（化学工艺专业论文）决明子中蒽醌类成分提取与大黄素的分离测定.pdf

摘要 摘要 葸酮类成分是中药决明子中主要活性成分之一，具有降脂降压的作用，对决明 子进行现代化加工处理具有较大的实用意义。因此，论文对葸醌类成分的提取，大 黄素的分离和测定方法进行了系统的研究。在传统提取工艺的基础上，为寻求高 效、快速、节能、适于提取热敏性物质的新方法，首次探讨了微波萃取法萃取决明 子中蒽醌类成分的条件：根据游离蒽醌的酸性差异，碱梯度法分离大黄素产品；利 用大黄素分子结构性质建立了测定大黄素含量的新方法一非水电位滴定法。 研究了回流提取、索氏提取和微波提取三种方法，分别考察了各因素的影响， 确定最佳工艺条件。回流提取：溶剂8 0 乙醇，固液比1 ：1 0 ，浸提时间1 h ，提取3 次；索氏提取：溶剂甲醇，温度7 5 ，固液比l ：5 0 ；微波萃取：溶剂8 0 乙醇，功 率中火，固液比1 ：1 5 ，萃取时间2 0 m i n ，萃取次数一次。三种方法中微波提取法的 提取率最高，提取速度最快，时间仅是回流提取的l 9 ，索氏提取的l 3 0 倍。这为 葸醌类成分提取的工业化和现代化提供了参考依据。 首次用碱梯度方法分离决明子中大黄素产品。讨论了水解温度和时间、萃取 荆、碱液萃取次数对大黄素分离效果的影响。结果表明：在8 0 下用2 o m o l l 硫酸 水解3 h ，可水解完全；萃取剂为乙醚；碱液萃取4 次大黄素的分离效果最好。采取 分段收取的方法，可提高原料利用率。该法可进行工业化生产。 建立了非水电位滴定法测定大黄素纯度。对其溶剂和终点判定方法进行了选 择。结果选用n n 二甲基甲酰胺为溶剂，电位滴定曲线判定终点。该方法操作简 便，电位突跃明显，并有较高的准确度和精密度( r s d o 5 ) ，为决明子中大黄素 的含量测定提供了又一新的方法。 图1 4 表1 4 参7 3 关键词：决明子；葸醌类成分；微波萃取法；大黄素；非水电位滴定 分类号：t q 0 2 8 翌! ! 堡三叁堂堡主堂篁堕塞 a b s 幢a c t i f i c a t i o no f 脚( b f i i q u i n o n e s 、v h i c hh 嬲i i l a n ye f f 托t st or e d l l c et l l e b l o o d - p p r e s 叫弓 a n d 强t i l i p c m i ci so n co ft l l ei m p o n a n ta c t i v ec o m p o n e n t so fc e m e nc 鳃s i i tl 强bg r c a t u t i l i qs i g n j f i c a n c et od i s p o s ec e m 髓c a s s i a e 、v i t t lm o d 锄i z em e m d d s om i sp a p 盯 m a i l l l yd i s c u s s e dt h ee x t a c t i o n ，s 印a r a t i o na 1 1 d 锄a l y s i sm e t h o d so fa n t l l r a q u i n o n e s f o rt l l e f i r s t “m e ，娃l em i c r o w a v e a s s i s t e de x 订a c t i o n ( m a e ) w h i c hh 硒h i 吐y i e l de 伍c i e n c yh 笛 b e e nb a di n 羽1 t h 瑚u _ m o n e s se x 仃a c t i o nf b mc c m e nc a s s i a e t h ec o n d i t i o n so f s c p a r a t i o np m c e 髂e so ft h em a i n 雅t l l r 硼试n o n c sw e r ed i s c 吣s e d n en e wm e t l l o dn 锄e d n o n - a q u e o u st i t r 撕o nw 觞b a 辩dt od 曲啪_ n i n em ec o n t e n to fe m o d i na