[發明專利]一種利用電滲析法分離純化煙堿的方法

有效

• 申請號: 201410456053.4
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104292212A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 葛少林;張朝;佘世科;黃蘭;朱棟梁;徐迎波;田振峰;陳開波;汪華;周順;張曉宇;張亞平
• 申請（專利權）人: 安徽中煙工業有限責任公司
• 主分類號: C07D401/04
• 分類號: C07D401/04;C05F7/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

一、技術領域

本發明涉及一種分離方法，具體地說是一種利用電滲析法分離純化煙堿的方法。

二、背景技術

煙堿是一種含氮生物堿，其分子中含有兩個氮雜環和一個不對稱碳原子，是弱二級堿，最多可以捕獲兩個質子，因此煙堿可以以游離態、單質子態和雙質子態三種形態存在。煙堿的存在形態與pH值密切相關，在pH<6時煙堿主要以單質子態和雙質子態兩種離子形式存在；而pH>10時，煙堿基本以游離態形式存在。煙堿是重要的醫藥、化工原料，可用來生產高效綠色殺蟲劑和生物性農藥，還是研制治療帕金森病、心血管病、皮膚病等疾患藥物的特種原料，同時也是煙草資源綜合利用的重要領域之一。

天然煙草呈弱酸性，其煙堿主要以單質子態和雙質子態的鹽形式存在，而在堿性條件下煙堿將由質子態向游離態轉化。從煙草中制備煙堿主要包括：煙堿的分離、純化以及濃縮等步驟。目前以煙草為原料制備煙堿的方法有多種工藝形式，可歸納為：“水提取-有機溶劑反萃取法”、“加堿水蒸汽蒸餾法”、“碳化脫羧法”以及“超臨界流體萃取法”等。目前，水提有機溶劑反萃取法是應用最多的煙堿制備工藝，CNCN1065266公開了一種將煙草原料與稀硫酸混合，經粉碎、碾壓、加堿和有機溶劑的混合物浸漬、加熱、過濾、有機溶劑萃取，分離提純得到純度95％以上的硫酸煙堿和天然煙堿。CN102659760A公開了一種煙堿酸法提取工藝，其流程包括：備料、浸泡、提取、調值、濃縮、萃取和干燥，該發明降低了生產成本并提高了煙堿收率至95％以上。CN1234403A公開了一種煙堿提取純化工藝，該工藝是將煙葉用熱水浸提，浸提液經Ca(OH)₂和CO₂中和后過濾，濾液用乙酸乙酯或氯仿在填料塔中萃取，蒸發濃縮有機相得到純度為75-85％的游離煙堿。“水提有機溶劑反萃取法”無論是使用酸性水、堿性水還是普通水提取煙堿，煙堿的純化都需要消耗大量的有機溶劑，產品中也必然存在溶劑殘留。水蒸汽蒸餾法是制備煙堿的傳統方法，該方法基于在堿性溶液中煙堿鹽可以形成游離煙堿，游離煙堿在溫度為100℃時具有一定蒸氣壓，可隨水蒸氣共同揮發的特性，利用水蒸汽將煙堿從煙草粗體液中分離，以酸溶液吸收餾出液，然后調節吸收液至堿性，用有機溶劑萃取，得到游離煙堿。隨著水蒸汽蒸發，蒸餾釜濃度升高，沸點上升，雜質組分揮發加劇，產品純度下降。CN102516226A公開了一種循環蒸餾，有機溶劑吸收精制煙堿的方法及其蒸餾設備，該方法循環蒸餾時，被有機溶劑萃取過的冷凝水及時回流，可維持蒸餾釜中的溶液量，同時控制沸點減少雜質組分的餾出，同時回流冷凝水將水溶性雜質帶回蒸餾釜，提升了產品的純度。總體來看，水蒸汽蒸餾法提取煙堿的能耗高且同樣存在有機溶劑污染問題。碳化脫羧法是將煙葉無氧加熱，碳化脫羧，產物用硫酸溶液吸收，制備硫酸煙堿鹽。CN1335315和CN102731473公開了采用“碳化脫羧-硫酸吸收”的方法從煙草中提取煙堿的方法，該工藝用硫酸溶液吸收煙葉碳化脫羧產物中的煙堿，所得到的煙堿硫酸鹽溶液調節pH至堿性后用有機溶劑萃取，制備游離煙堿。CN1609104公開了干餾法制備煙堿的方法，該方法與“碳化脫羧法”類似。“碳化脫羧-硫酸吸收”的能耗高，有機溶劑殘留等問題未能解決。此外煙堿的制備方法還包括“液膜法”、“超臨界流體萃取法”、以及“雙水相萃取法”等，但這些方法仍然未能有效解決有機溶劑造成的環境污染、溶劑殘留問題或存在工藝過程復雜或成本較高等問題。如，CN101045726公開了一種乳狀液膜法制備煙堿的方法，邢健敏，李芬芳等(雙水相體系/溶劑反萃取法制備高純天然煙堿，天然產物開發與研究，2009，21:489-491)提供了一種利用雙水相體系制備高純天然煙堿的方法，煙草粗提物調節至pH9.0以上，用相分離劑聚乙二醇/(NH₄)₂SO₄純化處理得到的煙堿溶液再通過有機溶劑反萃取，蒸發有機溶劑后可得到高純天然煙堿。US4506682公開了用超臨界流體萃取法制備煙堿的方法，董超宇等(超臨界CO₂從煙草中提取天然煙堿，化學工程師,1998,5:51-52)提供了一種應用超臨界CO₂流體萃取技術制備煙草中煙堿的方法，但超臨界流體處理法的工藝成本高且設備投資大。