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水杨酸的提取方法及应用研究进展

2021-01-08巨婷婷刘建芳李小东

天津化工 2021年4期
关键词:覆盆子水杨酸柳树

巨婷婷,刘建芳,李小东

(兰州信息科技学院,甘肃兰州730050)

水杨酸(salicylic acid)又称2-羟基苯甲酸,分子式为C7H6O3,属于一种脂溶性的有机酸。一种有毒的白色针状结晶或单斜棱晶,有特殊的酚酸味。由于熔点和沸点较高,所以在空气中稳定,但是遇到光会逐渐改变颜色。溶解性:易溶于热水、乙醚、乙醇和丙醇,也易溶于热苯,微溶于冷水。SA是一种植物界广泛存在的天然植物,主要作为医药工业的原料,通常用于制备阿司匹林水杨酰胺,止痛灵、水杨酸钠、血防-67等药物,也用作环氧树脂固化的催进剂、防腐剂、荧光指示剂、配合掩蔽剂、配合指示剂、化妆品防腐剂、电镀或化学镀的络合剂等,是医药工业中非常重要的原料,而且在植物抗药性方面以及植物的生长发育过程中有着广泛的调控作用。

1 水杨酸的提取方法

在不少植物中都有发现水杨酸的含量,大多数是从杨柳科的植物中提取的。例如:柳树皮、甜桦树和白珠树中含量都较高。除此之外,也会在猕猴桃的果实,咖啡、杏仁果、苹果、杏果、蓝莓(黑莓、小红莓等)、葡萄、柠檬、胡柚、黄瓜、番茄、杨树、柳树以及冬青树皮里提取。

1.1 从柳树皮中提取

早在18世纪,人们从柳树皮中提取水杨酸的方法是将柳树皮捣碎后,柳树皮渗出来的汁液里就含有水杨酸。但是这种古老的方法只能粗提纯,而不能进一步提纯。通过科学的发展,人们可以在实验室制取水杨酸,具体方法为:将大量的柳树皮清洗,消毒,切成许多小块后将其浸泡在水中,并将其加热至沸腾,保持约20~30min后,趁热将其捞出或用过滤装置过滤出残留的柳树皮,继续加热剩余的溶液,使它的体积减小,质量分数增大,直到溶液底部有白色晶体产生时停止加热。然后将其溶液放入冷水中降温,得到的白色晶体即为水杨酸粗品。

1.2 从猕猴桃果实中提取

张玉[1]以乙醚为有机溶剂从美味猕猴桃布鲁诺品种果实中提取水杨酸。该方法的优点是:方法简便,可以提取和鉴别猕猴桃果实组织中的水杨酸,使杂质与水杨酸得到更好的分离,并且水杨酸的回收率高达96.4%,而其他方法的回收率一般在34.0%~80.7%之间。

1.3 从蓬蘽悬钩子中提取

蓬蘽悬钩子又称覆盆子,其水杨酸含量较高。赵伟伟[2]以覆盆子为试材,通过正交实验,对覆盆子中两态(游离态和结合态)水杨酸的提取工艺进行了优化,并测定了生长期覆盆子各器官中水杨酸的含量。通过色谱柱和标准曲线的建立,得出了以乙腈为提取溶剂的游离态水杨酸,通过加入磷酸,超声15min后,达到最佳工艺条件。以乙醚为提取溶剂的结合态水杨酸,通过加入磷酸,超声15min后,达到最佳工艺条件。同时也发现了覆盆子果实在发育期水杨酸含量呈下降趋势,但比成熟期高。

1.4 从植物中提取

邓文红[3]以五角枫叶片为实验材料,以甲醇为有机溶剂进行预处理,对水杨酸进行定性和定量的分析,通过四种流动相(甲醇-水、甲醇-0.1mol/L醋酸水、甲醇-5%醋酸水、乙腈-5%的醋酸水)对照样品和水杨酸样品进行分离测定。结果表明:以乙腈-5%的醋酸水作为流动相的样品分离结果最理想,通过反相高效液相色谱法测得植物组织中水杨酸的含量达到95%以上。