c c o r d d i n gt o 她 e n l o d i l l i ss n u c t i l r ep r 0 p e n y t h ee x 乜粥t i o nm e t h o d s 抽c l u d i n gr e f l l l ) 【如g ，s o x h o l e ta n dm a eh a v eb e e ns t u d i e d t h ef e s l l l ts h a w sm a tt h eb e s tc o n d i t i o i l so ff e f l u x i n ge x t r a c t i o na r em e n s t m 啪8 0 g r a i n a l c o h o l ，m t i oo fs o l i d l i q u i dl ：l o ，t i l r e e d m ee x 扛a c d o na n do n c et i m e1 h t h es o ) 【1 1 0 l e t 【t r a c t i o na 陀m e n 曲眦l mc a r b 劬l ，t e m p e r a t i l r e7 5 ，r a t i oo fs o l i d - l i q u i dl ：5 0 a n d 妇 眦a r em e n 咖啪8 0 鲫i na l c o h o l ，p o w e ri 1 1m i d m er a d 矾咀枷oo fs 0 1 i d _ l i q 试d l ：1 5 ，e ) m a c t i o nt i m e2 0 m i n ，o n e t i m e 哟( 时a c t i o n t h ec o m p 羽_ a t i o na fm r e em e t h o d s p m v e s t h a tm e h 鹅h i g he 炳m t i o nr a 虹。谢也l i t t l e 血n e i t ，se x 哝t i o nt i m ei s 伽崎l ，9 o f r e f l u x i i l ga 1 1 dl 3 0o fs o x h o l e t i tg i v e st l l ei n d u s 雠a l i s a t i o na l l dm o 蛐a t i o nr e f b r e n c e i na i m 郴m o n e s se x 订a c t i o n t h e p 搬6 0 np m c e s s e so fe m o d i l li nc e m e nc ；l s s i 黯h 鹤b e e nc a r r i e do u tf l o r t i l e f i r s t 虹m c t h ef 如t o r ss u c h 觞h y d l o l 姻n gt e m p e 船t l l r ea n dt i n l e ，c ) 巾_ a c l i o ns o l v e “t ，锄d e x 慨t i o nt i m eh a v cb c e nd i s c u s s e d t h er e s u n h o w s 也砒a i l _ 【i l m q u i f l o n e sc a nb c h y d m l y z e d 谢t l i2 0 s m 蹦ca c i da t8 0 i l l3 h ；r n l ee x 曲c t i o ns o l v e i l _ ti sa e m e r ；f o u r t 访1 e se x 妇c t i o nc a ns 印a 眦ec o m p l e t e l y m o r e o v e rw “hs t c p 、聃s ec o u e c t i o n 。