天然产物化学论文

天然产物化学基础 课程论文 论论文文题题 目目 青蒿素的提取与检测工艺 专专 业业 化学化学 姓姓 名名 梁小丽梁小丽 学学 号号 1108040540042 摘 要 青蒿是常用的功能性植物 青蒿素是从青蒿中提取的一种抗疟有效成分 为 无色针状结晶 易溶于有机溶剂 具有抗白血病和免疫调节功能它具有低毒 高 效 速效的特点 在国际市场上供不应求 应用及经济前景十分看好 本论文 结合超临界 CO2提取技术和常规结晶法研究了从青篙中提取 分离纯化青篙素的 工艺 通过比较的方法 对青蒿中青蒿素的提取工艺进行了综述 讨论了青蒿素 提取工艺的研究方向 青蒿素提取方法主要有传统有机溶剂提取法 超声波提取 法 微波萃取法和超临界流体萃取法 青蒿素检测技术主要有紫外分光光度法 高效液相色谱法 高效液相色谱 蒸发光检测法等 关键词 黄花蒿 青蒿素 提取 含量检测 微波预处理 目目 录录 前 言 1 第 1 章 青蒿素的提取方法 2 1 1 传统有机溶剂提取 2 1 1 1 冷浸提取 2 1 1 2 回流提取 2 1 2 超临界 CO2萃取 4 1 3 微波萃取技术 1 4 超声波强化石油醚提取 第 2 章 青蒿素的检测 6 2 1 紫外分光光度法 6 2 2 高效液相色谱法 2 3 高效液相色谱 蒸发光检测法 结 论 9 参考文献 11 前 言 青蒿是菊科植物黄花蒿干燥的地上部分 为我国传统中药 药理研究表明 黄花蒿具有抗疟 抑制光敏反应 抗肿瘤 抗菌杀虫 抑制免疫功能亢进 抗心 律失常 抗孕 抑制疤痕成纤维细胞 抗单纯疱疹病毒等作用 在现代临床上用 于对恶性疟疾 发热 血吸虫病 口腔黏膜扁平苔藓 红斑狼疮 心律失常的治 疗 1 并且对类风湿性关节炎的免疫有显著疗效 2 黄花蒿的有效成分 青蒿素在抗疟方面与传统的奎宁类抗疟药物具有不同的作用机理 青蒿素是一种 倍半萜内脂类化合物 3 分子式为 C15H22O5 在青蒿素的基础上开发出了多种 衍生物 如双氢青蒿素 青蒿琥酯 蒿甲醚 蒿乙醚等 均有抗疟 抗孕 抗纤 维化 抗血吸虫 抗弓形虫 抗心律失常和抑制肿瘤细胞毒性等作用 4 5 目 前 青蒿素用于疟疾防治的价值已被人类认识和接受 世界卫生组织已把青蒿素 的复方制剂列为国际上防治疟疾的首选药物 青蒿素因其在丙酮 醋酸乙酯 氯 仿 苯及冰醋酸中易溶 在乙醇和甲醇 乙醚及石油醚中可溶解 传统提取方法 一般采用有机溶剂法 后来又出现了超临界 CO2 萃取技术 超声波强化石油醉 提取 微波辅助萃取技术 本文对青蒿素的提取方法进行综述 讨论了青蒿素提 取工艺的研究方向及其检测方法 第 1 章 青蒿素的提取方法 1 1 传统有机溶剂提取 1 1 1 冷浸提取 李自勇等 6 采用工业酒精冷浸法提取青蒿中的青蒿素 以浸渍时固液比 萃取时母液与萃取剂体积比 萃取次数为考察对象 最终确定酒精体积 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 后用活性 炭脱色 结晶及重结晶 干燥得到的青蒿素产品产率可达 2 73 纯度可达 99 黄荣岗 7 建立了低温提取青蒿素的基本流程 青蒿叶 加甲醇搅拌提取 提取 液低温冷冻 离心 萃取 精制 青蒿素结晶 检测 通过单因素考察冷冻液 体积 冷冻液甲醇浓度 冷冻时间 温度 4 个关键因素 结果表明 随着冷冻 液体积与甲醇比例的增 大 青蒿素的转移率逐步提升 之后又采用正交实验 进行上述 4 因素考察 结果表明 当甲醇浓度为 70 浓缩倍数为 1 倍 冷冻 温度为 5 冷冻时间为 3 h 时 所得青蒿素提取率最高 为 82 5 含量为 99 3 后又与柱层析工艺进行比较 表明低温工艺优势明显 1 1 2 回流提取 韦国峰等 8 探讨了青蒿最佳提取工艺 分别比较了冷浸法 回流法 索氏 法 超声法这 4 种方法 以青蒿素标准品为对照 用紫外分光光度法 测定青蒿 中青蒿素含量 结果表明 回流提取法的提取率和青蒿素含量较高 杜晓英等 9 对用不同提取溶剂 70 乙醇 石油醚 120 汽油 以及不同提取工艺 回流 提取法 渗漏提取法和冷循环提取法 所得到的青蒿素用紫外分光光度法进行检 测 结果表明 以 120 汽油回流提取法所得的收率和含量最高 并指出以 120 汽油作提取溶剂的冷循环提取法适合现代化大规模生产 邓素兰等 10 研究了不 