管烽偉 顧美娟

摘? ?要：以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58%左右的茄尼醇半成品為原料提取精品茄尼醇，探討了活性炭的用量、脫色溫度、硅膠目數(shù)、流動(dòng)相比例對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)活性炭加入量為3 g，脫色溫度為70 ℃，200～300 目的硅膠為固定相，V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液為流動(dòng)相，所得洗脫液進(jìn)行重結(jié)晶后，可將茄尼醇含量提純至91.5%以上。

關(guān)鍵詞：茄尼醇;提取;層析

茄尼醇[1]是一種不飽和的聚異戊二烯醇，屬四倍半萜醇，具有特殊的全反式鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，分子式為C45H74O，分子質(zhì)量為630，熔點(diǎn)41.5～42.5 ℃，易溶于乙醚、丙酮，烴類等有機(jī)溶劑，不溶于水，無光學(xué)活性，廣泛存在于高等植物、哺乳動(dòng)物和微生物體內(nèi)，煙葉、馬鈴薯葉和桑葉中含量突出，尤其是煙葉中茄尼醇含量高達(dá)0.03%～3%。該物質(zhì)本身具有抗菌、消炎、抗?jié)兒椭委熜难芗膊〉茸饔?，同時(shí)也是用于合成輔酶Q10、維生素K、抗癌增效劑SDB等的藥用中間體原料。

由于高純度茄尼醇是合成輔酶Q10的重要原料，因此輔酶Q10的市場直接決定于茄尼醇的市場情況。輔酶Q10在醫(yī)藥、保健和化妝品領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，歐美諸國和日本等發(fā)達(dá)國家，已把人體內(nèi)輔酶Q10含量的高低作為衡量身體健康與否的重要指標(biāo)。隨著國際市場上輔酶Q10建議用量的提高和需求量的日益增大，國際市場對(duì)茄尼醇的需求量也與日俱增。由于我國煙草種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，因此發(fā)展茄尼醇產(chǎn)業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。目前，國內(nèi)外提取茄尼醇的方法有超臨界CO2萃取法、硫脲包合法、聚合態(tài)共沉淀法、動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜法和模擬移動(dòng)床動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜法等方法[2-5]，但是也存在一些不足：超臨界CO2萃取法和硫脲包合法無法達(dá)到高純度茄尼醇的要求，聚合態(tài)共沉淀法具有靶向性的高分子基團(tuán)的化合物價(jià)格高，并且具有靶向性的高分子化合物性質(zhì)不穩(wěn)定，比較容易變性，此方法很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜法和模擬移動(dòng)床動(dòng)態(tài)軸向壓縮色譜法對(duì)設(shè)備的要求比較嚴(yán)格，鑒于實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)室中不適合采用。本研究采用柱層析法提取高純度茄尼醇。

前期，筆者[6]已經(jīng)對(duì)煙草中的粗品茄尼醇含量提純至58%，本實(shí)驗(yàn)主要是在前期的研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)58%的茄尼醇進(jìn)行提純研究。

1? ? 實(shí)驗(yàn)部分

1.1? 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1～2所示。

1.2? 原料及儀器

1.2.1? 原料及試劑

茄尼醇半成品（質(zhì)量分?jǐn)?shù)58%左右），乙酸乙酯、乙腈（分析純），石油醚（60～90），活性炭，硅膠（200～300 目），石英砂。

1.2.2? 儀器

LC-1100型高效液相色譜儀（安捷倫公司），C18反相柱（安捷倫公司），數(shù)顯智能控溫磁力攪拌器（鞏儀市英峪華儀器廠），旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（天津玻璃儀器廠），冷凝管，三頸燒瓶，柱層析裝置（自行設(shè)計(jì)，見圖2）。

1.3? 分析方法

Agilent LC-1100型高效液相色譜儀，DAD紫外檢測器，檢測器波長210 nm;流動(dòng)相為甲醇和乙醇，體積比例1∶1，流速為1 mL/min;柱溫30 ℃。

1.4? 實(shí)驗(yàn)步驟

茄尼醇半成品在圖1脫色裝置中經(jīng)過脫色處理后，過濾除去活性炭，取濾液進(jìn)一步到圖2柱層析裝置中進(jìn)行層析，分段收集層析液并進(jìn)行分析，將收集到茄尼醇濃度最高的溶液進(jìn)一步重結(jié)晶，得到精品茄尼醇。

2? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1? 脫色實(shí)驗(yàn)

2.1.1? 活性炭的加入量選擇

稱取茄尼醇半成品5 g，溶解于40 mL層析液[V（石油醚）∶ V（乙酸乙酯）=9∶1]中，溶解均勻后倒入250 mL三頸燒瓶3中，再向其中加入活性炭，控制加熱磁力攪拌器4的溫度為70 ℃，攪拌回流30 min，用布氏漏斗將懸濁液中的活性炭濾掉，濾液用高效液相色譜進(jìn)行分析，分別控制加入活性炭的量分別為2 g，3 g，4 g，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，當(dāng)活性炭的加入量為2 g時(shí)，濾液顏色仍為黃色，即脫色不充分;當(dāng)活性炭的加入量為3 g和4 g時(shí)，濾液顏色均變?yōu)榈S色，即脫色充分;從表中還可以看出茄尼醇的含量不隨活性炭的加入量增加而變化，故選擇活性炭的加入量為3 g。

