甘草酸的纯化工艺研究cjol.docx
《甘草酸的纯化工艺研究cjol.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《甘草酸的纯化工艺研究cjol.docx(40页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、河北工业大学2012届本科毕业论文河北工大大学毕 业业 论论 文文作 者:贾贾晋阳 学 号:学 院:化化工学院院系(专业业):制制药工程程题 目:甘甘草酸的的纯化工工艺研究究指导者:(姓 名名) (专业技技术职务务)评阅者:(姓 名名) (专业技技术职务务) 20112 年6 月 9 日34毕业设计计中文摘摘要甘草酸的的纯化工工艺研究究摘要:从从6种树脂脂中通过过静态吸吸附筛选选出了AADS-17树树脂作为为提取纯化化甘草酸酸的最佳佳树脂。研研究了ppH值、上样样液流速速、上样样液浓度度、洗脱脱液浓度、洗洗脱液用量这五五个因素素对甘草草酸吸附附、解吸作作用的影影响,并通过过正交试试验考察察了最
2、佳佳工艺条条件。实实验结果果证明最最佳吸附附条件为为:pHH值为6.0、上样液液流速为为2BVV/h、上上样浓度度为100mg/ml;最佳解解吸条件件为:洗洗脱剂110%乙乙醇、洗脱液液用量2334mll。在实验验得出的的最佳条条件下,甘甘草酸的的纯度为为65.07%,回收收率为661.39%。另外外,我们们还在氢氧化化钠回流流的条件件下进行行了甘草草酸构型型的转换换,结果果表明转转构后的的甘草酸酸纯度为为87.66%,产率率44.1%。关键词:大孔树树脂吸附附 纯纯化 甘草酸酸毕业设计计外文摘摘要Titlle TThe ressearrch of thee Puurifficaatioon
3、TTechhnollogyy off Gllycyyrrhhiziic AAciddAbsttracctBy sstattic adssorpptioon, ADSS-177 reesinn iss fiilteeredd ass thhe ooptiimall reesinn too exxtraact purrifiied glyycyrrrhiizicc accidffromm thhe ssix kinnds of ressinss. TThe stuudy of pH, suuperrnattantt fllow ratte, suppernnataant conncenntraat
4、ioon, eluuentt coonceentrratiion andd elluennt aamouunt shoows theese fivve ffacttorss efffeccts on thee addsorrptiion andd deesorrptiion of glyycyrrrhiizicc accid, annd ooptiimumm coondiitioons werre iinveestiigatted by ortthoggonaal eexpeerimmentt. EExpeerimmenttal ressultts sshowwed thaat tthe op
5、ttimuum aadsoorpttionn coondiitioons as folllowws: pH 6.00, ssupeernaatannt ffloww raate forr 2BBV/hh, tthe conncenntraatioon oof tthe suppernnataant forr 100mg/ml; beest dessorpptioon ccondditiionss weere as folllowws: 10% etthannol, elluennt aamouunt forr 2334mll. UUndeer ooptiimall coondiitioons
