工业酒精冷浸法提取青蒿素

工业酒精冷浸法提取青蒿素 工业酒精冷浸法提取青蒿素 2008年1月李白勇等.工业酒精冷浸法提取青蒿素35 工业酒精冷浸法提取青蒿素 李自勇秦海敏喻宗沅尤庆亮徐小军 (湖北省化学研究院,武汉430074) 摘要以青蒿为原料,采用工业酒精冷浸法提取青蒿素.通过实验确定最佳工艺条件为: 酒精体积(mL)与青蒿质量(g)比为10:1,分3次提取,母液体积(mL)为青蒿质量(g) 的2.5倍,萃取 剂乙酸乙酯与母液体积比为1:1,分4次萃取,用活性炭脱色,结晶及重结晶,干燥得白色针状的青 蒿素晶体,得到的青蒿素产品产率可达2.73%o,纯度可达99%.该工艺具有操作安全,提取率高, 生产成本低,产品含量高的特点. 关键词青蒿素冷浸提取萃取重结晶 青蒿素(artemisinin)是一种无色针状晶体,分 子式为c15H2205,熔点156,157?,含过氧基的新 型倍半萜内酯【1|2],由于其结构独特,抗疟机理特 别,对抗氯喹的恶性疟和脑性疟有特效,且有高效 低毒的特点.青蒿素是我国在世界首先研制成功 的抗疟新药,被WHO评为世界上目前唯一真正 有效的恶性疟疾治疗药物. 青蒿素虽然可以人工合成,但成本高,产量 低,无法规模化生产.目前,青蒿素主要是从植物 黄花蒿中分离提取【3J.青蒿素易溶于氯仿,乙酸 乙酯,石油醚,乙醇等有机溶剂,几乎不溶于水,因 此多用有机溶液提取植物中的有效成分【4J.自 70年代以来,各国学者研究尝试开发了各种有机 溶剂的提取方法【5J.如溶剂汽油法和稀醇法,即 先用溶剂汽油或稀醇多次提取,提取液浓缩,静置 结晶,得青蒿素粗品,再用溶剂溶解精品,然后用 重结晶法分离青蒿素.溶剂汽油法工艺简单,成 本较低,产品质量稳定,易于批量生产,但溶剂易 燃易爆,通常要求原料中青蒿素的含量在0.4% 以上;稀醇法经济,安全,但收率仅36%,40%. 另还有丙酮柱层析法【6J,丙酮柱层析法在原料含 量为0.1%时可采用,产品质量稳定,但提取工艺 繁杂,大批量生产困难.从提取方式上分,大体可 分为冷浸提取,回流提取,索氏提取,超声波提取, 回流提取的收率较高. 为此,笔者找到了一种新工艺,用工业酒精冷 浸法成功地从青蒿中分离提取出青蒿素,且收率 和产品的含量都不低.以酒精替代易燃易爆石油 醚传统溶剂,采用低温冷浸,活性炭脱色,重结晶, 从而降低了生产中的危险性,更适宜于生产. 1实验部分 1.1试剂与仪器 试剂:青蒿(产自湖北省宜昌市五峰县),工业 酒精,乙酸乙酯,活性炭,絮凝剂,95%无水乙醇, 乙腈为色谱纯,水为重蒸水,其他试剂均为市售产 品,青蒿素标样为PIDI公司提供. 仪器:美国VafianProstar230型高效液相色谱 仪,配310紫外器,TL101助温箱,手动进样 器,Varian化学工作站,OOG一4252一EOLUNA50 C18(2)250mmx4.60mm5Umicron色谱柱. 1.2青蒿素的制备【.,J 其制备工艺路线为:青蒿一冷浸提取一浓缩 一 萃取一活性炭处理一浓缩一结晶一重结晶. 1.3操作步骤 称取150g青蒿,加1000mL工业酒精,搅拌提 取.提取2h后,倒出浸提液,再加1000mL工业 酒精进行第2次浸提,共提取3次,合并3次浸提 液.真空浓缩至体积75mL,补水至375mL,加 380mL乙酸乙酯萃取4次,萃取液合并,加5g活 性炭和1mL絮凝剂,过滤,滤液真空浓缩至 65mL,放置12h,用布氏漏斗抽滤,浓缩滤液再放 置12h,重复操作多次,至晶体全部析出,滤渣合 并后,用300mL热乙醇溶液溶解,再浓缩,残液于 冰箱中放置12h后,布氏漏斗抽滤,滤渣干燥即可 得青蒿素样品,滤液再浓缩,结晶,多次重复操作, 至晶体全部析出. 收稿日期:2007_l1.16. 作者简介:李自勇,工程师,从事天然植物提取方面研究.. 基金项目:湖北省宜昌市科技局高新技术产业化项目. 