天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件

武漢大學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)及提取

尼古丁1、研究的意義和必要性尼古丁是一種液態(tài)生物堿，無色易揮發(fā),溶于水，并易形成可溶性鹽，它作為煙草中的主要毒性物質(zhì)，在吸煙引起的許多疾病中起到了重要作用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,這方面的研究已相當(dāng)廣泛和深入，但近幾年來隨著對尼古丁藥用價值的探討發(fā)現(xiàn)，其對許多疾病有緩解和潛在的治療作用。并且尼古丁是公認(rèn)的綠色農(nóng)藥。武漢大學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)及提取

尼古丁1、研究的意義和必要性1

2、煙草的歷史海曼(美國)在1962年出版的《煙草和美洲人》一書中，全面論述了煙草原產(chǎn)于中南美洲的觀點。認(rèn)為當(dāng)今遍布于世界各地的煙草原產(chǎn)于美洲，最早種植并吸食的是當(dāng)?shù)赜〉诎踩?，具體時間還沒有定論。這一觀點目前已得到世界大多數(shù)學(xué)者的贊同。2、煙草的歷史海曼(美國)在19622魏納爾(美國)在其《美洲與美洲人》一書中認(rèn)為煙草和其他一些食用植物是在1000多年前由非洲黑人橫渡大西洋帶到美洲的。這種說法主要是通過語言學(xué)來證實的，而缺乏可靠的考古資料的支持，因而只是一種觀點。魏納爾(美國)在其《美洲與美洲人》一書中認(rèn)為煙草和其他一些食3另一位美國學(xué)者沃爾費在其《香料煙》中認(rèn)為最早吸煙的應(yīng)是東亞大陸的中國人和蒙古人，這是因為美洲印第安人是從亞洲遷過去的蒙古人。雖然關(guān)于古代2~3萬前亞洲人越過冰凍的白令海峽到達美洲的論點，已得國際上不少學(xué)者的認(rèn)可，但這也不能是有力的證據(jù)，也只是一種推測而已。另一位美國學(xué)者沃爾費在其《香料煙》中認(rèn)為最早吸煙的應(yīng)是東亞大4

當(dāng)時在美洲各地的煙草名稱不同，但是植物種類卻是同一種，即“紅花煙草”，西印度群島稱“約里”，巴西稱“碧冬木”，墨西哥稱“葉特爾”，古巴稱“科依瓦”。印第安人把煙草當(dāng)作祭祀用的物品、還在各種紀(jì)念慶?；顒又挟?dāng)作貴重的禮物。哥倫布到達美洲后把煙草帶回了歐洲，從此歐洲開始了煙草的種植和吸食。

5據(jù)吳晗先生的考證，煙草傳入我國約在明萬歷后期，大約是17世紀(jì)初葉，經(jīng)3條路線：第一條，最早是福建水手從菲律賓(當(dāng)時稱呂宋)帶回種子在福建種植，后傳至廣東和浙江。第二條是從南洋傳入廣東，第三條是由日本傳入朝鮮，再傳入遼東。據(jù)吳晗先生的考證，煙草傳入我國約在明萬歷后期，大約是17世紀(jì)6我國，在明代的《滇南本草》中,第一次記載了煙草，后來在很多著作中都有對煙草的記載。明代人姚旅的《露書》中介紹煙從呂宋引入。明人張介賓的《景岳全書》中：煙草，自古未聞也，還自我明萬歷時始于閩、廣之間，自后吳楚間皆種植之矣。然總不若閩中者色微黃質(zhì)細(xì)，名為金絲煙，力強氣勝為優(yōu)也。求其習(xí)服之始，則向以征滇之役，師旅深入漳地，無不染病，獨一營安然無恙，問其所以，則眾皆吸煙，由是傳遍，今則西南一方，無分老幼，朝夕不能間也。我國，在明代的《滇南本草》中,第一次記載了煙草，后來在很多著7明方以智的《物理小識》中有：淡巴姑，煙草，萬歷末有攜至漳、泉，馬氏造之······在清代《花鏡》中有“煙花”一名淡巴菇，初生海外，后傳種漳、泉，今隨處有之，本似春不老而葉大于菜，開紫白細(xì)花，葉老爆干······明方以智的《物理小識》中有：淡巴姑，煙草，萬歷末有攜至漳、泉8《本草綱目拾遺》中，還對煙作了很詳盡的描寫，有煙草火、煙梗、煙葉、鼻煙等分別列條，包括煙草輸入歷史，各種煙草質(zhì)量及加工方法，煙草的植物形態(tài)和品種的描述，而對其毒性及藥用價值作了正反兩方面的論述，也指出在明末吸煙已成為我國各地很盛的習(xí)慣?！侗静菥V目拾遺》中，還對煙作了很詳盡的描寫，有煙草火、煙梗、93、尼古丁的作用過去我們對尼古丁的毒性研究的比較多，對這方面比較了解。近些年來發(fā)現(xiàn)尼古丁也可以用于治療一些疾病并能取得良好的療效，應(yīng)該辨正地看待這個問題。3、尼古丁的作用過去我們對尼古丁的毒性研究的比較多，對這方面10致病作用：1、慢性阻塞性疾病，動脈粥樣硬化等慢性炎癥疾病尼古丁促進中性粒細(xì)胞(PMNs)浸潤、活化，釋放炎性介質(zhì)溶酶體酶、花生四烯酸及活性氧，作用于彈性蛋白、膠原蛋白，引起損傷。尼古丁通過升高胞內(nèi)游離鈣濃度使細(xì)胞蛋白激酶C(pkc)，Ras蛋白活化而誘導(dǎo)細(xì)胞間粘附因子-(ICAM-1)表達增多,促進PMNs與內(nèi)皮細(xì)胞粘附，導(dǎo)致炎癥的發(fā)生。致病作用：112、肺氣腫尼古丁通過抑制M細(xì)胞凋亡使肺泡內(nèi)M細(xì)胞存活時間延長，M釋放更多的蛋白酶和趨化因子，蛋白酶破壞肺泡壁導(dǎo)致肺氣腫發(fā)生，趨化因子募集更多的中性粒細(xì)胞釋放蛋白酶，加重了肺氣腫。

