從黃花蒿中提取青蒿素的新工藝的製作方法

2023-09-17 05:56:20 2

專利名稱：從黃花蒿中提取青蒿素的新工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於來源植物的材料製備倍半萜內酯化合物的技術。青蒿素(Arteannuin)是從黃花蒿(Artemisia annua L.)中提取分離到的一個含過氧基團的倍半萜內酯化合物，其結構式見附

圖1。青蒿素經大量藥理臨床證明，對於治療惡性瘧、腦型瘧及抗氯喹株瘧等病具有速效低毒的特點。以青蒿素為原料可製備其衍生物蒿甲醚、蒿乙醚、青蒿酯鈉、還原青蒿素等，它們具有同等或更好的抗瘧效果。
科研人員對從黃花蒿中提取分離青蒿素的工藝進行了大量研究，已有技術歸納起來，均屬有機溶劑常壓提取。在期刊《中草藥通訊》1979，No 1，P5-12報導的「抗瘧藥青蒿的研究」介紹的是用稀乙醇作溶劑提取，青蒿素的全流程提取率只有38～40%。在期刊《中草藥通訊》1979，No 12，P11-15報導的「黃花蒿素(青蒿素)生產工藝的研究」是採用汽油或石油醚作溶劑，常壓靜置浸提和轉動浸提，青蒿素的全流程提取率最高不超過80.48%，轉動浸提法較好，以黃花蒿的枝、葉、花果混合原料提取青蒿素的全流程提取率平均為72.22%±2.78，以小枝葉混合原料提取青蒿素的全流程提取率為75.61-80.47%，平均為78.31%±1.1。上述溶劑法提取過程中需要大量的有機溶劑，故成本高，提取時間長，稀乙醇法需6天左右，而汽油法至少需要60小時;在回收大量的溶劑時，由於青蒿素不穩定易造成損失使提取率降低。另外，由於用到大量的有機溶劑，易燃易爆，造成嚴重的環境汙染。
本發明的目的是尋找一種成本低、收率高、可用於工業生產的從黃花蒿植物中提取青蒿素的新工藝。
超臨界流體萃取(Supercritical Fluid Extraction，簡稱SFE)技術是近十年來迅速發展的一種新技術。它是利用超臨界流體作溶劑進行萃取，其原理為在超臨界狀態的某些物質，如CO2、O2、H2O、C2H4等處於一定壓力時呈氣體狀態，具有較低的粘度，但其密度卻又近似液體，具有較高的密度，具有良好的溶劑特性，可作溶劑進行萃取，把多種天然物從其混合組分中分離出來，形成超臨界負載相，然後降低載氣的壓力或提高載氣的溫度，使其溶解力減小，萃取物就沉澱出來和載氣分離，從而達到分離的目的。
本發明就是應用這一原理，尋找一種理想的流體和合理的工藝條件從黃花蒿植物中提取青蒿素。
本發明是這樣實現的可用作溶劑的超臨界流體文獻報導有很多，如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、乙烯、丙烯、乙醚、丙酮、甲醇、水、甲苯、苯等，由於二氧化碳(CO2)有無毒、無臭、無味、無腐蝕性、不易燃、化學穩定性高、來源廣、價格低等特點，並具有良好的萃取選擇性，故本發明選用超臨界CO2作為提取溶劑。下面見附圖2，詳述本發明的提取工藝。
附圖2為超臨界CO2萃取工藝流程圖。提取釜，[2]解析釜，[3]冷卻釜，[4]CO2氣體瓶，[5]、[6]、[7]均為熱交換器，[8]壓縮泵，[9]調壓閥。和[2]上分別裝有壓力表和溫度顯示儀及安全閥等附件。
操作方法將原料黃花蒿粉碎過篩後裝入[1]，開啟[4]，同時開啟[5]、[6]、[7]進行加熱或冷卻。當[1]、[2]、[3]達到所需的溫度時，開啟[8]並控制CO2的流速，使[1]和[2]內分別達到所需的壓力，打開[9]開始循環萃取，同時關掉[4]。隨時調節[9]使[1]和[2]保持恆定的壓力循環萃取。當萃取達到選定時間時，停機，打開[2]的出料閥即得青蒿素的粗品。然後將粗品用有機溶劑進行重結晶，常用的有機溶劑甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿、石油醚等均可進行重結晶。為了降低毒性和成本，用甲醇和乙醇作溶劑重結晶較佳，且重結晶時可以加活性炭脫色處理。
青蒿素能否用超臨界CO2來提取並取得較好的提取率，關健在於工藝條件的選擇，不同物質在超臨界CO2中溶解度不同，且與系統的壓力和溫度兩因素有直接關係。本發明所選擇的提取壓力為8-32MPa，解析壓力為4-8MPa，提取溫度為30-70℃，解析溫度為35-75℃，提取時間為0.5-5小時。壓力是影響青蒿素提取率的一個關鍵因素。一般來說，提取壓力愈高時，物質在CO2中的溶解度愈高，萃取速率也愈高，但萃取的選擇性則相對降低。所以過低或過高的提取壓力對青蒿素的提取率均有影響，且增加壓力，設備成本明顯上升，本發明可用8-32MPa的提取壓力，4-8MPa的解析壓力提取青蒿素，其提取率可達64.29%。較佳的條件是採用提取壓力為10-20MPa，解析壓力為4-7MPa，在此壓力下，提取率可達90%以上。