同溶剂分离提取青蒿中青蒿素的实验 结果表明 在 50 恒温回流提取 2 次 固液比为 1 10 1 8 时间为 2h 1h 的条件下 石油醚 30 60 为最佳 溶媒介质 1 活性炭脱色的效果最佳 80 甲醇洗提取液的浓缩浸膏得到进一 步分离纯化 此工艺提取分离所得的青蒿素的结晶经 HPLC 法测定其含量最高 70 761 1 2 超临界 CO2萃取技术 超临界 CO2 萃取是基于 CO2 流体在超临界状态下对某些物质具有特殊的增强 其溶解度的效应而建立起来的一种新型分离技术 用超临界 CO2可以代替某些常 规提取溶剂进行有效成分的提取 采用最佳工艺条件实现从植物中提取分离得到 高纯度的化合物的目标 超临界 CO2 萃取具有反应时间短 选择性高和无溶剂残 留等优点 而且其操作温度较低 可似避免低熔点物质分解特别适合于热敏性天然 物质的分离 广泛应用于医药 食品 日用香料等工业领域 11 最近 超临界 CO2萃取设备中对压力系统和温度系统的控制方法也有一定的研究开发 12 钱国 平 13 等研究了用超临界 CO2 从黄花篙中萃取青篙素的影响因素 在 15 2 2 9 7 M Pa 和 40 60 范围内 随着压力和温度升高 萃取率增大 萃取选 择性下降 以萃取率和萃取选择性为目标 优化了超临界萃取工艺条件 得到较 佳的操作条件 实验数据表明 用超临界 CO2 从黄花离中萃取青篙素 得到纯度 10 以上的萃取物 其质量传递受植物细胞内部扩散控制 因此对黄花篙植株 必须进行粉碎 粒径以 60 80 目为宜 操作条件对萃取率和萃取选择性有很大 影响 在一定温度下 压力升高 萃取率增大 萃取选择性下降 在一定压力下 温 度升高 萃取率增大 萃取选择性下降 CO2流速太大 萃取流体中青篙素浓度远达不 到饱和溶解度 浪费 CO2和压缩功 而 CO2流速太小 需延长萃取时间 实验优化得 到较佳工艺条件为萃取压力 20 M Pa 萃取温度 50 每 kg 原料每小时通 CO2 液态 1 kg 萃取时间 4 h 原料中存在一定比例的水起到夹带剂的作用 对 萃取有利 用热球模型拟合了萃取动力学数据 表明扩散系数随压力和温度升高而 增大 用超临界 CO2从黄花篙中萃取青篙素 可以得到纯度 15 以上的萃取物 萃 取率达到 95 以上 14 从中药现代化的角度来讲 今后用超临界流体萃取技术 萃取中药有效成分的工艺研究还会不断发展 可以预见 随着研究的不断深人 超 临界 CO2流体萃取技术在中药有效成分提取方面将发挥出更大的作用 15 1 3 微波萃取技术 微波萃取又称为微波辅助萃取 Microwave assisted Extraction MAE 是指用合适的溶剂在微波反应器中从天然药用植物 矿物 动物组织中提取各种 化学成分的技术和方法 微波指频率在 300M 和 300 kM Hz 之间的电磁波 16 17 经研究表明 微波萃取法具有萃取时间短 溶剂用量少 提取率高 溶剂回收率 高 所得产品品质好 成本低 投资少等优点 韩伟等 18 采用微波辅助提取法 提取青蒿中的青蒿素 发现青蒿素提取率随物料粉碎度的增加而提高 其中以 120 目青蒿粉末为原料时 青蒿素的提取率最高 随着微波辐射时间的增加 青 蒿素的提取率也随之增大 但最终趋向于恒定 在前 10 min 内增加趋势明显 10 min 后增大趋势缓慢 并在 12 min 后有微弱的下降 因此微波辐射时间以 12 min 为 宜 随着溶剂比的增大 青蒿素的提取率有明显的提高 郝金玉等采 用微波辅助提取法提取青蒿中的青蒿素 并对提取溶剂乙醇 三氯甲烷 环己烷 正己烷 石油醚 30 60 和 60 90 2 种 120 号溶剂油和 6 号抽提溶 剂油进行了比较 考察了溶剂的介电常数对青蒿素得率的影响 同时将微波辅助 提取法同索氏提取 超临界 CO2 提取以及加热搅拌提取法进行了比较 结果显示 要达到微波辅助提取 4 6 min 的提取效果 用传统的热提取 索氏提取法需 要几个小时甚至十几个小时以上的时间 因此微波辅助提取能大幅提高提取速率 梁忠生 19 用微波预处理的方法对青蒿素提取产率进行研究 发现与无微波预处 理相比 微波预处理可提高青蒿素产率 15 个百分点 当 20 号溶剂汽油为溶剂 微波预处理功率 450 W 预处理时间 240 s 索式提取时间 6 h 时 提取率和产 率分别达 