2、肺氣腫123、肺癌肺癌的發(fā)生與尼古丁抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡有密切的關(guān)系,其機理與尼古丁抑制M細(xì)胞的機理相似。3、肺癌134、收縮、損傷血管吸煙、尼古丁、香煙提取物均可引起明顯的血管收縮。4、收縮、損傷血管145、影響牙齒生長發(fā)育尼古丁抑制了牙乳頭間充質(zhì)細(xì)胞的增值，可能造成對牙齒生長發(fā)育的影響。5、影響牙齒生長發(fā)育156、影響甲狀腺功能吸煙可影響甲狀腺功能，與甲狀腺腫，自身免疫性甲狀腺病，Grave眼病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系尼古丁作為煙草中的主要成分在影響甲狀腺功能的機制中起一定的作用，尼古丁并不影響甲狀腺激素的分泌及效用，但可刺激交感神經(jīng)興奮，從而影響甲狀腺功能。6、影響甲狀腺功能16治療作用：1、阿爾茨海默病(AD)AD病人的記憶力逐漸喪失，進行性智能減退，最后產(chǎn)生癡呆。流行病學(xué)研究顯示，AD的發(fā)病與吸煙成負(fù)相關(guān)，并隨著吸煙量的增加發(fā)病率進一步減少，而且吸煙能推遲AD的發(fā)病年齡。治療作用：172、帕金森,又稱震顫麻痹(PD)PD的主要病變在黑質(zhì)和紋狀體，在PD病人中發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)多巴胺(DA)能神經(jīng)元缺失前伴隨著尼古丁結(jié)合率的降低，在外科大腦半球橫切術(shù)后的大鼠中發(fā)現(xiàn)，注射尼古丁可以減輕DA能神經(jīng)末梢的減少，防止黑質(zhì)、紋狀體DA神經(jīng)元的變性。2、帕金森,又稱震顫麻痹(PD)183、抗氧化作用吸煙與PD、AD似乎都成負(fù)相關(guān)，而兩種疾病都存在著氧化反應(yīng)增強，色譜分析提示，由于能將DA附加到強氧化劑Fe3+、H2O2，尼古丁可影響神經(jīng)毒素6-羥基多巴胺的形成，所以尼古丁可強烈影響氧化反應(yīng)，尼古丁處理過的大鼠，記憶力明顯增強，而尼古丁并未對各腦區(qū)氧自由基的形成或脂質(zhì)過氧化反應(yīng)造成影響。3、抗氧化作用194、尼古丁治療壞疽性膿皮病有報道稱將尼古丁貼于患處，可以對治療有明顯效果并沒有副作用，但現(xiàn)在還是只對少量患者的實驗的一種推測。4、尼古丁治療壞疽性膿皮病205、尼古丁治療潰瘍性結(jié)腸炎有報道稱尼古丁對治療此種疾病具有良好療效，并且不良反應(yīng)少而輕，但還處于臨床實驗階段。5、尼古丁治療潰瘍性結(jié)腸炎216、抗癲癇尼古丁可減弱癲癇發(fā)作并對神經(jīng)元具有保護作用。此外，還有文獻報道,尼古丁可降低Glu和NMDA的神經(jīng)毒性，而對神經(jīng)元起到保護作用，因而提出，尼古丁可作為興奮毒介導(dǎo)疾病的治療藥物。6、抗癲癇22總結(jié)：尼古丁早期一直被認(rèn)為只對人體有害并誘發(fā)許多疾病，如動脈粥樣硬化、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺癌、Grave眼病等，因此研究的焦點也定格在其致病機理上、而現(xiàn)在隨著對其研究的深入，發(fā)現(xiàn)尼古丁可緩解和治療多種疾病，如帕金森病、阿爾茨海默病、潰瘍型結(jié)腸炎、睡眠窒息、復(fù)發(fā)性口腔潰瘍、子宮內(nèi)膜癌、子宮肌瘤、子宮內(nèi)膜異位癥、注意力不集中、精神分裂癥、記憶及學(xué)習(xí)障礙、疼痛等，可能對焦慮和抑郁也有效。尼古丁在不同的濃度和條件下對人體的作用也不同，如何把握至關(guān)重要?？偨Y(jié)：尼古丁早期一直被認(rèn)為只對人體有害并誘發(fā)許多疾病，如動脈23尼古丁在農(nóng)藥方面的應(yīng)用：煙堿系列農(nóng)藥屬植物殺蟲劑，具有蒸薰、胃毒、觸殺功能和迅速降解無殘留的特點，廣泛用作糧食、油料、蔬菜、水果、牧草等農(nóng)作物的殺蟲劑，是理想的高效綠色殺蟲劑和生物性農(nóng)藥。尼古丁含量40%的硫酸煙堿是優(yōu)良的觸殺殺蟲劑，根據(jù)不同需要可以制成不同的制劑，用于防止蚜蟲、卷葉蛾等效果良好。由煙堿生產(chǎn)的斃蚜丁乳劑對棉蚜不僅防治效果好，而且具有極高選擇性。煙堿與復(fù)合氨基酸結(jié)合，具有抗植物病菌作用。另外，利用煙堿與過渡金屬的配合作用，制成含煙酸和微量元素的微肥，兼具肥料及殺蟲作用。尼古丁在農(nóng)藥方面的應(yīng)用：24尼古丁及其衍生物作醫(yī)藥原料：煙堿經(jīng)氧化得煙酸，煙酸是維生素B族的一員，可制備防止癩皮病和維生素缺乏癥的藥物。煙酸與氨反應(yīng)可得煙酰胺，用于治療末梢血管痙攣、動脈硬化等。由煙酸還可制得尼可剎未(可拉明)，該藥為中樞興奮藥物，對肺心病及嗎啡過量引起的呼吸抑制效果很好。煙堿和喹啉經(jīng)氧化制得異煙酸，再與水合肼縮合得異煙肼。異煙肼是高效、低毒、價廉的抗結(jié)核藥物。煙堿還可制成戒煙膏，對戒煙者療效顯著。尼古丁及其衍生物作醫(yī)藥原料：254、尼古丁的提取尼古丁在天然煙葉中的含量較高，一般可達12%~16%；在煙梗中的含量約為5%~7%；而且廢次煙葉及煙卷下腳料中也含1%~8%的尼古丁。因此他們都可以作為煙堿生產(chǎn)的原料。提取尼古丁沒有國家標(biāo)準(zhǔn)方法，測定尼古丁的含量有國家標(biāo)準(zhǔn)方法，尼古丁的純度測定，利用鎢硅酸的重量分析方法，編號：NFV37-033-1997，開本頁數(shù)A4#*，國際標(biāo)準(zhǔn)分類號：65.160，中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類號：5#*。4、尼古丁的提取尼古丁在天然煙葉中的含量較高，一般可達12%261、水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法是提取天然煙堿的較為原始的工藝，將原料先用稀酸浸提再用堿中和，然后進行水蒸氣蒸餾提取尼古丁，再經(jīng)過草酸處理、堿化得到成品煙堿。該法流程簡單，操作方便，但是處理設(shè)備龐大，效率低，所得產(chǎn)品煙堿的純度低，不能滿足市場需要，工業(yè)上已很少應(yīng)用。1、水蒸氣蒸餾法27

