专利名称：从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法
技术领域：
本发明涉及一种分离高纯度辣椒碱单体的方法，尤其涉及一种从辣椒碱类化合物中 分离高纯度辣椒碱单体的方法。
技术背景辣椒(Capsicum)是人们日常生活中普遍应用的食品辛香调味料；辣椒碱类化合物(或 称辣椒总碱，Capsaicinoids)是其中产生辣味的物质，主要包括辣椒碱(capsaicin)、 二氢 辣椒碱(dihydrocapsaincin)、降二氢辣椒碱(nordihydrocapsaicin)、高二氢辣椒碱 (homodihydrocapsaicin)等同系物。高纯度辣椒碱类化合物主要用于医药行业，具有镇 痛、消炎、杀菌、治疗肠胃病和血癌等作用。用辣椒碱做成软膏对慢性风湿性关节炎、 带状疱疹、跌打损伤等神经痛有显著疗效；对牛皮癣、秃发等均有良好的治疗作用；与 吗啡合用可延长镇痛时间，减少成瘾性，是美国FDA推荐的首选长效镇痛用药。辣椒总碱中，最辣的成分是辣椒碱单体，将之进一步分离出来，能够提高其药用价 值。由于辣椒碱单体与其他同系物化学结构类似，理化性质极为相近，因而其分离难度 很大，主要包括1)制备色谱法；2) 二氧化碳超临界萃取法；3)树脂吸附法。这些方 法均能制备出高纯度的辣椒碱单体，但其共同的缺点是生产成本高，辣椒碱单体收率低， 溶剂消耗大。 发明内容本发明目的在于提供一种从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，该方 法可以克服现有技术的不足，具有生产成本低，工艺简单，有机溶剂用量少、无毒环保 且所得辣椒碱单体纯度高、收率高的优点。本发明采用的技术方案为 一种从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法， 以甲醇/水混合液、乙醇/水混合液、乙腈/水混合液、甲醇/乙醇/水混合液、乙醇/乙腈/水 混合液或甲醇/乙腈/水混合液作流动相，碳十八硅胶作为固定相，采用开环形式的模拟移 动床系统从辣椒碱类化合物中分离出高纯度辣椒碱单体。进一步地，包括以下步骤(l)配制两种不同含量的流动相；其中，有机溶剂含量高的流动相溶液用作洗脱液； 有机溶剂含量低的流动相溶液溶解辣椒碱类化合物原料后用作原料液，原料浓度为5mg/mL~200mg/mL 5(2) 将原料液和洗脱液同时泵入开环形式的模拟移动床系统；(3) 从开环形式的模拟移动床系统中分离出辣椒碱单体溶液；(4) 往辣椒碱单体溶液中添加水，结晶，过滤，干燥得到高纯的辣椒碱单体。 常规模拟移动床系统由多根色谱柱首位相连，形成一个闭环。在泵的驱动下，液相顺时针循环流动。进样液、萃余液、洗脱液和萃余液四股物料进出口将模拟移动床分成I， II， III和IV四个区。定期将各根柱子同时沿逆时针方向移动一根柱长，或将四股物料进 出口位置同时沿顺时针方向移动到下一根柱子出口，以此模拟出液固两相的逆流移动效 果。模拟移动床通常只适合于分离双组分体系弱吸附组分从萃余液出口流出；而强吸附组分从萃取液出口流出。辣椒总碱中，降二氢辣椒碱、辣椒碱、二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱等在反相色谱(固 定相为碳十八硅胶，流动相为甲醇/水混合物液、乙醇/水混合液或乙腈/水混合液)上的吸附强度依次增强。采用常规模拟移动床来生产高纯度辣椒碱时，需要两步操作先将降 二氢辣椒碱和辣椒碱从辣椒总碱中分离出来，再用模拟移动床从降二氢辣椒碱和辣椒碱 的混合物中分离出辣椒碱。然而，选择合适的操作条件，可将一部分降二氢辣椒碱在模拟移动床的IV区与辣椒 碱分离开来，并采用开环形式的模拟移动床，将这部分获得分离的降二氢辣椒碱从IV区 出口取出，而不是循环流入I区，则可除掉一部分降二氢辣椒碱，从而提高萃余液出口流 出液中辣椒碱的纯度，再通过结晶纯化进一步提高纯度。