天然產(chǎn)物的提取青蒿素

天然產(chǎn)物的提取青蒿素瘧疾

1、研究得意義和必要性多傳染性疾病新得藥物?禽流感等可能治療方法艾滋病青蒿素龐誠青蒿素——書寫21世紀(jì)得傳奇科學(xué)前沿賴強(qiáng)賀彩麗青蒿素2007之變醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào)/2007年/5月/23日/第001版瘧疾得典型癥狀

瘧疾就是由瘧原蟲引起得寄生蟲病,于夏秋季發(fā)病較多。在熱帶及亞熱帶地區(qū)一年四季都可以發(fā)病,并且容易流行。經(jīng)瘧蚊叮咬或輸入帶瘧原蟲者得血液而感染。不同得瘧原蟲分別引起間日瘧、三日瘧、惡性瘧及卵圓瘧。本病主要表現(xiàn)為周期性規(guī)律發(fā)作,全身發(fā)冷、發(fā)熱、多汗,長期多次發(fā)作后,可引起貧血和脾腫大。

典型得瘧疾多呈周期性發(fā)作,表現(xiàn)為間歇性寒熱發(fā)作。一般在發(fā)作時先有明顯得寒戰(zhàn),全身發(fā)抖,面色蒼白,口唇發(fā)紺,寒戰(zhàn)持續(xù)約10分鐘至2小時,接著體溫迅速上升,常達(dá)40℃或更高,面色潮紅,皮膚干熱,煩躁不安,高熱持續(xù)約2～6小時后,全身大汗淋漓,大汗后體溫降至正常或正常以下。經(jīng)過一段間歇期后,又開始重復(fù)上述間歇性定時寒戰(zhàn)、高熱發(fā)作。

青蒿素就是一種非常有前途得藥物,被WTO稱為“世界上目前唯一有效得瘧疾治療藥物”。她得抗瘧機(jī)理特殊,對抗氯哇得惡性瘧和腦型瘧具有:1高效、低毒、速效2有效干擾瘧原蟲得表膜—線粒體功能3阻斷了以宿主紅細(xì)胞漿為營養(yǎng)的供給，直接殺傷瘧原蟲4調(diào)節(jié)或抑制體液免疫功能

鄭全芳,青蒿素及其衍生物藥理作用研究進(jìn)展,中國獸藥雜志,2006,40(1):40～44

伊斯坦布爾第十屆國際化療會議上名各國醫(yī)壇專家公認(rèn)青蒿素為治療瘧疾得中國神藥,就是世界醫(yī)藥史上得創(chuàng)舉,就是對人類得重大貢獻(xiàn)。因而對青蒿素得研究很快成為全球性得熱門課題。

2、1青蒿素得分子結(jié)構(gòu)青蒿素(Artemisinin)就是從復(fù)合花序植物黃花蒿中提取得到得一種無色針狀晶體,分子式為C15H22O5,就是一個含過氧基團(tuán)得新型倍半萜內(nèi)酯。具有過氧鍵和δ—內(nèi)酯環(huán),有一包括過氧化物在內(nèi)得1,2,4-三呃烷結(jié)構(gòu)單元,青蒿素這在自然中就是十分罕見得。2、青蒿素簡介邢華斌青蒿素得超臨界流體吸附基礎(chǔ)研究浙江大學(xué)碩士論文2003

2、2青蒿素得理化性質(zhì)青蒿素為無色針狀晶體,熔點(diǎn)為156—157℃,易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙醋和苯,可溶于乙醇、乙醚、熱石油醚,微溶于冷石油醚,幾乎不溶于水。由于其具有特殊得過氧基團(tuán),對熱不穩(wěn)定,在150℃以上分解。青蒿素在近紫外區(qū)沒有吸收,但其末端(203nm)有吸收,可用于色譜定量分析。邢華斌,青蒿素得超臨界流體吸附基礎(chǔ)研究,浙江大學(xué)碩士論文2003青蒿素得照片青蒿素在抗瘧中日益顯出其重要性,目前青蒿素得來源有以下幾種:目前除黃花蒿外尚未發(fā)現(xiàn)含有青蒿素得其她天然植物資源。目前商業(yè)用得青蒿素主要來自植物黃花蒿得提取組織培養(yǎng)②半合成③全合成從植物黃花蒿中直接提取④①

