从烟叶中提取烟碱的研究

陈自春 王嘉琳 周迎春 王博

（1. 锦州石化公司集体企业管理中心 辽宁锦州 121001；2. 辽宁工业大学 化学与环境工程学院 辽宁锦州 121001）

烟 草, 原 产 热 带 美 洲， 茄 科(Solanaceae) 烟 属(Nicotiana)。烟草中的蛋白质很富营养，它的氨基酸平衡价很高，回收价值大，因此在废次烟叶的处理工艺上较多的考虑烟碱、苹果酸、柠檬酸水式多用、草酸的回收利用。近年来，随着烟草工业、精细化工、制药、有机合成、国防、农业等的迅速发展，市场上对天然烟碱的需求量与日俱增。如在医药工业上用于研制治疗心血管、皮肤、蛇毒虫咬伤等疾患药物的特种原料，柠檬酸烟碱是应用于高级香烟的品质改良剂组分。因此，制备更高纯度的烟碱产品是烟碱市场上亟待解决的问题。本文对从烟叶中提取烟碱进行了研究，并确定了得到高产率烟碱的条件。

一、实验部分

1. 药品及仪器

氢氧化钠，苦味酸，石油醚，溴己烷，氯仿,苯，甲醇，无水乙醇，乙醚。

数显恒温水浴锅，电子分析天平，电热干燥箱，循环水式多用真空泵，电动搅拌器，万能粉碎机。1.2 烟碱的提取过程

用电子分析天平称取8.5 g 经粉碎机粉碎的干烟叶，置于400 mL 大烧杯中。量取100mL 一定浓度的浸提剂（NaOH 溶液）加入烟叶中。用搅拌器进行搅拌，设定浸提时间。经循环真空泵减压过滤，积压后的滤渣加入20 mL 蒸馏水稀释，再次抽滤，合并滤液于250 mL 分液漏斗中。每次量取25 mL 萃取剂，于分液漏斗中静置萃取烟碱，分别萃取所设定次数。合并萃取液滤于圆底烧饼中并用水浴加热，蒸去溶剂，加入9 mL 甲醇稀释，再加入10 mL 苦味酸的甲醇溶液。

二、结果与讨论

1. 浸提时间对烟碱盐产率的影响

保持相同浸提条件，烟叶8.5 g，在20℃的条件下，加入到100 mL 5 wt%的NaOH 浸提剂中搅拌，抽滤后用乙醚作为萃取剂萃取3 次。只改变原料浸提时间，使之分别为10 min、20 min、30 min、40 min、50 min，烟碱盐的产率见表1。

表1 浸提时间对烟碱盐产率的影响

由表1 可看出，当浸提时间为30min 时，烟碱盐的产率可达4%。浸提时间过短导致烟叶浸泡的不完全，烟碱还没有完全的从烟叶中浸提出来，从而影响了烟碱的提取率。由于很多物质在长时间浸泡的环境中易溶于稀碱溶液，如果浸提时间过长，将烟叶中其他成分随着烟碱一起被稀碱浸提剂浸提出来，干扰实验现象，影响烟碱的产率以及纯度。

2. 浸提剂浓度对烟碱盐产率的影响

保持相同浸提条件，烟叶8.5 g，在20℃的条件下，加入到100 mL 的NaOH 浸提剂中搅拌浸提30 min，抽滤后用乙醚作为萃取剂萃取3 次。只改变浸提液浓度，使之分别为2.5 wt%、5.0 wt%、7.5 wt%、10.0 wt%、12.5 wt%，烟碱盐的产率见表2。

表2 浸提剂浓度对烟碱盐产率的影响

由表2 可以看出，浸提剂浓度为5.0 wt%，烟碱盐的产率可达3.88%。烟碱的浸出量是关于浸提浓度的函数，在达到浸出平衡之前，水溶液中的烟碱含量随浸提浓度的增大而不断增加。达到平衡时，产量达到最大值。烟碱纯度则不同，浸提浓度越大，烟草中的其他杂质浸出增多。

3. 萃取剂种类对烟碱盐产率的影响

保持相同浸提条件，烟叶8.5 g，在20℃的条件下，加入到100 mL5 wt%的NaOH 浸提剂中搅拌浸提30 min，抽滤后用萃取剂萃取3 次。只改变萃取剂种类，分别用乙醚、苯、石油醚、溴己烷，氯仿作为萃取剂，烟碱盐的产率见表3。

表3 萃取剂种类对烟碱盐产率的影响

由表3 可以得出，采用苯作萃取剂时，产品产率高。但由于苯有剧毒，对身体危害极大，作为萃取剂进行本实验是不合适的。乙醚、石油醚、氯仿作萃取剂时氯仿的沸点较高，蒸去溶剂时相对困难。石油醚的萃取效果相对乙醚比较差。考虑到各种药品的来源难易程度以及实验室现阶段的条件，选择挥发度最好的乙醚作为萃取溶剂。

4. 萃取次数对烟碱盐产率的影响

保持相同浸提条件烟叶8.5 g，在20℃的条件下，加入到100 mL5 wt%的NaOH 浸提剂中搅拌浸提30 min，抽滤后用乙醚作为萃取剂。只改变萃取次数，分别萃取1、2、3、4、5 次时，烟碱的产率见表4。

表4 萃取次数对烟碱盐产率的影响

由表4 可以看出，萃取次数为5 次时烟碱盐的产率达到最大值为6.11%。这是由于当萃取次数较少时，游离于无机相的烟碱成分难以完全的被萃取至有机相中去，实验效果达不到最佳。当逐渐增加萃取次数，游离在无机相中的烟碱与乙醚接触的机会大大增加，乙醚中溶解的烟碱的量自然的越来越多，浸提剂中残留的烟碱也就越来越少，萃取的效果也就完全。

5.浸提温度对烟碱盐产率的影响

保持相同浸提条件，烟叶8.5 g，加入到100 mL 5 wt%的NaOH 浸提剂中搅拌浸提30 min，抽滤后用乙醚作为萃取剂萃取3 次。只改变浸提温度，使之分别为

表5 浸提温度对烟碱盐产率的影响

由表5 可以看出，当反应温度为50 ℃时，烟碱的产率最高为6.59%。烟盐的溶解是一个吸热过程，升温有利于提高烟碱的提取率，同时，烟碱在水溶液中的溶解度会随浸提温度的升高而降低。50 ℃以下，烟碱盐的溶解占主导地位，升高温度有助于烟碱的提取，且在50 ℃时达最大，50 ℃以上，烟碱在水溶液中的溶解度随着浸提温度的升高而降低的趋势占据主导地位，故烟碱的提取率下降 。

三、 结 论

以烟叶为原料，采用浸提法从烟叶中提取烟碱。最佳合成条件为：8.5 g 烟碱中加入100 mL 7.5 wt%的浸提剂NaOH，在50℃的搅拌装置中浸取40 min，并用乙醚为萃取剂萃取5次所得产品效果最好，烟碱盐产率可达到6.71%。

[1]宓鹤鸣, 位华, 柳正梁等. 烟草的本草考证及药用研究进展[J]. 药学实践杂志. 2005, 23(6): 321-325.

[2]D. Layten Davis, Mark T. Nielsen. 国家烟草专卖局科技教育司, 中国烟草科技信息中心组织编译. Tobacco—Production, Chemistry and Technology[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003: 251-251.