摘 要：本发明公开了一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧的制备方法，属于植物成分提取纯化技术领域，具体涉及一种大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的前处理工艺方法。利用微波辐射方法进行大麻二酚酸脱羧转化大麻二酚。最佳脱羧条件为微波辐射温度60℃、微波功率600W、微波辐射时间30分钟，通过液相色谱分析大麻二酚酸脱羧率达到98％以上，大麻二酚酸转化大麻二酚达到99％，通过质谱分析了大麻二酚结构。本发明采用微波辐射的方法进行大麻二酚酸脱羧能够简单高效的转换大麻二酚，与加热脱羧方法相比具有时间短、效率高、能耗低、环境污染小等优点，本发明适合制药领域及工业化生产的原料前处理。
技术要点
1.一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，其特征在于：所述方法具体为：
步骤一：工业大麻花叶处理：成熟期收割工业大麻花叶，花叶经过水洗除杂后在自然温度的条件下晾干，粉碎、包装、低温保存待用；
步骤二：微波辐射大麻二酚酸脱羧方法：称取100g处理好的工业大麻花叶样品，装入1L原料釜中，实验参数设定为微波辐射温度40-60℃、微波功率300-800W、时间30-180分钟。
2.根据权利要求1所述的一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，其特征在于：步骤一中，晾干后的花叶含水量＜5％。
3.根据权利要求1所述的一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，其特征在于：步骤二中，微波辐射温度为40℃、50℃或60℃。
4.根据权利要求1所述的一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，其特征在于：步骤二中，微波功率为300W、450W、600W或800W。
技术领域
本发明属于植物成分提取纯化技术领域，具体涉及一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法。
背景技术
大麻(CannabissativaL.)属于木兰纲、荨麻目、大麻科、大麻属、大麻种，一年生草本植物。大麻是世界上最有争议的植物，其中主要中性成分为(-)-反式-Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)能够引起致幻作用因而被要求严格管理。大麻植物广泛的分布于世界各地，近年来随着对大麻植物资源的不断深入挖掘，已经应用于纺织、造纸、复合材料、医药等领域。国际上将四氢大麻酚(THC)含量低于0.3％的大麻称为工业大麻，在我国工业大麻又名汉麻、黄麻、线麻、火麻等。我国工业大麻种植与花叶加工需要当地公安机关的审批许可，云南(2010年)和黑龙江(2017年)两个省份已经获批发展工业大麻产业。根据联合国粮农组织统计，欧洲、中国、韩国和俄罗斯是世界上主要的工业大麻生产地区，其中中国种植面积最大，约占全世界工业大麻种植面积一半左右。
大麻植物中活性成分包括大麻素和非大麻素类化合物，大麻素类化合物数量及活性成分较多。自1940年以来，至少从大麻植物中分离出110多种大麻素成分。RaphaelM于1964年第一次分离出来大麻素主要精神活性成分Δ9-THC，该成分的分离是大麻素活性成分结构解析的重要突破。大麻素活性成分还包括大麻二酚(CBD)、大麻酚(CBN)和大麻萜酚(CBG)等成分，以及大麻素酸如四氢大麻酚酸(THCA)、大麻二酚酸(CBDA)和大麻萜酚酸(CBGA)等成分，大麻素活性成分在临床上治疗疾病方面具有重要的应用潜力。CBD和THC分子在大麻植物中生物合成量很少，而是由大麻植物生物合成产生的CBDA和THCA分子经过脱羧反应得到相应的脱羧(或中性)产物。THC因其具有致幻成瘾性，限制了其广泛地应用，CBD与THC活性作用截然不同，是一种非成瘾性活性成分，不具有神经毒性。研究表明CBD具有重要的药用价值，在癫痫治疗、神经保护、多发性硬化症、风湿性关节炎、肿瘤治疗、戒烟等领域均表现出良好的药理活性，具有非常好的应用前景。特别是GW公司推出的CBD药物Sativex和Epidiolex用于治疗多发性硬化症和儿童发作性癫痫疗效非常明显，以CBD为主要活性成分处于临床实验研发阶段的药物达数十种，大麻素类药物已成为药物学领域的研究热点。
