一种从棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法

摘要

本发明公开了一种从棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法，先将棉油皂脚溶解在酸性有机溶剂中，接着转入超声波设备中进行超声提取，然后经加热回流，离心分离、减压浓缩、醋酸酸化、超声诱导结晶，最后抽滤得到醋酸棉酚。本发明从棉油皂脚中提取的醋酸棉酚为黄色晶体，熔点(mp)：171－178℃，其紫外吸收光谱和红外光谱图与标准品对照完全一致。根据中国药典2000版二部附录VIA所述方法测定提取出的醋酸棉酚在365nm处有最大紫外吸收，含量达80－95％，回收率达1－3％。本方法与传统的有机溶剂提取法相比具有快速高效、节能、污染小的特点，一次提取醋酸棉酚含量高，减少了重结晶次数，是一种具有广泛应用前景的新工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取醋酸棉酚的方法，特别涉及一种从棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法。

背景技术

棉酚，又名棉毒素或棉籽醇，是棉属植物体内形成的一种黄色多酚色素，在棉籽中含量较高。在加工棉籽蛋白或精炼棉毛油时，为了降低产品中游离脂肪酸、磷脂、色素和棉酚的含量，提高产品的质量，经常在生产过程中加入稀碱液进行精炼。碱炼时，棉籽油中的全部棉酚进入到皂脚中，在碱性条件下容易转化成各种深色的化合物，从而使皂脚变成深褐色。棉油皂脚通常作为废物被丢弃，造成了一定程度的环境污染。然而，棉油皂脚中棉酚的含量高达1％-7％，可以作为医药工业中的重要药物原料。早在70年代，我国医药工作者就发现了棉酚具有男性抗生育作用的功能，常用作男性避孕药。近十年来，国内外的科技人员对棉酚的用途进行了更为细致的研究，发现棉酚治疗妇科疾病和抗肿瘤方面均表现出良好的应用前景和经济价值。尤其在近几年中，美国等发达国家经过潜心研究，已经初步阐明了棉酚的抗肿瘤机理，使得棉酚在治疗胃癌、肝癌、胰腺癌等恶性肿瘤领域显示出巨大的潜力。天然棉酚的生物活性比较高，因此，从植物组织提取天然棉酚已经成为市场的需求。由于棉酚不够稳定，通常是以醋酸棉酚的方式存在于自然界中，因此提取出的大多是醋酸棉酚。

中国发明专利ZL 89107264“提取棉酚新工艺”公开了一种从脱脂棉仁中提取醋酸棉酚的方法。该方法首先用串联脂肪抽提器加热抽提棉仁中的脂肪，接着用乙醚抽提脱脂棉仁，然后利用冰醋酸结晶乙醚抽提液得醋酸棉酚粗品，最后经亚硫酸氢钠和乙醚精制醋酸棉酚。提取过程自动完成，降低了棉仁中脂肪含量，提高了产品质量。其生产周期有所缩短，提高了醋酸棉酚的产出率。中国发明专利ZL 200410025855.6“醋酸棉酚原料的生产方法”公开了一种利用丙酮热回流-醋酸重结晶棉酚的方法，它主要是将棉籽粕饼常温浸泡在1-2倍量的75％-78％的丙酮水溶液1小时，并在多功能提取罐40℃回流提取棉酚，再使用冰醋酸重结晶得到原料药醋酸棉酚。该工艺将生产周期缩短到原来的一半，成本也降低至传统工艺的1/3-1/2。中国专利文献CN 1789226A“利用微波辐射提取棉籽中棉酚的方法及专用装置”公开了一种利用微波辐射从棉籽中提取用于灭鼠的棉酚的方法，首先碱性萃取剂或丙酮-水浸泡粉碎棉籽5-7h，接着置于特制的微波器中在500-650W下辐射提取4-12分钟，然后向提取液中加水析出粗制棉酚，最后经醋酸化、浓缩、重结晶得精制醋酸棉酚，该方法较传统提取方法有用时短，提取率高的特点。

上述公开文献所描述的天然醋酸棉酚大都是从棉仁或棉籽毛油中提取，由于棉酚在其中含量较低(分别为0.5-2.5％和0.1-1.3％)，导致提取溶剂需求量大，费时费工，产品成本较高。而如果继续使用提取后的棉仁或棉籽油，会使棉籽蛋白或食用棉油中引入丙酮、苯胺和乙醚等有毒有机溶剂，势必会对食品和饲料的安全带来潜在的危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是旨在提供一种从棉籽加工废弃物的棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法，可快捷、低污染地制备高纯度药用醋酸棉酚，并减少提取溶剂的需求，简化生产工艺，降低产品成本。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的。

