论文题目: 超临界二氧化碳萃取当归与川芎单复方中的药效成分研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学工艺
作者: 孙永跃
导师: 李淑芬
关键词: 当归,川芎,挥发油,阿魏酸,川芎嗪,超临界萃取,溶解度
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 中药是数千年来我国劳动人民与疾病作斗争的经验总结。随着“天然、营养、回归自然”的热潮的兴起,在中国“中药现代化和国际化”已成为一项重要的发展战略。超临界流体萃取技术（SFE）是一种新型高效洁净分离技术,在中药及其它天然产物的提取领域占据了独特的地位并倍受瞩目。本文以中药材当归、川芎及其组成的复方为原料,探讨了采用超临界CO2萃取技术提取它们中的挥发油、阿魏酸及川芎嗪等活性成分的工艺的可行性,并对相关药效成分在超临界CO2中的溶解度进行了研究。在对中药材当归单方的药效成分提取的研究中,首先以收膏率和提取物中阿魏酸的含量为目标函数,研究了单一的超临界CO2为溶剂的SFE过程中,温度、压力、药材粒度等因素的影响。实验结果表明在温度为45-65℃、压力30-50MPa的条件下,可得到2.6-4.06%的挥发油,但提取物中阿魏酸的含量却远低于采用渗漉法的质量控制指标;然后深入考察了夹带剂的种类、用量、浓度等因素的影响,优化了适宜的工艺路线,使采用适宜夹带剂的超临界CO2萃取得到的提取物中阿魏酸含量达1.277%,高于渗漉法的提取结果（0.614%）。本文还对采用单一的超临界CO2和采用适宜夹带剂的超临界CO2萃取得到的提取物分别进行了GC/MS分析和比较,前者共鉴定出81个组分,其中61个组分文献未曾报道过;后者共鉴定出88个组分,其中有26个组分与当归挥发油不同。在对中药材川芎单方的药效成分提取的研究中,以收膏率和提取物中阿魏酸的含量为目标函数,研究了单一的超临界CO2为溶剂的SFE过程中,温度、压力、药材粒度等因素的影响。实验结果显示,在温度为45-65℃、压力30-50MPa的条件下,可得到3.7-5.1%的川芎挥发油,川芎嗪含量为0.12-0.17%,阿魏酸的含量在0.1%左右,阿魏酸的含量低于渗漉法的质量控制指标;本文还进一步考察了夹带剂的种类、用量、浓度等因素的影响,优化了适宜的工艺路线,使用夹带剂的提取物收膏率、阿魏酸含量分别达到8.24%和0.735%,均高出渗漉法提取结果（分别为6.40%、0.686%）;本文还对采用单一的超临界CO2和采用适宜夹带剂的超临界CO2萃取得到的川芎提取物分别进行了GC/MS分析和比较,前者共鉴定出74个组分,其中52个组分文献未曾报道过;使用夹带剂的超临界CO2萃取物鉴定出86个组分,其中有28个组分与川芎挥发油不同。本文还对当归、川芎复方药的提取进行了研究。实验中以收膏率和提取物中阿魏酸的含量及川芎嗪的含量为目标函数,考察了萃取温度、萃取压力、物料粒度、夹带剂等因素的影响,确定了适宜工艺条件,在此条件下得到提取物的收膏率为7.12%,阿魏酸含量为0.832%。本文利用动态法测定了阿魏酸及川芎嗪在不同压力（10-35MPa）和温度（308-338K）下在SC-CO2中的溶解度。结果表明,在实验条件下阿魏酸在超临界CO2中的溶解度为6.936×10-7-26.527×10-7（摩尔分数）;川芎嗪在超临界CO2中的溶解度则达到0.010-0.131（摩尔分数）;本文进一步采用Chrastil方程对溶解度数据进行了关联, AARD值分别为7.64%、4.27%。作为比较,本文还通过估算阿魏酸、川芎嗪的临界参数,利用Peng-Robinson状态方程计算了阿魏酸及川芎嗪在超临界CO2的溶解度,结果表明阿魏酸及川芎嗪溶解度的实验值与计算值有较大的差异。本文还对川芎挥发油在超临界CO2中的溶解度进行了研究和关联。研究结果表明,Chrastil方程对溶解度数据关联的AARD值为5.94%;而本文在Chrastil方程的基础上提出了修正方程关联的AARD值为3.33%,表明修正方程比Chrastil方程有更好的关联效果。本文还利用文献数据对修正方程进行了检验,结果也表明优于Chrastil方程。
