一種青蒿素的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種青蒿素的制備方法，將超臨界CO2高壓液作為萃取液，通過(guò)等溫法和等壓法的混合流程，采用加壓逆流和減壓蒸發(fā)的分離手段，從黃花蒿中分離出來(lái)含過(guò)氧橋的新型倍半萜內(nèi)酯，所述青蒿素的制備方法，采用超臨界萃取技術(shù)，SC-CO2萃取為環(huán)境無(wú)害工藝，而且超臨界流體不僅具有與液體溶劑相當(dāng)?shù)妮腿∧芰?，具有?yōu)良的傳質(zhì)效果，同時(shí)不僅避免了大量有機(jī)溶劑的使用，也防止了提取過(guò)程對(duì)人體健康的危害和對(duì)環(huán)境的污染，且具有提取時(shí)間短、萃取率高、節(jié)約能源及生產(chǎn)成本等優(yōu)勢(shì)，適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的需要。
【專利說(shuō)明】一種青蒿素的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及青蒿素生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是一種青蒿素的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 瘧疾是威脅人類生命的嚴(yán)重疾病之一，特別是在熱帶和亞熱帶地區(qū)。"瘧疾平均每 30秒殺死一個(gè)5歲以下的兒童，瘧疾也是導(dǎo)致非洲經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期陷于困境的主要原因之一。"奎 寧、氯喹、乙氨嘧啶、伯喹和磺胺等抗瘧藥在長(zhǎng)期使用后，相繼產(chǎn)生了耐藥性。
[0003] 青蒿為菊科植物黃花蒿的干燥地上部分，青蒿素是從青蒿中提取分離得到的一種 無(wú)色結(jié)晶，青蒿素是我國(guó)科技工作者從黃花蒿中分離并鑒定的一種全新抗瘧有效成分新型 化合物，是繼氯喹、乙氨嘧啶、伯喹后最熱的抗瘧特效藥，已在臨床應(yīng)用30多年，一直未發(fā) 現(xiàn)瘧原蟲(chóng)對(duì)其產(chǎn)生耐藥性。"以青蒿素為主的聯(lián)合療法"使用3天就可見(jiàn)效，較傳統(tǒng)氯喹療 法減少了 4天的時(shí)間。目前，WHO已將青蒿素為基礎(chǔ)的聯(lián)合療法列為治療痕疾的首選方法。
[0004] 近年的統(tǒng)計(jì)資料表明，全世界有近20億人口受到瘧原蟲(chóng)的感染，每年近300萬(wàn)人 死于瘧疾，尤其在非洲，瘧疾發(fā)病率極高，并且表現(xiàn)出急速蔓延的趨勢(shì)，因而對(duì)青蒿素的需 求量逐年增加。另外，青蒿素及其衍生物還具有免疫抑制和細(xì)胞免疫促進(jìn)作用，在治療艾滋 病及其相關(guān)疾病方面具有較好前景。
[0005] 青蒿中化學(xué)成分分為4類：揮發(fā)油、倍半萜、黃酮和香豆素。青蒿中的藥用成分可 分為揮發(fā)性和非揮發(fā)性2個(gè)部分。非揮發(fā)性成分主要是青蒿素，它是一種含有過(guò)氧基團(tuán)的 倍半萜內(nèi)酯，呈無(wú)色針狀晶體，熔點(diǎn)156?157°C，分子式為C 15H22 05。與已知抗瘧藥化學(xué)結(jié) 構(gòu)完全不同，其多種衍生物如雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚，均是治療瘧疾的有效 單體。揮發(fā)性成分主要為揮發(fā)油，包括篙酮、異篙酮、按油精、左旋樟腦、丁香烯、旅烯、龍腦、 石竹烯氧化物、倍半褚醇等成分。其中樟腦、龍腦、丁香烯、篙酮、異篙酮等含量較高.揮發(fā) 油具有解熱鎮(zhèn)痛、抗菌消炎、止咳平喘等功效.
