一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法

摘要

本发明公开一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法，以咪唑类疏水性离子液体为萃取剂，通过萃取的方式从丹参水提液中提取丹参总酚酸，并与鞣质、多糖、蛋白等杂质分离；待萃取分层分离后，将萃取剂层通过高温或碱化剂进行反萃处理，得到高浓度的丹参总酚酸的水溶液或其盐溶液，作为进一步精制的原料，而离子液体经过反萃处理后可重新作为萃取剂循环使用。本发明采用不挥发、不易燃易爆的离子液体提取丹参总酚酸，通过反萃实现丹参总酚酸的富集浓缩与萃取剂的再生，具有提取过程简单、安全、易于规模化生产的优点，为解决丹参总酚酸提取过程中大量使用易燃易爆的强挥发性有机溶剂产生的生产难题提供了一种有效解决方案。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法，适用于从中药丹参中提取水溶性酚酸类的药用成分，属于医药技术领域。

背景技术

唇形科植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)及其根部提取物是一种常见中药，其有效成分包括两大类：脂溶性的丹参酮类成分和水溶性的丹酚酸类成分。丹酚酸是一类含有酚羟基的有机酸类化合物，主要有丹参素、原儿茶醛、迷迭香酸、咖啡酸、紫草酸、异阿魏酸、丹酚酸A、B、C、D、E、F、G等^[1]，易溶于水、醇等溶剂，具有抗氧化、保护心血管系统、抗癌、保护脑细胞等重要生理作用，被普遍认为是丹参产生疗效的主要成分之一，临床上常用的丹参及复方丹参注射液等均以水溶性的丹参总酚酸为主。

为了能有效的从水提液中分离丹参总酚酸，目前有多种方法的报道，如采用水提醇沉除去杂质，然后经过大孔树脂（中国专利CN1384090A）或聚酰胺柱（中国专利CN1242364A）吸附洗脱，再通过减压或冷冻干燥等方法来获得丹参总酚酸产品，该法虽可提高产品纯度，但醇沉过程中产品损失较大。为了避免醇沉损失，中国专利CN1202103C通过将水提液直接经过聚酰胺柱和大孔树脂两级吸附洗脱分离的精制方式获取产品。也有通过渗漉法提取，然后再通过大孔树脂吸附、乙醇溶液洗脱的方式获得产品，减少了产品损失（中国专利CN102091125B）。中国专利CN100484929C则介绍了一种分离方法，对丹参提取液进行酸沉除杂，然后利用极性有机溶剂提取丹参总酚酸，通过蒸发有机溶剂获得产品。中国专利CN100378088C则在酸沉除杂后直接干燥，再对干燥后的浸膏进行乙醇回流提取，将提取的上清液浓缩干燥后获得产品。但是以上方法均在分离过程中使用挥发性很强的有机溶剂，这些溶剂易燃易爆，因此在规模化生产中存在很大的操作隐患，同时对这些挥发性有机溶剂的回收也需要消耗大量能量。

离子液体（Ionic Liquids）是一类完全由离子组成的有机化合物，在室温或相近温度下能稳定地以液态形式存在，又被称为室温离子液体(Room Temperature IonicLiquids，RTILs)，由于离子态的物质具有挥发性极低、不易燃、对热稳定的特点，因此具有替代有机溶剂作为分离介质的巨大潜力，进入21世纪以来，已成为分离工程中的研究热点。文献报道疏水性的离子液体对酚类物质具有良好的萃取性能（李闲，等，过程工程学报，2005，5(2):148-151.），但将疏水性的离子液体应用于萃取分离丹参总酚酸尚未有公开的文献报道。

因此开发一种新的丹参总酚酸的提取方法，避免或减少使用易燃易爆的挥发性有机溶剂，将有利于提高生产安全性，降低操作难度，易于工业化放大，可实现丹参水提有效成分的绿色规模化生产。

技术方案

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用离子液体从丹参水提液中萃取分离丹参总酚酸的方法，该方法包括如下步骤：

（1）萃取：以咪唑类疏水性室温离子液体为萃取剂，对预处理后的丹参水提液进行液液萃取，丹参水提液与萃取剂的体积比为1:(0.2～1)，萃取温度为10～30℃，充分混合后，待体系分层后分离水层和萃取剂层，收集萃取剂层；