论文目录:
摘要
Abstract
前言
第一章 文献综述及本文的研究工作
1.1 中药的发展与中药现代化
1.1.1 中药的发展
1.1.2 中药现代化
1.2 中药传统提取工艺
1.2.1 溶剂提取法
1.2.2 水蒸汽蒸馏法
1.2.3 升华法
1.2.4 新技术在中药提取中的应用
1.3 超临界流体萃取技术
1.3.1 超界流体
1.3.2 超临界CO_2 萃取的影响因素
1.3.3 超临界CO_2 萃取技术的应用
1.4 超临界流体萃取相平衡热力学
1.4.1 超临界流体-固体体系相平衡热力学
1.4.2 超临界流体-液体体系相平衡热力学
1.4.3 植物油-超临界二氧化碳体系相平衡
1.5 固体在超临界流体中溶解度的测定方法
1.5.1 静态法
1.5.2 动态法
1.5.3 超临界流体色谱法
1.6 中药材当归的化学成分、药效成分及其提取研究
1.6.1 中药材当归简介
1.6.2 当归的化学成分及药效成分
1.6.3 当归药效成分的提取研究
1.7 中药材川芎的化学成分、药效成分及其提取研究
1.7.1 中药材川芎简介
1.7.2 川芎的化学成分及药效成分
1.7.3 川芎药效成分提取研究
1.8 芎归复方药效成分提取研究
1.9 本文的研究工作
1.9.1 本文的研究背景
1.9.2 本文的研究内容
第二章 超临界CO_2萃取当归药效成分研究
2.1 实验部分
2.1.1 药材来源、预处理及含水量测定
2.1.2 试剂及规格
2.1.3 实验仪器设备
2.2 本章使用的一些术语
2.3 当归提取物分析方法的建立
2.3.1 当归提取物的GC-MS 分析
2.3.2 阿魏酸含量分析
2.4 超临界CO_2 萃取当归挥发油的工艺条件研究
2.4.1 萃取压力的影响
2.4.2 萃取温度的影响
2.4.3 药材粒度的影响
2.4.4 CO_2 用量的影响
2.5 使用夹带剂的超临界CO_2 萃取工艺条件研究
2.5.1 当归挥发油中的阿魏酸含量
2.5.2 超临界CO_2 萃取与渗漉法提取比较
2.5.3 使用夹带剂的超临界CO_2 萃取当归研究
2.6 当归提取物的GC-MS 分析
2.6.1 纯 CO_2 提取物 GC-MS 分析
2.6.2 使用夹带剂的提取物分析
2.6.3 夹带剂对当归提取物成分的影响
2.7 小结
第三章 超临界 CO_2萃取川芎药效成分研究
3.1 实验部分
3.1.1 药材来源、预处理及含水量测定
3.1.2 试剂及规格
3.1.3 实验仪器设备
3.2 本章使用的一些术语
3.3 川芎提取物分析
3.3.1 川芎提取物GC-MS 分析方法的建立
3.3.2 阿魏酸含量分析
3.3.3 川芎嗪含量分析
3.4 超临界CO_2 萃取川芎挥发油工艺参数研究
3.4.1 萃取温度的影响
3.4.2 萃取压力的影响
3.4.3 药材粒度的影响
3.4.4 CO_2 用量的影响
3.5 使用夹带剂的超临界CO_2 萃取工艺条件研究
3.5.1 超临界CO_2 萃取与渗漉法提取的比较
3.5.2 川芎挥发油中的阿魏酸含量
3.5.3 夹带剂对萃取的影响
3.6 川芎提取物GC-MS 分析
3.6.1 川芎挥发油GC-MS 分析
