茄尼醇相关资料Word文档格式.docx

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1.3.1　溶剂选取试验由于茄尼醇为弱极性物质,故选取四种不同的弱极性或极性稍大的溶剂:

正已烷（AR）、PE溶剂、乙酸乙酯（AR）、无水乙醇（AR）,按下述方法试验,找出最适合提取烟草中茄尼醇的溶剂.

将上面经水处理所得的滤渣装入250mL的三口瓶中,加入150mL溶剂,水浴加热,使其温度保持在55℃左右,搅拌回流1.5h.冷却后抽滤,滤渣再用100mL溶剂进行二次抽提（操作条件同上）,抽滤后将所得滤液同前次所得抽提液合并,称重.

用高效液相色谱法（HPLC）对各次实验所得抽提液取样分析,色谱条件同文献,由标样加入法对茄尼醇定性,峰面积归一法定量,计算茄尼醇提取率.

用旋转蒸发仪对各次试验所得滤液蒸除溶剂并回收,量其体积,计算溶剂回收率.浓缩物用硅胶柱层析分离,即可得到茄尼醇纯品.

综合比较茄尼醇提取率、溶剂回收率和溶剂价格等因素,即可找出最适合的提取烟叶中茄尼醇的溶剂.

整个提取流程如下:

图11.1　实验流程示意图

1.3.2　提取条件试验

按上述方法找出最合适的溶剂后,改变抽提温度和回流时间,再按上述试验方法进行提取条件试验,比较茄尼醇的提取率和溶剂回收率,找出最佳工艺条件.

2　结果和讨论

2.1　溶剂选取试验结果

溶剂选取试验的结果列于表11.1.

表11.1　不同溶剂提取烟叶中茄尼醇的结果

注:

提取率（W/W）%为（茄尼醇/烟末）的重量百分数;

溶剂回收率（V/V）%为体积百分数

从上表可知,乙酸乙酯提取量很小,而无水乙醇作提取剂时抽提液中茄尼醇的含量少到未能检测到,原因是它们的极性偏大,而茄尼醇是弱极性的有机物,根据相似者相溶的溶解原则,二者均不适用于茄尼醇的提取.正己烷和PE溶剂极性很小,均适用于茄尼醇的提取.从表面上看正己烷提取率明显高于PE溶剂,但实际上由于PE溶剂沸点较低,比正己烷易挥发,而试验温度又较高（55℃）,因而PE溶剂在抽提过程中已有很大一部分挥发而没有参与对茄尼醇的提取,考虑到这一重要因素,若降低萃取时的温度,使PE溶剂挥发减少,其提取率必将大大升高.同时考虑到其价格远比正己烷便宜,故认为PE溶剂在较低温度条件下对茄尼醇的提取,应该优于正己烷.

2.2　萃取条件试验结果

萃取条件试验的结果列于表11.2.

表11.2　PE溶剂在不同操作条件下对茄尼醇的提取结果

试验时室温为25℃

从表11.2可看出回流时间对提取有影响.搅拌时间长（室温,3h）,提取率反而下降,原因是一部分溶剂用于提取烟叶中的其它成分,如对一些杂质提取,影响了对茄尼醇的提取.搅拌时间短（室温,1h）,烟叶中的茄尼醇未能充分溶出,故提取率偏低.试验表明,在室温条件下搅拌回流2h,茄尼醇提取率最高.

另外,提取温度对茄尼醇的提取率和溶剂回收率均产生影响,即提取温度过高（45℃）,提取率和溶剂回收率均不高,显然是由于温度过高导致部分溶剂挥发而不参与对茄尼醇提取的缘故.而提取温度偏低（25℃）,茄尼醇的提取率也不高,原因在于温度降低时茄尼醇的溶解度相应下降.试验表明,在搅拌时间同为2h,提取温度为35℃时,茄尼醇提取率和溶剂回收率为最高.

综合上述二因素,提取烟叶中茄尼醇的最佳工艺条件为:

抽提温度为35℃,搅拌回流时间为2h.在这个工艺条件下,PE溶剂对茄尼醇的提取率最高,且溶剂回收率也较高.