一种从棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法，包括下述步骤：

a.先将棉油皂脚按料液重量比为1∶1-1∶20加入到酸度为0.1-4.0mol.L-1的有机溶剂中，搅拌均匀后，置于超声波设备中进行萃取5-60分钟，然后水浴加热回流混合溶液30-300分钟后，冰水浴冷却至室温；所述的有机溶剂可以是甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、丁酮中的任一种。也可以是两种以上混合物；

b.冷却液体于离心机中离心分离20-30分钟，并用2倍于冷却液体积的所述有机溶剂洗涤水相三次，收集所有的有机相；

c.将收集的有机相减压浓缩至体积为原来的1/3得到浓缩液；

d.加入浓缩液1/6-1/2体积的冰醋酸后将其置于超声设备中进行超声诱导结晶3-10分钟，出现结晶醋酸棉酚；

e.减压抽滤，并用正己烷洗涤醋酸棉酚滤饼直到滤液变成无色；

f.反复利用所述有机溶剂和冰醋酸进行重结晶，纯化醋酸棉酚，晾干后，即制得醋酸棉酚成品。

上述方案中，所述的有机溶剂中可以添加盐酸、含氧酸或其酸酐的任一种，或两种酸的混合物；所述含氧酸可以是硫酸、磷酸、硝酸中的任意一种。

所述棉油皂脚可以采用饲料厂、油脂厂、蛋白厂等加工和处理棉籽油过程中的碱化棉油皂脚，或压榨或浸出棉籽油精炼过程中的棉油皂脚的混合物。所述超声萃取和超声诱导结晶步骤中的超声波功率为50-1000W。

本发明方法较现有技术提取醋酸棉酚方法具有如下明显的有益效果：(1)采用超声提取、酸水解和超声诱导结晶等步骤，可以将醋酸棉酚的生产周期从56-96小时缩短到48小时，使得醋酸棉酚的一次提取产物含量超过80％，粗提物中醋酸棉酚的含量最高达96％，提高了生产效率；(2)本发明利用棉油加工厂、棉籽蛋白提取厂、饲料加工厂等在加工棉籽时丢弃的废弃物即棉油皂脚作为原料，一方面可以减少棉油皂脚对周围环境的污染，另一方面可以回收高含量的醋酸棉酚，且废弃棉油皂脚的资源丰富，原料成本很低；(3)该方法在回收醋酸棉酚过程中，可减轻产品进一步纯化的压力，比碱液提取方法省去了碱提过程，生产工艺更加简单，另外萃取剂需求量小，可以大大降低醋酸棉酚的生产成本，具有快速高效、节能、污染小的特点。(4)本发明所提取的醋酸棉酚产品在药物方面有重要的应用价值，特别在治疗妇科疾病和抗肿瘤方面的表现了良好的应用前景和经济价值，为制药工业提供了丰富的原料。

附图说明

图1是本发明所述超声波萃取棉油皂脚中醋酸棉酚方法的工艺框图；

图2是本发明实施例1和实施例2所得醋酸棉酚和标准品在浓度为15ug/mL时的紫外扫描图谱，最大吸收波长为365nm。

图3是本发明所得醋酸棉酚的红外光谱图。其中图3(a)、图3(b)分别为实例1和实例2所得醋酸棉酚的红外光谱，谱图中的IR(cm^-1)：3424vOH(羟基O-H键的伸缩振动)；2960vCH₃-(甲基C-H键的反对称伸缩振动)；2930v(CH₃)₂CH-(亚甲基C-H键的伸缩振动)；2874vC-H(甲基C-H键的对称伸缩振动)；2610 vO＝C-H(醛基C-H键的伸缩振动)；1711 vO＝C-H(醛羰基C＝O键的伸缩振动)；1611、1579 vC-H(芳环C＝C骨架振动)；1440 vCH₃COO^-(羧酸离子CH₃COO^-伸缩振动)；1379 vO-H(酚羟基O-H的变形振动)；1269 vC-O(酚C-O的伸缩振动)；1176、1123v(CH₃)₂CH-(异丙基C-C骨架振动)；966、912、841vC-H(芳环C-H弯曲振动)。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

用天平称量100克油脂厂棉油皂脚加入到100克用硫酸调节其酸度为0.1mol.L^-1的甲醇液中，搅拌均匀，置于功率为50W的超声波萃取设备中，超声萃取5分钟后，水浴加热回流30分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离20分钟，并用2倍于冷却液体积的甲醇洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/6体积的冰醋酸，同时在100W的超声设备中诱导结晶3分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到0.87克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致(图2，图3)。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到82.9％。

实施例2

用天平称量100克蛋白厂棉油皂脚加入到500克用磷酸调节其酸度为0.5mol.L^-1的乙醇液中，搅拌均匀，置于功率为100W的超声波萃取设备中，超声萃取10分钟后，水浴加热回流80分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离20分钟，并用2倍于冷却液体积的乙醇洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/4体积的冰醋酸，同时在100W的超声设备中诱导结晶5分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到1.07克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致(图2，图3)。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到95.9％。