目前大麻素活性成分的提取主要有溶剂萃取法、超临界CO2流体萃取法和亚临界流体萃取法三种，而大麻素单体的纯化方法均为柱层析技术，通过层析填料的选择实现不同含量大麻素单体的纯化。申请公开号CN104277917A专利公开了一种从工业大麻中提取含有大麻二酚树脂油的方法及其提取设备，其主要工序包括筛选、烘烤、浸提、柱层析等步骤。申请公开号CN10967865A专利公开了一种分离大麻二酚的方法，通过提取物溶解于正己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，制备纯度为84～90％CBD单体。申请公开号CN109646992专利公开了一种从工业大麻中提取大麻二酚富集物的方法，利用碱水提取调酸沉淀，浓缩后最终得到CBD含量为41.3～43.2％富集物。申请公开号CN109627148专利公开了一种大麻二酚的制备方法，利用低共熔溶剂萃取，粗提物经树脂进行分离，CBD回收率为81.46％，纯度28.93％。申请公开号CN109369344A专利公开了一种从工业大麻植物中分离提取大麻二酚的方法，通过95％乙醇/水溶液浸泡，超声热提，萃取物利用正相柱和反相柱进行分离纯化，CBD纯度为92～98％。申请公开号CN109232191A公开了一种提取工业大麻叶中大麻二酚的方法，干燥粉碎工业大麻花叶，加入细胞壁分解酶纤维素酶和果胶酶水解，可获得CBD溶液，用于色谱分析。申请公开号CN109053388A专利公开了一种提取大麻二酚的方法，工业大麻花叶干燥处理，利用逆流浸提提取装置进行逆流浸提，采用层析柱进行梯度洗脱，采用重结晶技术制备CBD产品。申请公开号CN108998248A专利公开了一种富含大麻二酚的工业大麻花叶净油制备方法，工业大麻的花叶烘干、粉碎，利用食用油浸泡大麻粉得到大麻浸泡油，再用食品级乙醇萃取，浓缩得到大麻油。申请公开号CN107011125A公开了一种富集大麻二酚的方法，工业大麻花叶原料在120℃条件下干燥0.5～4小时，在30～55℃、13～30MPa的条件下二氧化碳超临界萃取1～9小时得大麻素粗提物，利用柱层析进行梯度洗脱或等度洗脱，收集大麻二酚的洗脱馏分。工业大麻花叶中CBD是以大麻二酚酸(CBDA)前体形式存在，CBDA在高温下脱羧才会转化为CBD分子。以上所述专利中工业大麻花叶原料前处理都需要加热脱羧和提取物脱羧步骤，需将工业大麻花叶或提取物在烘箱中高温烘烤处理一段时间脱羧转化，需要大量的能耗，同时高温条件下对于CBDA和CBD的含量同样带来一定的损失，对于工业大麻中CBDA脱羧工艺急需新技术、新方法的改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决实际工作中大麻二酚酸脱羧转化难题，开发工业大麻中大麻素活性成分，提供一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，该方法优化目前现有脱羧处理工艺方法，具有操作简单、能耗低、转化率高、时间短等优点，尤其是在大麻二酚工业化生产领域具有非常大的优势。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，所述方法具体为：
步骤一：工业大麻花叶处理：成熟期收割工业大麻花叶，花叶经过水洗除杂后在自然温度的条件下晾干，粉碎、包装、低温保存待用；该前处理步骤的作用是清洗干净有利于微波辐射裂解能量传递均匀；
步骤二：微波辐射大麻二酚酸脱羧方法：称取100g处理好的工业大麻花叶样品，装入1L原料釜中，实验参数设定为微波辐射温度40-60℃、微波功率300-800W、时间30-180分钟。微波辐射脱羧流程为大麻二酚酸分子在微波辐射能量和温度的作用下脱羧→大麻二酚分子。因-COO-为吸电子基，电负性大，极性端在微波场中发生偶极转向和界面极化，优先加热羧基端，促进了大麻素酸的脱羧。
进一步的，步骤一中，晾干后的花叶含水量＜5％。
进一步的，步骤二中，微波辐射温度为40℃、50℃或60℃。
进一步的，步骤二中，微波功率为300W、450W、600W或800W。
本发明相对于现有技术的有益效果为：
1、微波辐射时间与传统加热脱羧方法相比具有时间短、效率高等优点。
2、微波辐射能耗与传统加热脱羧方法相比具有能耗低、生产成本低等优点。
3、微波辐射温度与传统加热脱羧方式相比操作温度低、减少易挥发性分子释放、异味少、环境污染小等优点。
附图说明
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图1为原料液相色谱分析图； |
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图2为微波辐射原料后液相色谱分析图； |
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图3为微波辐射后大麻二酚质谱分析图； |
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图4为50℃加热脱羧实验分析图； |
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图5为60℃加热脱羧实验分析图； |
