专利名称：微波提取青蒿素的方法
技术领域：
本发明总体上涉及物质的分离、提取，更具体地讲，本发明涉及用微波辐射从黄花蒿植物碎料中提取青蒿素的方法。
存在于黄花蒿植物碎料中的青蒿素是有用的药物活性成分。青蒿素是一类抗疟新药。目前，青蒿素一般是从菊科植物黄花蒿(Artemisiaammua L．)中分离提取的。 目前，从黄花蒿植物碎料中提取青蒿素的方法基本上有两大类，一是传统化学溶剂浸提法，另一类是超临界流体提取法。然而，这两类提取工艺都存在着许多缺陷。
具体而言，化学溶剂浸提法的缺点有能源、原材料消耗量大，提取效率不高，工业污染排放量大等。例如，CN1092073A公开了用乙醇、含苯或乙酸乙酯的溶剂汽油对黄花蒿叶粉进行浸提的方法。该方法的收率为0．45％左右。
另外，有人公开了用超临界流体提取法提取青蒿素。例如，CN1095381A公开了一种利用超临界二氧化碳从黄花蒿植物碎料中萃取分离青蒿素的方法。从该申请的说明书附图
中可见，为实施该方法则需要CO2气体瓶、压缩泵、热交换器、萃取釜、解析器、冷却釜等一系列设备，并需在一定的压力(提取压力为8-32兆帕，解析压力为4-8兆帕)下进行。使得这种提取成本较高，而且，该类方法要求的设备较复杂，溶剂选择范围窄，不利于大规模生产。可见，这类方法也存在着一定的缺陷。
由于微波萃取能对萃取体系中的不同组分进行选择性加热，并且由于微波是利用分子极化或离子导电效应而直接对物质进行加热，因此能使目标组分更易从被萃取物中游离出来，且热效率高，提高了萃取效率。然而，直到目前为止，尚没有人采用微波来提取青蒿素。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，通过利用微波萃取的特点，提供从黄花蒿植物碎料中快速、高效地提取青蒿素的新方法。即，提供一种可以取代上述传统的溶剂浸提和超临界流体萃取工艺的简便易行、高效、快速，成本低，废液排放量少的新方法。
本发明是采用频率为2450MHz或915MHz、功率为500-15000瓦的微波对黄花蒿植物碎料在溶剂中进行处理，从黄花蒿植物碎料提取青蒿素的新方法。
具体而言，本发明包括以下方面本发明提供了一种青蒿素的提取方法，该方法包括用频率为2450MHz或915MHz、功率为500-15000瓦的微波对黄花蒿植物碎料在选自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶剂中进行处理的微波处理步骤。
在上述的提取方法中，优选所用的微波频率为2450MHz，微波处理时间为1-20分钟。
在上述的提取方法中，优选所述微波处理分1-3次进行，每次1-10分钟。
在上述的提取方法中，优选所述溶剂与黄花蒿植物碎料的量按重量比计为1∶6-8。
在上述的提取方法中，优选所述的黄花蒿植物碎料为细碎形式的，粒径为小于等于5毫米。
在上述的提取方法中，优选还包括在进行完所述的微波处理之后，用选自溶剂汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液对微波提取所得初提液再次进行提取的步骤。
在上述的提取方法中，优选所述的再次提取采用频率为2450MHz或915MHz功率为500-15000瓦的微波进行。
在上述的提取方法中，优选所述微波处理分1-3次进行，每次1-5分钟。
在上述的提取方法中，优选将微波提取所得初提液进行浓缩，然后再与萃取液按重量比计为1∶4-8混合。
本发明还任选地包括在进行所述的再次提取之前，将从黄花蒿植物碎料中经1-30分钟、优选1-20分钟的初步微波提取得到的初提液进行浓缩并回收溶剂。本发明还任选地包括在进行完上述的的再次精提取后，将分离出的精提液经浓缩后用重结晶法、活性炭吸附法和层析柱法进行纯化。然后，对纯化后的粗产物进行浓缩干燥，得青蒿素含量在95％以上的产品。
本发明采用的黄花蒿植物碎料，包括黄花蒿杆和叶的碎料，并优选新近采收的黄花蒿叶碎料，更优选将所述新鲜黄花蒿植物碎料粉碎为直径不大于5毫米或研磨成黄花蒿植物浆料。对于上述碎料的细碎程度没有更为特别的限制，但是一般来说是越为细碎越好。
对本发明所采用的萃取容器没有特别的限制，只要它能用于以微波加热即可。该容器可以是敞口的，也可以是带有盖子的。其例子有玻璃烧杯、提取罐如聚四氟乙烯或陶瓷内壁的提取罐等。