[0006] 經(jīng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究表明，二氫青蒿素可以增加活性氧并抑制缺氧誘導(dǎo)的al因子 的激活，從而對(duì)大鼠 C6細(xì)胞發(fā)揮選擇性細(xì)胞毒作用。鈣離子在二氫青蒿素誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋 亡中的作用，表明二氫青蒿素可誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞系PC-14細(xì)胞和SPC-A-1細(xì)胞凋亡。青蒿琥 酯對(duì)人大腸癌細(xì)胞的抑制作用，發(fā)現(xiàn)其對(duì)大腸癌細(xì)胞的抑制增殖和促進(jìn)凋亡作用呈劑量依 賴性。蒿甲醚、蒿乙醚和青蒿琥酯作用于腫瘤細(xì)胞后mRNA的表明，它們對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制 作用與mRNA的表達(dá)情況之間的相關(guān)性研究。結(jié)果表明，青蒿素衍生物的作用方式與已知16 種抗腫瘤藥物不一致，隨著對(duì)青蒿素類藥物藥理作用研究的不斷深入，已證實(shí)其具有抗瘧、 抗孕、抗纖維化、抗血吸蟲(chóng)、抗弓形蟲(chóng)、抗心律失常和腫瘤細(xì)胞毒性等作用。
[0007] 青蒿素雖然已經(jīng)可以人工全合成，但其成本很高，無(wú)法工業(yè)化生產(chǎn)。目前，青蒿素 的主要來(lái)源仍然是從植物黃花蒿中提取分離。黃花蒿分布較廣，但由于產(chǎn)地的不同，所含青 蒿素的差異極大（〇. 1%_1. 3%)其中僅有部分產(chǎn)地(重慶、四川、廣西、云南等地）的黃花蒿具 有工業(yè)價(jià)值。青蒿素原料藥的90%來(lái)自中國(guó)。
[0008] SFE技術(shù)(超臨界流體萃取技術(shù))在食品、醫(yī)藥、香料和天然色素等領(lǐng)域的天然物提 取分離上的應(yīng)用研究，一直是SFE技術(shù)研究最活躍的領(lǐng)域，受歷史和傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，國(guó)外 這方面的研究主要集中在天然香味物、調(diào)味品和天然色素的提取上，而國(guó)內(nèi)則多集中在傳 統(tǒng)中藥的有效成分的提取上，以適應(yīng)中藥現(xiàn)代化的發(fā)展要求。但萃取原理，都是從天然物中 提取有效成分，其中，植物精油的提取占據(jù)了主導(dǎo)地位。而SFE技術(shù)的影響因素包括：萃取 壓力、萃取溫度、萃取顆粒大小以及C02的流量，其中 ：
[0009] 萃取壓力的影響，萃取壓力是SFE最重要的參數(shù)之一，萃取溫度一定時(shí)，壓力增 大，流體密度增大，溶劑強(qiáng)度增強(qiáng)，溶劑的溶解度就增大。對(duì)于不同的物質(zhì)，其萃取壓力有很 大的不同。
[0010] 萃取溫度的影響，溫度對(duì)超臨界流體溶解能力影響比較復(fù)雜，在一定壓力下，升高 溫度被萃取物揮發(fā)性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取量 增大；但另一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，從而使化學(xué)組分溶解度減小，導(dǎo)致萃取 數(shù)減少。因此，在選擇萃取溫度時(shí)要綜合這兩個(gè)因素考慮。
[0011] 萃取顆粒大小，粒度大小可影響提取回收率，減小樣品粒度，可增加固體與溶劑的 接觸面積，從而使萃取速度提高。不過(guò)，粒度如過(guò)小、過(guò)細(xì)，不僅會(huì)嚴(yán)重堵塞篩孔，造成萃取 器出口過(guò)濾網(wǎng)的堵塞。
[0012] co2的流量，co2的流量的變化對(duì)超臨界萃取有兩個(gè)方面的影響。co 2的流量太大， 會(huì)造成萃取器內(nèi)co2流速增加，co2停留時(shí)間縮短，與被萃取物接觸時(shí)間減少，不利于萃取率 的提高。但另一方面，co 2的流量增加，可增大萃取過(guò)程的傳質(zhì)推動(dòng)力，相應(yīng)地增大傳質(zhì)系 數(shù)，使傳質(zhì)速率加快，從而提高SFE的萃取能力。因此，合理選擇C0 2的流量在SFE中也相 當(dāng)重要。