3技术特点

（1）工艺操作简单（不需要层析柱）、生产成本低、产品质量高、工艺独特、环境污染很小，达到了国际先进水平，具有很强的国际竞争能力；

（2）经过多年工业化生产实验，工艺稳定、成熟度高；

（3）建立了完整的茄尼醇工业链条，实现了以废次烟叶为原料或以茄尼醇粗品为原料生产高纯度或超高纯度茄尼醇的工业化路线；

（4）原料采用烤烟厂或卷烟厂的下脚料，即废次烟叶、发霉烟叶、碎烟叶、烟草杆、烟灰等，生产成本低廉，使废弃物得到综合利用；

（5）生产过程中产生的废渣还可以用于烟碱或植物农药的生产，使产业链条得到充分延伸，且无三废排放；

（6）生产设备常规，原材料来源广泛，可迅速投产，即获效益。

（7）各地企业均可投产，对于烟叶产地的企业可建立以烟叶为原料的生产线，对于非烟叶产地可采购粗品茄尼醇（17～19%）为原料生产高纯茄尼醇。

4　结　论

废次烟叶经粉碎、水抽提预处理后,可用PE溶剂提取其中的很有医药价值的茄尼醇.这是变废为宝,提高烟草工业附加值的一条有效途径.相对于传统提取工艺使用的正己烷溶剂,PE溶剂在最佳工艺条伴下,不仅有较高的茄尼醇提取率和溶剂回收率,更为重要的是,它的价格远低于正已烷,如能工业化生产,可使整个生产过程的成本降低,因而具有广阔的应用前景。

11.2废次烟叶浸膏中茄尼醇的提取

夏　薇,　俞迪虎,　陈新志（浙江大学材料与化工学院,浙江杭州310027）

废次烟叶浸膏经皂化、柱色谱分离和结晶,得到茄尼醇晶体,纯度93.4%,总收率58.8%。

红外光谱和核磁共振图谱均与文献标准图谱相同。

关键词:

茄尼醇;

烟叶;

柱色谱中图分类号:

R284.3　　　文献标识码:

A

茄尼醇（solanesol,1）是一种三倍半萜烯醇,分子结构为:

H3CCCH3CH（CH2CH2CCH3CH）8CH2OH　

　1具有较强的抗癌活性,也可作为合成心血管、抗癌、抗溃疡等药物的中间体,如合成辅酶Q10和维生素K2的侧链。

1的传统提取方法是以黄种烟叶为原料,用正己烷作抽提剂,经皂化、离心、萃取及高效液相色谱精制,最终得到高纯度的产品,但操作繁琐费时。

为了提高生产效率,有研究者采用微波萃取[1]、超临界萃取[2,3]等方法提取1。

但这些方法都采用烟草工业原料,成本高,而且溶剂消耗量大。

本文研究了从霉烟或碎烟末浸膏中提取高纯度1的方法,收率稳定,设备投资少,具有良好应用前景。

1　材料、仪器与分析条件　　

废次烟叶浸膏（1的含量8%～12%,贵州南木生物工程有限公司）;

1标准品（新昌制药厂）。

TLC:

自制0.075mm硅胶G薄层板,110°

C活化1h。

展开剂为石油醚-乙酸乙酯（4∶1,v/v）,碘蒸气室温显色。

HPLC:

HitachiL-7000型高效液相色谱仪,HitachiL-7420型紫外可见分光检测器,ChromatopacC-R1A配微机色谱工作站数据处理系统,不锈钢C18柱（4.6mm×

250mm,5μm,固定相Zorbax-SIL）。

色谱条件[4]:

流动相正己烷-乙醚（93∶7）,柱温25°

C,流速2ml/min,检测波长210nm。

NicoletE.S.P560型红外分光光度计,溴化钾压片;

avanceDMX500型核磁共振仪,溶剂为CDCl3,样品浓度5%;

8500型的紫外分光光度计,环己烷为溶剂[5];