李方、鄭懷禮利用酸提取法提取尼古丁，然后用分光光度法測定尼古丁的含量。煙草中尼古丁的提取:準(zhǔn)確稱取一定量干燥的煙末于100ml錐形瓶中，加入30ml0.

5mol·L-1HCl溶液，在小火上微沸8分鐘，趁熱抽濾，再用熱高純水洗滌殘留物2～3次，濾液合并，定容至100ml，避光保存待用。李方、鄭懷禮利用酸提取法提取尼古丁，然后用分光光度法測28煙草中尼古丁含量的測定:準(zhǔn)確移取一定量的上述煙堿濾液于干燥的50ml分液漏斗中，加入1.00mlpH4.7的HAc-NaAc緩沖溶液，3.50ml甲基橙溶液，再加入一定量高純水使水相體積為7.00ml。加入5.00ml二氯甲烷，振蕩1～2min，靜置分層，取二氯甲烷層在分光光度計上，用1cm比色皿，以試劑空自為參比，于422nm處測定吸光度。煙草中尼古丁含量的測定:準(zhǔn)確移取一定量的上述煙堿濾液于干燥的29天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件30結(jié)論：利用酸性介質(zhì)提取煙草中的尼古丁，再用甲基橙與尼古丁形成可萃入二氯甲烷的絡(luò)合物，直接測定有機相的吸光度，即可定量測得煙草中的尼古丁。該測試體系操作簡便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于各種煙樣中尼古丁含量的分析。結(jié)論：利用酸性介質(zhì)提取煙草中的尼古丁，再用甲基橙與尼古丁形31溶劑萃取法：溶劑萃取法的工藝流程為:原料－堿(石灰水）浸提－溶劑萃?。瞥蔁焿A鹽－堿化－煙堿產(chǎn)品，該方法中的溶劑可選擇乙醚、氯仿、氯代烯烴等有機溶劑。鐘少華、彭華采用改進方法提取尼古丁溶劑萃取法：32

pH值與浸提效率:

取100g煙草，分別用PH=8－9、7、5－6、3－4、0－1的水浸提4小時，得到煙堿浸提液，用10%硅鎢酸沉淀，靜置，分離，干燥，恒重。測定浸提液中的煙堿的含量。pH值與浸提效率:33浸提方式對浸提效率的影響：取100g煙草，分別做一次、多次和累積浸提試驗，同上法測定浸提液中煙堿的含量。浸提方式對浸提效率的影響：34天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件35

萃取劑的篩選：取10ml含煙堿浸提液，分別用乙醚、氯仿、四氯化碳萃取，靜置，分離，比較萃取劑的優(yōu)劣。從試驗現(xiàn)象分析，乙醚不適于作煙堿萃取劑，萃取煙堿時乳化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，兩相分離困難，四氯化碳乳化現(xiàn)象相對較小，適于作為煙堿萃取仿劑。萃取劑的篩選：36