也eu s i n gr a t e o f r a wm a 嘣a 1i si f 】1 d r o v e d t h i sm e t h o dc a nb e ni n d l l s 城a le x t r a c t i o n t h e o n - a q u e o u sp o t e n t i o m e 缸ct i 蛳i o nw a sb m u g h tu pt 0d e t c m i n e 也ec o n t e n to f e i n o d i l l t h eb e s ts o l v e n ta n dd e 慨t c de i l dp o i n tm e m o dw e r es e l e c 刚t h er s u ns h o w s m a tt l l eb e s ts 0 1 v e n ti sn ，n - d i m e l y l f 0 瑚锄i d c ( d m f ) ；t h ec n d p o i n to f 曲埘o nc a i lb e d e t e c t c db yp l o 撕n gp 咄n t i o m e t r i ct i 确t i o nc u r v e t l l i sm 砒o di ss i n l p l e ，c o f e n i n e n ta 1 1 d 研t i lg o o da c c u m c y ( r s d 浸提时间。通过运算可得出每个因素各水平之和k l 、k 2 、 k 3 。综合各因素的k 值比较，得出理论上最佳组合为c 3 a 2 8 3 ，由于浸提时间影响因 素较小，从节约能耗方面来考虑，可选择c 3 a 2 8 2 ，即浸提3 次，浸提比1 ：l o ，浸提时间 1 b 。 - 1 7 一 踮伯们m 0 河北理工大学硕士学位论文 表4 正交试验与结果 t a l b l “o l 畦l o g i l a l t e s ta n dr c s u | 协 实验号码固液比a 浸提对间b ( h ) 浸提次数c总蒽醌得率 l ( 1 ：5 ) 1 l 2 ( 1 ：l o ) 3 ( 1 ：1 5 ) 1 6 7 9 2 1 9 6 。7 5 1 9 6 5 8 5 5 9 7 6 5 5 8 l ( o 5 ) 2 ( 1 ) 3 ( 1 5 ) l 2 3 t 2 3 1 7 9 8 1 8 6 6 1 9 2 6 5 9 9 4 6 2 1 9 1 5 1 3 1 9 2 7 2 1 7 3 5 0 “ 6 4 2 2 2 0 4 7 1 8 2 1 1 7 4 5 6 8 2 2 6 0 6 9 4 8 2 5 5 6 0 0 6 3 6 7 6 1 5 8 8 1 3 3 5 3 8 3 7 2 2 5 4 9 2 5 7 5 0 8 k 3 6 5 5 36 4 1 97 2 4 25 8 1 7 r +9 6 l4 2 52 2 o1 0 1 + 为各因素的水平l ，水平2 ，水平3 的实验指数之和；为极差；七1 硝，3 ，七2 喝3 ，b = 局3 。 按上述最佳条件，重复试验，总葸醌提取率81 7 。 2 2 3 回流法提取工艺条件的确定 根据以上的讨论，可确定回流提取葸醌类成分的最佳工艺条件为：软化1 2 h ，溶 剂8 0 乙醇。浸提比1 ：l o ，回流时间1 h ，回流3 次。 1 8 1 2 3 3 l 2 2 3 l做撇欲：，。，： k 烈x 。2 3 4 5 6 7 8 9”瞄h岛 !壅堕量! 蔓堡耋垡坌堕塑墼堑塞 一一一 2 _ 3 索氏提取法 2 3 1 实验方法 称取一定量干燥的决明子粉末，用滤纸包好，放入索氏提取器中。加入一定体 积的有机溶剂于圆底烧瓶中，恒温加热回流。取出提取液，移入1 0 0 m l 溶量瓶中， 加溶剂至刻度，待测。 2 3 2 索氏提取的结果分析 2 3 2 1 溶剂对提取率的影响 称取相同质量决明予，分别加入等体积的甲醇、乙醇、甲醇：氯仿( 1 ：1 ) ，索氏提 取4 h ，提取液过滤，于1 0 0 m l 容量瓶中稀释至刻度，测吸光度一，计算提取率。结果 见表5 。 褒5 几种溶剂提取效果的对比 t a b l e 5i h s u o f e 加c 廿o nw 池d i m 犯n ts o l v e m 提取的方法不同，溶剂对提取率的影响程度也不同。回流提取中，提取率只与 溶剂的溶解能力和穿透能力有关，而索氏提取的提取率除上述因素外，还和溶剂的 沸点有关。索氏提取是连续提取，其机理是底部溶剂受热气化，通过提取器旁的通 气侧管到达上部冷凝，滴入提取器中，当溶剂达到一定高度时，提取液又流入烧瓶 中，其溶液再受热气化，循环使用。