尿素柱层析-重结晶法提取高纯度茄尼醇

摘要

茄尼醇是一种重要的化工中间体，它可以用来合成辅酶Q10和维生素K2。茄尼醇广泛存在于茄科类植物中，在烟叶中含量最高。由于高品质的茄尼醇生产成本过高，因此就需要开发新的精制工艺以降低生产成本。目前已经有许多关于茄尼醇的提纯精制方法的相关报道，这些方法虽然能够除去大部分杂质，但是很难彻底除去物化性质和茄尼醇相近的蜡质。
　　 尿素柱层析技术是综合尿素包合法及柱层析技术二者的优势，总结得出的一种新型的分离方法，该方法已成功应用于α-亚麻酸乙酯、共轭亚油酸甲酯的分离，本文将其应用于烟叶浸膏中茄尼醇的分离研究。原料浸膏经皂化、初步结晶处理后，重点考察了尿素柱层析分离效果的主要影响因素，最后采用溶剂结晶法进一步精制，得到了一条可以获得高纯度茄尼醇的工艺路线。主要研究内容及实验结果如下：
　　 1、确立了高效液相色谱(HPLC)测定茄尼醇的条件及茄尼醇纯度和收率的计算方法。使用Akasil-C18(Φ4.6 mm×150 mm，5μm)ODS色谱柱，流动相甲醇：乙醇(1:1，v/v)，流速0.6 mL/min，柱温30℃，SPD-10AVP紫外检测器检测，检测波长213 nm。方法的检测限8×10-3μg，定量限1.6×10-2μg，标准偏差(RSD)=1.2％，回收率98.7％。该检测方法线性关系良好，精密度高，重复性好。
　　 2、对原料浸膏进行皂化、初步结晶处理。25 g烟叶浸膏，加入1000 mL无水乙醇使其完全溶解，再加入1 g氢氧化钠固体并在温度为65℃下不断搅拌，皂化反应4 h，浓盐酸中和直至pH为中性。产物经石油醚萃取，旋转蒸发仪蒸干溶剂，然后采用乙醇结晶除蜡。结果表明该方法可以除去较多的蜡质，经HPLC分析得出茄尼醇纯度为13.1％，收率为89.0％。
　　 3、优化并确定了尿素柱层析的最佳条件：层析柱规格为((ψ)2 cmx60 cm，固定相尿素硅胶的质量比为1:1，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯，体积比为60:1，洗脱液流速范围为0.8～1 mL/min，上样量为0.4 g，得到了纯度74.8％的淡黄色的茄尼醇，收率89.8％。
　　 4、确定重结晶溶剂，经尿素柱层析实验得到的样品经甲醇溶解，在-8℃下放置8 h结晶，低温过滤干燥。考察了不同溶剂重结晶的效果，发现经乙腈溶剂重结晶(实验步骤同甲醇结晶过程)得到的茄尼醇效果最佳。增大上样量再经甲醇结晶、乙腈重结晶后茄尼醇的纯度降低，表明当上样量太大时，固定相无法将杂质全部除去，最终确定0.4 g为最佳上样量。实验得到了白色固体状茄尼醇，纯度96.7％，收率82.9％。