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Studies on Extraction of Artemisinin from Sweet Wormwood (Artemisia annua)by Supercritical Carbon Dioxide

用超临界CO2萃取技术提取青蒿素的研究



全 文 :用超临界    萃取技术提取青篙素的研究
广西林业科 学研究院林产化 工研究所 南宁      何春茂 辛 梁忠云
摘 要 用超临界    萃取技术对植物黄花 篙进行萃取研究 , 考察 了萃取压力 、温度 及时间对青
篙素收率 的影 响 。 萃取产物经简单的分离后得到纯度    青篙素产品 , 经   、 、  、 ‘   
和 ’     分析确认 。
关键词 超 临界    萃取 青篙素 黄花篙
青篙素        ,    是我国科 学
工作 者于  年代 首次 从 黄花 篙      
       中分 离 出的  具有 抗疟 、 抗 菌 、 解
热 、 免疫等药理 活性 , 对恶性疟 、 脑型疟及抗
氯喳株疟 的治疗具有 高速 、 低毒 、 速效等 特
点 , 且其抗疟机制与氯喳 、 甲氟 哇等不 同川 ,
目前尚未发现有抗药性 , 对解决疟原虫 的抗
药性非常有效 。 我国生产的青篙素衍生物制
剂篙 甲醚 、 篙唬 醋已在许多国家和地 区 投人
临床使用阔 。 多年来 , 我国及世界上许多国家
都在研究青篙素的提取分离方法 , 先后 开发
出石油醚 、 酒精及混合溶剂等有机溶 剂提取
工艺 , 并投人工业化生产 。但传统有机溶剂法
提取青篙素 , 需经过多次萃取浓缩 , 能耗 高 ,
周期长 , 成本高 , 部分溶剂挥发逃逸造成环境
污染 。 而且有机溶剂对青篙素的溶解选择性
差 , 致使提取物杂质 蜡状物 含量高 , 青篙素
的精制 、 提纯步骤多且难度大 , 收率低  全合
成方法和生物合成方法也未能实现工业化生
产 。
超 临界 流体 萃 取青 篙 素 , 作 为溶 剂 的
  价格低 , 无毒 、 不燃 , 可 以循环使用 , 生产
不造成环境污染 。  萃取青篙素工艺简单 ,
周期短 , 操作温度接近常温 , 青篙素几乎不 发
生热裂解等化学变化 。 通过改变    密度和
操作参数 萃取压力 、温 度  , 可提 高   对
青 篙素的溶解选 择性 , 萃取 物 中杂质 蜡状
物 含量低 , 青篙素提纯精制简单 , 收率高 , 产
品质量好 , 有很好的工业应用前景 。
 试验装置与操作
本试验采用瑞士     公司生产的超
临界流体萃取装置 , 萃取罐容积为   。
试验所用的原料 为黄花篙全草 , 产于广
西百色地区 , 含水率为  一  气干  , 青
篙素含量为      。    为广西河池化学
工业集 团公 司产品 , 纯度妻     , 含水率〔
 ·    , 无异味 。
黄花篙草经粉碎筛分后投进萃取罐 , 从
钢瓶 出来 的   经过滤器过滤后 由压缩机
压缩至设定压力 。 温度由经过萃取罐夹套的
循环水控制并稳定 。 当萃取罐达到所需压力 、
温度后 , 开始循环萃取并计算萃取时间 。含有
青 篙素 的   降压后 进人 分离 罐 , 青篙 素
及杂质 在分离罐分 离析 出 ,   送人压缩
机循环使用 。 萃取物进行简单的分离精制即
得到青篙素纯品 。
 萃取物处理与分析
   萃取物处理  萃取物从分离罐取出 , 加
数倍 量的乙醇溶液在 一定温度下溶解 , 并加
粉状活性炭适量 , 脱色趁热过滤除去活性炭 ,
月少 量热 乙醇溶液洗 涤活性炭 只次 , 洗涤浓
和过滤液合并 , 静置 , 青篙素 即结晶析出 , 过
滤 , 结晶体用  乙醇溶液进行重结 晶 。 重
结晶体置恒温烘 箱中在   一  ‘ 下 烘干
即得青篙素纯品 。
  青篙素分析
     薄层层析      将产品与青篙素标
准品进行    分析比较 , 用碘紫外光显色或
用过氧化物显色剂 硫氰酸钱  ·    , 硫酸
亚铁      , 溶解于    蒸馏水 中并滴
加      浓硫酸配制成溶液 川喷洒显色 ,
两 者的   值一致 。 用  石油 醚   ℃一
  ℃ 和    乙醚混合液为展开剂 时 ,   值
为     。 各样品   分析均显示单一圆点 。
     光 谱 分 析  产 品经  、    ‘ ,
, “  、  分析确认青篙素结构 。
     质量指标分析  产品质量指标  熔点
为    ℃ 一   ℃ , 旋光度   蹭 一        ,
     , 氯仿  , 含量       。
 结果与讨论
   黄花篙草粒度试验  试验表 明 , 适宜 的
原料粒度能缩短萃取时间 , 有利于提 高青篙
素收率 。 说明超临界    萃取青篙素的传质
过程是受植物细胞 内扩散控制的 。 因此试验
原料需预先破碎 。 ‘ 本研究均采用粒度为 。 
一    的黄花篙草碎料进行试验 。
   青篙素收率与萃取时间关系  以相 同的
原料 粒度   一    在 相同 的萃取 温度
     、 萃取压力     和    循环量
   一       下 , 进行萃取时间与青篙素
收率关系试验 , 试验结果如表  所示 。 试验结
果表 明 , 萃取开始时青篙素收率 随萃取 时间
的延长而增加 , 当萃取时间达   , 收率基 本
达到最大值 , 此时延长萃取时间收率增 加甚
微 。 因此后面的试验按萃取   进行 。
   青篙素收率与萃取压力关系  以相同的
原料 粒度   一    在相 同的萃取条 件
下 , 进 行 三个萃 取温 度     ,     ,   
 的萃取压力与青篙素收率关系试验 , 结果
见表  。 从试验结果看出 , 在相同的萃取条件
下 , 青篙素收率随萃取压力的升高而增加 。各
试验温度在萃取压力 达     时 , 青篙 素
·    
收率基本达到最大值 。
表  萃取时 间与收率茱系    ,
    ,   一  ·     
萃取时 间
, 
投料量
 
