生育酚精分纯化与在线浓缩设备的研究

来源: 关注:次 时间:2016-05-24

导读:摘要:本文论述了一种专业用于生育酚精分纯化与在线浓缩设备的研究和探索。主要是针对α-T,β-T,γ-T,δ-T四种生育酚的纯化分离和所用化学试剂的在线再生设备的设计和应用。 关键词:生育酚精分;化学...

摘要:本文论述了一种专业用于生育酚精分纯化与在线浓缩设备的研究和探索。主要是针对α-T,β-T,γ-T,δ-T四种生育酚的纯化分离和所用化学试剂的在线再生设备的设计和应用。

关键词:生育酚精分;化学试剂的在线再生;短程蒸馏

 

一 概述

生育酚(Tocopherols)既是制药工业中的有用成分之一,也是食品工业中的抗氧化剂。H.M.Evans等人于1922年首先发现生育酚,由于这种物质能影响动物的繁殖能力,故命名为抗不育维生素[1]生育酚能够促进性激素分泌,使男子精子活力和数量增加;使女子雌性激素浓度增高,提高生育能力,预防流产,可用于防治男性不育症、烧伤、冻伤、毛细血管出血、更年期综合症、美容等方面。近来还发现维生素E可抑制眼睛晶状体内的过氧化脂反应,使末梢血管扩张,改善血液循环,预防近视眼发生和发展。

我们所熟知的维生素E就是指生育酚、生育三烯酚(Tocotrienols)及其具有d-α-生育酚生物活性的衍生物的总称。

维生素EVitamin E)是一种脂溶性维生素,其水解产物为生育酚,是最主要的抗氧化剂之一。溶于脂肪乙醇等有机溶剂中,不溶于,对稳定,对不稳定,对敏感,对热不敏感,但油炸时维生素E活性明显降低。

维生素E在自然界中共有8种:α-Tβ-Tγ-Tδ-T四种生育酚 α-TTβ-TTγ-TTδ-TT四种生育三烯酚。

外观:透明粘稠液体

颜色:微黄绿色

分 子 式:C29H50O2

分 子 量:430.71沸 点:485.9 °C at 760 mmHg

折 射 率:1.495

闪 点:210.2 °C

天然维生素E的结构式

 

 

 


生育酚主要有四种衍生物,按甲基位置分为αβγδ四种。与生育酚相关的化合物生育三烯酚在取代基不同时活性是一定的,但生育酚的活性会明显降低。

帮助抗氧化最有效的维生素Eδ-T生育酚。帮助抗不孕最有效的是δ-T生育酚。目前市场上也出现了高γ维生素E营养补充片。

天然维生素是从天然植物原料中提取一般是从植物油精炼脱臭时的蒸馏冷凝液提取。因为植物油中所含维生素在脱臭过程随着可挥发部分一起被蒸出最后蒸出的维生素被冷凝下来。所以从蒸馏冷凝中回收天然维生素是比较廉价的方法。用溶剂萃取、酯化、分子蒸馏以及吸附分离从馏出物中提取维生素E。萃取后用甲醇或乙醇使脂肪酸酯化用蒸馏法除去脂肪酸酯可得到50%维生素粗品然后经分子蒸馏获取70%以上的维生素E。豆油提取的维生素E,含α10%、γ67%、δ23%。在医药,保健品,食品化妆品的应用以植物油脂,油渣,脱臭馏出物为原料。制备天然维生素E浓缩液可以采用萃取法,超临界萃取法,酯化法,酶法,皂化法,蒸馏法,硅胶吸附法及凝胶过滤法等方法。

在实际天然维生素E浓缩液制备过程中需要将这些方法组合应用,这样才能得到所要求的天然维生素E浓缩液产品。目前,工业制备天然维生素E浓缩液一般采用脱臭馏出物为原料,采用酯化——分子蒸馏法组合工艺,除得到天然维生素E浓缩液主产品外,还可以得到植物甾醇,脂酸酯等副产物被认为是工业制备天然维生素E较为理想的工艺。

 采用上述工艺制备天然维生素E浓缩液实际上是α-Tβ-Tγ-Tδ-T四种生育酚 α-TTβ-TTγ-TTδ-TT四种生育三烯酚的混合物。根据制备天然维生素E浓缩液原料的差异,所得浓缩液组成差别较大,这样浓缩液的生物活性,抗氧性能亦相差较大。