实施例3

用天平称量100克油脂厂棉油皂脚加入到1000克用硝酸调节其酸度为1.0mol.L^-1的乙醚液中，搅拌均匀，置于功率为200W的超声波萃取设备中，超声萃取20分钟后，水浴加热回流100分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离20分钟，并用2倍于冷却液体积的乙醚洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/3体积的冰醋酸，同时在200W的超声设备中诱导结晶8分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到0.94克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到92.4％。

实施例4

用天平称量100克蛋白厂棉油皂脚加入到1500克用1∶1的盐酸和硝酸混合物调节其酸度为2.0mol.L^-1的氯仿液中，搅拌均匀，置于功率为500W的超声波萃取设备中，超声萃取30分钟后，水浴加热回流150分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离30分钟，并用2倍于冷却液体积的氯仿洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/2体积的冰醋酸，同时在500W的超声设备中诱导结晶10分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到1.01克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到94.6％。

实施例5

用天平称量100克重量比为1∶1的蛋白厂与油脂厂的混合棉油皂脚加入到2000克用盐酸调节其酸度为3.0mol.L^-1的丙酮液中，搅拌均匀，置于功率为500W的超声波萃取设备中，超声萃取40分钟后，水浴加热回流200分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离30分钟，并用2倍于冷却液体积的丙酮洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/3体积的冰醋酸，同时在500W的超声设备中诱导结晶10分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到1.02克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到95.1％。

实施例6

用天平称量100克饲料厂棉油皂脚加入到1000克用盐酸调节其酸度为4.0mol.L^-1的丁酮中，搅拌均匀，置于功率为1000W的超声波萃取设备中，超声萃取30分钟后，水浴加热回流150分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离30分钟，并用2倍于冷却液体积的丁酮洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/2体积的冰醋酸，同时在1000W的超声设备中诱导结晶10分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到0.99克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到91.4％。

实施例7

用天平称量100克饲料厂棉油皂脚加入到2000克用硝酸调节其酸度为3.0mol.L^-1的重量比1∶1丙酮和乙醚的混合物中，搅拌均匀，置于功率为300W的超声波萃取设备中，超声萃取60分钟后，水浴加热回流300分钟后，冷却至室温，于3000转/分钟离心分离30分钟，并用2倍于冷却液体积的丙酮洗涤水相三次，收集有机相，在真空度为0.08Mpa下的旋转蒸发仪中浓缩至体积为原来的1/3后，向浓缩液中加入1/3体积的冰醋酸，同时在500W的超声设备中诱导结晶10分钟，经减压抽滤、正己烷洗涤和晾干后，得到1.07克产品，其红外光谱图和紫外扫描图谱与醋酸棉酚标准品一致。按照中国药典2000版二部附录VIA所述方法在365nm波长下，与西格玛公司醋酸棉酚标准品对照，测得其纯度达到87.9％。

上述实施例所用超声设备可以为超声清洗机、探头式超声粉碎机和循环超声提取机中的任意一种。

醋酸棉酚提取产品的质量检测方法：

(1)取本品约3mg，加硫酸1滴，即显深红色。

(2)取本品约3mg，加乙醇3mL，溶解后，加1％三氯化铁乙醇溶液2滴，即显暗绿色。

(3)取本品细粉适量，加水振摇，取滤液2mL，加硫酸数滴，加热，即发出醋酸的特殊气味。

(4)取本品适量，加水振摇，过滤，取滤液2mL，加硫酸与少量乙醇，加热，即发出醋酸乙酯的香气。

(5)取醋酸棉酚溶液，按照分光光度法(中国药典2000版二部附录IVA)测定，在278±1nm，288±1nm和365±1nm波长处有最大吸收。

干燥失重：取本品置真空干燥器中，在60℃干燥至恒重，失重量不得超过1％(中国药典2000版二部附录VIII L)。

炽灼残渣：不得超过0.2％(中国药典2000版二部附录VIII N)。

有关物质：取本品，加氯仿制成每1mL中含10mg的溶液，作为供试品溶液：经贸吸取此溶液适量，加氯仿稀释成每1mL中含0.05mg的溶液，作为对照溶液，照薄层色谱法(中国药典2000版二部附录VB)试验，吸取上述两种溶液各10μL分别点于同一聚酰胺薄层板上，以正己烷-氯仿-冰醋酸(80∶20∶7)为展开剂，展开后，晾干，立即观察，供试品溶液所显杂质斑点，不得超过2个，其中任何一点颜色与对照溶液的斑点比较，不得更深。

含量测定：取本品适量，精密称定，加新蒸馏的氯仿配制成每1mL含10μg的溶液，照分光光度法(中国药典2000版二部附录IVA)，在365nm波长处测定吸收度，按C₃₂H₃₄O₁₀的吸收系数(E^1％_1cm)为358计算，即得。