专利名称：合成大蒜油的分离纯化方法
技术领域：
本发明涉及将工业色谱分离技术，具体来说是将合成大蒜油产物分离纯化为二
烯丙基三硫醚和二烯丙基二硫醚的方法。
背景技术：
百合科植物大蒜鳞茎中含有多种功能活性成分，目前鉴定出的二烯丙基三硫醚 (DATS)和二烯丙基二硫醚(DDTS)是两种及其有效的活性成分。二烯丙基三硫醚，其分 子式为Ce&。S3，具有抗肿瘤、预防心脑血管疾病、抗衰老、抗病毒、抗溃疡、提高机体 免疫力等多种药理作用，可用于生产医药保健品及大蒜素针剂。二烯丙基三硫醚是大蒜 蒜香味的主要来源，因此广泛应用于食品中作为调节食品风味的添加剂；同时二烯丙基 三硫醚对某些动物如鱼、猪等具有极大的诱食作用，因此广泛用作饲料添加剂。
大蒜鳞茎中所含的另一种具有多种功能的活性成分是二烯丙基二硫醚(DDTS)， 其分子式为Ce&。&。它除了具有二烯丙基三硫醚的某些作用外，还是大蒜辛辣味的主要 来源，应用于许多行业中，如直接作为香料，用于调配多种食用香精，作为医药中间 体，也可作为饲料添加剂。 天然大蒜油作为食品添加剂、医药保健品及大蒜素注射针剂的原料广泛应用于 食品及医药领域，主要是利用天然大蒜油中含有的二烯丙基三硫醚(DATS)和二烯丙基二 硫醚(DDTS)这二种成分。但天然大蒜油是从大蒜中提取的，需要大量的大蒜，因此天 然大蒜油价格昂贵，另外，天然大蒜油成份复杂，不同产地的大蒜提取的大蒜油成份不 同，造成天然大蒜油成份不稳定，不利于在医药注射针剂中的推广应用。
合成大蒜油经一定的工艺方法分离纯化后可得到二烯丙基三硫醚和二烯丙基二 硫醚单体，当产物中单体含量达到98%以上时，可替代天然大蒜油应用于食品及医药领 域，目前还没有经纯化的大蒜功能成分单体产品，只是将合成大蒜油去除无机盐等部分 杂质而得到的一种油状混合物，含有多种油性物质，如二烯丙基一硫醚、二烯丙基二 硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基四硫醚等，其含量是指油状混合物的总含量，且不同 厂家及不同批次的合成大蒜油中各种物质组成和含量不相同，因此合成大蒜油不能直接 用于食品及医药领域。 目前工业上合成大蒜油主要有二种方法，不管用哪种方法合成，其合成产物中 均含有4-5种成份。此外该产物中还含有未反应完的有机反应物等，而其中有用的成 份只有二烯丙基三硫醚和二烯丙基二硫醚，其它成份没有作用甚至某些成份还有毒性。 目前，合成大蒜油产品均没有经过分离纯化，大部分用于饲料添加剂及动物药品，也有 不法商家用于食品添加剂及医药保健品中，这样的合成大蒜油产品对人是有很大的危害 的，即使用于动物，也有较大的毒副作用。 混合物的分离纯化通常有结晶重结晶法、萃取法、CC^超临界萃取法、工业高 效液相色谱法等，本发明结合合成产物的特性，通过试验最终确定工业高效液相谱法与 萃取法结合的工艺，将合成大蒜油分离纯化为二烯丙基三硫醚和二烯丙基二硫醚单体，
3且含量等各种理化及卫指标均符合食品医药标准，可替代天然大蒜油，因此，具有广阔 的应用前景和较高的经济效益。
发明内容
发明目的现在的大蒜油合成线路主要有二种 一种是以氯丙烯、硫化钠、硫 磺等为原料， 一种是以氯丙烯、硫代硫酸钠、硫化钠等为原料，合成产物中均含有二烯 丙基一硫醚、二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基四硫醚、氯丙烯、无机盐等 成份，其中有用的成份是二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚，其它成份没有作用，而氯 丙烯还有较大的毒性。本发明将二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚分离出来并纯化，得 到二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚单体，产品中单体含量均大于98%，符合食品及医 药原料要求，可替代天然大蒜油应用于医药、食品领域，也可用于动物添加剂和动物药 品中，绿色、安全、高效。 技术方案合成产物是一种油性混合物，不溶于水，先将合成产物水洗去除无 机盐，然后将一定量的油性混合物用H-100型大孔吸附树脂吸附，装入工业色谱系统的 上样柱中，而工业色谱系统的分离柱中装满T-300型色谱填料，将分离柱洗净并平衡好， 将色谱系统管路连接好，用甲醇水作为流动相，梯度洗脱，收集洗脱液，液相色谱检测 收集液并将收集液分段，第一段含杂质，回收甲醇；第二段主要是二烯丙基二硫醚，先 加水使二硫醚析出，下层为二硫醚，二硫醚可经水多次洗涤得到纯品，上层为甲醇水溶 液，蒸馏回收甲醇；第三段主要是二烯丙基三硫醚，先加水使三硫醚析出，下层为三硫 醚，三硫醚也可经水多次洗涤得到纯品，上层为甲醇水溶液，蒸馏回收甲醇；第四段含 杂质，回收甲醇。 