6、droovedd byy exxperrimeent, thhe ppuriity of glyycyrrrhiizicc accid wass 655.077%, reccoveery ratte wwas 65.3%. Inn adddittionn, wwe ccomppletted thee sttruccturral connverrsioon oof gglyccyrrrhizzic aciid uundeer aa coondiitioon oof ssodiium hyddroxxidees reffluxx; rresuultss shhoweed tthatt thhe p
7、puriity of glyycyrrrhiizicc accid reaacheed 887.666%; reecovveryy raate reaacheed 444.11% aafteer tthe connverrsioon.Keywwordds:MMacrropoorouus rresiinsAAdsoorpttionnPurrifiicattionnGlyccyrrrhizzic Acidd目 次1引言111.1 甘草草酸简介介11.2 甘草草酸及其其生产概概述21.3 大孔孔树脂分分离纯化化技术331.4 本论论文研究究内容332实验原原理及材材料42.1 实验验原理442.2
8、实验验试剂和和设备553甘草酸酸的纯化化研究773.1 大孔孔树脂的的预处理理及再生生73.2 甘草草酸检测测方法的的确定883.3 树脂脂种类的选选择93.4 甘草草酸的动动态吸附附113.5 甘草草酸的梯梯度洗脱脱143.6 188-甘甘草酸到到18-甘草草酸的构构型转换换174实验数数据与讨讨论2004.1 静态态实验结结果分析析204.2 动态态试验结结果分析析204.3 构型型转换结结果分析析21结论222参考文献献23致谢255附录2661引言甘草酸(GA),是从从甘草的根根茎中提取出出的一种种高甜度度、低热热值的具具有天然然活性的成分,其其在甘草草中的存存在形式式主要为为钾盐和和
9、钙盐,游游离的甘甘草酸含含量并不不多。它的植物物来源甘草草也是一种我国国的传统中中药,具具有悠久久的使用用历史,中医上认为:甘草味味甘,是是补脾益益气,止止咳、止痛的的良药,并且已被被美国FDDA收录录为安全全无毒物物质11。科学研究究表明,甘甘草中的的主要成分分有甘草草酸和黄黄酮类,具有抗抗炎、镇咳、抗肿瘤瘤、等作用用,有较较强的人人体免疫疫功能促促进作用用2,在医疗疗领域具具有极高高应用价价值。因此本本文阐述述了将大大孔树脂脂用于甘甘草酸纯纯化的原原理、方方法及应应用,并并在此基基础上提提出本论论文的研研究内容容。1.1甘甘草酸简简介中文名:甘草酸酸,又称甘甘草甜素素、甘草草皂甙CAS:1
10、4005-86-3英文名:Glyycyrrrhiizicc accid分子式:C42H62O16分子量:8222.922化学名:(3,200)-20-羧基-111-氧氧代-330-去去甲基-(188-HH)-整齐齐墩果-12-烯-3-羟基-2-O-D-葡萄吡喃喃糖醛酸酸基-D-葡葡萄吡喃喃糖醛酸酸3结构式为为:甘草酸是是一种三三萜皂苷苷类天然然药物,分分解温度度2200,在醋酸酸中为无无色柱状状结晶,易易溶于热热水,可可溶于热热稀醇,但但难溶于于无水乙乙醇或乙乙醚4。其主要用用途有:(1)作作为高甜甜度、低热值值的食品品添加剂剂,可添添加于食食品、饮料中作甜味味剂,或或在黄色色或棕色色食品、饮
11、饮料中作作天然色色素5。(2)用用于化妆妆品及卷卷烟业,可可间接的的增强皮皮质甾类类化合物物的作用用,主要要用霜、露露、乳液液、奶类类等化妆妆品,能能降低化化妆品的的毒性,也也可用于于防止化化妆品的的过敏反反应,适适于高级级发用或或肤用化化妆品6。1.2甘甘草酸及及其生产产概述由于甘草草成分复复杂,仅仅黄酮类类就有1150多多个成分分,其分分离、纯纯化较为为复杂、难难度较高高。目前前甘草酸酸及其盐盐的生产产工艺方方法较多多7,其中中主要有有溶剂法法和树脂脂法二种种。1.2.1水提提法水提法是是使用时时间最早,也是最最为常用用的一种种溶剂提取取法,其特点在在于操作作简单,成本低低廉,但得率率较低