 

二 生育酚精分纯化与在线浓缩设备的研究

天然维生素E是一种理想的体内抗氧化剂,它能防止人体内不饱和脂肪酸及维生素AC的氧化,起到抗衰老和健身防癌作用。天然维生素E还可以缓解环境污染对人体的影响,防止致癌物游离基团的生成,达到防癌的效果。鉴于天然VE上述奇特的功效,因而被广泛用于医药、食品、化妆品以及饲料等工业领域。

但是,生育酚和生育三烯酚的混合物质的应用效果毕竟不能像单体那样有很强的针对性。分离出α-Tβ-Tγ-Tδ-T四种生育酚可以明显的提高其药用价值,当然,也同时提高了其商品价值。

我们在生育酚精分纯化方法和设备上进行了一些研究和探索。

首先进行了液相色谱分析。在紫外光波长294nm,得到以下谱图。

 

 

 

 

【四种生育酚谱图】

 

使用2018俄罗斯世界杯投注_俄罗斯世界杯投注(中国)_唯一授权平台生产的DAC50制备色谱系统进行放大实验,进过一些摸索以后,得到了α-Tβ-Tγ-Tδ-T四种生育酚的单体,并通过验证。

再经过工艺优化,使用DAC150制备色谱系统进行生产性制备,按照UV检测器的峰型指示,逐一进行馏分收集,实现了生育酚四种单体的精分纯化。

 

 

 

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序号   保留时间 名称   浓度       峰面积

───────────────────────

1      0.248           0.0007103  77189

     2      12.357          14.96      1625957171

    3      13.303          5.25       570455501

     4      24.842          13.34      1449574298

    5      38.403          8.678      942993306

     6      56.924          30.74      3340235571

     7      87.892          27.03      2937776538

───────────────────────

    总计                   100        10867069574

 

【生育酚精分纯化报告】

 

采用高效液相色谱法放大的DAC设备完成了生育酚的精分纯化,在精分纯化的洗脱过程中使用了大量的溶剂,得到的精分纯品浓度较低,需要进行蒸馏浓缩。普通的旋转蒸发仪容积小,工作效率低,不适合工业化生产应用。如果使用蒸馏釜,因为纯化后的组分多,为了避免污染而需要多台蒸馏釜。同时,还有一个比较困难的问题就是在工序移送过程中避免产品的氧化。

为此,我们做了进一步的试验,试制了一套多腔体并联的短程蒸馏设备。将DAC设备的分流口直接连接到多腔体短程蒸馏设备的入口,在进行多组分在线浓缩的同时实现溶剂的在线回收。

而且,在完全封闭的工作环境里,生育酚的精分纯品与空气隔离,避免了氧化现象的产生。

实验结果证明,设备达到了设计要求。

【系统工作原理图】

 

三 结语

高效制备液相色谱技术是一项通过物质在两相之间的作用力不同造成的保留时间不同而使得物质中的各组分相互分离的技术体系。是一种能够获得高纯度化合物的分离技术。高效分离与纯化技术专家已经将色谱分离在理论上从线性色谱发展到非线性色谱,从分析规模发展到制备规模和工业生产规模。工业高效制备色谱的应用将会逐渐成为一个新的工业操作单元,在医药、生物和精细化工工业迅速发展的重要性将日益增加。

短程蒸馏是一项较新的分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。它采用的是一种特殊的液-液分离技术,能够在真空下操作。它依据分子运动平均自由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。由于短程蒸馏具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能大大降低高沸点物料和热敏性物料的分离技术难度,极好地保护了热敏物料的特点品质。该分子蒸馏设备尤其用于天然保健品等的提取,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯天然的特性。

基于高效液相色谱法的工业化原料药分离纯化系统,取代传统的蒸馏、离心和玻璃层析柱,配合柱后液在线再生技术,在提高药物有效成分收率和纯度的同时,使洗脱液重复利用,大幅度的减少化学试剂和硅胶颗粒的排放,有效降低环境污染。

生育酚精分纯化与在线浓缩设备的研究和探索,以及取得的成绩,可以作为相似天然产物或合成产品的精分纯化与在线浓缩设备的研究基础。也可以作为减少化学废液排放的一种方法。

 

五、参考文献

 

[1]张彩丽,贺学礼. 天然生育酚的结构、生物合成和功能[J]. 生物学杂志, 2005,(04).

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