萃取效率、萃取分配系數(shù)、萃取方式的選擇：取10ml含煙堿浸提液，分別用乙醚、氯仿和四氯化碳萃取，用硅鎢酸測定萃取液中煙堿含量。由測定的試驗數(shù)據(jù)來看，氯仿平衡系數(shù)為1.315，四氯化碳的平衡系數(shù)為0.4520氯仿是四氯化碳的2.9倍，氯仿更適于作為煙堿的萃取劑。萃取效率、萃取分配系數(shù)、萃取方式的選擇：37

PH值對萃取效率的影響方式1:

30ml含煙減浸提液不調(diào)PH值，直接用30ml萃取劑來萃取。方式2:30ml含煙堿浸提液先調(diào)至PH=9，靜置、過濾，再用30ml萃取劑萃取，測定萃取液中煙堿含量。方式3:30ml含煙堿浸提液先加人30ml萃取劑，再調(diào)pH=9，靜置，分離，測定萃取液中煙堿含量。PH值對萃取效率的影響38

萃取液煙堿含量方式110.96mg/ml方式24.24mg/ml方式36.01mg/ml

pH值對萃取平衡分配系數(shù)的影響取10ml含煙堿累積浸提液，分別調(diào)節(jié)PH=8、9、10，用氯仿萃取，分離，測定萃取液、萃余液煙堿含量。萃取液煙堿含量39天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件40從實驗效果看出，PH值對萃取平衡分配系數(shù)有很大的影響，pH值增加，萃取平衡分配系數(shù)增大，對萃取有利。對試驗數(shù)據(jù)權(quán)衡的結(jié)果，我們認(rèn)為，萃取操作時，萃取體系的酸堿度以pH=9－10為最好。從實驗效果看出，PH值對萃取平衡分配系數(shù)有很大的影響，pH41反萃?。悍摧腿。?2總結(jié)：通過實驗找出了一些提取的優(yōu)化條件，為恰當(dāng)?shù)墓I(yè)提取流程給出了一點指導(dǎo)?？偨Y(jié)：43離子交換法：將原料用稀酸浸提，加熱回流抽濾，將濾液經(jīng)離子交換樹脂(強酸性)，煙堿即被吸附在交換柱上，然后用堿交換得到游離煙堿的水溶液。該法的工藝流程為:原料－稀硫酸浸提－陳化－壓濾－離子交換－萃?。摧停惢a(chǎn)品。離子交換樹脂選擇HN268型，萃取劑選擇煤油，反萃劑為硫酸，洗脫液為2mol/L的NaOH溶液。該法的煙堿最高提取率可達98％離子交換法：44超臨界流體萃?。褐挥性跓煵莸暮吭?5%時，CO2才能有效的萃取尼古丁。單級萃取工藝原料煙草的含水量為25%，萃取溫度305~370K，壓力30kPa。不同原料會有不同的萃取結(jié)果，文獻中表明，尼古丁的萃取率可達95％。超臨界流體萃?。?5王獻科、李玉萍用“液膜法提取煙草中的尼古丁”，這是一種新型的膜分離技術(shù)，有很多優(yōu)良的性能。主要試劑與儀器：尼古丁標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的煙堿(進口產(chǎn)品、分析純)配成質(zhì)量濃度為2.00mg.L-1.王獻科、李玉萍用“液膜法提取煙草中的尼古丁”，這是一種新型的46膜試劑：N,N-二仲辛基乙酰胺，分析純；仲辛醇(Octanol-2)，分析純；L113B(雙烯丁二酰亞胺，蘭州煉油廠產(chǎn)品)；磺化煤油，市售煤油與濃硫酸按體積比為4∶1的比例混合，在80℃下磺化35min，用分液漏斗分離出煤油，再用1.5mol·L-1NaHCO3溶液洗滌至中性(即可使用)；H2SO4水溶液按質(zhì)量濃度為0.2mol.L-1；所用的水均為離子交換純水或蒸餾水.膜試劑：N,N-二仲辛基乙酰胺，分析純；仲辛醇(Octan47儀器：制乳器、分離器(自制)；7232型電動攪拌機(上海標(biāo)本模型廠)；HL-2型恒流泵(上海滬西儀器廠)；DBJ-621型定時變速攪拌器(4306分廠)；高壓高頻靜電發(fā)生器(2000~4000V)；721B型分光光度計(上海第三分析儀器廠)；pHS-3C型酸度計(上海雷磁儀器廠)。儀器：制乳器、分離器(自制)；7232型電動攪拌機(上海標(biāo)本48試驗方法：制乳：取體積分?jǐn)?shù)分別為5%、3%、3%和89%的N,N-二仲辛基乙酰胺、仲辛醇、L113B和磺化煤油，置于制乳器中，攪拌均勻后慢慢以30mL/min速度，加入與有機相等體積的H2SO4水溶液，再以2500r/min高速攪拌10min，制成油包水型的液膜。試驗方法：49富集：取500mL試液(或料液)，置于分離器中，用NaOH(質(zhì)量濃度為100g·L-1)水溶液，調(diào)節(jié)pH11左右，加入40mL上述液膜,以250rmin低速攪拌10min，靜置分層。上層是有機相、下層是(料液)水溶液。富集：取500mL試液(或料液)，置于分離器中，用NaO50破乳：分層后棄去水溶液、將有機相在2500V靜電電壓下破乳5min，液膜與內(nèi)相水溶液兩相分層，上層是有機相，下層是富集在內(nèi)相中含尼古丁水溶液。測定：收集含尼古丁水溶液，置于200mL容量瓶中，用水(純水)稀釋至刻度搖勻。取一定的試液，用硅鎢酸滴定法或光度法測定尼古丁的質(zhì)量濃度。破乳：分層后棄去水溶液、將有機相在2500V靜電電壓下破乳51結(jié)論：選用N,N—二仲辛基乙酰胺、仲辛醇為流動載體的液膜體系，分離提取尼古丁，在膜相組成(體積分?jǐn)?shù))有5%N,N一二仲辛基乙酰胺、3%仲辛醇、3%L113B和89%磺化煤油。以質(zhì)量濃度為0.2mol·L-1的H2SO4水溶液為內(nèi)相試劑，外相控制在pH11左右，Roi為1:1;Rew為40:500；溫度在15~36℃下操作，提取時間10min條件下，尼古丁的提取(富集)率在99.6%以上，RSD在1.0%~4.5%范圍內(nèi).內(nèi)相中富集了高濃度的硫酸尼古丁，經(jīng)處理、凈化后，尼古丁純度在99.4%以上。結(jié)論：選用N,N—二仲辛基乙酰胺、仲辛醇為流動載體的液膜體系525、前景展望對尼古丁的醫(yī)學(xué)和農(nóng)藥學(xué)的角度研究都比較多，特別是關(guān)于煙草方面的毒性作用研究很多，因為這是有著巨大的經(jīng)濟利益作為支撐的。對尼古丁提取方法的研究還很不夠，現(xiàn)在很多還是在用很傳統(tǒng)的方法。一些新興的方法也只是有些嘗試，而沒有大量系統(tǒng)的研究，真正將其進行足夠的改良用于工業(yè)生產(chǎn)。5、前景展望對尼古丁的醫(yī)學(xué)和農(nóng)藥學(xué)的角度研究都比較多，特別是53從了解的情況來看，在尼古丁提取方面還有很多工作可以做。1、嘗試其他的萃取分離技術(shù)，如：超聲波提取、微波提取等2、完善已經(jīng)進行的新興提取方法：分離樹脂提取、超臨界流體提取等。3、對尼古丁的提取進行化學(xué)動力學(xué)等機理方面的研究。從了解的情況來看，在尼古丁提取方面還有很多工作可以做。54武漢大學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)及提取

