全 文 ：科研与开发
文章编号:1002-1124(2001)03-0019-03　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
荆芥穗中提取柠檬烯的研究＊
王海涛　张天胜
(天津轻工业学院化工系　　300222)
　　摘　要:本文研究从荆芥穗中提取回收聚苯乙烯所需的柠檬烯 , 其方法是溶剂萃取。选择所使用的溶
剂和提取的条件 ,结果表明利用石油醚提取的效果最好。提取结果和溶剂种类 、提取时间 、提取温度 、固液
比 、提取次数等因素均有关系。利用正交实验可找到最佳提取条件。
关键词:荆芥穗;柠檬烯;提取
中图分类号:O 62　　文献标识码:A
The Research of Extraction Limonene from the Ear of Schizonepeta Tenuifolia(BENTH)Briq
Wang Haitao　Zhang Tiansheng
(Department of Chemical of Tianjing Light Industry College)
　　Abstract:Limonene needed in recycling foamed polystyrene was extracted from the ear of schizonepeta tenuifolia
using ligroin.The efficiency of extraction is connected tightly with extraction time , extraction temperature and solid -
liquid proportion.We have found the best method to extract limonene by means of orthogonal test.
Keywords:Schizonepeta tenuifilia(Benth)BRIQ;Limonene;Extract
1　前言
　　柠檬烯(Limonene)是一种来自天然植物的有机
化工产品 ,可用于制备合成树脂和合成橡胶 ,调和橙
花香精 、柑橘油香精 。日本文献[ 1]报道:由于柠檬烯
的极性 、结构与聚苯乙烯相似 ,可作回收聚苯乙烯
(PS)废泡沫塑料的溶剂 ,从而找到了一种回收聚苯
乙烯的好方法 。柠檬烯依其结构的不同有右旋 、左
旋 、消旋三种异构体 ,三者均是具有柠檬香味的无色
或浅黄色油液体 ,性质及来源略有差别 。
收稿日期:2001-03-23
作者简介:王海涛 ,男 ,硕士研究生 ,主要从事环境保护及天然物成份提取工作。
＊河南省科研项目。
2.5。稳定试验结果如下:
表 1　稳定试验结果
实验编号
苯酚转
化率/ %
收率/ % 选择性
2 , 4-酚 4-酚 2 , 4-酚 4-酚
1 99.3 67.9 21.5 68.4 21.7
2 99.4 68.9 21.0 69.3 21.1
3 99.4 67.6 22.2 68.0 22.3
4 98.5 69.2 21.1 70.2 21.4
5 99.4 70.3 20.2 70.7 20.3
4.2　催化剂活性的影响
对催化剂进行条件试验 ,结果催化剂二次利用 ,
虽仍有活性 ,但得到 2 ,4-酚产品的收率达不到预
期的效果 ,两次使用过的催化剂与新鲜催化剂合用 ,
烷基酚产品总收率达 88.6%,使用过的催化剂又添
加新鲜催化剂 5.5g ,可以重复稳定试验的结果 。
表 2　重复稳定性试验结果
编号 苯酚转化率/ % 2 , 4-酚收率/ % 4-酚收率/ % 备　　注
1 99.3 68.0 21.3 新鲜催化剂
2 98.2 61.0 17.9 二次利用
3 99.0 67.7 20.7 60%为二次利用 ,
40%为新鲜
4 99.5 70.5 20.2 3号用过的催化剂,又重加 5.5g 新鲜催化剂