八目片子曰八‘匕…乙“召一邝廿口
青篙素
  
     
    
    !
     
     
    
得率
  
   
    
    
    
    
 ,   
收率
 
厂且匀门声叮
   

注   系统达到萃取条件后 , 浸泡   , 再循环萃取   
 系统达到萃取条件后 , 浸泡   , 再循环萃取   
 收率为得率与原料青篙素含量 的百分 比 。
   青篙素收率 与萃取温度的关系  在相同
的萃 取 条 件 下 , 在 一 定 的 温 度 内   一
   , 青篙素收率随温度升高而显著提高 。
如萃取压力为     时 , 青篙素收率    
时为     ,   时为     ,  时为
     。 升高萃取温度 , 有利于青篙素的超临
界 C O :萃取 。 但温度上 升 , 萃取物中杂质含
量也随之升高 , 增加 了青篙素提纯精制的难
度 , 同时温度过高 , 青篙素还会发生热裂解等
化学变化 。 因此 , 萃取温度不宜过高 。 当萃取
温度为 333K 时 , 收率已达 94. 6% , 基本达到
萃取要求 。
表 2 萃取压 力与收 率关 系 (2 h · 2 盼 一 2 . 5 k g / h )
温度
(K )
压力
(M P a)
8.0
10.0
12 0
14 0
16.0
20.0
10.0
12 0
14.0
16.0
20.0
10.0
12.0
14 ‘ O
1 6
.
0
2 0
,
O
2 5