12、,据19990年中中国药典典方法测测定,甘草草酸得率率仅为3%。这是在因因为甘草草酸中水水容性杂杂质较多多,水提提法提取取出的杂杂质也相相应增加加,在去除除杂质的的过程中中损失了大量甘甘草酸。1.2.2氨性性醇提取取法在对甘草草酸的提取取研究中中,发现用用含氨00.3%的60%乙醇回回流,对对甘草酸酸的提取取具有较较好的效效果。甘甘草酸得得率达110.449%,比水提提法提高高了两倍倍,并且避免免了糖类类、淀粉粉等水溶溶性杂质质的混入入,利于进一步步的精制制过程。但在加热热回流过过程中,有有氨气逸逸出会造成环境境污染问问题,氨氨的损失失也不能能忽略。1.2.3聚酰胺胺法将甘草酸酸粗品制制成的单
13、单铵盐,再再吸附在在粉末状状的聚酰胺胺上,然然后洗脱脱掉杂质,再用极极性溶剂剂洗脱甘甘草酸单单铵盐,最最后用强强酸型交交换树脂脂脱胺,制得甘草草酸。该方法法获得的的甘草酸酸纯度很很高,但但操作繁繁琐,不不易进行行工业化化生产。1.2.4离子子交换树树脂法该法利用用甘草酸酸中含有有3个羧基基与离子子交换树树脂形成成离子键键,吸附附在树脂脂上,而其他一一些不含含羧基的的杂质不不能被吸附附,进而达到分分离的目目的。日日本曾以弱碱碱性树脂脂吸附甘甘草酸, 再用用氨水洗洗脱下来来,进而而得到纯纯度较高的产产品。但但是离子子交换树树脂法处处理量小小,不适适宜大批批量生产产。1.2.5大孔孔吸附树树脂法大孔
14、吸附附树脂法法是一种种较为经经济实用用的方法法。通常常选用的的树脂有有D1001、NKAA、X-55、XADD、DA 2201以以及ABB-8等。利用用大孔树树脂的空空间结构构、氢键键进行吸吸附,以水或或稀低级级醇洗脱脱,收集洗洗脱液,回收溶溶剂后可可得到较高高纯度的甘草酸酸。该法的的优点在在于操作作简单、易易于大批批量生产产,大孔孔树脂可可重复使使用,缺缺点是即即使回收收溶剂,消消耗的乙乙醇依旧旧较多,需需要控制制成本8-110。1.3大大孔树脂脂分离纯纯化技术术大孔树脂脂(maccropporoous ressin)作为一一种新材材料,近近年来已已广泛应应用于天天然产物物的分离离,已成为分
15、分离有机机化合物物特别是水水溶性化化合物的的一种有效效手段。大大孔树脂脂对甘草草酸粗品品的吸附附量较大大,且能再再生并反反复使用用。该方方法操作作简便,成本低低,是目前前纯化甘草草酸经济济有效的的方法。据报道,20世纪80年代日本首先采用大孔树脂来分离纯化甘草酸,并且使收率显著提高,成本也降低了。随后我国也对该项工艺路线进行了相关研究,但由于商业机密等原因披露较少。所以,虽然我国甘草的出口量很大,但多为原料粉或浸膏等初加工产品,不仅工艺落后,而且对环境也有严重污染。因此,我们设计了这个实验,研究几种大孔树脂对甘草酸的分离纯化效果,改进纯化甘草酸的工艺条件11-13。1.4本本论文研研究内容容大
16、孔树脂脂应用于于甘草酸酸的分离离已将近近20年年14,但纵纵观现有有文献不不难发现现,许多多大孔树树脂发现现时间较较早,虽虽然研究究较为透透彻,但但分离纯纯化效果果已经落落后于新新型的选选择性大大孔吸附附树脂,因因此有必必要对其其进行重重新研究究。本论文的的主要实实验内容容:1、利用用静态吸吸附实验验,筛选选出吸附附量和纯纯化程度度比较高高的大孔孔树脂。2、通过过动态吸吸附实验验,确定定大孔树树脂的泄泄漏点,进进而计算算吸附量量,并获获得影响响吸附量量的具体体实验因因素。3、通过过梯度洗洗脱实验验,确定定洗脱剂剂的最佳佳洗脱浓浓度。4、由解解吸实验验,获得得洗脱液液中甘草草酸的含含量分布布,绘
17、制制解吸曲曲线。5、最后后将纯化化后的甘甘草酸置置于碱液液中蒸煮煮,将具具有毒副副作用的的18构型,转转变为具具有疗效效的188构型型。2实验原原理及材材料2.1实实验原理理本实验以以低含量量甘草酸酸为原料料,利用用大孔树树脂的空空间结构构对甘草草酸及杂杂质的吸吸附能力力的差异异,从甘甘草酸粗粗提液中中选择性性吸附甘甘草酸,再再通过吸吸附和解解吸附的的过程,用用一定浓浓度的乙乙醇溶液液将其从从树脂柱柱中洗脱脱下来,从从而达到到分离纯纯化甘草草酸的目目的。由甘草酸酸的结构构上看可可以发现现,甘草草酸分为为两个主主要部分分,一部部分是由由五环三三萜组成成的疏水水基;另另一部分分为两个个葡萄糖糖环组