（2）反萃取与萃取剂再生：

将步骤（1）的取萃取剂层利用热水进行热反萃，萃取剂层与热水的体积比为1:(0.3～1)，反萃温度为60～90℃，充分混合后，待体系分层后分离水层和萃取剂层，取水层得到含有丹参总酚酸的水溶液，并将经过反萃后的萃取剂层重新用于步骤（1）的萃取分离；

或者，

将步骤（1）的取萃取剂层利用碱溶液进行碱反萃，萃取剂层与碱溶液的体积比为1:(0.2～1)，反萃温度为30～60℃，充分混合后，待体系分层后分离水层和萃取剂层，取水层得到含有丹参总酚酸的盐水溶液，并将经过反萃后的萃取剂层经过水洗处理后重新用于步骤（1）的萃取分离。

步骤（1）中，所述的咪唑类疏水性室温离子液体为：1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Hmim]PF₆）、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（[Bmim]Br）、1-已基-3-甲基咪唑四氟磷酸盐（[Hmim]BF₄）、1-辛基-3-甲基咪唑溴盐（[Omim]Br）或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺鎓盐（[Bmim]NTf2）。

步骤（1）中，所述的预处理后的丹参水提液通常按照如下方法制备得到：将丹参药材粉碎至30～100目，按照固液比5～10%（质量比）置于85℃下加热回流1.5h，重复两次，过滤，合并后得到粗提取液。然后再对其进行絮凝过滤或离心分离或微滤超滤处理得到的澄清丹参水提液，其中，丹参总酚酸的浓度为0.15～1.5mg/mL，pH2.0～8.0。

步骤（1）中，所述的液液萃取为单级或多级萃取。

步骤（1）中，待体系分层后分离水层和萃取剂层，若水层中残留有0.05mg/mL以上的丹参总酚酸时，可重复步骤（1）的操作，合并萃取剂层。

步骤（2）中，所述的碱溶液为0.1～1.0mol/L的氢氧化钠水溶液。

步骤（2）中，待体系分层后分离水层和萃取剂层，将萃取剂层重复步骤（2）再次进行反萃取，直至丹参总酚酸的总反萃率达到93%以上。

步骤（2）中，将碱反萃后的萃取剂层进行水洗处理为：去离子水与萃取剂层体积比3:1，常温下充分混合后分层分离出水层，检测水层的pH，若pH值在7.5以上，则继续用新的去离子水洗涤萃取剂，直到分离出水层的pH值小于7.5。

有益效果：本发明与现有技术相比具有如下优势：

1.采用相关离子液体作为萃取剂，与目前国内外文献报道的醇类溶剂相比，几乎无挥发性，无燃烧爆炸性，操作安全性好；

2.采用相关离子液体作为萃取剂，对丹参总酚酸的萃取选择性好，可避免采用吸附树脂，减少了废水排放；

3.通过热水反萃或碱反萃，再生萃取剂的同时实现丹参总酚酸的回收与富集，减少了能量消耗与产品损失。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1：

本实施例中，所取预处理后的丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为0.78mg/mL，pH调节为2.0，萃取剂为[Hmim]PF₆，在10℃下进行二级液液萃取，每级的水提液与萃取剂体积比为1:1，每级萃取时间均为35min。萃取分相后，检测表明其丹参总酚酸的总萃取率为95.5%。采用温度为80℃的热水对获得的萃取剂层进行热水反萃处理，反萃温度维持在80℃，萃取剂层和热水的体积比为1:1，每次反萃时间为30min，两次反萃，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液。丹参总酚酸的总反萃率为93.4%。将反萃后获得的离子液体再次用于相同条件下的丹参水提液二级萃取，其丹参总酚酸的总萃取率分别为93.6%，离子液体的再生率为98.01%。将反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后真空干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为86.3%。

实施例2：

本实施例中，所取丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为0.15mg/mL，pH调节为6.0，萃取剂为[Bmim]NTf₂，在20℃下进行单级液液萃取，水提液与萃取剂体积比为1:1，萃取时间为40min。萃取分相后，检测表明其丹参总酚酸的总萃取率为94.7%。采用温度为90℃的热水对获得的萃取剂层进行热水反萃处理，反萃温度维持在90℃，萃取剂层和热水的体积比为1:1，每次反萃时间为30min，反萃两次，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液。丹参总酚酸的总反萃率为94.5%，将反萃后获得的离子液体再次用于相同条件下的丹参水提液二级萃取，其丹参总酚酸的总萃取率分别为93.5%，离子液体的再生率分别为98.73%。因此热水反萃体积比优选为1:1～1:0.5。将反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后冷冻干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为90.3%。实施例3：

