摘 要

香兰素是生活中常用的一种香料，广泛使用于烟草、化妆品、食品、饮料、以及医药工业等行业。香兰素是人类合成的第一种香精，在1874年由德国的M·哈尔曼博士与G·泰曼博士成功合成。香兰素又可作为饲料的添加剂、电镀行业的增亮剂,制药行业的中间体。天然香兰素大多存在于香荚兰豆荚，以及丁香油、橡苔油、秘鲁香脂、吐鲁香脂和安息香脂中。

至今为止国内外对天然香兰素的需求快速增长,但是仅仅用香荚兰豆来提取香兰素早已无法满足需求,因此,化学合成法来制备香兰素得到了广泛的关注，其中木质素法制备香兰素有着良好的发展前景。然而，国际和国内报道的木质素法制备香兰素的产量剧离工业化的水平还有一定差距，原因在于木质素法生产香兰素会产生较多的副产物，必须进行分离提纯。鉴于树脂吸附具有低成本、高效率、可再生重复利用、耗费溶剂量少等特点,吸附层析法在天然产物提取中被广泛利用,吸附树脂也逐渐被用于分离纯化工艺。本文通过对香兰素的吸附分离特性的研究,筛选出了最佳的吸附树脂，并找出其最好的树脂吸附的工艺参数，为之后的工艺放大提供理论参数。

结论：选择LX-02大孔吸附树脂来吸附分离香兰素及其杂质，实验所得最优参数为pH值为6，高径比为15：1，最佳流速为0.5mL/min。

关键词：香兰素 树脂 吸附 分离

Chromatography separating and extracting vanillin

Abstract

Vanillin is commonly used as a spice in life. It is commonly used in the tobacco, cosmetics, food, beverage, pharmaceutical industry and other industries. At the same time, it is a kind of very important chemical intermediates and raw materials, which commonly used in the synthesis of pesticide, electroplating. and in foreign countries,it used for plant growth promoting agent, bactericide, lubricating oil defoaming agent, electroplating brightening agent and printed circuit board production conductive agent.

So far at home and abroad of natural vanillin demand rapid growth, but only with vanilla beans to extract vanillin has long been unable to meet the demand, therefore, the chemical synthesis method to prepare vanillin has been widespread concern. The lignin synthesis of vanillin by has a good development prospect. However, international and domestic reports of wood pigment prepared series production of vanillin from the industrialization level there is a certain gap. The reason is that the lignin vanillin production method will produce more by-products must be for the separation and purification. In view of adsorption resin with low cost, high efficiency, renewable recycling, consuming less solvent, adsorption chromatography in the extraction of natural products are widely used, adsorption resin is gradually used for separation and purification. Through study on the adsorption and separation properties of vanillin, selected the best resin, and determine the optimal adsorption solution and adsorption process parameters.

Conclusion: LX-02 macroporous adsorption resin for adsorption and separation of vanillin, the best ratio of height to diameter is 15:1, the optimal flow rate was 0.5mL/L.

Keywords:Vanillin ;resin ;adsorption ;separation

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1香兰素概述 1

1.1.1香兰素简介 1

1.1.2木质素法副产物 2

1.2香兰素主要分离提取方法 2

1.2.1超临界CO₂萃取香兰素   2

1.2.2.树脂吸附分离香兰素 2

1.2.3溶剂萃取香兰素 3

1.2.4.水结晶提取香兰素 3

1.2.5大孔沸石提取香兰素 3

1.2.6萃取反应器萃取香兰素 3

1.3利用树脂分离香兰素 4

1.3.1阳离子交换树脂 4

1.3.2大孔型吸附树脂D_X 4

1.3.3疏水/亲水大孔 PDVB/PAEM IPN 树脂 4

1.4检测方法 4

1.5研究内容 5

1.6课题目的和意义 5

第二章 实验内容与方法 7

2.1实验材料 7

2.1.1 实验试剂 7

2.1.2 主要设备及仪器 7

2.2实验内容 8

2.2.1 树脂筛选 8

2.2.2 静态吸附等温线实验 9

2.2.3 温度对香兰素吸附等温线的影响 9

2.2.4 动力学实验（香兰素，丁香醛） 10

2.2.5 pH值对吸附等温线的影响 10

2.2.6 上柱实验 11

第三章 实验结果与讨论 14

3.1树脂筛选 14

3.2静态吸附等温线 15

3.2.1香兰素的吸附等温线 15

3.2.2丁香醛的吸附等温线 15

3.3温度对吸附等温线的影响 16

3.4动力学分析（香兰素，丁香醛） 17

3.4.1香兰素动力学数据 17

3.4.2丁香醛动力学数据 18

3.5 pH值对吸附的影响 20

3.5.1NaOH调节pH 20

3.5.2 NaHCO₃调节 23

3.6上柱实验分析 27

3.6.1未调节pH三组分上柱实验结果 27

3.6.2三组分调节pH上柱实验结果 28

3.6.3高径比实验 28

3.6.4流速实验 30

第四章 结论与展望 32

4.1结论 32

4.2展望 32

参考文献 33

致 谢 35

第一章 文献综述

1.1香兰素概述

1.1.1香兰素简介

香兰素(Vanillin)俗称香草粉，香草醛，云尼拿粉、香草精、香荚兰素。学名是4-羟基-3-甲氧基苯甲醛(4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde)。化学结构如下：

图1-1 香兰素化学结构

白色或浅黄色针状或结晶状粉末，能耐高温，特别适合在高温烘焙中适用。香兰素无毒，但对皮肤具有刺激性^[1-2]。香兰素具有浓烈奶香气息，常常作为一种芳香成分被广泛应用于食品业，如冰淇淋，巧克力，饮料，糖果等^[3]。此外，它也可以用于香水，化妆品及药品等方面，其中在医用方面占7%^[4]。香兰素还具有良好的抗氧化性和抗菌性，因此，它也被用作食品防腐剂。

香兰素的年产量超过12000吨，我国生产的香兰素占全世界的70%～80%，其中一半以上用于出口^[5]。然而，其中不到1%是来源于植物的天然香兰素，例如固化香草豆荚和爪哇香茅。大部分主要是通过愈创木酚和木质素化学合成生产。天然香草荚生产的香兰素价格在40~50万元吨^[6]，合成香兰素的价格低于15美元/公斤。天然香兰素价钱之所以这么高，主要是由于气候和劳动密集型的香草种植。考虑到天然香兰素原料不足并且价格高昂，以及由客户主导的对自然风味日益提高的需求，必须开发替代生产香兰素的天然资源^[7]。因此，基于生物转化的生产过程已变得越来越有吸引力,因此，后面所提及得分离提纯工艺主要是针对于化学合成法所制备的香兰素^[8]。生物合成^[9]香兰素的方法包括从香草和其它植物材料中使用酶释放产生香兰素，组织培养，微生物培养物的使用和最终基因改造。香兰素潜在的原料包括木质素，酚醛芪，异丁子香酚，丁子香酚，阿魏酸和芳族氨基酸等^[10]。

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