提取溫度和解析溫度的選擇對青蒿素的提取率影響很大，一般來說隨著提取溫度的升高，青蒿素的粗提物越多，但雜質含量也增多，影響到產品的質量。大於或小於室溫的提取，常需較多的能量和額外設備，如熱交換器、夾層鍋、絕緣保溫材料等。一般提取溫度的上限不超過100℃，本發明採用提取溫度30-70℃，解析溫度35-75℃，較佳條件是提取溫度為35-50℃，解析溫度為45-70℃。
提取時間則與所通入CO2的流速、提取溫度及青蒿素原料粉碎粒子的大小有關。增加CO2的流速，提高提取溫度及將黃花蒿磨成小粒徑投料，可減少提取時間。而CO2的流速又與提取釜和解析釜的體積大小、長度/直徑比、原料裝量多少、物料粒度、管路粗細有關。所以只有對特定的設備和特定的原料作多次實驗才可得到最佳流速。流速上限是以不將提取釜中的出口濾板堵塞為限。只要選擇一個較好的壓力、溫度和CO2的流速後，一般在0.5小時左右就可提取到較多的青蒿素。在5小時內基本可將青蒿素提取完全，提取率幾乎可達100%。
本發明的青蒿素全流程提取率可達約83-99.5%，比已有技術溶劑常壓法要高得多，比稀乙醇法提高約43-59%，比汽油法提高約11-27%。另外，提取時間也可大大縮短。一般全流程(包括重結晶)只需8小時即可完成。本工藝完全適用於工業生產。
實施例1將原料黃花蒿曬乾，粉碎過篩後稱取2.5kg投入提取釜。料裝好後開始對提取釜和解析釜加熱，對冷卻釜冷卻，同時開啟CO2貯瓶閥。當提取釜溫度達到40℃，解析釜溫度達60℃時，開啟壓縮泵，將CO2以0.87L/min的流速對提取釜和解析釜進行加壓，當提取釜和解析釜的壓力分別達到15MPa和5MPa時，打開調壓閥開始循環，並通過調壓閥的控制，保持以上參數恆定，提取4小時後，停機出料得70g青蒿素粗品。然後將此粗品用甲醇溶解過濾，加入活性炭攪拌片刻，濾去活性炭，回收甲醇至近幹，加入稀乙醇加熱溶解，放冷析晶得青蒿素精品。純度為99.5%。mp156.0-158.0℃。本品與雲南植物藥廠純度為100%的青蒿素標準品比較，mmp不降，兩者TLC行為一致，紅外光譜一致，其特徵的紅外吸收峰如下(溴化鉀壓片，cm-1)1750(六元環內脂)，1115，881，831(過氧基團)。全流程提取率為98%。
實施例2同例1操作，投黃花蒿2.5kg，在提取壓力12MPa、解析壓力5MPa，提取溫度36℃、解析溫度48℃，CO2流速0.87L/min下提得65g的青蒿素粗品。用石油醚溶解重結晶得青蒿素精品，純度為98.8%。全流程提取率為94%。
實施例3同例1操作，稱黃花蒿2.5kg，在提取壓力15MPa、解析壓力4.5MPa，提取溫度42℃、解析溫度65℃，CO2流速1L/min下提得68g的青蒿素粗品。用乙酸乙酯溶解重結晶得青蒿素精品，純度為98.5%。全流程提取率為95%。
實施例4同例1操作，稱黃花蒿2.5kg，在提取壓力22MPa、解析壓力7.5MPa，提取溫度35℃、解析溫度45℃，CO2流速1.05L/min下提得61g的青蒿素粗品。用乙醇溶解重結晶得青蒿素精品，純度為99.8%。全流程提取率為93%。
實施例5同例1操作，稱黃花蒿2.5kg，在提取壓力30MPa、解析壓力8MPa，提取溫度30℃、解析溫度50℃，CO2流速1L/min下提得70g的青蒿素粗品。用甲醇溶解重結晶得青蒿素精品，全流程提取率為91.5%。
權利要求
1.一種從黃花蒿植物中提取青蒿素的方法，其特徵是用超臨界二氧化碳作溶劑，在提取壓力8-32MPa，提取溫度30-70℃，解析壓力4-8MPa，解析溫度35-75℃下通入二氧化碳循環提取分離青蒿素粗品。
2.根據權利要求1所述的提取青蒿素的方法，其特徵是在提取壓力10-20MPa，提取溫度35-50℃，解析壓力4-7MPa，解析溫度45-70℃下提取青蒿素粗品。
3.根據權利1或2所述的提取青蒿素的方法，其特徵是青蒿素粗品用甲醇或乙醇作溶劑進行重結晶。
全文摘要
一種從黃花蒿中提取青蒿素的新工藝是採用超臨界二氧化碳作溶劑，在提取壓力8—32MPa，提取溫度30—70℃，解析壓力4—8MPa，解析溫度30—75℃下通CO
文檔編號C07D493/18GK1095381SQ9310614
公開日1994年11月23日 申請日期1993年5月19日 優先權日1993年5月19日
發明者葛發歡, 王海波, 梁敬國, 黃湘穗, 董國平, 李樹東 申請人:廣州市醫藥工業研究所