WRR型

数字熔点测定仪（上海精密科学仪器有限公司）。

2方法和结果

2.1　皂化

取废次烟叶浸膏（500g,1含量8%）溶于苯（2000ml）中,加入对苯二酚（3～4g）,搅拌均匀。

另将氢氧化钾（400g）的甲醇（400ml）溶液,在剧烈搅拌下慢慢加入上述浸膏的苯溶液中,控制温度不超过60°

C,搅拌20min,静置过夜。

倾出上清液,沉淀用乙醚（500ml）提取,合并乙醚液与上清液。

加入乙醚（3000ml）和水（800ml）,剧烈搅拌后静置分层,有机相用水洗（500ml×

3）后,蒸除溶剂,得到1粗品120g,含量约25%,皂化步骤的1折纯收率为75%。

2.2　柱色谱分离取硅胶1700g,加石油醚调成浆状,匀速倒入色谱柱,轻轻振动柱子,使其中硅胶充实,调节其下端溶剂以最大自然流速流出。

硅胶上面铺一层高为0.5cm的石英砂。

取1粗品（40g）溶于石油醚（100ml）中,将此液体倾入色谱柱,接着依序用石油醚（1000ml）、石油醚-乙酸乙酯（4000ml,9∶1,v/v）洗脱,观察色带,收集洗脱液。

将收集的洗脱液进行薄层点样,与1对照品对照,合并相同组分,浓缩,得到浆状18.8g,纯度为90%,本步骤的1折纯收率为79.2%。

2.3重结晶

取上步所得1（8.8g）溶于丙酮（88ml）,于-15°

C下静置过夜。

过滤,用少量丙酮洗涤晶体,真空干燥,得1晶体8.4g,结晶步骤的1折纯收率为99%。

三步总收率为58.8%。

2.4　1晶体的纯度检测和结构确证

1的薄层色谱图见图1。

1晶体经HPLC检测产品的纯度为93.4%。

1HNMR（CDCl3）δ:

1.60,1.98,2.05,2.88,4.2,5.1。

　　本品的红外光谱（图2）和核磁共振图谱均与文献[6,7]的标准图谱相同,证明两者为同一物质。

紫外光谱图如图3。

数字显微熔点仪测得1熔点为38°

C（文献[7]:

38～42°

C）。

3讨论　　

皂化过程对产品纯度有较大的影响。

废次烟叶浸膏未经皂化,直接进行柱色谱分离,产品纯度仅为70.1%。

经皂化后再进行柱色谱分离,虽然引起部分1的损失,但产品纯度可以达到90%以上,能满足合成辅酶Q10和维生素K2的要求。

比较结果如表1所示。

11.3微波辅助萃取应用于提取烟叶中茄尼醇的研究

张　征1,2,武永昆2,尹海川1,林　军1（1.云南大学应用化学系,云南昆明　650091;

2.云南中科生物产业有限公司,云南昆明　650106）

研究了微波辅助萃取烟叶中茄尼醇的方法,对微波功率、辐射时间和萃取溶剂等影响微波萃取的条件进行了筛选,并与室温浸提法和加热回流法进行了比较.结果表明,微波辅助萃取法具有萃取速度快、溶剂用量少、萃取效率高等优点;

该方法也可用于测定烟叶中茄尼醇含量过程中的样品处理.

微波辅助萃取;

烟叶中图分类号:

Ｏ658.2　　

文献标识码:

Ａ　　文章编号:

0258-7971（2005）02-0157-04

茄尼醇（ｓｏｌａｎｅｓｏｌ）是一种不饱和的聚异戊二烯醇,属三倍半萜醇[1],分子式为Ｃ45Ｈ74Ｏ,相对分子质量631,纯品为白色固体粉末,熔点41℃,溶于丙酮、烃类等有机溶剂,不溶于水.茄尼醇在生物化学和药物化学中有着非常重要的作用,本身具有抗菌、消炎和止血作用,同时是合成心血管疾病、抗癌、抗溃疡等药物的中间体,如作为合成辅酶Ｑ10和维生素Ｋ2的原料[2].

茄尼醇主要存在于烟草、马铃薯和桑叶中,在烟叶中的含量约占烟叶总质量的0.3%～3%.目前国内外提取茄尼醇的方法主要是采用正已烷等有机溶剂进行加热抽提[3～5],也有报道采用超声波和超临界技术进行提取[6,7],这些提取方法大多存在提取时间长,溶剂用量大和提取率较低等问题.

微波辅助萃取（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ-ａｓｓｉｓｔｅｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ,简称ＭＡＥ）是目前正在研究开发的一种新的萃取技术,具有选择性高、操作时间短、溶剂用量少的特点.国内外将微波辅助萃取用于天然产物的提取,取得了一系列的成果[8～10].