2.1.2? 脫色溫度的選擇

稱取茄尼醇半成品5 g，溶解于40 mL層析液[V（石油醚）∶ V（乙酸乙酯）=9∶1]中，溶解均勻后倒入250 mL三頸燒瓶中，再向其中加入活性炭3 g，控制加熱磁力攪拌器4的溫度分別為60 ℃、70 ℃、80 ℃，攪拌回流30 min，用布氏漏斗將懸濁液中的活性炭濾掉，濾液用高效液相色譜進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，當(dāng)脫色溫度為60 ℃時(shí)，濾液顏色為黃色，當(dāng)溫度在70 ℃以上時(shí)，濾液顏色為淺黃色，說明脫色較充分，但是當(dāng)溫度為80 ℃時(shí)，茄尼醇含量有所下降，此時(shí)，有部分茄尼醇被氧化，因此，選擇脫色溫度為70 ℃。

2.2.1? 洗脫液比例的選擇

取硅膠150 g（200～300 目）注入圖2的柱層析裝置中，將脫色所得的濾液進(jìn)行層析實(shí)驗(yàn)，分別控制流動(dòng)相為石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9]、石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=2∶9]、石油醚[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=0∶9]洗脫，觀察色帶，收集洗脫液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。其中，t0段、t1段和t2段分別代表不同的色帶，峰號(hào)代表出峰次序，1為茄尼醇以前的所有雜質(zhì)峰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總合，2代表茄尼醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，3代表茄尼醇后的一個(gè)雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液時(shí)層析時(shí)色帶顏色區(qū)分比較明顯，當(dāng)洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=2∶9的混合液時(shí)層析時(shí)色帶顏色區(qū)分不明顯，而當(dāng)當(dāng)洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=0∶9時(shí)，色帶顏色區(qū)分較明顯，但是流動(dòng)相流速較慢，因此選擇洗脫液為V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液，此時(shí)，茄尼醇的最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到90.321 8%。

2.2.2? 硅膠目數(shù)的選擇

取硅膠150g注入圖2的柱層析裝置中，將脫色所得的濾液進(jìn)行層析實(shí)驗(yàn)，控制流動(dòng)相為石油醚與乙酸乙酯的混合液[V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9]，分別選擇硅膠目數(shù)為200～300 目和100～200 目進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，當(dāng)硅膠目數(shù)為200～300目時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較合適。

2.3? 精制實(shí)驗(yàn)

取收集到的t2段洗脫液500 mL，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后加入乙腈溶解，放入-5 ℃的冰箱中靜置過夜，過濾，干燥得到微黃色的晶體，采用高效液相色譜對(duì)晶體進(jìn)行分析。其中，茄尼醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91.532 1%，高效液相圖譜如圖3所示。

3? ? 結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)探討了茄尼醇半成品制備精品茄尼醇的方法，分析了活性炭的用量、脫色溫度、硅膠目數(shù)、流動(dòng)相比例對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。當(dāng)取5 g茄尼醇半成品加入3 g活性炭時(shí)，控制脫色溫度為70℃進(jìn)行脫色，取此時(shí)的濾液以200～300 目的硅膠為固定相，V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9的混合液為流動(dòng)相進(jìn)行層析，收集相應(yīng)濾液進(jìn)行精制，可得到91.5%以上的茄尼醇。本實(shí)驗(yàn)所用的工藝方法與傳統(tǒng)的方法相比，能耗低、過程比較簡單，符合當(dāng)今綠色化工的原則，可以為精品茄尼醇生產(chǎn)放大研究提供依據(jù)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李英杰.廢次煙草中茄尼醇的提取利用研究進(jìn)展[J].山東化工，2017（12）：70-73.

[2]范? ?忠，陳? ?峰，周? ?蕓.煙草中茄尼醇檢測方法研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017（30）：279-284.

[3]趙映瑜，龍佳朋，劉冬蕾.煙葉中茄尼醇的溶劑萃取工藝研究[J].應(yīng)用化工，2016（1）：30-34.

[4]張? ?露.響應(yīng)面法優(yōu)化微波輔助提取煙葉中茄尼醇的工藝研究[J].杭州化工，2016（12）：8-10.

[5]孫銀合，黃仁亮，邢肖肖.氨浸預(yù)處理法輔助提取煙草中茄尼醇[J].精細(xì)化工，2013（1）：32-35.

[6]MEIJUAN G，ZHENGGUI G，BO L，et al. Experimental study of refining solanesol from crude solanesol by saponification[J]. Chemistry and Chemical Engineering，2008（24）：453-456.

Study on the extraction of fine Solanesol

Guan Fengwei1， Gu Meijuan2

（1.Chemical Engineering Institute， Nanjing Technology University， Nanjing 211800， China;

2.Academic Affairs Office， Nanjing Polytechnic Institute， Nanjing 210048， China）

Abstract：Solanesol was refined from the semi-finished materials（the massfraction of solanesol about 58%） in this paper. The amount of activated carbon， decolorization temperature， silica gel number and the mobile phase ratio were investigated. The results of experiment showed that about 91.5% purity of solanesol can be achieved with the optimal conditions， which as follows： the amount of activated carbon was 3 g， decolorization temperature was 70 ℃， silica gel number was 200～300 m， and the mobile phase was V（乙酸乙酯）∶V（石油醚）=1∶9.

Key words：Solanesol; extract ; chromatography