尼古丁1、研究的意義和必要性尼古丁是一種液態(tài)生物堿，無色易揮發(fā),溶于水，并易形成可溶性鹽，它作為煙草中的主要毒性物質(zhì)，在吸煙引起的許多疾病中起到了重要作用，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,這方面的研究已相當(dāng)廣泛和深入，但近幾年來隨著對尼古丁藥用價值的探討發(fā)現(xiàn)，其對許多疾病有緩解和潛在的治療作用。并且尼古丁是公認(rèn)的綠色農(nóng)藥。武漢大學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)及提取

尼古丁1、研究的意義和必要性55

2、煙草的歷史海曼(美國)在1962年出版的《煙草和美洲人》一書中，全面論述了煙草原產(chǎn)于中南美洲的觀點。認(rèn)為當(dāng)今遍布于世界各地的煙草原產(chǎn)于美洲，最早種植并吸食的是當(dāng)?shù)赜〉诎踩?，具體時間還沒有定論。這一觀點目前已得到世界大多數(shù)學(xué)者的贊同。2、煙草的歷史海曼(美國)在196256魏納爾(美國)在其《美洲與美洲人》一書中認(rèn)為煙草和其他一些食用植物是在1000多年前由非洲黑人橫渡大西洋帶到美洲的。這種說法主要是通過語言學(xué)來證實的，而缺乏可靠的考古資料的支持，因而只是一種觀點。魏納爾(美國)在其《美洲與美洲人》一書中認(rèn)為煙草和其他一些食57另一位美國學(xué)者沃爾費在其《香料煙》中認(rèn)為最早吸煙的應(yīng)是東亞大陸的中國人和蒙古人，這是因為美洲印第安人是從亞洲遷過去的蒙古人。雖然關(guān)于古代2~3萬前亞洲人越過冰凍的白令海峽到達美洲的論點，已得國際上不少學(xué)者的認(rèn)可，但這也不能是有力的證據(jù)，也只是一種推測而已。另一位美國學(xué)者沃爾費在其《香料煙》中認(rèn)為最早吸煙的應(yīng)是東亞大58

當(dāng)時在美洲各地的煙草名稱不同，但是植物種類卻是同一種，即“紅花煙草”，西印度群島稱“約里”，巴西稱“碧冬木”，墨西哥稱“葉特爾”，古巴稱“科依瓦”。印第安人把煙草當(dāng)作祭祀用的物品、還在各種紀(jì)念慶?；顒又挟?dāng)作貴重的禮物。哥倫布到達美洲后把煙草帶回了歐洲，從此歐洲開始了煙草的種植和吸食。