有益效果大蒜油合成方法之一是以氯丙烯、硫化钠、硫磺等为原料，合成产 物主要含二烯丙基二硫醚，其含量大于70%;另一种合成方法是以氯丙烯、硫代硫酸 钠、硫化钠等为原料，合成产物主要含二烯丙基三硫醚，其含量大于80%。通过本发明 纯化后，得到的二烯丙基三硫醚和二烯丙基二硫醚含量均大于98%，符合食品及医药原 料要求，可替代天然大蒜油。其成本不到天然大蒜油的十分之一。
图1 :色谱系统流程图 图中1.甲醇罐、纯水罐，IOOOL不锈钢； 2.不锈钢阀； 3.不锈钢管，小6X1(内径、壁厚)； 4.高压恒流泵； 5.上样柱，小280X1000(内径、高)； 6.分离柱，小加0X2000(内径、高)； 7.接收桶。
具体实施方式
合成工艺
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方案一 合成产物以二烯丙基三硫醚为主。 合成反应原理 CH2 = CH-CH2-Cl+Na2S203——CH2 = CH-CH2S203Na+NaCl 2CH2 = CH-CH2S203Na+Na2S——CH2 = CH-CH2-S-S-S-CH2-CH = CH2+2Na2S03 具体步骤 1.于1吨反应釜中加硫代硫酸钠(无水)205公斤，加水300公斤，关闭加料孔， 开搅拌，加热溶解。 2.硫代硫酸钠溶解后，开冷凝器的冷却水，慢慢加入氯丙烯90公斤，始终控制 反应温度，反应4小时。 3丄0M磷酸二氢钾溶液配制称磷酸二氢钾(无水)13.6公斤，溶于100公斤水 中，搅拌均匀。 4丄0M氢氧化钠溶液配制称氢氧化钠4.0公斤，溶于100公斤水中，搅拌均匀。 5.pH7.5缓冲溶液配制每5公斤磷酸二氢钾溶液加4.1公斤氢氧化钠溶液，搅 拌均匀。 6.硫化钠溶液配制78公斤溶于100公斤水中，加热，搅拌溶解。 7.1 : 3盐酸溶液配制1公斤浓盐酸溶于3公斤水中，搅拌均匀。 8.反应完后，降温，加缓冲溶液50公斤，慢慢加入上述硫化钠溶液，同时加入
1 : 3盐酸溶液，始终控制溶液的pH值为8左右(用pH试纸测试)。控制反应温度，反
应4小时，停止搅拌，转至萃取罐，静置2小时。 9.分离去下水层，油层加水200公斤，搅拌5分钟，停搅拌，静置2小时，放出油层。 IO.将油层再转至静置罐中，加水200公斤，搅拌5分钟，停搅拌，静置2小时， 将油层放至干燥桶中。 11.向干燥桶中加入无水硫酸钠，每50公斤油加无水硫酸钠10公斤，放置过 夜。 12.将干燥过的油，抽滤除去无水硫酸钠即得二烯丙基三硫醚(含量大于80%)。
方案二 合成产物以二烯丙基二硫醚为主。
合成反应原理
S+Na2S——Na2S2 2CH2 = CH-CH2-Cl+Na2S2——CH2 = CH-CH2-S-S-CH2-CH = CH2+2NaCl
具体步骤 1.于1吨反应釜中加硫化钠165公斤，加水350公斤，关闭加料孔，开始搅拌， 加热溶解。 2.硫化钠溶解后，加硫粉40公斤，保温溶解。 3.降温至4(TC以下，加催化剂2公斤，开冷凝器的冷却水，慢慢加入氯丙烯180 公斤，控制反应温度(注意反应为放热反应，开始不要加热)，反应4小时，停止搅 拌，转至萃取罐，静置2小时。 4.分离除去下水层，油层加水200公斤，搅拌5分钟，停止搅拌，静置2小时，放出油层。 5.将油层再转至静置罐中，加水200公斤，搅拌5分钟，停止搅拌，静置2小 时，将油层放至干燥桶中。 6.于干燥桶中加入无水硫酸钠，每50公斤油加无水硫酸钠10公斤，放置过夜。
7.将干燥过的油，抽滤除去无水硫酸钠即得二烯丙基二硫醚(含量大于70% )。
分离纯化工艺 l套色谱系统一次分离纯化30公斤合成大蒜油，具体步骤如下 l.做料将300升H-100型大孔吸附树脂加入做料罐中，加150公斤合成的大蒜
油，搅拌吸附后放出待用。 2.分离柱准备先将T-300型色谱填料用甲醇洗至洗液清亮，然后装入分离柱 中，以120L流动相平衡后待用。 3.装上样柱用一定的流动相溶液与做好的料调匀装入上样柱中，边装料边放 液，直到上样柱装满。 4.将整个色谱系统的管路连接好，开启泵进行淋洗分离，泵流量控制为 280-300ml/min，流动相比例为甲醇水=70 : 30，接收桶体积为60L，总淋洗体积为 960L。 5.检测各收集液中DATS和DDTS的含量比例，根据二者的含量将整个收集液分 成四段。 6.第一段和第四段合并，蒸馏收集甲醇。 7.第二段收集液合并后入萃取罐中，加水萃取，下层为DDTS，上层液蒸馏收集 甲醇。 8.将上层DDTS再放入萃取罐中，加水洗二次，下层为DDTS。 9.在下层的DDTS中，按每100公斤加10公斤无水硫酸钠比例加入无水硫酸钠，