0 49 和 88 以上 由此可见 用微波预处理青蒿干粉 亦可显著地 提高青蒿素的提取率 用超声波不仅可以大大缩短提取时间 减少提取产物中杂质的含量 而且还可 以降低溶剂的消耗 此实验还对超声波强度 超声波处理时间 搅拌时间 超声 波处理间歇次数等实验数据进行分析 得出结论 超声波用于强化石油醚提取青 篙素时 采用 20 kHz 90 W 超声波 在 50 下 单次作用 20 min 后继续搅拌至 30 min 时 提取率可达 83 而用超声波处理 6 次 每次处理 2min 共计 12 min 提取相同时间 提取率可达 81 与 1 000 r m in 搅拌提取 2 h 的提 取率相同 参考文献参考文献 1 金美花 青蒿的药理作用与临床新用 J 现代医药卫生 2009 25 15 2352 2 丁小芬 胡红 青蒿治疗类风湿性关节炎的免疫药理作用 J 中 国中医基础医学杂志 2006 12 1 75 76 3 Hsu E The history of qing hao in the Chinese materiamedica J Trans R Soc Trop Med Hyg 2006 100 505 508 4 杨耀芳 青蒿素及其衍生物的药理作用和临床应用 J 中国临床 药学杂志 2003 12 4 253 257 5 贺小青 方鹏飞 青蒿素及其衍生物的药理作用 J 医药导报 2006 25 6 6 李自勇 秦海敏 喻宗沅等 工业酒精冷浸法提取青蒿素 J 精 细石油化工进展 2008 9 1 35 37 7 黄荣岗 杨家庆 詹利之等 不同工艺提取青蒿中青蒿素的对比研究 J 按摩与康复医学 201 3 4 4 5 8 韦国峰 梁峰 草特营 青蒿不同提取工艺的研究 J 数理医药学 杂志 2002 15 2 170 9 杜小英 张玲 石红 青蒿素最佳提取工艺研究 J 河北中医药学 报 2005 20 3 31 10 邓素兰 余继宏 毛丽梅 青蒿中青蒿素的提取分离研究 J 安徽农学通报 2007 13 5 31 34 11 王 旭 超临界 CO 萃取工艺的研究 J 辽宁化工 200 0 29 4 1 91 一 193 12 刘教琦 陶亮 张南纶 九点控制器在超临界 萃取设备 中 的应用 化工自动化及仪表 200 3 3 0 5 54 一 56 13 钱国平 杨亦文 昊彩娟等 超临界以人从黄花茜中提取青篙素的 研究口 化工进展 200 5 24 3 28 份 290 14 钱国平 杨亦文 吴彩娟等 超临界 提取青禽素的工艺 J 江南大学学报 自然科学版 2006 5 l 100 一 103 15 刘亚娟 王志祥 超临界 萃取技术在中药有效成分提取中的应 用 J 化工时刊 2006 20 7 7 1 一 73 16 王艳 张铁军 微波萃取技术在中药有效成分提取中的应用 J 中草药 2005 36 3 470 473 17 郝盒玉 黄若华 邓修等 微波萃取西番莲耔的研究 J 华东 理工大学学报 2001 27 2 117 120 18 韩伟 郝金玉 薛伯勇等 微波辅助提取青蒿素的研究 J 中成药 2002 2 2 83 85 19 梁忠生 黄花蒿微波预处理对青蒿素提取产率的影响研究 J 中国药学 2004 3 12 342 344 20 周浓 夏从龙 谢静 紫外分光光度法测定不同产地黄花蒿中青蒿 素的含量 J 亚太传统医药 2008 11 11 46 48 21 李春莉 王莎莉 王亚平等 紫外分光光度法测定青蒿素的含量 J 重庆医科大学学报 2007 4 4 413 415 22 陈迪钊 郑雪花 张智慧等 黄花蒿中青蒿素含量的紫外分光光度法 测定 J 光谱实验室 2010 3 2 451 454 23 黄玉兰 袁常珍 吕谦 高效液相色谱法测定青蒿中青蒿素含量 J 中华中西医学杂志 2006 10 10 3 4 24 陈益元 黄道平 谢燕湘 高效液相色谱法测定青蒿草中青蒿素的研 究 J 中国卫生检验杂志 2007 6 6 1032 25 熊春媚 郭亚东 马银海等 高效液相色谱测定黄花蒿中青蒿素的含 量 J 天然产物研究与开发 2007 19 B08 271 273 26 朱华李 毛先兵 杨明静等 HPLC 测定青蒿素原料药的含量并检 查有关物质 J 华西药学杂志 2007 22 6 679 680 27 惠玉虎 何