59據(jù)吳晗先生的考證，煙草傳入我國約在明萬歷后期，大約是17世紀(jì)初葉，經(jīng)3條路線：第一條，最早是福建水手從菲律賓(當(dāng)時稱呂宋)帶回種子在福建種植，后傳至廣東和浙江。第二條是從南洋傳入廣東，第三條是由日本傳入朝鮮，再傳入遼東。據(jù)吳晗先生的考證，煙草傳入我國約在明萬歷后期，大約是17世紀(jì)60我國，在明代的《滇南本草》中,第一次記載了煙草，后來在很多著作中都有對煙草的記載。明代人姚旅的《露書》中介紹煙從呂宋引入。明人張介賓的《景岳全書》中：煙草，自古未聞也，還自我明萬歷時始于閩、廣之間，自后吳楚間皆種植之矣。然總不若閩中者色微黃質(zhì)細(xì)，名為金絲煙，力強氣勝為優(yōu)也。求其習(xí)服之始，則向以征滇之役，師旅深入漳地，無不染病，獨一營安然無恙，問其所以，則眾皆吸煙，由是傳遍，今則西南一方，無分老幼，朝夕不能間也。我國，在明代的《滇南本草》中,第一次記載了煙草，后來在很多著61明方以智的《物理小識》中有：淡巴姑，煙草，萬歷末有攜至漳、泉，馬氏造之······在清代《花鏡》中有“煙花”一名淡巴菇，初生海外，后傳種漳、泉，今隨處有之，本似春不老而葉大于菜，開紫白細(xì)花，葉老爆干······明方以智的《物理小識》中有：淡巴姑，煙草，萬歷末有攜至漳、泉62《本草綱目拾遺》中，還對煙作了很詳盡的描寫，有煙草火、煙梗、煙葉、鼻煙等分別列條，包括煙草輸入歷史，各種煙草質(zhì)量及加工方法，煙草的植物形態(tài)和品種的描述，而對其毒性及藥用價值作了正反兩方面的論述，也指出在明末吸煙已成為我國各地很盛的習(xí)慣?！侗静菥V目拾遺》中，還對煙作了很詳盡的描寫，有煙草火、煙梗、633、尼古丁的作用過去我們對尼古丁的毒性研究的比較多，對這方面比較了解。近些年來發(fā)現(xiàn)尼古丁也可以用于治療一些疾病并能取得良好的療效，應(yīng)該辨正地看待這個問題。3、尼古丁的作用過去我們對尼古丁的毒性研究的比較多，對這方面64致病作用：1、慢性阻塞性疾病，動脈粥樣硬化等慢性炎癥疾病尼古丁促進中性粒細(xì)胞(PMNs)浸潤、活化，釋放炎性介質(zhì)溶酶體酶、花生四烯酸及活性氧，作用于彈性蛋白、膠原蛋白，引起損傷。尼古丁通過升高胞內(nèi)游離鈣濃度使細(xì)胞蛋白激酶C(pkc)，Ras蛋白活化而誘導(dǎo)細(xì)胞間粘附因子-(ICAM-1)表達增多,促進PMNs與內(nèi)皮細(xì)胞粘附，導(dǎo)致炎癥的發(fā)生。致病作用：652、肺氣腫尼古丁通過抑制M細(xì)胞凋亡使肺泡內(nèi)M細(xì)胞存活時間延長，M釋放更多的蛋白酶和趨化因子，蛋白酶破壞肺泡壁導(dǎo)致肺氣腫發(fā)生，趨化因子募集更多的中性粒細(xì)胞釋放蛋白酶，加重了肺氣腫。