36 精细石油化工进展第 9卷第1期 ADVANCESINnNEPETROCHEMICALS 2结果与讨论 2.1浸提时固液比的选择 由于青蒿中青蒿素含量较低,一般为2.5%o , 4.0%0lJ,因此,提高提取率或产率是试验研究 的重点.浸提时酒精的用量对产率有着很大的影 响,用量过少,产率偏低,用量过多,则回收酒精的 成本增加,增加操作难度,不利于试验研究. 为了选择比较合适的酒精用量,保持后续试 验条件不变,改变酒精体积(mL)与青蒿素质量 (g)之比,得到试验结果如表1所示. 表1浸提时不同固液比对青蒿素 产率和含量的影响 由表1可以看出,浸提时,固液比不同,其产 率也会有所不同.当固液比为1:18时,产率最高, 但产品纯度不高,所用酒精体积过大,不易回收, 将会增加酒精损失,综合各方面考虑,取固液以 1:10较理想. 2.2萃取时母液与萃取剂体积比的选择 酒精浸提完后,回收浸提液中的酒精,适当的 补水尽可能使浸提液中的酒精回收完全,同时也 需要补水使浓缩液保持一定的浓度,保证萃取更 充分,通常母液体积(mL)应为所用青蒿质量(g) 的2.5倍. 萃取操作中,所用的萃取剂体积与母液体积 比不同,得到的青蒿素也不尽相同.为了确定乙 酸乙酯与母液体积比,试验采取不同体积的乙酸 乙酯萃取:称取150g青蒿,加1500mL酒精,搅拌 提取,共提取三次,浓缩后补水至体积为375mL, 用不同体积的乙酸乙酯分次萃取,后续操作与前 同,试验结果如表2所示.由表2可以看出,不同 的母液与乙酸乙酯体积比,其产率及含量也不同, 当体积比为1:4时,产率最高,其纯度也最高,但是 乙酸乙酯易挥发,从乙酸乙酯的回收工作量及其 成本考虑,取1:1较适合. 表2不同体积比对青蒿素产率和含量的影响 2.3萃取次数的选择 当母液与乙酸乙酯体积比确定后,乙酸乙酯 的用量对产率和产品的含量有影响,用量少,产率 则低,用量过多,则增加了成本,效率降低,且用大 量的溶剂对设备的要求也高. 因此在确定萃取剂用量的情况下,萃取次数 是讨论的重点.为了确定最佳的萃取次数,保证 其他条件不变,改变萃取次数进行萃取,试验结果 如表3所示. 表3不同萃取次数对青蒿素产率和含量的影响 从表3看出,当萃取4次和5次时产率及含 量最高,但结合生产成本和操作难度,萃取4次效 果最佳. 2.4色谱分析样品【? 青蒿素含量用高效液相色谱仪,以外标法测 定,柱温:40?;流动相:乙腈:纯化水(80:20);流 速:1.0mL?win,,波长:220r1.m,按此色谱条件分 析样品,青蒿素的保留时间为11.7min,可与其他 杂质达到基线分离. 3结论 (1)以酒精替代传统溶剂提取法中采用的易 燃易爆石油醚,采用低温冷浸,活性炭脱色,重结 晶,从而降低了工艺中的危险性,更适宜于规模 生产. (2)采用工业酒精冷浸法提取青蒿素,最佳提 取工艺为:采用固液比为1:10(g:mL)的酒精量提 取,共提取3次,浸提液浓缩回收酒精,补水,再浓 缩至体积为青蒿质量的2.5倍,加同体积的乙酸 乙酯,分4次萃取,回收溶剂后,加适量活性炭脱 2008年1月李白勇等.工业酒精冷浸法提取青蒿素37 色,为了使脱色效果更好以及便于去除活性炭,可 加少量絮凝剂,过滤,然后结晶,再经二次重结晶 提纯,干燥即可得,产品为白色针状晶体,为了得 到很好的晶形,可延长陈化时间,其纯度可达 99%以上. 参考文献 1刘静明,倪慕云,樊菊芬等.青蒿素的结构和反应.化学, 1979,37(2):129—141 2KlaymanDJ.Qinghaosu(Artemisinin):AnAntimalarialDrugfrom China.Seience,1985,208:1049—1055 3梅林,石开云.青蒿素生物合成研究进展.中国药业,2006,15 (19):2728 赵兵,王玉春,欧阳藩.青蒿中药用成分提取研究.