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图6为80℃加热脱羧实验分析图。 |
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明得到的是一种简单高效的大麻二酚酸脱羧方法，利用微波辐射技术，实现大麻二酚酸高效脱羧转化大麻二酚。该工艺方法减少传统加热脱羧工艺中能源消耗，缩短了脱羧
反应时间，降低了大麻二酚酸加热脱羧过程的热损失，提高了大麻二酚酸脱羧效率和转化率。
实施例1
一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，所述方法具体为：
步骤一：工业大麻花叶处理：成熟期收割工业大麻花叶，花叶经过水洗除杂后在自然温度的条件下晾干，粉碎、包装、低温保存待用；该前处理步骤的作用是清洗干净有利于微波辐射裂解能量传递均匀；
步骤二：微波辐射大麻二酚酸脱羧方法：称取100g处理好的工业大麻花叶样品，装入1L原料釜中，实验参数设定为微波辐射温度40℃、微波功率300W、时间30分钟。
对大麻二酚含量进行检测：具体色谱条件为，色谱柱：C18(150mm×4.6mm，5μm)；流动相：已腈-水(78:22)；流速：0.7mL·min-1；检测波长：230nm；柱温：30℃；进样量：10μL。在此色谱条件下大麻二酚、大麻二酚酸的理论板数均不低于2500，分离度与拖尾因子均符合含量测定要求，得到图1和图2。对大麻二酚结构进行表征：液相色谱和液质联用仪设备进行产物结构表征，得到图3，315.2为大麻二酚分子离子峰，259.1、193.1、135.2为大麻二酚分子的主要碎片峰，通过对采用本发明方法制备产品的结构表征表明，本发明方法制备的脱羧产物结构正确。
实施例2：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度40℃、微波功率450W、时间30分钟。
实施例3：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度40℃、微波功率600W、时间30分钟。
实施例4：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度40℃、微波功率800W、时间30分钟。
实施例5：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度50℃、微波功率300W、时间30分钟。
实施例6：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度50℃、微波功率450W、时间30分钟。
实施例7：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度50℃、微波功率600W、时间30分钟。
实施例8：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度50℃、微波功率800W、时间30分钟。
实施例9：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度60℃、微波功率300W、时间30分钟。
实施例10：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度60℃、微波功率450W、时间30分钟。
实施例11：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度60℃、微波功率600W、时间30分钟。 实施例12：
本实施例与实施例1不同的是，步骤二中，实验参数设定为微波辐射温度600℃、微波功率800W、时间30分钟。
对比例1：
一种工业大麻中大麻二酚酸脱羧制备大麻二酚的方法，所述方法具体为：
步骤一：工业大麻花叶处理：成熟期收割工业大麻花叶，花叶经过水洗除杂后在自然温度的条件下晾干，粉碎、包装、低温保存待用；该前处理步骤的作用是清洗干净有利于热量传递均匀；
步骤二：大麻二酚酸加热脱羧方法：称取100g处理好的工业大麻花叶样品，装入到鼓风干燥箱中，实验参数设置为温度50℃，时间180分钟。
对比例2：
本对比例与对比例1不同的是，步骤二中，实验参数设置为60℃，时间180分钟。
对比例3：
本对比例与对比例1不同的是，步骤二中，实验参数设置为80℃，时间180分钟。
图4～6为对比例1～3得到的实验分析图，本发明实施例11中大麻二酚酸脱羧率达到98％以上，转化率达到99％，与加热脱羧方法相比，脱羧时间、脱羧率、转化率均明显提高。
图1
图2
图3
图4
图5
图6
摘自国家发明专利，发明人：高宝昌，孙宇峰，田媛，申请号202011105865.6，申请日2020.10.15