2、肺氣腫663、肺癌肺癌的發(fā)生與尼古丁抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡有密切的關(guān)系,其機理與尼古丁抑制M細(xì)胞的機理相似。3、肺癌674、收縮、損傷血管吸煙、尼古丁、香煙提取物均可引起明顯的血管收縮。4、收縮、損傷血管685、影響牙齒生長發(fā)育尼古丁抑制了牙乳頭間充質(zhì)細(xì)胞的增值，可能造成對牙齒生長發(fā)育的影響。5、影響牙齒生長發(fā)育696、影響甲狀腺功能吸煙可影響甲狀腺功能，與甲狀腺腫，自身免疫性甲狀腺病，Grave眼病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系尼古丁作為煙草中的主要成分在影響甲狀腺功能的機制中起一定的作用，尼古丁并不影響甲狀腺激素的分泌及效用，但可刺激交感神經(jīng)興奮，從而影響甲狀腺功能。6、影響甲狀腺功能70治療作用：1、阿爾茨海默病(AD)AD病人的記憶力逐漸喪失，進行性智能減退，最后產(chǎn)生癡呆。流行病學(xué)研究顯示，AD的發(fā)病與吸煙成負(fù)相關(guān)，并隨著吸煙量的增加發(fā)病率進一步減少，而且吸煙能推遲AD的發(fā)病年齡。治療作用：712、帕金森,又稱震顫麻痹(PD)PD的主要病變在黑質(zhì)和紋狀體，在PD病人中發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)多巴胺(DA)能神經(jīng)元缺失前伴隨著尼古丁結(jié)合率的降低，在外科大腦半球橫切術(shù)后的大鼠中發(fā)現(xiàn)，注射尼古丁可以減輕DA能神經(jīng)末梢的減少，防止黑質(zhì)、紋狀體DA神經(jīng)元的變性。2、帕金森,又稱震顫麻痹(PD)723、抗氧化作用吸煙與PD、AD似乎都成負(fù)相關(guān)，而兩種疾病都存在著氧化反應(yīng)增強，色譜分析提示，由于能將DA附加到強氧化劑Fe3+、H2O2，尼古丁可影響神經(jīng)毒素6-羥基多巴胺的形成，所以尼古丁可強烈影響氧化反應(yīng)，尼古丁處理過的大鼠，記憶力明顯增強，而尼古丁并未對各腦區(qū)氧自由基的形成或脂質(zhì)過氧化反應(yīng)造成影響。3、抗氧化作用734、尼古丁治療壞疽性膿皮病有報道稱將尼古丁貼于患處，可以對治療有明顯效果并沒有副作用，但現(xiàn)在還是只對少量患者的實驗的一種推測。4、尼古丁治療壞疽性膿皮病745、尼古丁治療潰瘍性結(jié)腸炎有報道稱尼古丁對治療此種疾病具有良好療效，并且不良反應(yīng)少而輕，但還處于臨床實驗階段。5、尼古丁治療潰瘍性結(jié)腸炎756、抗癲癇尼古丁可減弱癲癇發(fā)作并對神經(jīng)元具有保護作用。此外，還有文獻報道,尼古丁可降低Glu和NMDA的神經(jīng)毒性，而對神經(jīng)元起到保護作用，因而提出，尼古丁可作為興奮毒介導(dǎo)疾病的治療藥物。6、抗癲癇76總結(jié)：尼古丁早期一直被認(rèn)為只對人體有害并誘發(fā)許多疾病，如動脈粥樣硬化、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺癌、Grave眼病等，因此研究的焦點也定格在其致病機理上、而現(xiàn)在隨著對其研究的深入，發(fā)現(xiàn)尼古丁可緩解和治療多種疾病，如帕金森病、阿爾茨海默病、潰瘍型結(jié)腸炎、睡眠窒息、復(fù)發(fā)性口腔潰瘍、子宮內(nèi)膜癌、子宮肌瘤、子宮內(nèi)膜異位癥、注意力不集中、精神分裂癥、記憶及學(xué)習(xí)障礙、疼痛等，可能對焦慮和抑郁也有效。尼古丁在不同的濃度和條件下對人體的作用也不同，如何把握至關(guān)重要?？偨Y(jié)：尼古丁早期一直被認(rèn)為只對人體有害并誘發(fā)許多疾病，如動脈77尼古丁在農(nóng)藥方面的應(yīng)用：煙堿系列農(nóng)藥屬植物殺蟲劑，具有蒸薰、胃毒、觸殺功能和迅速降解無殘留的特點，廣泛用作糧食、油料、蔬菜、水果、牧草等農(nóng)作物的殺蟲劑，是理想的高效綠色殺蟲劑和生物性農(nóng)藥。尼古丁含量40%的硫酸煙堿是優(yōu)良的觸殺殺蟲劑，根據(jù)不同需要可以制成不同的制劑，用于防止蚜蟲、卷葉蛾等效果良好。由煙堿生產(chǎn)的斃蚜丁乳劑對棉蚜不僅防治效果好，而且具有極高選擇性。煙堿與復(fù)合氨基酸結(jié)合，具有抗植物病菌作用。另外，利用煙堿與過渡金屬的配合作用，制成含煙酸和微量元素的微肥，兼具肥料及殺蟲作用。尼古丁在農(nóng)藥方面的應(yīng)用：78尼古丁及其衍生物作醫(yī)藥原料：煙堿經(jīng)氧化得煙酸，煙酸是維生素B族的一員，可制備防止癩皮病和維生素缺乏癥的藥物。煙酸與氨反應(yīng)可得煙酰胺，用于治療末梢血管痙攣、動脈硬化等。由煙酸還可制得尼可剎未(可拉明)，該藥為中樞興奮藥物，對肺心病及嗎啡過量引起的呼吸抑制效果很好。煙堿和喹啉經(jīng)氧化制得異煙酸，再與水合肼縮合得異煙肼。異煙肼是高效、低毒、價廉的抗結(jié)核藥物。煙堿還可制成戒煙膏，對戒煙者療效顯著。尼古丁及其衍生物作醫(yī)藥原料：794、尼古丁的提取尼古丁在天然煙葉中的含量較高，一般可達12%~16%；在煙梗中的含量約為5%~7%；而且廢次煙葉及煙卷下腳料中也含1%~8%的尼古丁。因此他們都可以作為煙堿生產(chǎn)的原料。提取尼古丁沒有國家標(biāo)準(zhǔn)方法，測定尼古丁的含量有國家標(biāo)準(zhǔn)方法，尼古丁的純度測定，利用鎢硅酸的重量分析方法，編號：NFV37-033-1997，開本頁數(shù)A4#*，國際標(biāo)準(zhǔn)分類號：65.160，中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類號：5#*。4、尼古丁的提取尼古丁在天然煙葉中的含量較高，一般可達12%801、水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法是提取天然煙堿的較為原始的工藝，將原料先用稀酸浸提再用堿中和，然后進行水蒸氣蒸餾提取尼古丁，再經(jīng)過草酸處理、堿化得到成品煙堿。該法流程簡單，操作方便，但是處理設(shè)備龐大，效率低，所得產(chǎn)品煙堿的純度低，不能滿足市場需要，工業(yè)上已很少應(yīng)用。1、水蒸氣蒸餾法81

李方、鄭懷禮利用酸提取法提取尼古丁，然后用分光光度法測定尼古丁的含量。煙草中尼古丁的提取:準(zhǔn)確稱取一定量干燥的煙末于100ml錐形瓶中，加入30ml0.

