天然产物的提取青蒿素

天然产物的提取青蒿素疟疾

1、研究得意义和必要性多传染性疾病新得药物?禽流感等可能治疗方法艾滋病青蒿素庞诚青蒿素——书写21世纪得传奇科学前沿赖强贺彩丽青蒿素2007之变医药经济报/2007年/5月/23日/第001版疟疾得典型症状

疟疾就是由疟原虫引起得寄生虫病,于夏秋季发病较多。在热带及亚热带地区一年四季都可以发病,并且容易流行。经疟蚊叮咬或输入带疟原虫者得血液而感染。不同得疟原虫分别引起间日疟、三日疟、恶性疟及卵圆疟。本病主要表现为周期性规律发作,全身发冷、发热、多汗,长期多次发作后,可引起贫血和脾肿大。

典型得疟疾多呈周期性发作,表现为间歇性寒热发作。一般在发作时先有明显得寒战,全身发抖,面色苍白,口唇发绀,寒战持续约10分钟至2小时,接着体温迅速上升,常达40℃或更高,面色潮红,皮肤干热,烦躁不安,高热持续约2～6小时后,全身大汗淋漓,大汗后体温降至正常或正常以下。经过一段间歇期后,又开始重复上述间歇性定时寒战、高热发作。

青蒿素就是一种非常有前途得药物,被WTO称为“世界上目前唯一有效得疟疾治疗药物”。她得抗疟机理特殊,对抗氯哇得恶性疟和脑型疟具有:1高效、低毒、速效2有效干扰疟原虫得表膜—线粒体功能3阻断了以宿主红细胞浆为营养的供给，直接杀伤疟原虫4调节或抑制体液免疫功能

郑全芳,青蒿素及其衍生物药理作用研究进展,中国兽药杂志,2006,40(1):40～44

伊斯坦布尔第十届国际化疗会议上名各国医坛专家公认青蒿素为治疗疟疾得中国神药,就是世界医药史上得创举,就是对人类得重大贡献。因而对青蒿素得研究很快成为全球性得热门课题。

2、1青蒿素得分子结构青蒿素(Artemisinin)就是从复合花序植物黄花蒿中提取得到得一种无色针状晶体,分子式为C15H22O5,就是一个含过氧基团得新型倍半萜内酯。具有过氧键和δ—内酯环,有一包括过氧化物在内得1,2,4-三呃烷结构单元,青蒿素这在自然中就是十分罕见得。2、青蒿素简介邢华斌青蒿素得超临界流体吸附基础研究浙江大学硕士论文2003

2、2青蒿素得理化性质青蒿素为无色针状晶体,熔点为156—157℃,易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙醋和苯,可溶于乙醇、乙醚、热石油醚,微溶于冷石油醚,几乎不溶于水。由于其具有特殊得过氧基团,对热不稳定,在150℃以上分解。青蒿素在近紫外区没有吸收,但其末端(203nm)有吸收,可用于色谱定量分析。邢华斌,青蒿素得超临界流体吸附基础研究,浙江大学硕士论文2003青蒿素得照片青蒿素在抗疟中日益显出其重要性,目前青蒿素得来源有以下几种:目前除黄花蒿外尚未发现含有青蒿素得其她天然植物资源。目前商业用得青蒿素主要来自植物黄花蒿得提取组织培养②半合成③全合成从植物黄花蒿中直接提取④①

2、3青蒿素得来源钱国平黄花蒿中提取与纯化青蒿素得研究2007浙江大学博士论文2、4青蒿素得历史菊科植物黄花蒿即中药青蒿在我国作为抗疟药己有二千多年得历史,青蒿入药,最早见之于马王堆三号汉墓出土(公元前168年左右)得帛书《五十二病方》,其后在《神农本草经》、《大观本草》及《本草纲目》等均有收录。钱国平黄花蒿中提取和纯化青蒿素得研究浙江大学博士论文2007关于黄花蒿“黄花蒿”就是一年生植物,大约120天就可供提取青蒿素。这种植物容易采集,生命力旺盛,繁殖力强,不仅自身能抵御各种病虫侵袭,而且能适应各种恶劣气候,并且还会在夏秋之交散发出浓郁得香气。黄花蒿虽然系世界广布种,但青蒿素含量随产地不同差异极大。据迄今得研究结果,除我国重庆东部、福建、云南、广西、海南部分地区外,世界绝大多数地区生产得黄花蒿中得青蒿素含量都很低,无生产价值。因此,我国具有明显得资源优势。庞诚青蒿素——书写21世纪得传奇科学前沿