2、3青蒿素得來源錢國平黃花蒿中提取與純化青蒿素得研究2007浙江大學(xué)博士論文2、4青蒿素得歷史菊科植物黃花蒿即中藥青蒿在我國作為抗瘧藥己有二千多年得歷史,青蒿入藥,最早見之于馬王堆三號漢墓出土(公元前168年左右)得帛書《五十二病方》,其后在《神農(nóng)本草經(jīng)》、《大觀本草》及《本草綱目》等均有收錄。錢國平黃花蒿中提取和純化青蒿素得研究浙江大學(xué)博士論文2007關(guān)于黃花蒿“黃花蒿”就是一年生植物,大約120天就可供提取青蒿素。這種植物容易采集,生命力旺盛,繁殖力強(qiáng),不僅自身能抵御各種病蟲侵襲,而且能適應(yīng)各種惡劣氣候,并且還會在夏秋之交散發(fā)出濃郁得香氣。黃花蒿雖然系世界廣布種,但青蒿素含量隨產(chǎn)地不同差異極大。據(jù)迄今得研究結(jié)果,除我國重慶東部、福建、云南、廣西、海南部分地區(qū)外,世界絕大多數(shù)地區(qū)生產(chǎn)得黃花蒿中得青蒿素含量都很低,無生產(chǎn)價(jià)值。因此,我國具有明顯得資源優(yōu)勢。龐誠青蒿素——書寫21世紀(jì)得傳奇科學(xué)前沿

植物學(xué)研究表明黃花蒿系一年生草本植物,3月上旬至中旬出苗,4～7月植株?duì)I養(yǎng)生長旺盛,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月中旬開花,9月下旬至10月下旬結(jié)實(shí),11月倒苗。黃花蒿中青蒿素含量開花前期最高,開花后迅速降低,估采摘時間應(yīng)為7月下旬至8月中旬。李子穎等,青蒿素提取技術(shù)研究進(jìn)展,中藥研究與信息,2002,4(2)大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜黃花蒿得照片

李子穎等,青蒿素提取技術(shù)研究進(jìn)展,中藥研究與信息,2002,4(2)主要功能是抗瘧，對鼠瘧、猴瘧、人瘧均有抗瘧作用120世紀(jì)80年代初，人們研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素有抗血吸蟲作用2抗腫瘤3增強(qiáng)和調(diào)節(jié)吞噬作用4對免疫功能的影響5利膽、祛痰、鎮(zhèn)咳、平喘、抗孕6

2、5青蒿素得功能作用李偉,石崇榮,青蒿素研究進(jìn)展,中國藥房2003年第14卷第2期3、現(xiàn)狀及前景展望3、1青蒿素得研究現(xiàn)狀3、1、1中國關(guān)于青蒿素得文獻(xiàn)有912篇,其中2007年發(fā)表得就有85篇。3、1、2①21referenceswerefoundcontaining"ExtractionofArtemisinin"asentered②14referenceswerefoundcontaining"preparationofArtemisinin"asentered3、1、3從黃花蒿中提取青蒿素方法:微波輔助提取、水蒸氣蒸餾、有機(jī)溶劑提取、超臨界CO2提取、大孔樹脂提取等3、1、4關(guān)于青蒿素得專利