本实施例中，所取丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为0.84mg/mL，pH调节为3.0，萃取剂为[Hmim]PF₆，在20℃下进行三级液液萃取，每级的水提液与萃取剂体积比为1:0.5，每级萃取时间均为40min。萃取分相后，检测表明其丹参总酚酸的总萃取率为93.5%。采用浓度为0.8mol/L的氢氧化钠溶液对获得的萃取剂层进行碱反萃处理，萃取剂层和碱液的体积比为1:0.3，60℃下反萃30min，一次反萃，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液。丹参总酚酸的反萃率为93.7%。将反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后真空干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为87.6%。对反萃后分离的萃取剂层进行水洗，去离子水与萃取剂层体积比3:1，常温下搅拌混合15min，分离出水层，检测水层pH为8.0，则继续用新的去离子水洗涤萃取剂层，再次分离出水层，检测水层pH为6.8，达到水洗要求，萃取剂可再次使用。

实施例4：

本实施例中，所取丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为1.45mg/mL，pH调节为2.5，萃取剂为[Omim]Br，在30℃下进行三级液液萃取，每级的水提液与萃取剂体积比为1:1，每级萃取时间均为25min。萃取分相后，检测表明其丹参总酚酸的总萃取率为93.5%。采用浓度为1.0mol/L的氢氧化钠溶液对获得的萃取剂层进行碱反萃处理，萃取剂层和碱液的体积比为1:0.2，70℃下反萃30min，一次反萃，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液。经检测，所对应的丹参总酚酸的反萃率为：95.4%。将反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后冷冻干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为85.2%。对反萃后分离的萃取剂层进行水洗，去离子水与萃取剂层体积比3:1，常温下搅拌混合10min，分离出水层，检测水层pH为8.5，则继续用新的去离子水洗涤萃取剂层，如此反复两次，分离出水层，最终检测水层pH为7.3，达到水洗要求，萃取剂可再次使用。

实施例5：

本实施例中，所取丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为0.75mg/mL，pH调节为4.5，萃取剂为[Hmim]BF₄，在25℃下进行二级液液萃取，每级的水提液与萃取剂体积比为1:1，每级萃取时间均为40min。萃取分相后，采用温度为80℃的热水对获得的萃取剂层进行热水反萃处理，反萃温度维持在80℃，萃取剂层和热水的体积比分别为1:0.5，每次反萃时间为30min，反萃两次，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液，并将反萃后获得的离子液体再次用于相同条件下的丹参水提液二级萃取，如此反复5次。经检测丹参总酚酸的平均萃取收率为93.6%，平均反萃率为95.9%，反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后冷冻干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为88.7%。

实施例6：

本实施例中，所取丹参水提液的丹参总酚酸的浓度为0.88mg/mL，pH调节为3.0，萃取剂为[Bmim]Br，在20℃下进行二级液液萃取，每级的水提液与萃取剂体积比为1:1，每级萃取时间均为40min。萃取分相后，采用浓度为1.0mol/L的氢氧化钠溶液对获得的萃取剂层进行碱反萃处理，萃取剂层和碱液的体积比为1:0.25，60℃下反萃40min，分相后获得含有丹参总酚酸的水溶液。对反萃后分离的萃取剂层进行水洗，去离子水与萃取剂层体积比3:1，常温下搅拌混合10min，分离出水层，检测水层pH，pH均超过8.0，继续用新的去离子水洗涤萃取剂层，分离出水层，如此反复2次，最终检测水层pH均低于7.5，达到水洗要求，萃取剂可反复使用。将反萃后获得的离子液体再次用于相同条件下的丹参水提液二级萃取，如此反复5次。经检测丹参总酚酸的平均萃取收率为94.4%，平均反萃率为91.6%，反萃获得的丹参总酚酸水溶液经过减压蒸馏浓缩后冷冻干燥至固体浸膏，其中丹参总酚酸的平均含量为84.0%。