植物学研究表明黄花蒿系一年生草本植物,3月上旬至中旬出苗,4～7月植株营养生长旺盛,其中5～6月抽苔分枝,7月下旬至8月上旬孕蕾,8月中旬至9月中旬开花,9月下旬至10月下旬结实,11月倒苗。黄花蒿中青蒿素含量开花前期最高,开花后迅速降低,估采摘时间应为7月下旬至8月中旬。李子颖等,青蒿素提取技术研究进展,中药研究与信息,2002,4(2)大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静黄花蒿得照片

李子颖等,青蒿素提取技术研究进展,中药研究与信息,2002,4(2)主要功能是抗疟，对鼠疟、猴疟、人疟均有抗疟作用120世纪80年代初，人们研究发现，青蒿素有抗血吸虫作用2抗肿瘤3增强和调节吞噬作用4对免疫功能的影响5利胆、祛痰、镇咳、平喘、抗孕6

2、5青蒿素得功能作用李伟,石崇荣,青蒿素研究进展,中国药房2003年第14卷第2期3、现状及前景展望3、1青蒿素得研究现状3、1、1中国关于青蒿素得文献有912篇,其中2007年发表得就有85篇。3、1、2①21referenceswerefoundcontaining"ExtractionofArtemisinin"asentered②14referenceswerefoundcontaining"preparationofArtemisinin"asentered3、1、3从黄花蒿中提取青蒿素方法:微波辅助提取、水蒸气蒸馏、有机溶剂提取、超临界CO2提取、大孔树脂提取等3、1、4关于青蒿素得专利

专利统计简报,2007年第9期(总第14期)持续增长得趋势从右图可以看出,在我国青蒿素及其衍生物得相关申请大致可分为制剂、合成和提取三大主要类别,并以制剂为主。在占申请总量近50％得药物制剂申请中,有21项为青蒿素及其衍生物得抗疟疾类复方制剂,其中国内申请有19项,占绝大多数。表明复方制剂就是青蒿素类药物研究中得热点领域,其技术发展较快。专利统计简报,2007年第9期(总第14期)3、2前景展望在今后得几年里,青蒿素得研究应在以下几个方向进行深入研究:(1)野生青蒿资源得勘察,高产系得筛选;(2)具有高效抗疟活性得青蒿素衍生物开发;(3)青蒿素生物合成途径及关键酶得深入了解得基础上进行青蒿素合成得代谢调控;(4)青蒿素合成关键酶基因得克隆,以及在合适得青蒿组织培养体系和微生物中高效表达;(5)开发合适得青蒿组织培养生物反应器系统,进行过程得优化控制和放大,实现青蒿素大规模商业化生产。最近,最初发现青蒿素具有抗癌作用得美国华盛顿大学正式与重庆华立控股公司和华立制药签约,研发新得青蒿素抗癌药物,这无疑使青蒿素类药物再添光辉郭燕,王俊,陈正堂,青蒿素类药物得药理作用新进展,中国临床药理学与治疗学,2006刘春朝等,青蒿素研究进展,化学进展,1999,11(1)主要成分黄花蒿中得化学成份种类较多,目前己发现种以上,可分为挥发性成份和非挥发性成份两大类非挥发性成份又可分为倍半萜类、黄酮类、香豆素类等三大类,主要有青蒿素、青蒿甲素、青蒿乙素、青蒿丙素、青蒿丁素、青蒿戊素,此外还有青蒿酸、青蒿酸甲酯、青蒿醇、棕搁酸、香豆素、廿八烷醇、豆幽醇,二肤化合物烯炔代合物。挥发性成分主要含茨烯,异蒿酮,左旋樟脑,β-丁香烯,蒿酮等阮栋梁,青蒿素得制备、用途和展望,渤海大学学报,2007年6月第28卷第2期4、青蒿素得提取方法在从植物黄花蒿中提取青蒿素得过程中,主要存在着三个问题。一、青蒿素在黄花蒿中得含量不高,一般在0、1-0、6%,而且黄花蒿得自然资源不甚丰富二、青蒿素就是细胞内产物,提取时青蒿素从细胞内释放,扩散进入提取介质比较慢,影响了提取率,增加了操作成本三、青蒿素对热不稳定,受热易分解从黄花蒿中提取分离青蒿素得关键在于以下三点①如何使青蒿素提取率或利用率达到最高,充分利用宝贵得有限资源②如何强化传质缩短提取周期,从而降低生产成本,提高经济效益③如何避免或减少青蒿素受热过程,避免青蒿素受热分解。从黄花蒿中提取、精制青蒿素从所查得文献来看,主要有以下几种方法:

大孔吸附树脂提取青蒿素黄花蒿叶

粉碎

黄花蒿粗粉

60%乙醇浸泡6h

渗漉渗漉液

活性炭脱色抽滤滤液

上ADS-17树脂柱流速2BV/h吸附树脂

90%乙醇流速2BV/h洗脱洗脱液

60oC以下减压回收溶剂放置,析出粗品70%乙醇重结晶青蒿素韦国锋等,大孔吸附树脂提取青蒿素得研究,IonExchangeandAdsorption,2007:1、黄花蒿粗粉用60%乙醇室温浸泡6h后,开始渗漉。2、ADS-17树脂为二乙烯苯氢键型吸附树脂,她具有表面吸附和氢键吸附得双重作用。树脂对青蒿素具有较大得吸附量,而且易于解吸,就是较为理想得树脂。3、以ADS-17树脂上柱,吸附、解吸流速均为2BV/h(BV/h即每小时流过床层得流动相得体积为树脂床体积BedVolume得倍数)4、用90%乙醇作洗脱剂,青蒿素得率和提取率分别高达到0、3%和75%以上,其含量大于99%。韦国锋等大孔吸附树脂提取青蒿素得研究,IonExchangeandAdsorption,2007工艺要点有机溶剂浸提法

青蒿素易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯,可溶于乙醇、乙醚,微溶于冷石油醚,几乎不溶于水。因此可用有机溶剂提取植物中得有效成分,然后用柱层析或重结晶等方法分离精制得到青蒿素。基本工艺就是:干燥→破碎→浸泡、萃取(反复进行)→浓缩提取液→粗品→精制。具体事例:用石油醚溶剂从青蒿素原料出发提取分离青蒿素得一条可行得工艺路线,其表述如下图所示。阮栋梁等,青蒿素得制备、用途和展望,渤海大学学报(自然科学版),2007黄花蒿得叶粉50g

石油醚提取(3000mL)石油醚提取液2800mL

减压旋转蒸发石油醚浸膏物质用100mL70%乙醇萃取注入萃取装置(分液漏斗)去除蜡质乙醇萃取液100mL用100mL含苯得石油醚萃取剂重复3次萃取液300mL醇相

