蓖麻碱的提取纯化及结构分析
【关键词】 结构分析
1 引 言
蓖麻碱是蓖麻制油后得到的蓖麻饼粕中的重要成分，存在于蓖麻的茎叶和种子中，在幼芽特别是子叶中含量较高，在未脱毒的蓖麻饼粕中含量高达0.2%～0.4%。蓖麻碱纯品为白色针状或棱柱状结晶性生物碱，熔点201～205℃，在170～180 ℃、2.667 kPa时升华。蓖麻碱易溶于热水和热的氯仿，在热乙醇中有一定的溶解度， 是一种中性生物碱，具有天然活性，水溶液中呈中性，遇酸不易形成盐。其碱性溶液能使高锰酸钾还原，同时生成氢氰酸。因其分子中含氰基，毒性较大，可引起恶心、呕吐，严重时呼吸衰竭以致死亡。目前，对蓖麻碱的研究主要侧重于饲料研究。提取工艺的提取率约为0.15%，本实验对蓖麻饼粕中提取蓖麻碱的条件进行了优化，将提取率提高到0.35%，并且获得明确的结构分析谱图。
2 实验部分
2.1 仪器、试剂与材料
DK8D型电热恒温水槽；索氏提取器；RE5298型旋转蒸发仪；LC/MSD TRAP SL质谱仪（美国Aligent公司）；RX400核磁仪。氯仿，无水乙醇，甲醇（色谱纯）；碘化铋钾试剂；其它试剂为分析纯。蓖麻饼由内蒙古通辽市通华蓖麻化工有限责任公司提供。蓖麻碱标品为实验室自制（经HPLC验证纯度为99.4%）。
2.2 样品的制备和纯化
蓖麻碱的提取流程：蓖麻饼粕→水浸提→过滤浓缩→浸膏→氯仿回流浸提→无水乙醇重结晶→蓖麻碱针状晶体。将蓖麻碱粗提物浓缩成浸膏后置于索式提取器内，78 ℃下以三氯甲烷回流浸提4 h，回流3次。收集所得三氯甲烷溶液，用旋转蒸发仪回收，蒸发后得到黄色颗粒状固体，72 ℃用无水乙醇重结晶法对蓖麻碱进行纯化溶出，在黄色颗粒固体物完全溶解后再加20%无水乙醇，趁热过滤以除去杂质，于4 ℃冰箱内保存过夜，吸出蓖麻碱晶体。
2.3 标准曲线的绘制
准确称取10 mg蓖麻碱纯品，用甲醇溶解，定容至10 mL。准确吸取上述溶液0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8和1.0 mL，用甲醇定容至10 mL，用Lambda 25型紫外分光光度计，在290 nm处测吸光度A。以甲醇为空白样。以浓度C为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线： A=12.815C－0.119， r=0.9936。
3 结果与讨论
3.1 蓖麻碱提取条件的选择
蓖麻碱提取通常采用热水提取，本实验根据单因素试验，采用响应面试验设计实验表（3因素，3水平），提取时间设为0.5, 1.0和1.5 h; 提取温度设为90，95和100 ℃；料水比（样品重／提取液体积）设为1∶5，1∶10和1∶15。以确定蓖麻饼粕中蓖麻碱的提取率确定最佳提取条件（实验取样品30 g）。其中析因点为自变量取值在料液比、提取温度、提取时间所构成的三维顶点，零点为区域的中心点，零点实验重复3次，用以估计实验误差。结果表明，液料比对蓖麻碱的提取率影响较大。液料比和温度的交互作用对蓖麻碱的影响较大。通过优化实验，确定蓖麻碱最佳提取条件为：提取时间1 h，提取温度95 ℃，料液比1∶10。在此条件下的提取率为0.35%。实验表明，提取2次即可提出绝大部分蓖麻碱，提取率为91.1%；提取3次可以溶出全部蓖麻碱，提取率为99.7%。因此，本实验采用3次提取。
3.2 蓖麻碱的纯化
将所得的蓖麻碱粗提物置于索式提取器内，三氯甲烷回流浸提4 h，回流3次。收集所得三氯甲烷溶液，用旋转蒸发仪回收，蒸发后得到黄色颗粒状固体，用无水乙醇重结晶法对蓖麻碱进行纯化溶出，4 ℃下冰箱过夜吸出蓖麻碱。200 g蓖麻饼粕中的乙醇加入量为10.0，12.5，15，18, 22和25 mL, 考察纯化时饼粕与乙醇的用量。实验表明，随着乙醇加入量的增加，蓖麻碱质量在逐渐增加，在乙醇体积达到22 mL时，蓖麻碱质量达到最大，随之迅速下降直至为零。因此，纯化时饼粕与乙醇的用量比为10∶1（m/V）。