每虹吸次，溶剂浓度重新为零，这就增加了 溶剂与被提决明子之间葸醌类成分的浓度梯度。所以提取率的大小决定予虹吸次 数，虹吸次数越多，提取率越高。 从表5 看出，以甲醇作溶剂，蒽醌类成分的提取率最大，因为甲醇的沸点( “9 6 ) 较乙醇( 7 8 5 ) 低，更容易发生虹吸现象。 乙醇的沸点较高，要使其发生虹吸现象，温度几乎达到9 0 以上，索氏提取所 需时间较长，达1 0 h 以上，加上后续水解等处理，受热时间在1 5 h 左右。蒽醌类成分 在长时间高温下会发生降解，特别是大黄素存在着湿热降解情况，曾有报道f 6 8 】大黄 素于9 0 水浴加热3 5 h ，可检出5 0 多种烷烃降解产物。所以应尽量避免部分蒽醌类成 - 1 9 一 河北理工大学硕士学位论文 分的分解。氯仿虽然沸点低，但其极性较小，对葸醌类成分的溶解能力差，所以提 取率较低。因此，选用索氏提取选用甲醇作为溶剂。 2 3 2 2 温度对提取率的影响 温度对索氏提取有较大的影响，选择适宜的温度，对提高提取效率，减少产品 溶剂的损失是十分必要的，图4 是不同温度下索氏提取的结果。 8 4 8 2 拿8 0 * 7 8 螽7 6 7 4 7 2 7 0 6 06 57 07 58 08 59 09 5 温度( ) 试验条件：甲醇为溶剂，提取1 0 h 图4 温度对索氏提取的影响 f i g 4 e f r e c to f t e m p e 阳士i i r eo ns o x h l e te m a d i o n 温度与索氏提取器中溶剂在单位时间内的虹吸次数有关。温度太低，虹吸次数 少，不能有效提取蒽醌衍生物；温度过高，溶剂冷凝回流率低，挥发损失多，热能 消耗多，成本高。由图可见，在7 0 7 5 范围内，提取效果最好。温度低于7 0 ， 虹吸次数少，不能有效提取蒽醌类成分；温度高于7 5 ，虽然可以增加虹吸次数， 但在高温下长时间加热，葸醌类成分易降解。所以选定( 7 0 7 5 ) 较为合适。该温 度下，约每3 0 r n i n 虹吸一次，提取率最高，可达8 3 8 。 2 3 2 3 液固比对提取率的影响 图5 为液固比对提取率的影响，由图可知，液固比对索氏提取的影响不大，在液 固比5 0 1 0 0 内，蒽醌的提取率基本为8 9 2 ，从节约成本的角度考虑，液固比越小 越好，但鉴于索氏提取较大的溶剂损失量，本实验选取5 0 ：1 为提取的最佳液固比。 2 0 2 决明子中蒽醌类成分的提取研究 9 0 8 5 奎 蒌8 0 双 7 5 7 0 02 0 4 06 08 01 0 01 2 0 液同比 试验条件：甲醇5 0 m l ，温度7 5 ，提取l o h 圈5 液固比对奈氏提取的影响曲线 f j 9 5e 位c to f 甩t i oo f l i q u o r 锄dm 砒e r i a i s 0 x h l 眦咖石0 n 2 3 3 索氏法提取工艺条件的确定 根据以上讨论，可确定在温度7 0 7 5 ，甲醇为溶剂，液固比5 0 ：1 的条件下， 索氏提取葸醌类成分的提取率为8 9 2 。 2 4 微波萃取法 中药提取技术发展较慢，回流提取仍是目前工业上应用最广的方法，不能与现 代化技术接轨。谋求高效、快速、节能、适于提取热敏性物质的新方法迫在眉睫。 微波萃取( m i c r o w a v e a s s i s t c de x 台氍t i o n ，m 是在传统的溶剂萃取中加入微波场， 使溶液内的分子接受微波辐射获得能量而升温为基础，提高溶质进入溶剂能力的萃 取方法。其萃取时问短，可避免热敏性物质分解的特点，适合决明子中葸醌类成分 的提取。 2 4 1 实验方法 称取决明子2 9 于碘量瓶中，加入萃取剂，放入微波炉中萃取( 3 0 s 停止1 次，冷却 至室温，继续萃取) ，直至萃取完毕，过滤，将滤液移入1 0 0 m l 容量瓶中，加溶剂至 刻度，待测。 2 1 河北理工夫学硕士学位论文 2 4 2 微波提取的结果分析 2 4 2 1 溶剂的选择 回流和索氏提取方法中系统探讨了溶媒的选择。试验结果回流提取乙醇最好， 提取率8 1 7 。索氏提取甲醇最好，提取率8 9 2 。其甲醇提取率高的原因并不是因 为甲酵溶解薏醌的能力比乙醇强，而是因为索氏提取法是连续萃取，每虹吸一次， 使溶剂的浓度重新变为零，增加了浓度差，所以索氏