本发明从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法所述洗脱液中有机溶剂的体积百分比为20~100%;洗脱液中有机溶剂含量比用于制备原料液的溶液中的有机溶剂含量高0.1 10倍。因为辣椒碱类化合物的分离情况与有机溶剂含量有关有机溶剂含量 越低，分离因子越大。可选用有机溶剂含量低的溶液溶解原料，而用有机溶剂含量高的 溶液作洗脱剂(常规模拟移动床中，洗脱液组成和用于溶解原料的溶液组成相同)，也就 是最近提出的一种模拟移动床的新型操作模式…-溶剂梯度模式。这样可降低I区流速，增大系统处理能力，同时还能改善辣椒碱类化合物在ii区和m区的分离，利于提高辣椒碱纯度。另外，本发明所述开环形式的模拟移动床系统的操作温度为20 60'C，最适宜的温度 为30~35。C。本发明的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，与现有技术相比，有 机溶剂用量减少，可一次获得纯度在95%以上的辣椒碱单体，收率在90%以上；生产成本低，工艺简单，有机溶剂用量少、无毒环保。
图1为常规的模拟移动床系统结构图。 图2为本发明的开环形式的模拟移动床系统结构图。
具体实施方式
下面详细说明本发明。1、 采用改进的模拟移动床分离系统，即开环形式的模拟移动床系统。 常规模拟移动床系统由多根色谱柱首位相连，形成一个闭环。如图1所示，阿拉伯数字为色谱柱编号，在泵的驱动下，液相顺时针循环流动。进样液、萃余液、洗脱液和萃余液四股物料进出口将模拟移动床分成i， ii, m和iv四个区。定期将各根柱子同时 沿逆时针方向移动一根柱长，或将四股物料进出口位置同时沿顺时针方向移动到下一根 柱子出口，以此模拟出液固两相的逆流移动效果。采用常规模拟移动床来生产高纯度辣 椒碱时，需要两步操作开环形式的模拟移动床系统，该系统包括进样泵、洗脱液泵、n区和iv区循环泵、 旋转阀和色谱柱。其中，在洗脱液入口与萃取液出口之间的柱子为i区，主要用于脱附强组分再生固定相；在萃取液出口和进样液入口之间的柱子为II区，主要用于脱附弱组分；在进样液入口和萃余液出口之间的柱子为m区，主要用于吸附强组分；在萃余液出口和 洗脱液入口之间为IV区，主要用于吸附弱组分。如图2所示，阿拉伯数字为色谱柱编号，原料液和洗脱液分别从原料液入口和洗脱液入口注入开环形式的模拟移动床分离系统， 辣椒碱单体溶液从萃余液出口流出系统。每隔一定时间，各根柱子均向后移动一根柱长。操作温度为20 6(TC，最适宜的温度为30 35'C。2、 分离步骤分别配制原料液(浓度为5mg/mL~200mg/mL)和洗脱液。模拟移动床系统由4~24根色谱柱组成，柱子数目越多，分离效果越好，但系统的复杂程度也提高，最合适的柱子数目为8 16根。原料液和洗脱液分别从进料口和洗脱液入口泵入分离系统，设定各区合适的流速和柱子切换时间，从萃余液出口收集到高纯度的辣椒碱单体溶液。往该溶液中添加水，至溶液刚好浑浊，室温下结晶，过滤、干燥得到高纯度的白色辣椒碱单体结 曰曰曰o3、 成品检验流动相甲醇/水(体积比65/35) 流速0.5mL/min泵KnauerK501泵色谱柱Agilent TC-C18,4.6 XI 50mm， 5jim， 检测器Knauer K2501检测器 检测波长280nm在上述色谱条件下，将辣椒总碱溶液注入色谱柱，第二个出峰物质即是辣椒碱单体， 其峰面积最大。在分析产品纯度时，根据保留时间和色谱峰面积来检测辣椒碱单体的纯 度。下面通过具体实施例对本发明给予进一步说明。实施例中，模拟移动床为德国Knauer 公司产CSP9116。色谱柱2X10cm，填料为日本富士公司产C18硅胶，粒径20~45pm， 共8根，每区2根。辣椒总碱原料购自贵州五倍子，其中辣椒碱含量67.51%，降二氢辣 椒碱含量5.32%。实施例1a. 操作条件原料液溶剂乙醇/水(体积比为40/60)原料液浓度40mg/mL洗脱液乙醇进样液流速5mL/min洗脱液流速15mL/min萃余液流速6mL/min萃取液流速6mL/minIV区流速8mL/min切换时间4minb. 