银离子络合萃取法分离纯化烟叶中茄尼醇的研究

陈 晓，赵辛元，王 伟，陈红光

(1.湖北科技学院医药研究院，湖北咸宁437100;2.咸宁市中心医院)

茄尼醇是含9个异戊二烯单元的一种萜类烯醇，具有抗菌、消炎、治疗心血管疾病及抗溃疡等作用。它还是一种重要的药用中间体，主要用于合成辅酶 Q10、维生素 K2、抗癌增效剂 SDB等［1，2］，因其碳链较长、合成步骤多而无法进行人工合成，目前主要从烟草中提取。目前许多发达国家已生产和广泛应用的辅酶Q10(治疗心脏病和保健药物)均须依赖高纯度的茄尼醇作为原料，但由于高纯度茄尼醇的生产工艺技术长期被日本垄断，造成我国只能生产附加值很低的粗品茄尼醇(含量17%以下)。

银离子络合法是基于银离子与不饱和有机物碳碳双键形成极性络合物反应的分离方法。银离子能与高度不饱和有机物中碳碳双键形成络合物，双键越多，络合作用越强，络合物越稳定。在AgNO3水溶液中，银离子可与碳烯比小于等于6的、含不同类型碳碳双键且没有空间位阻的不饱和有机物在一定条件下进行络合反应，茄尼醇碳烯比为 5，且没有空间位阻，符合以上条件［3，4］。

1 材料与方法

1.1 材料

茄尼醇浸膏(45.2%)，江苏淮安亿唐生物工程有限公司;茄尼醇标品(纯度92.4%)，美国SIGMA公司;真空薄膜旋转蒸发仪，德国Heidolph公司;色谱柱，Phenomenex C18柱;Agilent 1100高效液相色谱系统，德国安捷伦公司;电热真空干燥箱，天津市天宇试验仪器有限公司;傅立叶VECT－CR22红外光谱仪，日本岛津制造所。

1.2 茄尼醇制备

准确称取10g 45.2%的粗品茄尼醇浸膏，溶于30ml环己烷中，加入30ml 4mol/L的硝酸银溶液，室温下避光磁力搅拌0.5～2.0h，离心收集沉淀。将沉淀减压干燥并称重后加入40ml环己烷∶水=1∶1的溶液，50℃ 下水浴振荡30min，分液得上层环己烷溶液，无水硫酸钠取出水分，减压干燥得固体茄尼醇。

1.3 茄尼醇高效液相色谱检测

精确称取0.0250g茄尼醇标准品，用乙睛:异丙醇=55∶45(v/v)溶解，25ml容量瓶定容，超声波助溶后，分别取标品、样品，溶于乙睛∶异丙醇(55∶45)中，以溶剂作空白，20μl进样，213nm 紫外检测器检测。

1.4 茄尼醇红外光谱检测

取待测样品0.5～2.0mg于玛瑙研钵中，加入100～200mg干燥的KBr，混合均匀后研成粉末，加入压膜内，制成直径13mm的薄片，然后将此薄片放入Bruker Vector 22傅利叶变换红外光谱仪光束中测定(量程400 ～4000cm－1)。

2 结果

2.1 肉眼观察

通过实验可观察到，大量的原不溶于水的酯溶性茄尼醇逐渐转移到水相，原来透明澄清的Ag－NO3水溶液变成悬浊液，逐渐形成大量沉淀。这些原不溶于水的茄尼醇化合物之所以能够络合进入水相，完全是因为络合上去的Ag+强亲水性所造成的。由于茄尼醇分子量较大，碳链较长(碳烯比为5)，与Ag+络合进入水相后，不能溶于水，而是形成沉淀。将分离得到的沉淀溶于水后，50℃水浴加热，络合的Ag+重新回到水相中，茄尼醇与Ag+发生解离，重新回到有机相中。

2.2 硝酸银浓度对茄尼醇纯度、收率的影响

不同浓度的硝酸银络合茄尼醇的试验结果见图1，随着硝酸银浓度的增加，茄尼醇收率先很快增加，当硝酸银浓度达到4mol/L时，增加趋势变得缓慢;茄尼醇的纯度先增加后减小，在硝酸银浓度达4mol/L时达到最大值89.9%。