專利統(tǒng)計(jì)簡報(bào),2007年第9期(總第14期)持續(xù)增長得趨勢從右圖可以看出,在我國青蒿素及其衍生物得相關(guān)申請大致可分為制劑、合成和提取三大主要類別,并以制劑為主。在占申請總量近50％得藥物制劑申請中,有21項(xiàng)為青蒿素及其衍生物得抗瘧疾類復(fù)方制劑,其中國內(nèi)申請有19項(xiàng),占絕大多數(shù)。表明復(fù)方制劑就是青蒿素類藥物研究中得熱點(diǎn)領(lǐng)域,其技術(shù)發(fā)展較快。專利統(tǒng)計(jì)簡報(bào),2007年第9期(總第14期)3、2前景展望在今后得幾年里,青蒿素得研究應(yīng)在以下幾個方向進(jìn)行深入研究:(1)野生青蒿資源得勘察,高產(chǎn)系得篩選;(2)具有高效抗瘧活性得青蒿素衍生物開發(fā);(3)青蒿素生物合成途徑及關(guān)鍵酶得深入了解得基礎(chǔ)上進(jìn)行青蒿素合成得代謝調(diào)控;(4)青蒿素合成關(guān)鍵酶基因得克隆,以及在合適得青蒿組織培養(yǎng)體系和微生物中高效表達(dá);(5)開發(fā)合適得青蒿組織培養(yǎng)生物反應(yīng)器系統(tǒng),進(jìn)行過程得優(yōu)化控制和放大,實(shí)現(xiàn)青蒿素大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。最近,最初發(fā)現(xiàn)青蒿素具有抗癌作用得美國華盛頓大學(xué)正式與重慶華立控股公司和華立制藥簽約,研發(fā)新得青蒿素抗癌藥物,這無疑使青蒿素類藥物再添光輝郭燕,王俊,陳正堂,青蒿素類藥物得藥理作用新進(jìn)展,中國臨床藥理學(xué)與治療學(xué),2006劉春朝等,青蒿素研究進(jìn)展,化學(xué)進(jìn)展,1999,11(1)主要成分黃花蒿中得化學(xué)成份種類較多,目前己發(fā)現(xiàn)種以上,可分為揮發(fā)性成份和非揮發(fā)性成份兩大類非揮發(fā)性成份又可分為倍半萜類、黃酮類、香豆素類等三大類,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,此外還有青蒿酸、青蒿酸甲酯、青蒿醇、棕?cái)R酸、香豆素、廿八烷醇、豆幽醇,二膚化合物烯炔代合物。揮發(fā)性成分主要含茨烯,異蒿酮,左旋樟腦,β-丁香烯,蒿酮等阮棟梁,青蒿素得制備、用途和展望,渤海大學(xué)學(xué)報(bào),2007年6月第28卷第2期4、青蒿素得提取方法在從植物黃花蒿中提取青蒿素得過程中,主要存在著三個問題。一、青蒿素在黃花蒿中得含量不高,一般在0、1-0、6%,而且黃花蒿得自然資源不甚豐富二、青蒿素就是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物,提取時青蒿素從細(xì)胞內(nèi)釋放,擴(kuò)散進(jìn)入提取介質(zhì)比較慢,影響了提取率,增加了操作成本三、青蒿素對熱不穩(wěn)定,受熱易分解從黃花蒿中提取分離青蒿素得關(guān)鍵在于以下三點(diǎn)①如何使青蒿素提取率或利用率達(dá)到最高,充分利用寶貴得有限資源②如何強(qiáng)化傳質(zhì)縮短提取周期,從而降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益③如何避免或減少青蒿素受熱過程,避免青蒿素受熱分解。從黃花蒿中提取、精制青蒿素從所查得文獻(xiàn)來看,主要有以下幾種方法:

大孔吸附樹脂提取青蒿素黃花蒿葉

粉碎

黃花蒿粗粉

60%乙醇浸泡6h

滲漉滲漉液

活性炭脫色抽濾濾液

上ADS-17樹脂柱流速2BV/h吸附樹脂

90%乙醇流速2BV/h洗脫洗脫液

60oC以下減壓回收溶劑放置,析出粗品70%乙醇重結(jié)晶青蒿素韋國鋒等,大孔吸附樹脂提取青蒿素得研究,IonExchangeandAdsorption,2007:1、黃花蒿粗粉用60%乙醇室溫浸泡6h后,開始滲漉。2、ADS-17樹脂為二乙烯苯氫鍵型吸附樹脂,她具有表面吸附和氫鍵吸附得雙重作用。樹脂對青蒿素具有較大得吸附量,而且易于解吸,就是較為理想得樹脂。3、以ADS-17樹脂上柱,吸附、解吸流速均為2BV/h(BV/h即每小時流過床層得流動相得體積為樹脂床體積BedVolume得倍數(shù))4、用90%乙醇作洗脫劑,青蒿素得率和提取率分別高達(dá)到0、3%和75%以上,其含量大于99%。韋國鋒等大孔吸附樹脂提取青蒿素得研究,IonExchangeandAdsorption,2007工藝要點(diǎn)有機(jī)溶劑浸提法

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,幾乎不溶于水。因此可用有機(jī)溶劑提取植物中得有效成分,然后用柱層析或重結(jié)晶等方法分離精制得到青蒿素?；竟に嚲褪?干燥→破碎→浸泡、萃取(反復(fù)進(jìn)行)→濃縮提取液→粗品→精制。具體事例:用石油醚溶劑從青蒿素原料出發(fā)提取分離青蒿素得一條可行得工藝路線,其表述如下圖所示。阮棟梁等,青蒿素得制備、用途和展望,渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007黃花蒿得葉粉50g

石油醚提取(3000mL)石油醚提取液2800mL

減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)石油醚浸膏物質(zhì)用100mL70%乙醇萃取注入萃取裝置(分液漏斗)去除蠟質(zhì)乙醇萃取液100mL用100mL含苯得石油醚萃取劑重復(fù)3次萃取液300mL醇相