18、成成的亲水水基,这这就导致致了甘草草酸不仅仅具有疏疏水性还还具有亲亲水性。而而大孔树树脂是吸吸附性和和筛选性性相结合合的分子子分离材材料,其吸附附性是由由于范德德华力或或氢键的的作用,而筛选选原理由由树脂本本身的孔孔型结构构所决定定15。所以,需需要筛选选出孔径径大小与与甘草酸酸近似,孔孔隙率较较高,在在水中易易于与甘甘草酸通通过范德德华力或或氢键结结合,在在一定浓浓度的乙乙醇溶剂剂中易于于与甘草草酸分离离的大孔孔树脂。2.2实实验试剂剂和设备备2.2.1实验验试剂名称级别生产厂家家甲醇色谱纯天津市康康科德技技术有限限公司磷酸色谱纯天津市康康科德技技术有限限公司乙腈色谱纯天津市科科密欧化化学试
19、剂剂有限公公司乙酸铵分析纯天津市化化学试剂剂一厂冰醋酸分析纯天津市科科密欧化化学试剂剂有限公公司氢氧化钠钠分析纯天津市科科密欧化化学试剂剂有限公公司碳酸氢钠钠分析纯天津市天天大化工工实验厂厂氯化钠分析纯天津市风风船化学学试剂科科技有限限公司甲酸分析纯天津市化化学试剂剂一厂正丁醇分析纯天津市科科密欧化化学试剂剂有限公公司乙酸乙酯酯分析纯天津市科科密欧化化学试剂剂有限公公司氨水分析纯天津市科科密欧化化学试剂剂有限公公司无水乙醇醇分析纯天津市风风船化学学试剂科科技有限限公司无水甲醇醇分析纯天津市江江天化工工技术有有限公司司浓硫酸分析纯天津市光光复精细细化工研研究所甘草酸880%西安融升升生物科科技有
20、限限公司甘草酸225%西安融升升生物科科技有限限公司甘草酸单单铵盐成都曼思思特生物物科技有有限公司司盐酸蒸馏水2.2.2实验验用树脂脂牌号树脂结构构极性粒径范围围(mm)平均孔径径(nm)孔隙率(%)比表面(m2/g)X-5交联苯乙乙烯-二二乙烯苯苯共聚物物非极性0.3-1.22529-33050-660500-6000AB-88交联苯乙乙烯-二二乙烯苯苯共聚物物弱极性0.3-1.22513-11442-446480-5200NKA交联苯乙乙烯-二二乙烯苯苯共聚物物非极性0.3-1.0020-222-570-5900ADS-17交联苯乙乙烯-二二乙烯苯苯共聚物物中极性0.3-1.22525-3
21、3045-55090-1150D1011交联苯乙乙烯-二二乙烯苯苯共聚物物非极性0.3-1.22525-22842-446600-7000D40220-非极性0.3-1.22510-110.55-540-58002.2.3实验验设备名称型号生产厂家家循环水真真空泵SHZ-D()巩义市英英峪予华华仪器厂厂层析柱2.22300cm旋转蒸发发器RE522CS上海亚荣荣生化仪仪器厂恒温水浴浴锅B-2220上海亚荣荣生化仪仪器厂色谱泵LC-110ATTvp日本岛津津色谱控制制器AT-5530Autoo Scciennce紫外检测测器SPD-10AAvp日本岛津津色谱泵600Wateers色谱控制制器60
22、0Wateers二极管阵阵列检测测器29966Wateers薄层层析析硅胶板板GF-2254青岛海洋洋化工厂厂分厂超声波清清洗器PS-110A东莞市洁洁康超声声波设备备有限公公司紫外分析析仪ZF7巩义市予予华仪器器有限责责任公司司玻璃点样样毛细管管华西医科科大学仪仪器厂3甘草酸酸的纯化化研究3.1大大孔树脂脂的预处处理及再再生3.1.1大孔孔树脂的的预处理理16-19工业级新新树脂在在工厂被被合成出出来后不不能直接接使用,使用前需要用一些方法进行预处理,以除去树脂中所含少量的低聚物,有机物及有害离子,才能保证其理化特性符合要求。以下为一般树脂的预处理流程:以丙酮酮为溶剂剂浸泡树树脂244h(1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 甘草 纯化 工艺 研究 cjol
限制150内