2.3 搅拌时间对茄尼醇纯度、收率的影响

如图2所示，随着搅拌时间的延长，茄尼醇收率先快速增长再缓慢降低，在搅拌时间为60min时，达到最大值。而搅拌时间对茄尼醇纯度的影响不是很明显，但适度的搅拌能够使络合反应更加充分，使原料和硝酸银水溶液中的银离子实现最大络合，提高浓缩产品得率实现最高的生产效率。

图1 硝酸银浓度对茄尼醇纯度、收率的影响

图2 搅拌时间对茄尼醇收率、纯度的影响

2.4 硝酸银络合次数对茄尼醇纯度与收率的影响

如图3所示，增加络合次数，茄尼醇收率也增加，但茄尼醇的纯度却一直减小，结合茄尼醇收率与纯度情况看，以络合两次较好。

图3 络合次数对茄尼醇纯度、收率的影响

2.5 茄尼醇高效液相色谱检测

高效液相色谱显示，图4、5茄尼醇出峰时间皆为8.341min，说明两者为同一物质，样品比标品多一杂峰，纯度比标品略低。

2.6 茄尼醇红外光谱检测

如图6所示，图(a)、(b)、(c)分别为茄尼醇标品、样品红外扫描图谱及标品与样品红外扫描图谱的比较。通过比较得知，两者红外扫描所出现特征峰波数基本一致，可判定所提取的样品与标品为同一物质，银离子络合提取对茄尼醇分子结构并无任何影响。

图4 茄尼醇标品高效液相色谱图

图5 茄尼醇样品液相色谱图

图6 茄尼醇红外光谱图

3 讨论

对于粗品茄尼醇的银离子络合萃取法提纯，初步主要讨论硝酸银浓度、搅拌时间、络合次数对茄尼醇的纯度与收率的影响，实验表明，硝酸银浓度为4mol/L时，纯度达到最大值，收率不再增长;搅拌60min时，收率达到最大值，而纯度变化不大;络合次数达两次时，纯度与收率比较适合。在上述条件下对茄尼醇进行硝酸银络合试验，所得茄尼醇纯度为89.9%，二次络合收率为92.1%。但实验过程也需注意，硝酸银本身还原性较强，不饱和物质中的双键容易被硝酸银还原，因此需注意避光、避免过热、避免长时间放置。

目前高纯度茄尼醇制备工艺所采用的多为柱层析分离法。柱层析分离得到的茄尼醇纯度较高，且总收率也比较高，但是从工业成本而言，硅胶价格比较贵，且回收比较困难，因此柱层析是制约工业化的瓶颈，采用柱层析的工艺很难大规模生产［5］。银离子络合萃取法应用于本实验中，所得茄尼醇纯度为89.9%，二次络合收率为92.1%，而且硝酸银络合有其自身的优点:硝酸银虽然很昂贵，但回收比较容易，一般采用电解法回收，成本相对而言反而比柱层析的低;硝酸银络合不需要很多的有机溶剂，只需少量溶解茄尼醇的溶剂以及溶解硝酸银的水，有机溶剂的损耗很低;银离子络合萃取法所需要的条件比较简单，也大大降低了茄尼醇提纯的工业成本。因此对于茄尼醇的精制纯化，可以考虑采用银离子络合萃取法取代柱层析法。

［1］岑波，段文贵，赵树凯.从废次烟草中提取茄尼醇的新工艺研究［J］，广西大学学报，2002(9):23

［2］Narosionha Rao CV，chakraborty MK.Solanesol from tobacco waste［J］.Research and Industry，1979，24(2):83

［3］刘卓华，刘书成，田树良，等.银离子络合萃取法浓缩金枪鱼多不饱和脂肪酸的研究［J］.湛江海洋大学学报，2004，24(4):33

［4］陈文利，余龙江，欧阳贻德，等.银离子络合萃取法纯化油脂中花生四烯酸［J］.武汉化工学院学报，2003，25(2):16

［5］王非，郑珩，王磊，等.高纯度茄尼醇的现状与市场前景［J］.精细与专用化学品，2005，13(10)，30