放置过夜，过滤得DDTS纯品，取样检测，含量达98%以上即为合格产品。 IO.第三段收集液合并后入萃取罐中，加水萃取，下层为DATS，上层液蒸馏收
集甲醇。 ll.将上层DATS再放入萃取罐中，加水洗二次，下层为DATS。 12.在下层的DATS中，按每100公斤加10公斤无水硫酸钠比例加入无水硫酸
钠，放置过夜，过滤得DATS纯品，取样检测，含量达98%以上即为合格产品。
权利要求
一种二烯丙基三硫醚产品，其特征在于其中化学合成的二烯丙基三硫醚含量为98％以上。
2. —种二烯丙基二硫醚产品，其特征在于其中化学合成的二烯丙基二硫醚含量为 98%以上。
3. 根据权利要求1或2所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法，包 括以氯丙烯、硫化钠、硫等为原料或以氯丙烯、硫化钠、硫代硫酸钠等原料合成大蒜油 后，经分离纯化制得二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚，其特征在于分离纯化使用工 业液相色谱。
4. 根据权利要求3所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法，其特征 在于使用H-100大孔吸附树脂吸附合成大蒜油原料制样，T-100大孔吸附树脂与大蒜油 比例为:2(体积):l(重量)。
5. 根据权利要求3或4所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法，其 特征在于使用T-300色谱填料作为固定相。
6. 根据权利要求3-5之一所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法， 其特征在于使用甲醇与水作为流动相，甲醇与水的比例为70 : 30(V/V)。
7. 根据权利要求6所述的所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法， 其特征在于流动相使用流量控制，流量为280-300ml/min。
8. 根据权利要求3-5之一所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法， 其特征在于每桶收集液的体积为60L，总体积为960L。
9. 根据权利要求3-5之一所述的所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯 化方法，其特征在于工业液相色谱的收集液共分为四段，第一段和第四段收集液为废 液，第二段收集液为二烯丙基二硫醚，第三段收集液为二烯丙基三硫醚。
10. 根据权利要求9所述的二烯丙基三硫醚或二烯丙基二硫醚的分离纯化方法，其特 征在于将第二段收集液进一步纯化，加水萃取得纯的二烯丙基二硫醚；第三段收集液进 一步纯化，加水萃取得纯的二烯丙基三硫醚。
全文摘要
合成大蒜油中含有4-6种反应产物，还有未反应完的反应物如氯丙烯等成份，其中有用的成份是二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚，其它成份没有作用，而氯丙烯还有较大的毒性。本发明采用工业色谱分离技术，固定相为T300专用色谱填料，流动相为甲醇∶水＝70∶30，流量为280-300ml/min，接收桶体积为60L，总淋洗体积为960，收集液通过高效液相色谱仪检测后，分为四段，其中第二和第三段通过加水萃取可分别得到二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚单体纯品，其含量均大于98％，可替代天然大蒜油应用于医药、食品领域，也可用于动物饲料添加剂和动物药品中，绿色、安全、高效。其成本只有天然大蒜油的十分之一，具有可观的经济效益。
文档编号C07C321/18GK101691346SQ20091009223
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者刘钧贻, 徐国建, 曾清华, 莫少华 申请人:北京资源亚太饲料科技有限公司