0
投料量
(g)
青篙素
(g)
0. 7140
1. 110 9
1 1009
l, 2 4 1 5
1
.
3 1 7 0
1
.
4 4 4 5
0
.
9 4
9
9
1
.
2
0
8
0
1
.
4
2 3 8
1
.
5 9
2
8
1
.
4
8
0 1
1
.
3
6
6 0
1
4 J 弓1
1. 4 9 0 1
1. 6 9 12
1 . 6 5 2 0
1 . 7 6 1 7
得率
(% )
0 1()2
0.159
0. 157
0. 19 1
0. 20 3
0. 214
0. 161
0 200
0.219
0.265
0.253
0 192
0.236
0 257
0.260
0 ‘ 2 8 0
0
.
2 8 4
收率
(% ¹ )
34 气
5 3 . 7
5 3 . 0
6 4 . 5
6 8 4
八O‘任连‘n US L乃Ot才父廿八“bo口7254邵朋肠孔伪86’l9
On†0ud5‘U0户口0尸as一1QO”3on乃.0叮‘已dQ†Q邝 自J门l一户了n八Ob匕J”h比只气,J,勺5沙内h只†n凸8…巧„Q曰Ug八Oƒnj卜jJ,。峨t0On†1且,月111]OJ,门。J”jC介口3口泛,JŽ今几八C勺jOQJ。C3
注¹ 收率 为得率 与原 料青篙 素含量 的百 分 比 。
结论
4. 1 用超 临界 CO :从黄 花篙 草萃 取青 篙
素 , 其质量传递是受植物细胞 的内部扩散控
制的 。 因此 , 对黄花篙草必须进行粉碎或预浸
泡 。
4
.
2 萃取操作条件对青篙素收率有很大影
响 , 在一定萃取温度下 , 提高萃取压力 , 收率
提高 。 同样 , 在一定萃取压力下 , 提高萃取温
度 , 青篙素收率亦提高 。 即改变萃取压力 、 温
度可 以得到较高的收率 , 但有个极 限值 。 本研
究在最佳萃取工艺条件下 , 青篙 素收率大于
95 % 。
4
.
3 超临界 C O :对青篙素具有 良好 的溶解
性 , 萃取周期短 。 通过改变超临界 C O :萃取
工艺条件 , 可提高青篙素的溶解选择性 , 使提
纯精制 青篙素简单 、 容易 , 青 篙素产 品纯度
高 、 质量好 。
参 考 文 献
1 青篙素结构研究协作组 . 科学通报 , 1 9 7 , 2 : 14 2
2 王京燕 . 中草药 , 1 9 9 4 , 2 5 ( 3 ) : 1 5 2
3 王存志 , 等 中草药 , 1 9 9 6 , 2 7 ( 4 ) : 2 5 3
( 1 9 9 8

1 1

1 6 收稿)
Stud ies on E x traction of A rtem isin in from S w eet W orm w oo d (A rt em isia an nua )
by Su Pereritieal C arbo n D iox ide
H e C hunm ao and L iang Zhongyun (R eseareh Institute of C hem ieal P roeessing and U tilization of Forest
Produets , G u a n g x i A e a d e m y o f F o r e s t r y , N a n n i n g 5 3 0 0 0 1 )
A b s t
r a e t A rt
e 水isia a nn ua L . w as extraete d w ith su Pe reritiea l C O : at differen t P ressu re , t e m P e r a t u r e
a n
d
C o n t a e t t i m
e t o o p t i m i
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L 二 T h e C O : e x tr a e t e a n b e s im p ly p u r ifie d w ith o th e r
se p a r a t io n m e th o d to o b t a in a fin a l P r o d u e t w ith a P u r it y o v e r 9 9 % . T h e a u th e n tie ity o f th e P r o d u e t w a s v e r i-
fie d b y T L C , I R , M S , ’H N M R a n d 13 C N M R .
K e y w o r d s s u p e r e r it i e a l C O Z e x t r a e t io n A r t e m is ia a n n u a L
. a r t e m is i n i n
中药鹿茸性激素的含量测定
海军总 医院药剂科 (北 京 100037) 凌 云 斑 罗方成 关 关 李秋侠 鲍燕燕 张永林
摘 要 用放射免疫法测定 了 中药鹿茸雌二醉和皋酮 的含量 。 结果显示澳鹿茸雌二 醇含量 (l 5. 3
士 1 · 8 2 ) n g / m L , 梅花鹿茸的含 量为 (n .4 士 1.2 6) n g /m L 与鹿角镑 (l .96 士 0. 26) n g /m L 相 比有
极 显著性 差异 (尸 < 0 . 0 1 ) , 鹿茸伪品和鹿 角胶 的雌二醇 含量与鹿 角镑相 比没有显著性差异 (尸>
0 . 0 5 ) , 提示雌二醇是鹿茸治疗宫冷不孕 的物质基础 ,测定鹿茸中雌二醇的含量可作 为评价鹿茸品
质的依据 ;鹿茸中皋酮的含量低 , 提示肇酮不是鹿茸壮 阳的有效成分 , 进 一步研究鹿茸中促雄激素
样物质 , 必将为鹿茸的壮 阳作用提供依据 。
关键词 鹿茸 雌二醇 辜酮 放射免疫法测 定
鹿茸是著名的壮 阳药 , 为鹿科动物梅花
鹿 Ce rv u s nip on T em m in ek 或马 鹿 C .el*
P h u: L .雄鹿未骨化密生茸毛的幼骨 。 具壮肾
阳 、 益精血 、 强筋骨和调冲任 之功 效 , 主治阳
‘ A d d r e s s : L i n g Y u n ,
De
p a r t m
e n t o f P h
a r
m
a e y
,
N
a v y g e n e r a l H
o s p i t
a
l
,
Bd
i j i
n
, , 海医 校 98 届药学专业
《中草药 》1 9 9 9 年第 30 卷第 7 期 . 4 9 9 .