本文报道应用微波辐射对烟叶中的茄尼醇进行萃取的研究结果,并将微波萃取法与室温浸提法和加热回流法等常规提取方法进行了比较.

1实　验

1.1实验设备及原料

1.1.1　萃取设备　微波化学反应器,由南京江陵仪器厂以松下ＮＮ-Ｓ570ＭＦＳ型家用变频微波炉改装而成.具有连续不间断的功率输出,可调整功率大小和时间.微波炉顶部设有适用于安装回流装置同时保证无微波泄漏的截止波导.　

1.1.2　原料　茄尼醇标准品（美国ＳＩＧＭＡ公司,ｗ≥90%）,工业石油醚（60～90℃）,正已烷,甲醇,乙醇,乙酸乙酯等均为分析纯商品,烟叶（云南省烟草工业研究院提供,ｗ（Ｈ2Ｏ）≤3%,茄尼醇质量分数为0.245%,测定方法见2.3）.

1.1.3　定量分析设备及分析条件　ＡｇｉｌｅｎｔＬＣ-1100型高效液相色谱仪,柱型:

ＨｙｐｅｒｓｉｌＯＤＳ（4.0ｍｍ×

250ｍｍ）;

流动相:

Ｖ（甲醇）∶Ｖ（乙醇）=75∶25;

流速1.0ｍＬ/ｍｉｎ;

柱温:

室温;

紫外检测波长:

211ｎｍ;

保留时间:

10.6ｍｉｎ.

1.2　萃取实验

1.2.1　微波辅助萃取　准确称取粉碎后的烟叶10ｇ加入到250ｍＬ的圆底烧瓶中,在烧瓶中加入定量溶剂,置于微波化学反应器中,设置微波功率为280Ｗ,设定辐射时间,辐射完成后,用冷水冷却至室温,倾倒出大部分溶液并过滤,烧瓶中再加入定量溶剂,上述操作过程共进行4次,最后用30ｍＬ溶剂洗涤滤渣,合并滤液,旋转蒸发回收溶剂,称量所得萃取物的质量并用ＨＰＬＣ测定其中的茄尼醇含量.在实验中选择4种溶剂进行了试验:

正已烷、石油醚、溶剂Ｉ（Ｖ（石油醚）∶Ｖ（乙醇）=90∶10）、甲醇.在选定溶剂后,对溶剂用量,萃取时间进行了选择试验.

1.2.2　室温浸提　称取已粉碎的烟叶10ｇ加入500ｍＬ的锥形瓶中,在瓶中加入500ｍＬ溶剂,在磁力搅拌器搅拌下萃取2.5ｈ,过滤,用30ｍＬ溶剂洗涤滤渣,合并滤液,旋转蒸发回收溶剂,称量所得萃取物的质量并用ＨＰＬＣ测定其中的茄尼醇含量.

1.2.3　加热回流提取　称取已粉碎的烟叶10ｇ加入500ｍＬ的锥形瓶中,加入500ｍＬ溶剂,锥形瓶口接有冷凝管,在磁力搅拌器搅拌下加热至沸,萃取2.5ｈ,过滤,并用30ｍＬ溶剂洗涤滤渣,合并滤液,旋转蒸发回收溶剂,称量所得萃取物的质量并测定其中的茄尼醇含量.

2　结果与讨论

2.1　微波辅助萃取条件的选择

2.1.1　溶剂的选择　设置微波辐射功率为280Ｗ,辐射时间为5ｍｉｎ,固液比（固体物料质量与液体物料体积之比,ｇ/ｍＬ）为1∶10,共萃取4次,以不同的溶剂进行微波萃取的溶剂选择试验,结果见表1.

从表1可以看出,在微波辅助萃取中,溶剂对提取率的影响较大,由于茄尼醇是弱极性物质,在使用弱极性的正已烷、石油醚作为溶剂时,整个萃取体系的极性较低,对微波的吸收能力较差,导致提取效率低;

在加入一定量的乙醇后,提高了萃取体系的极性,对微波的吸收能力增加,提取率有了较大提高;

甲醇是强极性溶剂,在通常条件下对茄尼醇的溶解性并不好,但在微波的作用下,使用甲醇作溶剂的提取率也较高,不过由于其极性过大,降低了萃取的选择性.因此我们在本试验中选用溶剂Ｉ作为微波萃取的溶剂.从另一方面看,采用石油醚作为萃取剂取得的效果与正已烷作萃取剂时没有明显的差距,但石油醚的价格相对较低,应有较好的应用前景.

