烟碱提取方法的研究

烟碱提取方法的研究

于文萃

辽宁地质工程职业学院，辽宁 丹东 118000

摘要：烟碱是一种存在于茄科植物中的生物碱。国内外文献报道了很多烟碱提取的方法，包括水蒸汽蒸馏法、离子交换法、超临界萃取法、微波法、超声波提取法、溶剂萃取法等。研究了烟碱提取方法及其优缺点，为烟碱的研究提供了参考依据。

关键词：烟碱、提取、研究

1烟碱基本情况

1.1烟碱的由来

烟碱，也称作尼古丁、烟草素。尼古丁的名字是来自于烟草这种植物学名Nicotiana tabacum，烟草学名是以一位驻葡萄牙的法国人Jean Nicot de Villemain命名的。1560年时，将烟草的种子从巴西寄回巴黎，并将其推广于医疗用途。1828年，德国化学家Posselt、Reimann首次在烟草中分离出了尼古丁。1843年，Melsens提出了尼古丁的化学式。1893年，Adolf Pinner发现了尼古丁的结构，1904年，A. Pictet、Crepieux成功运用合成的方式得到了尼古丁。

1.2烟碱的结构

烟碱是一种有机化合物，它的化学式为C₁₀H₁₄N₂，化学名称为1-甲基-2-(2-吡啶基)四氢吡咯，分子量为162.24。纯烟碱在室温下为白色或者淡黄色的油状液体，沸点为246.1℃，具有强烈的辛辣味、潮解性。在空气中变为棕色，具刺激性气味，有剧毒，可供作医药、杀虫剂等。

1.3烟碱的性质

在60℃以下和210℃以上可与水混溶，形成水合物。有吡啶臭和焦辣味，极易吸湿，在空气或光线中渐变成棕黄色。能随水蒸气而挥发。可与乙醚、乙醇混溶，易溶于醇、醚、氯仿、石油醚等大多数有机溶剂，可与酸形成盐。有不同的旋光异构体。

1.4烟碱研究的意义

尼古丁使人上瘾或产生依赖性，重复使用尼古丁，也增加升高血压、降低食欲。大剂量尼古丁会引起呕吐、恶心，严重时会危及生命。烟草中通常含有尼古丁，电子烟也含有有害物质尼古丁。使得许多吸烟者不能戒掉烟瘾。尼古丁不仅存在于烟叶之中，也存在于多种茄科植物的果实中，例如枸杞子、番茄等植物中就含有尼古丁，但是，这些蔬菜、药材却被公认为是对人体有益的健康食物。也因此，世界卫生组织在20世纪90年代就在全球推广“尼古丁替代疗法”来帮助人们进行戒烟，取代了以前从香烟中获得尼古丁，帮助人们在生理、心理上克服对香烟的依赖，使戒烟成功率增加。因此，烟碱的提取方法的研究，具有非常重要的意义。

2烟碱的提取方法

　　烟碱的提取方法很多，主要包括水蒸汽蒸馏法、离子交换法、超临界萃取法、微波法、超声波提取法、溶剂萃取法等以下几种：

2.1水蒸汽蒸馏法

水蒸气蒸馏法是将含挥发性成分的植物材料与水进行蒸馏，使挥发性成分随着水蒸气一起被馏出，经过冷凝分取挥发性成分的浸提方法。此方法适用于有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中较稳定，难溶或不溶于水的植物活性成分提取。水蒸气蒸馏法是提取植物性天然香料的最常用方法之一，水蒸气蒸馏法的流程、设备、操作等方面的技术都是比较成熟的，成本低而产量大，设备、操作都比较简单。水蒸汽蒸馏法是提取天然烟碱的较早的工艺，将原料先采用稀酸进行浸提，再用碱进行中和，再进行水蒸汽蒸馏，提取尼古丁，然后经过草酸处理、碱化后得到烟碱产品。该方法操作方便，但设备庞大，效率较低，所得产品烟碱的纯度较低，一般可得到纯度90％以下的烟碱，工业上较少应用。

2.2溶剂萃取法

溶剂萃取法是利用化合物在两种互不相溶或微溶的溶剂中，根据溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂转移到另一种溶剂中。经过多次萃取，将绝大部分化合物提取出来。溶剂萃取法的工艺流程为：原料放入石灰水中浸提，用溶剂萃取，制成烟碱盐，再进行碱化，得到烟碱产品。方法中的溶剂可以选氯仿、乙醚、氯代烯烃等有机溶剂。该方法有工业基础，但装置运转正常有困难，因为在烟碱从有机相转入水相后进行分离时，生产上，在相界面上易产生乳化层，导致停产。

2.3超临界萃取法

超临界萃取技术是一种新型的分离技术。超临界流体萃取法(supercritical fluid extraction, SFE)是利用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取出来某些有效组分，并进行分离的一种方法。萃取得到的烟碱粗品中含有少量的胶质、烟焦油、其它高沸点生物碱等杂质，可减压蒸馏进行精制，最后，纯度可得到98％以上的烟碱。

2.4离子交换法

离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基团，与溶液中的各种离子间的离子交换能力的差异进行分离的一种方法。离子交换法是以圆球形树脂过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。离子交换法的关键在于选择适合的离子交换剂、吸附、淋洗的条件。离子交换法是将原料放入稀酸溶液中浸提，再进行加热回流，将滤液经离子交换树脂(强酸性)，烟碱就被吸附在交换柱上，然后用碱交换，得到游离烟碱的水溶液，但是得到烟碱的纯度较低。

2.5微波法

微波法是一种通过微波来实现提取、干燥剂灭菌等的方法，波长是在1米到1毫米之间。微波法具有产品无毒、短时、高效等优点。烟叶为原料研究了微波法提取烟碱的技术，最后，可得到纯度90％以上的烟碱。

2.6超声波提取法

超声提取法是利用超声波的空化作用、机械效应、热效应等加速胞内有效物质的释放、扩散、溶解，显著提高提取效率的提取方法。近年来，超声提取法在植物提取中有很大优势，超声波产生的空化和强烈振动作用加强了被提取物质的释放、扩散及溶解，利用超声波提取法提取烟叶中烟碱，可缩短提取的时间，提高提出率。同时，超声波破碎过程是一个物理过程，被提取的天然成分的化学结构、性质不会改变。

2.7连续逆流提取法。

逆流连续萃取法是一种连续的两相溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多的萃取管。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充，以增加两相溶剂萃取时的接触面。目前，在国内提取烟碱的生产企业多采用间歇搅拌釜式浸取法，根据对浸取的研究，连续逆流浸取的生产效率、成本费用都优于间歇式搅拌浸取。对连续逆流提取法进行研究，该方法效果比较好，流程简单，为工业性设计提供理论依据。

3烟碱的利用价值

　　烟碱有剧毒。量大时能抑制中枢神经系统，使呼吸停止和心脏麻痹。成人一次吸入量超过40～60mg，可使人死亡。但适量吸烟可以使人记忆力增强，过度吸烟则对人的神经系统产生抑制作用。烟碱在烟草行业中，可用于制作电子烟、电子烟油、保健香烟、香烟加味剂、戒烟膏，此外，在医药制造食品、营养保健品、香精香料、化妆品等方面也有应用，在农业中，可制作动物饲料的添加剂、杀虫剂、除草剂、植物生长调节剂，烟碱的生物活性越来越受到人们的重视，应用到各个领域，烟碱的提取研究具有重要意义。

参考文献

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