5　结论
　　(1)本试验选用的催化组分 ,在苯酚 、异丁烯烷
基化反应过程中具有很好的活性 ,并对生产 2 , 4-
酚 ,连产 4-酚有较高的选择性。
(2)经本工艺条件生产的 2 , 4-酚产品质量优
于西德 Huels公司的质量指标。4-酚产品达到国
内现有同类厂家的质量指标 。
Sum 84 No.3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
化 学 工 程 师
Chemical　Engineer 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2001年 6月
DOI :10.16247/j.cnki.23-1171/tq.2001.03.010
表 1　柠檬烯的物理性质
熔点/ ℃ 沸点/ ℃ 相对密度/20/4℃
比旋光度
[α] 20D 来　　源 编　号
右旋 -71.3 178 0.8411 +125.6° 橙皮油 、柠檬油 、佛手油 、黄蒿子油 5989-27-5
左旋 177～ 178 0.8422 +122.1° 俄罗斯松节油 、白千层油 5989-54-8
消旋 -95.5 178 0.8402 西伯利亚松针油 、柠檬草油 、香草油 7705-14-8
　　工业上柠檬烯多由上述精油分馏制取。在植物
油除萜和樟脑油蒸馏加工或制樟脑时 ,柠檬烯可作
为副产品得到;柠檬烯还可由松油醇加热脱水制得 。
以上通过来自天然植物的提取往往要受产地 、季节 、
气候等条件的影响 ,合成方法则成本较高。
我们采用荆芥来提取柠檬烯。荆芥(Schizonepeta
tenuifolia(Benth.)briq.为唇形科一年生草本植物 ,用于治
疗感冒、头痛 、麻疹不适、疮疥初起。全国大部分地区有
栽培 ,主产河北 、江苏、浙江 、江西、湖北 、湖南。《图经本
草》记载:假苏 ,荆芥也 ,生汉中川泽。今处处有之。主要
含有右旋薄荷酮 、消旋薄荷酮及左旋柠檬烯等。从荆芥
穗中提取柠檬烯 ,以前尚未见报道。我们利用溶剂萃取
从荆芥穗中提取柠檬烯 ,探索提取的工艺条件。
2　实验部分
2.1　实验原理
用提取剂对荆芥穗浸提 ,提取液进行减压蒸馏 ,
得到柠檬烯纯品 。改变提取条件 ,进行正交实验 ,选
取最佳提取工艺 。
2.2　主要仪器及药品
752型紫外可见分光光度仪(上海精密科学仪
器有限公司分析仪器总厂制造);SHB-Ⅲ水循环真
空泵(河南省巩义市英峪华中仪器厂制造)。
乙醇(分析纯);丙酮(分析纯);氯仿(优级纯);
石油醚(沸点 60 ～ 90℃,分析纯)。
2.3　实验步骤
(1)淋洗荆芥穗 ,除去杂质 ,切碎、研磨成极小颗粒;
(2)选择溶剂进行提取实验 ,改变提取条件 ,观
察提取量的变化;
(3)对溶剂提取的荆芥油进行薄层层析处理 ,并
减压蒸馏得柠檬烯纯品;
(4)定量测定柠檬烯 ,并对产品进行红外 、紫外
扫描 。
3　结果与讨论
3.1　提取分离
3.1.1　提取剂的选择
分别以乙醇 、丙酮 、氯仿 、石油醚等几种常用溶
剂作为提取剂 ,在室温下浸提 。在相同的条件下测
定提取液的吸光度进行比较 。
表 2　不同提取剂提取效果对比
乙醇 丙酮 氯仿 石油醚
0.038 0.010 0.043 0.181
　　由表 2可知 ,不同溶剂对荆芥穗中柠檬烯的提
取效果不同 ,相差较大 ,石油醚提取率最高 。
3.1.2　柠檬烯精馏和定性分析
(1)薄层层析
材料:自制硅胶板G(10×20cm);
点样:石油醚萃取浓缩液 ,标样的二氯甲烷溶
液;点样 4次;温度 20℃;展开时间 4.5h;
展开剂:二氯甲烷:甲醇(9:1);
显色剂:荧光钠黄-溴
细心刮下与标样在同一水平线上的斑点 ,用乙
醇洗脱 ,离心分离 ,取上清液置入 10mL 容量瓶中 ,
用2mL 乙醇洗涤刮下的硅胶两次 ,离心分离 ,上清
液置入容量瓶中 ,加乙醇至刻度 ,测定吸光度。在标