加5g活性炭脫色,過濾,回收溶劑濃縮液

冷卻結(jié)晶粗品0、2104g用50%得乙醇結(jié)晶青蒿素0、2254g趙兵等對石油醚提取青蒿素得工藝作了較系統(tǒng)得研究。她們研究考察了超聲波用于強(qiáng)化石油醚萃取得功效。采用超聲波強(qiáng)化提取主要就是利用超聲波破碎細(xì)胞(空化作用)和強(qiáng)化傳質(zhì)(機(jī)械作用),破碎得效果不僅取決于聲強(qiáng),頻率,而且與提取介質(zhì)性質(zhì)等多種因素有關(guān)。研究表明采用20KHz,90W超聲波,在50℃下,單次作用20min后繼續(xù)攪拌至30min時,提取率可達(dá)83%,而用超聲波處理6次,每次處理2min共計(jì)12min提取相同時間,提取率可達(dá)81%,該研究對改進(jìn)現(xiàn)有石油醚萃取工藝,提高產(chǎn)率有一定幫助。超臨界CO2萃取超臨界流體萃取就是一種新興得萃取分離技術(shù)。處于臨界區(qū)附近得流體可以象普通流體一樣作為萃取劑使用,以高壓液化氣體為溶劑,加壓逆流和減壓蒸發(fā)為主導(dǎo)得工藝路線。李子穎等,青蒿素提取技術(shù)研究進(jìn)展,中藥研究與信息,2002,4(2)流量器青蒿素分離器Ⅱ預(yù)熱器取樣分離器Ⅰ萃取器預(yù)熱器緩沖罐高壓泵冷凍裝置CO2雜質(zhì)放空預(yù)熱器黃花蒿草經(jīng)粉碎篩分后裝入萃取器。從鋼瓶出來得CO2冷卻成液態(tài),再由高壓泵壓縮后進(jìn)入緩沖罐,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)得超臨界CO2經(jīng)兩級預(yù)熱、兩級減壓后,進(jìn)入分離器Ⅰ和分離器Ⅱ。從分離器Ⅱ頂部出來得CO2(壓力約為5MPa)經(jīng)流量計(jì)測量流量后放空(或循環(huán)使用)。預(yù)熱器、萃取器和分離器溫度均由恒溫水浴控制恒定溫度、錢國平,超臨界CO2從黃花蒿中提取青蒿素得研究,化工進(jìn)展,2005,24綜合水蒸氣蒸餾、有機(jī)溶劑萃取、超亞臨界流體萃取、微波萃取、大孔樹脂提取幾種方法,水蒸氣蒸餾工藝簡單,操作容易,周期較長,成本低。但只適用于黃花蒿中揮發(fā)性成分得提取;有機(jī)溶劑法提取青蒿素,工藝路線成熟,易于工業(yè)化,但就是需要多次萃取濃縮,能耗高,周期長,成本高,部分溶劑逃逸造成環(huán)境污染;超臨界流體萃取,采用CO2作用溶劑,價(jià)格低,無毒,不燃,可以循環(huán)使用,生產(chǎn)不造成環(huán)境污染,CO2萃取工藝簡單,周期短,操作溫度接受常溫,青蒿素幾乎不發(fā)生熱裂解等化學(xué)反應(yīng)。通過改變CO2密度和操作參數(shù)可改變CO2對青蒿素得溶解性。缺點(diǎn)就是一次性設(shè)備投資大。錢國平等,超臨界CO2從黃花蒿中提取青蒿素得研究,化工進(jìn)展,2005微波輔助溶劑萃取就是在有機(jī)溶劑萃取基礎(chǔ)上進(jìn)行得改進(jìn),較有機(jī)溶劑萃取選擇性增加,溶劑消耗量大大減少,時間縮短數(shù)倍值至十倍,收率提高,成本降低。大孔樹脂提取,優(yōu)點(diǎn)具有吸附容量大,選擇性好,易解吸,易再生,成本低,效率高等特點(diǎn),克服了其她方法消耗溶劑油多,不甚安全和嚴(yán)重污染環(huán)境得缺點(diǎn)。李子穎等,青蒿素提取技術(shù)研究進(jìn)展,中藥研究與信息,2002,4(2)杜小英等,青蒿素最佳提取工藝研究,河北中醫(yī)藥學(xué)報(bào),2005,3(20)5、分析方法定性分析①薄層色譜分析吸取一定量青蒿素樣品溶液,點(diǎn)樣于以硅膠G或硅膠-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開劑,再以香草醛濃硫酸作顯色劑,結(jié)果青蒿素呈鮮黃色斑點(diǎn),繼而又變?yōu)槌彼{(lán)色,用110℃活化得層析硅膠片點(diǎn)樣,以石油醚一℃一乙醚為展開劑展開,以對二甲氨基苯甲醛溶于冰醋酸、磷酸和水得混合溶液作顯色劑,80℃烘半個小時,青蒿素呈藍(lán)紫色斑點(diǎn)。②顯色法:即利用青蒿素化學(xué)性質(zhì)中得顯色反應(yīng)作為檢測青蒿素得方法。陳強(qiáng),青蒿素得提取、分離和測定,寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào),1999年3月定量分析(1)用于含量較高時得定量分析①利用青蒿素分子得過氧基進(jìn)行測定,主要有碘量法和脈沖極譜法。脈沖極譜法就是利用過氧橋可還原得性質(zhì),選用0、05mol/L硫酸氨銨為底液,青蒿素于0V(vsSCE)處出現(xiàn)一良好峰形,濃度在0-16μg/mL范圍波高與濃度呈線形關(guān)系,測定下限為2μg/mL②利用內(nèi)酯在堿性條件下水解開環(huán)得特性(2)植物提取液、低含量、復(fù)雜成份得測定方法①薄層掃描定量法②氣相色譜法③紅外光譜測定④還原性電化學(xué)高效液相色譜法(HPLC-EC)⑤高效液相色譜法(H