[0013] 因此，通過(guò)對(duì)各方面影響因素的綜合分析，找到最合適的反應(yīng)條件，利用SFE技術(shù) 提取青蒿素，具有非常重要的生產(chǎn)實(shí)踐意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種青蒿素的制備方法。
[0015] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0016] 一種青蒿素的制備方法，將超臨界C02高壓液作為萃取液，通過(guò)等溫法和等壓法的 混合流程，采用加壓逆流和減壓蒸發(fā)的分離手段，從黃花蒿（Artemisia annua L.)中分離 出來(lái)含過(guò)氧橋的新型倍半萜內(nèi)酯，具體步驟如下：
[0017] (1)將黃花蒿全草自然曬干，粉碎，篩分，40?80目；
[0018] (2)黃花蒿草經(jīng)粉碎篩分后裝入容積為1L的超臨界萃取裝置萃取器的萃取釜，從 C02貯罐出來(lái)的C02冷卻成液態(tài)，再由高壓泵壓縮后經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入萃取器，與原料黃花蒿進(jìn) 行接觸和傳質(zhì)，溶有溶質(zhì)的超臨界C0 2經(jīng)兩級(jí)加熱、兩級(jí)減壓后進(jìn)入分離釜I和分離釜II， 從分離釜II頂部出來(lái)的C02經(jīng)冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用，萃取釜和分離釜溫度均由恒溫水控制恒 定溫度，其中萃取壓力15_25MPa ;兩級(jí)分離釜容積均為0. 6L，萃取溫度30-70°C，C02質(zhì)量流 量為每小時(shí)l_2kg。
[0019] 優(yōu)選的，上述青蒿素的制備方法，所述超臨界萃取裝置為HA121050001型超臨界 萃取裝置，其中，萃取釜主要由快開(kāi)密封裝置、筒體、半球體封頭和裙式支座裝置組成。
[0020] 優(yōu)選的，上述青蒿素的制備方法，所述黃花蒿篩分為60?80目（即0. 25? 0. 18mm)。
[0021] 優(yōu)選的，上述青蒿素的制備方法，所述二級(jí)分離提取青蒿素的最佳萃取壓力為萃 取壓力18MPa，分離釜I壓力14Mpa，分離釜II壓力為6MPa。
[0022] 優(yōu)選的，上述青蒿素的制備方法，所述二級(jí)分離提取青蒿素的最佳萃取溫度為40 度，分離釜I溫度為60度，分離釜II溫度為50度。
[0023] 優(yōu)選的，上述青蒿素的制備方法，所述二級(jí)分離提取青蒿素的最佳C02質(zhì)量流量為 每小時(shí)1. 5kg。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 上述青蒿素的制備方法，可以得到純度15%以上的萃取物，萃取率達(dá)到95%以 上，比舊工藝提高了 1. 9倍，總制造成本降低約447元/kg，全流程提取時(shí)間由120h縮短約 100h，且節(jié)約能源、勞動(dòng)力和大量的有機(jī)溶劑，特別是汽油。
[0026] 可見(jiàn)，采用超臨界萃取技術(shù)，SC-C02萃取為環(huán)境無(wú)害工藝，而且超臨界流體不僅具 有與液體溶劑相當(dāng)?shù)妮腿∧芰?，具有?yōu)良的傳質(zhì)效果，同時(shí)不僅避免了大量有機(jī)溶劑的使 用，也防止了提取過(guò)程對(duì)人體健康的危害和對(duì)環(huán)境的污染，且具有提取時(shí)間短、萃取率高、 節(jié)約能源及生產(chǎn)成本等優(yōu)勢(shì)，適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的需要。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】 對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] -種青蒿素的制備方法，將超臨界C02高壓液作為萃取液，通過(guò)等溫法和等壓法 的混合流程，采用加壓逆流和減壓蒸發(fā)的分離手段，從黃花蒿（Artemisia annua L.)中分 離出來(lái)含過(guò)氧橋的新型倍半萜內(nèi)酯，具體步驟如下：