准曲线上读数 ,查出含量 。
(2)减压蒸馏
将石油醚提取的荆芥油在 1330.322Pa 下减压
蒸馏 ,收取70℃以下的馏分。
(3)红外光谱
对上述馏分作红外光谱图 ,与 Sadtler谱图中柠
檬烯的谱图对照 ,结果吻合很好。
(4)紫外-可见光谱
对上述组分作紫外-可见光扫描 ,并和柠檬烯
标样扫描结果相对照。
3.2　提取柠檬烯条件的确定
3.2.1　单因素实验
(1)提取时间的影响:在不同时间里进行石油醚
对柠檬烯的提取 ,得如下结果 。
图 1　吸光度与时间的关系
　　由图 1可知:随着提取时间的延长 ,所得精油中
的柠檬烯的量是增加的 ,尤其在 40min 之前变化显
著 ,但从 50min 起吸光度值趋于恒定。柠檬烯的量
20　　　　　　　　　　　　　　　　　　　王海涛等:荆芥穗中提取柠檬烯的研究＊　　　　　　　　　　　　　　　2001年第 3期
不再增加 ,因此再选择提取工艺时应选择一个恰当
的时间 ,既能保证足够的柠檬烯被提取出来 ,又能节
省提取时间。
(2)提取温度的影响:在不同的温度下 ,用石油
醚对荆芥穗中的柠檬烯进行提取 ,可得如下结果。
图 2　吸光度与温度的关系
　　由图 2可见 ,随着提取温度的升高 ,提取出精油
中柠檬烯含量是增加的 。因此在实际操作中 ,可适
当提高提取温度以增加提取效率 ,但选用的石油醚
沸程为60 ～ 90℃,所以温度不宜超过 60℃。
(3)固液比的影响:在不同的固液比条件下进行
提取 ,所得柠檬烯的量和固液比有以下关系。
图 3　吸光度与固液比的关系
　　由图 3可见 ,提取液中柠檬烯的含量和提取物
固液比之间具有一定的关系 ,随着固液比加大 ,提取
效果变好 ,但到一定的固液比(1:20)之后 ,柠檬烯的
量便不再增加 ,因此在提取工艺中应找到最佳的固
液比。在此固液比下进行提取 ,既可得到最大量的
产品 ,又可节省溶剂 ,完全没有必要无限制的提高固
液比 。
(4)提取次数的影响:比较不同提取次数下的提
取效果表明:多次提取不能提高提取的效果 ,三次提
取后 ,荆芥穗中柠檬烯的量急剧降低 ,第三次提取
时 ,提取液中产物量几乎降到零。这样在实际操作
中 ,并不用进行次数过多的萃取 ,这样可以节省操作
的时间。
3.2.2　通过正交实验确定最佳提取条件
由以上实验结果可见 ,用石油醚提取荆芥穗中
柠檬烯的结果和提取时间 、提取温度 、提取次数及固
液比有关 ,现进行正交实验的设计和选取最佳的提
取条件。正交实验:
表 3　正交实验因子水平表
水平 时间/ min 温度/ ℃ 次数/ N 固液比
1 20 25 1 1:05
2 30 35 1 1:10
3 40 45 2 1:15
4 50 55 2 1:20
　　选取正交表 L16(45)进行正交实验并进行方差
分析得出提取柠檬烯的最适宜的条件如表 4所示 。
表 4　最佳提取条件
因子 时间/ min 温度/ ℃ 次数/ N 固液比
水平 50 45 1 1:15
4　柠檬烯的精馏
　　石油醚提取的荆芥穗精油 ,利用减压泵减压至
1330.322Pa ,收取 70℃以下的馏分 ,即得柠檬烯。所
得产物进行红外扫描 ,与 Sadtler 谱图对照 ,谱图吻
合的很好 。
5　小结
　　(1)利用石油醚提取的荆芥穗油其柠檬烯含量
可达 35%左右;
(2)工艺条件简单易行 ,成本低 ,效率高;
(3)荆芥穗油提取的柠檬烯含有少量酮类物质 ,
有利于聚苯乙烯的溶解;
(4)荆芥穗提出的柠檬烯不污染环境 ,对人体无
害。
参　考　文　献
[ 1] 　プラスチソクス, 1996 , 47(5):6.
[ 2] 　精细有机化学品技术手册(下册), 1992 , 120.
[ 3] 　中华人民共和国药典(一部)1990 , 207.
2001年第 3期　　　　　　　　　　　　　　　　　王海涛等:荆芥穗中提取柠檬烯的研究＊　　　　　　　　　　　　　　　　　21