中草药, 1998,29(11):784—786 杜小英,张玲,石红等.青蒿素最佳提取工艺研究.河北中医学 报,2005,20(3):31 韦国锋,覃特营,莫川泽.提取青蒿素试验条件的研究.右江民 族医学院,1995,17(2):138 冯文字,田吉.青蒿挥发油含量检测及提取工艺研究.泸州医 学院,2001,24(5):455 魏振兴,田樱.青蒿素提取工艺.CN88101346A.1988 张俏男.青蒿素的提取方法.CN200510017340.6.2005 杨水平,杨宪,黄建国等.青蒿素生产研究进展.热带亚热带 植物,2004,12(2):189—194 赵世善,曾美怡.高效液相色谱法测定青蒿植物中的青蒿素. 药物分析杂志,1986,6(1):3 ExtractionofArtemisininbyIndustrial AlcoholInfusionMethod LiZiyongQinHaiminYuZongyuanYouQingliangXuxiaojan (HubeiResearchInstituteofChemistry,Wuhan430074) AbstractArtemisininwasextractedfromartesunateasrawmaterialusingindustrialalcoholinfusionmethod.The optimumconditionsthroughexperimentweredeterminedasfollows:theratioofalcoholvolumetoartesunatemass 10:1,volumeofmotherliquor2.5timesofartesunatemass,thevolumeratioofethylacetateasextractingagentto motherliquor1:1.Themethodcomprisinginfusingartesunatethreetimesusingindustrialalcohol,extracting artemisininfourtimesusingethylacetate,thenbleachingusingactivatedcarbon,crystallizingandrecrystallizing,and finallydrying.Productofartemisinwaswhiteneedle—likecrystalswithth, eyieldupto2.73‰.thepurityupto 99%.Themethodwascharacterizedinsefeoperation,highextractionratio,lowproductcostandhighcontentofthe produet. KeyWordsartemisinin,infusionextraction,extraction,recrystallization Methanex公司将在埃及建200kt/a二甲醚装置 Methanex公司将在埃及建设200kt/a-~甲醚(DME)装置,已于2007年12月12日在 埃及签署了备忘录. 新装置能力为200kt/a,将消耗300kt/a甲醇.埃及DME合资企业将包括Methanex 公司和新奥集团 (Methanex公司在中国的DME合资企业伙伴,少量参股).埃及政府掌管的埃及石 化控股公司(Echem) 持有主要股份.埃及石化控股公司(Echem)也在埃及建设中的EMethanex甲醇合资 企业中持股12%. 埃及是LPG的重要进口国,据称,生产的DME将调合人国内LPG供应中,以应用于家庭,这样,可 减少埃及对LPG进口的依赖. 该DME项目将位于Methanex公司正在埃及地中海沿岸Damietta合资建设的甲醇装置附近. Platts.2007—12—12 456789 m?