3.6.2 使用夹带剂的提取物分析
3.6.3 夹带剂对川芎提取物成分的影响
3.7 温度、压力对萃取川芎嗪的影响
3.7.1 萃取温度及压力对收膏率的影响
3.7.2 萃取温度及压力对川芎嗪含量的影响
3.8 超临界CO_2 萃取川芎工艺放大实验
3.8.1 工艺放大实验结果
3.8.2 工艺放大与小试实验结果比较
3.9 小结
第四章 超临界 CO_2萃取芎归复方药效成分研究
4.1 实验部分
4.1.1 药材来源、预处理及含水量测定
4.1.2 试剂来源及实验设备
4.2 超临界CO_2 萃取芎归复方工艺条件研究
4.2.1 萃取温度的影响
4.2.2 萃取压力的影响
4.2.3 药材粒度的影响
4.2.4 芎归复方萃取与单方计算结果比较
4.2.5 药材批次对的影响
4.2.6 夹带剂的影响
4.2.7 超临界CO_2 萃取与渗漉法提取比较
4.3 复方萃取结果与文献比较
4.4 复方萃取工艺放大实验
4.4.1 工艺放大实验结果
4.4.2 工艺放大与小试实验结果比较
4.5 小结
第五章 阿魏酸、川芎嗪在超临界 CO_2中溶解度研究
5.1 实验部分
5.1.1 原料与试剂
5.1.2 实验过程
5.1.3 分析方法
5.2 装置验证结果
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 压力对阿魏酸、川芎嗪溶解度的影响
5.3.2 温度对阿魏酸、川芎嗪溶解度的影响
5.3.3 阿魏酸溶解度与文献数据的比较
5.4 Chrastil 方程对溶解度数据的关联
5.4.1 关于Christil 方程
5.4.2 Chrastil 方程对阿魏酸溶解度数据的关联
5.4.3 Chrastil 方程对川芎嗪溶解度数据的关联
5.5 Chrastil 修正方程对溶解度数据的关联
5.5.1 Chrastil 修正方程
5.5.2 Chrastil 修正方程对阿魏酸溶解度数据关联
5.5.3 Chrastil 修正方程对川芎嗪溶解度数据关联
5.6 P-R 状态方程计算溶解度
5.6.1 “压缩气体模型”
5.6.2 P-R 状态方程计算步骤
5.6.3 P-R 状态方程计算溶解度结果
5.7 小结
第六章 川芎挥发油在 SC-CO_2中的溶解度研究
6.1 川芎挥发油在SC-CO_2 中的溶解度
6.2 Chrastil 方程对川芎挥发油溶解度的关联
6.3 Chrastil 修正方程对川芎挥发油溶解度的关联
6.3.1 本文提出的Chrastil 修正方程
6.3.2 Chrastil 修正方程对川芎挥发油溶解度的关联
6.4 文献数据对Chrastil 修正方程的检验
6.4.1 Chrastil 方程对文献数据的关联
6.4.2 Chrastil 修正方程对文献数据的关联
6.5 小结
第七章 结论
1 超临界 CO_2 萃取当归药效成分研究
2 超临界 CO_2 萃取川芎药效成分研究
3 超临界 CO_2 萃取芎归复方药效成分研究
4 阿魏酸及川芎嗪在超临界 CO_2 中溶解度研究
5 川芎挥发油在 SC-CO_2 中的溶解度研究
第八章 本文的创新点及下一步工作建议
8.1 本文的主要创新点
8.2 下一步工作的建议
符号说明
参考文献
发表论文情况
附录
附录一 超临界CO_2萃取当归挥发油的部分实验数据
附录二 超临界CO_2萃取川芎挥发油的部分实验数据
附录三 Peng-Robinson 状态方程计算溶解度数据(摩尔分数)
附录四 小麦胚芽油、黑醋栗种子及油亚麻籽油的溶解度
致谢
发布时间: 2007-07-10
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