙醇(2∶1)中易溶，在水、乙醇、三氯甲烷或乙醚中微溶。比旋度：取上述硫酸奎宁结晶粉末，精密称定，加0.1mol/L盐酸溶液定量稀释制成每1ml中含20mg的溶液，依法测定(中华人民共和国药典2005年版II部附录VIE)，比旋度为-237°至-244°。其红外吸收图谱与标准图谱一致，鉴别和其它检查项目与中国药典符合，含量测定99.7％。在滤液中继续加入10％的氢氧化钠，调溶液的pH值至10，使溶液中的其它生物碱(辛可宁、奎尼丁、辛可尼丁、表奎宁等)析出完全。
实施例2
(1)用酸性水溶液提取，用强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附
将200kg金鸡纳树皮粉碎成60～80目的金鸡纳树皮粉，投入提取罐中，加入10倍金鸡纳树皮粉质量的质量百分比浓度为1％硝酸水溶液，浸泡提取2小时，放出浸出液过滤后上装有100kg LSD001型强酸性大孔型阳离子交换树脂柱，将金鸡纳碱吸附在离子交换树脂上。从树脂柱中流出的浸出液又放回到提取罐中继续浸泡提取，浸出液过滤后再上柱吸附，如此循环浸泡提取6次，至金鸡纳树皮粉中的生物碱浸泡干净为止。
(2)用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液洗脱并浓缩
待柱中的强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附达到饱和后，取树脂体积4倍的体积百分比为85％的甲醇/氨水溶液洗脱树脂中吸附的金鸡纳碱，合并洗脱液，减压下浓缩到甲醇基本回收完全时止，得到浸膏。
(3)纯化
将浸膏用质量百分比浓度15％硫酸溶解，将溶液的pH控制在4，过滤，用水洗涤3次，合并滤液，加热到60℃，加入800克活性炭，搅拌下继续加热到70℃，维持30分钟，趁热过滤，如此反复操作2次至滤液颜色澄清透明为止。用质量百分比浓度20％的氢氧化钠溶液调溶液的pH值至7，放置析晶，完全冷却后过滤，干燥，得到白色的硫酸奎宁结晶粉末7.4kg。上述硫酸奎宁结晶粉末在三氯甲烷-无水乙醇(2∶1)中易溶，在水、乙醇、三氯甲烷或乙醚中微溶。比旋度：取上述硫酸奎宁结晶粉末，精密称定，加0.1mol/L盐酸溶液定量稀释制成每1ml中含20mg的溶液，依法测定(中华人民共和国药典2005年版II部附录VI E)，比旋度为-237°至-244°。其红外吸收图谱与标准图谱一致，鉴别和其它检查项目与中国药典符合，含量测定99.3％。在滤液中继续加入20％的氢氧化钠，调溶液的pH值至10，使溶液中的其它生物碱(辛可宁、奎尼丁、辛可尼丁、表奎宁等)析出完全。
实施例3
(1)用酸性水溶液提取，用强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附
将200kg金鸡纳树皮粉碎成60～80目的金鸡纳树皮粉，投入提取罐中，加入10倍金鸡纳树皮粉质量的质量百分比浓度为3％盐酸水溶液，浸泡提取2小时，放出浸出液过滤后上装有100kg的AB-8型强酸性大孔型阳离子交换树脂柱，将金鸡纳碱吸附在离子交换树脂上。从树脂柱中流出的浸出液又放回到提取罐中继续浸泡提取，浸出液过滤后再上柱吸附，如此循环浸提4次，至金鸡纳树皮粉中的生物碱浸提干净为止。
(2)用体积百分比为70～85％的甲醇/氨水溶液洗脱并浓缩
待柱中的强酸性大孔型阳离子交换树脂吸附达到饱和后，取树脂体积4.5倍的体积百分比为80％的甲醇/氨水溶液洗脱树脂中吸附的金鸡纳碱，合并洗脱液，减压下浓缩到甲醇基本回收完全时止，得到浸膏。
(3)纯化
将浸膏用质量百分比浓度10％硫酸溶解，将溶液的pH控制在4，过滤，用水洗涤3次，合并滤液，加热到70℃，加入700克活性炭，搅拌下继续加热到80℃，维持25分钟，趁热过滤，如此反复操作3次至滤液颜色澄清透明为止。用质量百分比浓度15％的氢氧化钾溶液调溶液的pH值至7，放置析晶，完全冷却后过滤，干燥，得到白色的硫酸奎宁结晶粉末8.2kg。上述硫酸奎宁结晶粉末在三氯甲烷-无水乙醇(2∶1)中易溶，在水、乙醇、三氯甲烷或乙醚中微溶。比旋度：取上述硫酸奎宁结晶粉末，精密称定，加0.1mol/L盐酸溶液定量稀释制成每1ml中含20mg的溶液，依法测定(中华人民共和国药典2005年版II部附录VI E)，比旋度为-237°至-244°。其红外吸收图谱与标准图谱一致，鉴别和其它检查项目与中国药典符合，含量测定99.6％)在滤液中继续加入15％的氢氧化钠，调溶液的pH值至10，使溶液中的其它生物碱(辛可宁、奎尼丁、辛可尼丁、表奎宁等)析出完全。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。