成品分析萃余液中辣椒碱单体纯度为97.50%，通过结晶处理后纯度为98.31%。 IV区出口液 和萃取液中未检测到辣椒碱单体，因而收率为100%。实施例2 a.操作条件原料液溶剂乙腈/水(体积比为30/70) 原料液浓度40mg/mL6洗脱液乙腈 进样液流速2.5mL/min 洗脱液流速15.5mL/min 萃余液流速5.5mL/min 萃取液流速4mL/min IV区流速8.5mL/min 切换时间3.5min b.成品分析萃余液中辣椒碱单体纯度为95.75%，通过结晶处理后纯度为96.90%。萃取液中未检 测到辣椒碱单体，但有少量辣椒碱单体从IV区出口流出，收率为95.50%。实施例3a. 操作条件原料液溶剂甲醇/水(体积比为35/65) 原料液浓度40mg/mL 洗脱液乙腈 进样液流速6.5mL/min 洗脱液流速18mL/min 萃余液流速7.5mL/min 萃取液流速6.5mL/min IV区流速10.5mL/min 切换时间3.5minb. 成品分析萃余液中辣椒碱单体纯度为98.48%，通过结晶处理后纯度为99.21%。萃取液和I区 出口液中未检测到辣椒碱单体，因而收率为100%。以上实施例是对专利的说明和进一步解释，而不是对本发明的限制，在本发明的精 神和权利保护范围内所做的任何修改，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其特征在于以甲醇/水混合液、乙醇/水混合液、乙腈/水混合液、甲醇/乙醇/水混合液、乙醇/乙腈/水混合液或甲醇/乙腈/水混合液作流动相，碳十八硅胶作为固定相，采用开环形式的模拟移动床系统从辣椒碱类化合物中分离出高纯度辣椒碱单体。
2、 根据权利要求1所述的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其特征 在于包括以下步骤-(1) 配制两种不同含量的流动相；其中，有机溶剂含量高的流动相溶液用作洗脱液；有 机溶剂含量低的流动相溶液溶解辣椒碱类化合物原料后用作原料液，原料浓度为5mg/mL 200mg/mL;(2) 将原料液和洗脱液同时泵入开环形式的模拟移动床系统；(3) 从开环形式的模拟移动床系统中分离出辣椒碱单体溶液；(4) 往辣椒碱单体溶液中添加水，结晶，过滤，干燥得到高纯的辣椒碱单体。
3、 根据权利要求2所述的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其特征在于所述洗脱液中有机溶剂的体积百分比为20~100%。
4、 根据权利要求3所述的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其特征 在于洗脱液中有机溶剂含量比用于制备原料液的溶液中的有机溶剂含量高0.1-10倍。
5、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方 法，其特征在于所述开环形式的模拟移动床系统的操作温度为20 6(TC。
6、 根据权利要求5所述的从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其特征 在于所述开环形式的模拟移动床系统的操作温度为30~35°C。
全文摘要
本发明涉及一种从辣椒碱类化合物中分离高纯度辣椒碱单体的方法，其以甲醇/水混合液、乙醇/水混合液、乙腈/水混合液、甲醇/乙醇/水混合液、乙醇/乙腈/水混合液或甲醇/乙腈/水混合液作流动相，碳十八硅胶作为固定相，采用开环形式的模拟移动床系统从辣椒碱类化合物中分离出高纯度辣椒碱单体。该方法可以克服现有技术的不足，具有生产成本低，工艺简单，有机溶剂用量少、无毒环保且所得辣椒碱单体纯度高、收率高的优点。
文档编号C07C233/00GK101260065SQ20081006047
公开日2008年9月10日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者凤 危, 波 沈, 赵迎宪 申请人:浙江大学宁波理工学院