2.1.2　辐射时间的选择　设置微波辐射功率为280Ｗ,采用溶剂Ｉ为萃取溶剂,每次萃取溶剂用量（固液比）为1∶10,总溶剂用量为1∶40,考察辐射时间对萃取产率的影响,结果见表2.

从表2可知,随辐射时间的增加,提取效率上升,25ｍｉｎ时提取率已接近100%,综合考虑经济因素和操作的方便,选择20ｍｉｎ为最佳辐射时间.2.1.2　溶剂用量的选择　设置微波辐射功率为280Ｗ,辐射时间为20ｍｉｎ,溶剂Ｉ为溶剂,选择适当的溶剂量,结果见表3.

从表3可知,当溶剂用量达到ｍ（固）∶Ｖ（液）=1∶10（此时完成整个萃取过程溶剂的总用量接近1∶40）以后,随溶剂用量的增加,茄尼醇的提取率没有明显增加,故采用1∶10为最佳溶剂用量（固液比）.

根据上述试验结果,最终微波萃取的条件确定为:

以溶剂Ｉ为萃取溶剂,微波功率为280Ｗ,辐射时间为20ｍｉｎ,溶剂用量（固液比）1∶10.

2.2　微波辅助萃取与常规提取方法的比较　采用选取的微波萃取条件进行试验与常温提取和回流提取的试验结果见表4,实验中采用的溶剂均为溶剂Ｉ.

由表4可知,微波辅助萃取法的萃取效率明显高于其它2种方法,特别是缩短了萃取时间并减少了溶剂用量,但对微波辅助萃取而言,溶剂的极性对提取率的影响较大,选择合适的溶剂非常重要,不但提高茄尼醇的收率,也具有较好的选择性.

通过上述试验还可看出微波辅助萃取可在短时间内获得较高的提取率,从表2中数据来看,当微波功率为280Ｗ,采用正已烷和乙醇（Ｖ（石油醚）∶Ｖ（乙醇）=90∶10）作溶剂,溶剂用量为1∶40,辐射时间为25ｍｉｎ时,提取率已接近100%,与加热回流相比大大缩短了提取时间,所以在测定烟叶中茄尼醇含量时,可以采用微波辅助萃取作为制样方法,在保证茄尼醇回收率的同时,缩短了样品处理时间,而且选择性也较好,引入的杂质较少,采用高效液相色谱进行分析时有利于样品峰的分离并提高色谱柱的使用寿命.

2.3　烟叶中茄尼醇质量分数的测定　采用微波辅助萃取和常用的加热回流对烟叶进行提取,用ＨＰＬＣ检测提取物中的茄尼醇质量分数.萃取中采用的溶剂均为Ｖ（石油醚）∶Ｖ（乙醇）=90∶10的混合溶液,结果见表5.

从表5看,采用微波萃取测定的茄尼醇质量分数更准确,而且时间较短,在实验中还采用薄板层析对提取液进行监测,以确保将烟叶中的茄尼醇完全提取出来.在采用ＨＰＬＣ测定茄尼醇质量分数时,根据文献[10]采用反相高效液相色谱的方法,对流动相和检测波长进行了改进,获得了较好的分离效果.

3　结　论

应用微波辅助萃取烟叶中的茄尼醇,具有萃取速度快,溶剂用量少,萃取效率高的优点,具有较好的应用前景,特别适用于分析测定烟叶中茄尼醇质量分数时的样品处理,可有效减少样品处理时间,提高工作效率.