1.5 从树莓叶果中提取

杨国慧[4]参照张卫[5]的提取方法,通过高效液相色谱法对6种不同生长期和成熟度的树莓品种进行了测定,结果表明:3个夏果型品种(费尔杜德、美22、DNS22)的树莓在5月份叶片中水杨酸的含量最高;3个秋果型品种(金秋、秋福、哈瑞太兹)在6月末水杨酸含量最高。

2 应用

2.1 应用于阿司匹林的制备

王英磊[6]以乙酸酐和水杨酸为原料,无色透明的低共熔溶剂氯化胆碱-尿素作为催化剂和反应介质,通过两原料的酰化反应来制取阿司匹林。实验结果表明:反应温度、反应时间、水杨酸与乙酸酐物质的量比以及低共熔溶剂氯化胆碱-尿素的用量都对阿司匹林的产率有影响;当反应温度为80℃,水杨酸与乙酸酐的物质的量比为1∶2.5、低共熔溶剂氯化胆碱-尿素用量1.5g,反应40min时,阿司匹林的产率可达94%。

韩晓光[7]以乙酸酐和水杨酸为原料,碳酸钠为催化剂,通过传统加热法来制备阿司匹林。实验结果表明:当反应温度为80℃,水杨酸与乙酸酐的物质的量比为1∶3,0.3g的催化剂下,阿司匹林的最佳产率可达83.26%。

2.2 应用于化妆品的成分

水杨酸用于化妆品的防腐剂,胡静[8]在参考有关文献[9~11]的基础上,通过高效液相色谱法,对样品进行预处理。实验结果表明:在实验过程中,无论是否含有水杨酸,其精密度的测试结果都可以满足实验室的要求,而且水杨酸的平均回收率范围在91.60%~102.4%之间,适用于大批量样品的日常检测。

2.3 应用于马铃薯晚疫病抗性

刘霞[12]以三种抗性不同的马铃薯为原材料,对其培养4d,当长出七片叶时,分别用0.1、0.5、1.0mg/L的水杨酸喷施于叶片,对其进行离体叶片接种。实验结果显示:用0.1和0.5mg/L的水杨酸处理后的“滇薯6号”无任何发病现象,用1.0mg/L水杨酸处理后的“合作88号”抗性与对照组相比明显增大,经水杨酸处理后的“米拉”植株,与对照组相比,抗性较低。

2.4 应用于桃果实储存

果实的成熟和凋谢是一个可以控制的氧化过程[13],郑重禄[14]通过实验得出结论:涂抹了水杨酸的油桃果实,20min后,油桃果实的呼吸峰值降低,呼吸跃动时间推迟的也较明显,在常温下,0.1g/L的水杨酸可以较好的延长油桃的贮藏期。在0~4℃下贮藏用水杨酸处理过的桃果实,其呼吸速率与空白对照组相比较低,在8~10℃下,用水杨酸处理的桃果实呼吸作用被抑制,尤其在成熟后期,抑制效果更为明显。

魏宝东[15]以锦绣黄桃为原材料,分别在室温和低温条件下,将其浸泡在水杨酸中20min后,得出结论:在任何条件下储藏锦绣黄桃,水杨酸都可以抑制锦绣黄桃的腐烂,维持其更长的新鲜时间。

3 展望

水杨酸是医药工业的主要原料,用于制备阿司匹林、水杨酸钠、止痛灵、血防-67等药物。同时也用作化学品防腐剂、配合指示剂、配合掩蔽剂、环氧树脂固化的催进剂,少量也用于配制动物香型香精等日用香精。水杨酸(阿司匹林以及很多止痛药里的成分)在临床实验上用来降低糖尿病患者长期并发心脏病的风险。最新的研究是要求所有已经有心脏疾病的I型糖尿病患者都要服用,同时水杨酸的治疗也被建议当成预防并发症的方法。因此,水杨酸的提取方法将朝着高收率、更环保、更绿色、更安全和生产成本低的方向发展,应用更加广泛。

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