5mol·L-1HCl溶液，在小火上微沸8分鐘，趁熱抽濾，再用熱高純水洗滌殘留物2～3次，濾液合并，定容至100ml，避光保存待用。李方、鄭懷禮利用酸提取法提取尼古丁，然后用分光光度法測82煙草中尼古丁含量的測定:準(zhǔn)確移取一定量的上述煙堿濾液于干燥的50ml分液漏斗中，加入1.00mlpH4.7的HAc-NaAc緩沖溶液，3.50ml甲基橙溶液，再加入一定量高純水使水相體積為7.00ml。加入5.00ml二氯甲烷，振蕩1～2min，靜置分層，取二氯甲烷層在分光光度計上，用1cm比色皿，以試劑空自為參比，于422nm處測定吸光度。煙草中尼古丁含量的測定:準(zhǔn)確移取一定量的上述煙堿濾液于干燥的83天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件84結(jié)論：利用酸性介質(zhì)提取煙草中的尼古丁，再用甲基橙與尼古丁形成可萃入二氯甲烷的絡(luò)合物，直接測定有機相的吸光度，即可定量測得煙草中的尼古丁。該測試體系操作簡便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于各種煙樣中尼古丁含量的分析。結(jié)論：利用酸性介質(zhì)提取煙草中的尼古丁，再用甲基橙與尼古丁形85溶劑萃取法：溶劑萃取法的工藝流程為:原料－堿(石灰水）浸提－溶劑萃取－制成煙堿鹽－堿化－煙堿產(chǎn)品，該方法中的溶劑可選擇乙醚、氯仿、氯代烯烴等有機溶劑。鐘少華、彭華采用改進方法提取尼古丁溶劑萃取法：86

pH值與浸提效率:

取100g煙草，分別用PH=8－9、7、5－6、3－4、0－1的水浸提4小時，得到煙堿浸提液，用10%硅鎢酸沉淀，靜置，分離，干燥，恒重。測定浸提液中的煙堿的含量。pH值與浸提效率:87浸提方式對浸提效率的影響：取100g煙草，分別做一次、多次和累積浸提試驗，同上法測定浸提液中煙堿的含量。浸提方式對浸提效率的影響：88天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件89

萃取劑的篩選：取10ml含煙堿浸提液，分別用乙醚、氯仿、四氯化碳萃取，靜置，分離，比較萃取劑的優(yōu)劣。從試驗現(xiàn)象分析，乙醚不適于作煙堿萃取劑，萃取煙堿時乳化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，兩相分離困難，四氯化碳乳化現(xiàn)象相對較小，適于作為煙堿萃取仿劑。萃取劑的篩選：90

萃取效率、萃取分配系數(shù)、萃取方式的選擇：取10ml含煙堿浸提液，分別用乙醚、氯仿和四氯化碳萃取，用硅鎢酸測定萃取液中煙堿含量。由測定的試驗數(shù)據(jù)來看，氯仿平衡系數(shù)為1.315，四氯化碳的平衡系數(shù)為0.4520氯仿是四氯化碳的2.9倍，氯仿更適于作為煙堿的萃取劑。萃取效率、萃取分配系數(shù)、萃取方式的選擇：91

PH值對萃取效率的影響方式1:

30ml含煙減浸提液不調(diào)PH值，直接用30ml萃取劑來萃取。方式2:30ml含煙堿浸提液先調(diào)至PH=9，靜置、過濾，再用30ml萃取劑萃取，測定萃取液中煙堿含量。方式3:30ml含煙堿浸提液先加人30ml萃取劑，再調(diào)pH=9，靜置，分離，測定萃取液中煙堿含量。PH值對萃取效率的影響92

萃取液煙堿含量方式110.96mg/ml方式24.24mg/ml方式36.01mg/ml

pH值對萃取平衡分配系數(shù)的影響取10ml含煙堿累積浸提液，分別調(diào)節(jié)PH=8、9、10，用氯仿萃取，分離，測定萃取液、萃余液煙堿含量。萃取液煙堿含量93天然產(chǎn)物的提取尼古丁課件94從實驗效果看出，PH值對萃取平衡分配系數(shù)有很大的影響，pH值增加，萃取平衡分配系數(shù)增大，對萃取有利。對試驗數(shù)據(jù)權(quán)衡的結(jié)果，我們認(rèn)為，萃取操作時，萃取體系的酸堿度以pH=9－10為最好。從實驗效果看出，PH值對萃取平衡分配系數(shù)有很大的影響，pH95反萃?。悍摧腿。?6總結(jié)：通過實驗找出了一些提取的優(yōu)化條件，為恰當(dāng)?shù)墓I(yè)提取流程給出了一點指導(dǎo)。總結(jié)：97離子交換法：將原料用稀酸浸提，加熱回流抽濾，將濾液經(jīng)離子交換樹脂(強酸性)，煙堿即被吸附在交換柱上，然后用堿交換得到游離煙堿的水溶液。該法的工藝流程為:原料－稀硫酸浸提－陳化－壓濾－離子交換－萃?。摧停惢a(chǎn)品。離子交換樹脂選擇HN268型，萃取劑選擇煤油，反萃劑為硫酸，洗脫液為2mol/L的NaOH溶液。該法的煙堿最高提取率可達98％離子交換法：98超臨界流體萃?。褐挥性跓煵莸暮吭?5%時，CO2才能有效的萃取尼古丁。單級萃取工藝原料煙草的含水量為25%，萃取溫度305~370K，壓力30kPa。不同原料會有不同的萃取結(jié)果，文獻中表明，尼古丁的萃取率可達95％。超臨界流體萃?。?9王獻科、李玉萍用“液膜法提取煙草中的尼古丁”，這是一種新型的膜分離技術(shù)，有很多優(yōu)良的性能。主要試劑與儀器：尼古丁標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的煙堿(進口產(chǎn)品、分析純)配成質(zhì)量濃度為2.00mg.L-1.王獻科、李玉萍用“液膜法提取煙草中的尼古丁”，這是一種新型的1