11.4辅酶Q10简介

辅酶Q10（CoenzymeQl0），简写CoQl0），又名癸烯酣、泛醌－10（Ubiquinone－10），是一种天然产物，存在于许多动植物组织中，特别是哺乳动物富含线粒体的生物膜中，在人类的心、肝、肾及胰腺中含量较高，1957年由Crane，P.L.从牛心中分离，1958年鉴定其结构。

大量研究表明，辅酶Ql0为脂溶性，具有常见维生素的特性，其化学结构与维生素K类似。

它在生物膜线粒体电子转移中起重要作用，参与蛋白质与脂肪的代谢，是细胞呼吸和代谢的激活剂，是人体细胞产生能量所必需（保持能量与耐力），能促进细胞的偶联磷化及三磷酸腺苷ATP）的生成，保护细胞膜完整和稳定，改善心脏肌肉的氧合能力，具有代谢性强心作用。

因此，辅酶Ql0最常用于心血管系统疾病，如充血性心力衰竭、冠心病、心绞痛、心肌梗塞、心肌缺血、高血压、心律失常等的预防和治疗，效果良好。

对于坏死性牙周炎、十二指肠溃疡、肺气肿、病毒性肝炎、坏血病、急性癌症等也有一定疗效，其临床应用还在继续扩大。

此外，辅酶Ql0还可提高人体免疫力，增强抗氧化、保护皮肤、保养青春、增加活力等功效。

近年来，已开始流行用于营养保健品及化妆品等。

由于辅酶Ql0无毒、副作用，使用十分安全，是一种非处方用药，该药已于1985年由日本药局批准上市，1989年，我国也批准投入使用。

由于辅酶的神奇效果，多年来引起国内外关注，茄呢醇纯品的提取工艺及辅酶Ql0的合成工艺长期被日本所垄断，我国尽管是产烟大国，但废弃烟叶的利用率极低，少数工厂提取的茄呢醇粗品销往日本，日本提纯生产辅酶Ql0后，又销往中国和全世界。

日本对于产品市场的垄断和技术垄断已有二十多年，我国每年以1860万元/吨的口岸价从日本进口约30吨原药，再加工成制剂在国内销售。

云南省是全国的产烟大省，大量的优质烟叶被卷烟工业所利用，但同时也有大量的废弃烟叶不能利用，每年大约有200万担以上废弃烟叶需寻求出路，从废弃烟叶中提取茄尼醇进而合成辅酶Ql0，为云南省废弃烟叶找到了一条出路。

废弃烟叶的销售每年可给农民增加1000多万元的收入，可解决就业400余人，给地方财政增加税收3000多万元，企业利润2000多万元，社会经济效益十分显著。

由于茄尼醇粗品每吨销售仅为6.5～7万元，每吨获利1万元左右，茄尼醇纯品每吨销售250万元，每吨利润50万元，辅酶Ql0每吨销售1400万元，每吨获利600万元。

从经济效益看，辅酶Ql0产品增值最大，故选择辅酶Ql0为最终产品，替代进口.

辅酶Ｑ１０有四种生产方法：

一是直接从动植物组织中提取；

二是从烟叶中提取茄呢醇，进而用半合成法制备；

三是采用完全合成法制备；

四是采用微生物发酵法或植物细胞培养法生产。

目前采用较多的是第二种方法，这种方法的核心工艺由日本掌握。

生物提取法主要是从动植物组织（一般为动物新鲜肝脏）中提取。

由于动植物中辅酶Ｑ１０含量低，各种化学成分复杂，并受原料和来源限制，因此产品成本高，价格昂贵，规模化生产受到一定限制，主要用于基础研究。

目前国内采用生物提取工艺生产辅酶Ｑ１０的企业主要有北京制药厂、泰州生物化学制药厂、青岛生物化学制药厂等十几家，总生产能力在６００千克／年左右；

半化学合成法是目前工业上广泛应用的方法，它采用茄尼醇为原料，经深度加工而成。

茄尼醇俗称烟膏，是从废弃烟叶中提取出来的一种医药中间体，主要用来合成维生素Ｋ２和辅酶Ｑ１０。

半化学合成法技术上比较成熟，产品成本低，价格适中，但缺点是其产品生物活性比生物提取法要低；

完全合成法技术要求较高，工艺复杂，目前较少使用；

微生物发酵提取法是近几年发展起来的一种全新的生物工程的方法，它既综合了前两种方法的优点，又克服了它们的缺点，是今后较有希望实现工业化的方法。

内容摘自六鉴化工咨询网（）发布《茄尼醇市场调研报告（2006》

2019年度最新报告请联系六鉴化工咨询网（）