[0030] (1)將黃花蒿全草自然曬干，粉碎，篩分，60目；
[0031] (2)黃花蒿草經(jīng)粉碎篩分后裝入容積為1L的HA121050001型超臨界萃取裝置萃 取器的萃取釜，從co 2貯罐出來(lái)的co2冷卻成液態(tài)，再由高壓泵壓縮后經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入萃取器， 與原料黃花蒿進(jìn)行接觸和傳質(zhì)，溶有溶質(zhì)的超臨界co 2經(jīng)兩級(jí)加熱、兩級(jí)減壓后進(jìn)入分離釜 I和分離釜II，從分離釜II頂部出來(lái)的co2經(jīng)冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用，萃取釜和分離釜溫度均由 恒溫水控制恒定溫度，其中萃取壓力20MPa，分離釜I壓力14Mpa，分離釜II壓力為6MPa ;兩 級(jí)分離釜容積均為0. 6L，萃取溫度40°C，分離釜I溫度為60度，分離釜II溫度為50度，C02 質(zhì)量流量為每小時(shí)1. 5kg，得到青蒿素，純度17%，萃取率到達(dá)97. 8%。
[0032] 所制備的青蒿素的結(jié)構(gòu)如下所示：
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種青蒿素的制備方法，其特征在于：將超臨界co2高壓液作為萃取液，通過(guò)等溫法 和等壓法的混合流程，采用加壓逆流和減壓蒸發(fā)的分離手段，從黃花蒿中分離出來(lái)含過(guò)氧 橋的新型倍半萜內(nèi)酯，具體步驟如下： (1) 將黃花蒿全草自然曬干，粉碎，篩分，40?80目； (2) 黃花蒿草經(jīng)粉碎篩分后裝入容積為1L的超臨界萃取裝置萃取器的萃取釜，從C02 貯罐出來(lái)的C02冷卻成液態(tài)，再由高壓泵壓縮后經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)入萃取器，與原料黃花蒿進(jìn)行接 觸和傳質(zhì)，溶有溶質(zhì)的超臨界C0 2經(jīng)兩級(jí)加熱、兩級(jí)減壓后進(jìn)入分離釜I和分離釜II，從分 離釜II頂部出來(lái)的C02經(jīng)冷卻系統(tǒng)循環(huán)使用，萃取釜和分離釜溫度均由恒溫水控制恒定溫 度，其中萃取壓力15_25MPa ;兩級(jí)分離釜容積均為0. 6L，萃取溫度30-70°C，C02質(zhì)量流量為 每小時(shí)l-2kg。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的青蒿素的制備方法，其特征在于：所述超臨界萃取裝置為 HA121050001型超臨界萃取裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的青蒿素的制備方法，其特征在于：所述黃花蒿篩分為60?80 目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的青蒿素的制備方法，其特征在于：所述二級(jí)分離提取青蒿素 的萃取壓力為萃取壓力18MPa，分離釜I壓力14Mpa，分離釜II壓力為6MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的青蒿素的制備方法，其特征在于：所述二級(jí)分離提取青蒿素 的萃取溫度為40度，分離釜I溫度為60度，分離釜II溫度為50度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的青蒿素的制備方法，其特征在于：所述二級(jí)分離提取青蒿素 的C02質(zhì)量流量為每小時(shí)1. 5kg。
【文檔編號(hào)】C07D493/20GK104140433SQ201310172779
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】蘭赫 申請(qǐng)人:天津瑞信醫(yī)藥科技有限公司