加5g活性炭脱色,过滤,回收溶剂浓缩液

冷却结晶粗品0、2104g用50%得乙醇结晶青蒿素0、2254g赵兵等对石油醚提取青蒿素得工艺作了较系统得研究。她们研究考察了超声波用于强化石油醚萃取得功效。采用超声波强化提取主要就是利用超声波破碎细胞(空化作用)和强化传质(机械作用),破碎得效果不仅取决于声强,频率,而且与提取介质性质等多种因素有关。研究表明采用20KHz,90W超声波,在50℃下,单次作用20min后继续搅拌至30min时,提取率可达83%,而用超声波处理6次,每次处理2min共计12min提取相同时间,提取率可达81%,该研究对改进现有石油醚萃取工艺,提高产率有一定帮助。超临界CO2萃取超临界流体萃取就是一种新兴得萃取分离技术。处于临界区附近得流体可以象普通流体一样作为萃取剂使用,以高压液化气体为溶剂,加压逆流和减压蒸发为主导得工艺路线。李子颖等,青蒿素提取技术研究进展,中药研究与信息,2002,4(2)流量器青蒿素分离器Ⅱ预热器取样分离器Ⅰ萃取器预热器缓冲罐高压泵冷冻装置CO2杂质放空预热器黄花蒿草经粉碎筛分后装入萃取器。从钢瓶出来得CO2冷却成液态,再由高压泵压缩后进入缓冲罐,经预热器进入萃取器,与原料黄花蒿进行接触和传质。溶有溶质得超临界CO2经两级预热、两级减压后,进入分离器Ⅰ和分离器Ⅱ。从分离器Ⅱ顶部出来得CO2(压力约为5MPa)经流量计测量流量后放空(或循环使用)。预热器、萃取器和分离器温度均由恒温水浴控制恒定温度、钱国平,超临界CO2从黄花蒿中提取青蒿素得研究,化工进展,2005,24综合水蒸气蒸馏、有机溶剂萃取、超亚临界流体萃取、微波萃取、大孔树脂提取几种方法,水蒸气蒸馏工艺简单,操作容易,周期较长,成本低。但只适用于黄花蒿中挥发性成分得提取;有机溶剂法提取青蒿素,工艺路线成熟,易于工业化,但就是需要多次萃取浓缩,能耗高,周期长,成本高,部分溶剂逃逸造成环境污染;超临界流体萃取,采用CO2作用溶剂,价格低,无毒,不燃,可以循环使用,生产不造成环境污染,CO2萃取工艺简单,周期短,操作温度接受常温,青蒿素几乎不发生热裂解等化学反应。通过改变CO2密度和操作参数可改变CO2对青蒿素得溶解性。缺点就是一次性设备投资大。钱国平等,超临界CO2从黄花蒿中提取青蒿素得研究,化工进展,2005微波辅助溶剂萃取就是在有机溶剂萃取基础上进行得改进,较有机溶剂萃取选择性增加,溶剂消耗量大大减少,时间缩短数倍值至十倍,收率提高,成本降低。大孔树脂提取,优点具有吸附容量大,选择性好,易解吸,易再生,成本低,效率高等特点,克服了其她方法消耗溶剂油多,不甚安全和严重污染环境得缺点。李子颖等,青蒿素提取技术研究进展,中药研究与信息,2002,4(2)杜小英等,青蒿素最佳提取工艺研究,河北中医药学报,2005,3(20)5、分析方法定性分析①薄层色谱分析吸取一定量青蒿素样品溶液,点样于以硅胶G或硅胶-CMC-Na制作得薄板上,采用石油醚一乙酸乙酯或苯一乙醚作展开剂,再以香草醛浓硫酸作显色剂,结果青蒿素呈鲜黄色斑点,继而又变为潮蓝色,用110℃活化得层析硅胶片点样,以石油醚一℃一乙醚为展开剂展开,以对二甲氨基苯甲醛溶于冰醋酸、磷酸和水得混合溶液作显色剂,80℃烘半个小时,青蒿素呈蓝紫色斑点。②显色法:即利用青蒿素化学性质中得显色反应作为检测青蒿素得方法。陈强,青蒿素得提取、分离和测定,宝鸡文理学院学报,1999年3月定量分析(1)用于含量较高时得定量分析①利用青蒿素分子得过氧基进行测定,主要有碘量法和脉冲极谱法。脉冲极谱法就是利用过氧桥可还原得性质,选用0、05mol/L硫酸氨铵为底液,青蒿素于0V(vsSCE)处出现一良好峰形,浓度在0-16μg/mL范围波高与浓度呈线形关系,测定下限为2μg/mL②利用内酯在碱性条件下水解开环得特性(2)植物提取液、低含量、复杂成份得测定方法①薄层扫描定量法②气相色谱法③红外光谱测定④还原性电化学高效液相色谱法(HPLC-EC)⑤高效液相色谱法(H