迷迭香

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TUhjnbcbe - 2022/12/17 9:57:00

天然产物挥发油成分指的是植物、中药材体内存在的微量易挥发代谢成分,沸点较一般天然产物更低,有很多具有化学不稳定性。比如大部分单萜、倍半萜、芳香类化合物,少部分生物碱,部分含硫化合物、炔类化合物等等都是挥发油成分。比如我在实验中研究的大马士革玫瑰精油、肉桂精油、迷迭香精油、工业大麻萜烯精油等就属于挥发油类成分。

难点及痛点之一是:挥发油成分比大部分天然产物提取、分离、纯化难度更大,因为天然产物挥发油成分沸点低,极易挥发,回收试剂极度困难。因为考虑以后要用在食品、化妆品甚至医药领域,大部分挥发油类、也叫精油类通常是用高沸点无*的乙醇和水提取的,不能用有*的其它有机试剂提取。挥发油成分公斤级中试及量产中,一般温度要求较高,用减压蒸馏回收乙醇和水、极易被抽走、损失极大,产品质量也无法保证。如果温度过低,要不无法回收乙醇和水,要不回收效率极低,能耗极大。

痛点之二是:很多挥发油成分不稳定或者易挥发,实验室研发及中试工艺开发中难度就极大。

举例1:我实验室研发某植物体内生物碱,纯化出3个纯度95%到99%的天然产物单体,用旋蒸回收试剂过程中发现,其中有3个超过毫克的样品都被旋蒸抽走了,最后剩下不到几毫克。可行性解决方案是:一是小瓶上贴封口膜打小孔、慢慢阴干,避免回收试剂损失。二是油状液体入库不能冷冻干燥,如果这两种方法都无法阻止挥发就果断放弃。

举例2:我实验室研发某植物时候发现,它体内的绝大多数特征化合物含有一个三键或者两个三键的炔类化合物,也为挥发油类成分,最后发现极不稳定。比如在最后纯化到90%纯度以上,或者在回收试剂中就会化学裂解或者其它方式衍生出一系列不稳定化合物。这个植物最后的研究结果是一无所获,我的最深感悟是神仙来了也没招。解决方案是筛选植物时候要注意规避类似的不稳定炔类化合物。实验中发现,有好多含硫化合物也是一样,这种植物的突出特点是含硫样刺鼻气味,实际也为挥发油类成分,筛选植物时候如果发现含硫的特征化合物居多,也要谨慎或者战略放弃。

举例3:比如我在研发大马士革玫瑰精油、迷迭香精油、工业大麻萜烯精油中试工艺时发现,首先实验前就要去深度调研、分析、论证此类挥发油成分的化学稳定性及挥发性问题。比如有的化合物不能耐高温,高温下会发生化学结构改变。那提取分离及回收试剂就要特别注意控制好温度,也要防止挥发油类减压蒸馏损失。要保证挥发油类精油的质量,要竭尽所能做到品质原汁原味,这是首要技术要求和根本前提。包括精油类产品不能有溶剂残留,生产中工艺和品控如何保证也要深层次考虑。比如可以常压低温回收试剂,其它可行性的工艺等。

要特别注意规避此类错误做法:有的实验人员喜欢不管三七二十一用水、乙醇高温浸泡和提取,根本不注意万一为挥发油类成分会挥发或者不稳定等因素。量产中如果这样操作可能会带来不可估量及不可挽回的损失,这点要特别注意。

举例4:在分离工业大麻萜烯中发现,如何高效回收试剂的同时,又得到原汁原味、无试剂残留的极高品质萜烯精油,实际是大麻萜烯量产工艺最核心技术和难点之一,这就要我们用心去参悟和做出大的核心技术突破。

如果某挥发油高纯度单体为目标产物,要用于医药研发、生产,用于食品、化妆品领域等,如何实现挥发油高纯度单体实验室研发及中试、最终能量产等,实际难度极大,这就需要我们做出相关领域核心技术突破。现在市场上大部分为挥发油混合物,比如我研发的肉桂精油、迷迭香精油、大马士革玫瑰精油、美国牛至精油等等。

挥发油成分因为其易挥发、不稳定等特殊性,所以在提取、分离、纯化工作中,就带来了极大的痛点、难度和挑战。这就需要我们具备更专业的理论知识,更成熟、理性、冷静的心理素质,更细心、更高深的实战能力。更需要我们不断学习天然药物化学和植物化学领域国际前沿知识,拓宽视野和知识储备。这些仅仅是我一些浅层次、片面和粗陋的看法,大家如果有更好的视野和前沿资讯,欢迎大家能一起探讨,共同进步和提高。

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