本发明采用的微波频率为2450MHz或915MHz。目前大部分的工业用或民用微波仪的频率为2450MHz。本发明人认为另一工业用微波频率915MHz也能实现本发明的目的。这是因为915MHz微波的波长大于2450MHz微波的波长，其对植物细胞的穿透率应不比2450MHz的微波弱，且两种微波的最终输出功率可调整为一定值，因此，只要调协微波输出参数，915MHz同样适用提取。2450MHz是本发明优选的频率。本发明所用微波仪器的功率为500-15000瓦或更大，优选500-15000瓦。
在本发明方法的微波初提步骤中可采用的萃取剂为水，C1-C4醇如甲醇、乙醇、丙醇等，乙醚，丙酮，乙酸乙酯等。在本发明的初步提取步骤中，所用溶剂优选为水、甲醇、乙醇、乙醚和丙酮等，它们可单独使用，也可混合使用。所用黄花蒿植物碎料与萃取剂的比例(重量比)(简称为固∶液)=1∶4-10，优选为6-8。此步骤的微波辐射处理时间为1-20分钟，优选10-15分钟。该微波初提步骤可分1-3次进行，每次微波作用1-10分钟。
在本发明的再次提取(精提)步骤中，可使用的溶剂优选为溶剂汽油、石油醚和乙醇等，它们可单独使用，也可混合使用。其中将初提步骤后浓缩所得的浓缩物与该萃取剂按1∶4-8(体积比)的比例混合。上述精提取步骤可以是传统萃取步骤，也可以是如本发明粗提取步骤一样的微波萃取步骤，而且后者是优选的。在用微波处理进行再次提取时，该微波处理可为1-15分钟，优选分1-3次进行，每次1-5分钟。
在进行完上述的精提后，本发明方法还任选地将所得的精提液浓缩，并用1-3倍体积的选自乙醇、丙酮和乙酸乙酯的溶剂和相当于黄花蒿碎料1-4％的活性炭进行除色和去杂质。当然，该步骤的目的也可通过使精提液过聚酰胺树脂柱或重结晶和离心的方式实现，这些是本领域的普通技术人员所熟知的。
因此，更详细地讲，本发明一个特别优选的方法包括如下步骤将粉碎至粒径为5毫米以下黄花蒿植物碎料固∶液=1∶6-8的比例与选自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶剂进行混合，然后用频率为2450MHz、功率在500-15000瓦的微波仪器初步加热萃取10-15分钟，然后过滤分离出初提液，经减压浓缩后，向残余物中按体积比为1∶4-8的比例加入选自溶剂汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液，同样，用频率为2450MHz功率在500-15000瓦的微波仪器对所得混合物作用1-10分钟，接着进行过滤和浓缩，加入1-3倍体积的乙醇、乙酸乙酯或丙酮和1-4％的活性炭，搅拌过滤后，将上清液减压浓缩、干燥以制得本发明方法的产物。
为制备纯度更高的青蒿素制品，还可用70％左右的乙醇或丙酮将上述本发明的产物溶解，并用水洗涤1-3次，然后再经减压浓缩、干燥，可以制得青蒿素含量在98％以上的制品。
以高效液相色谱测量所得产物中的青蒿素含量。
从上述可以看出，本发明方法步骤简便，易于操作。另外，本发明方法的萃取效率也比较高，还大大降低了非目标成分的含量。
下面以实施例的方式，对本发明做更为详细的描述。
实施例1将当年生黄花蒿植物包括杆和叶粉碎至粒径小于等于5毫米，将碎料1．0kg装入2升的玻璃烧杯内，加入水∶乙醇∶乙醚=40∶55∶5(体积比)的溶剂，固∶液(重量比)=1∶8，用功率为1000瓦频率为2540MHz的微波炉(National K577 WFS，1300W，6A)加热提取30分钟，经过滤除残渣，减压浓缩后，得初提液2kg，再用汽油溶剂∶乙醇=70∶30(体积比)混合溶剂6．5kg，用按常规萃取法于室温精提取2小时，经分液漏斗分离并浓缩，向其中加入75％的乙酸乙酯5kg和5％活性炭，搅拌，过滤，浓缩，并用75％的丙酮溶解后，再经分离、浓缩、减压干燥即可得产物4．5g。以高效液体色谱法测青蒿素的含量为98％。
其中所用高效液体色谱法的参数如下色谱柱C18洗脱剂甲醇70％洗脱速率1．0ml／min波长290nm实施例2将切碎的黄花蒿植物碎料1kg装入提取罐内，加入石油醚∶乙醇∶水=0．7∶0．2∶0．1的溶剂，固∶液=1∶6，用功率为6000W频率为2540MHz的微波加热提取15分钟，经减压过滤分离，回收得初提液。再用汽油溶剂∶乙醇=70∶30(体积比)混合溶剂提取，其中先以与初提步骤所用频率和功率相同的微波作用5分钟，再经搅拌，萃取1．5小时，经过滤分离，浓缩，用70％乙酸乙酯和3％活性炭进行重结晶和除色，过滤，浓缩，用75％乙醇溶解后，经分离，减压浓缩、干燥得产物5．1g。其中以高效液体色谱法测青蒿素的含量为97％。测定条件同实施例1。
实施例3按实施例2的方式，进行青蒿素的提取，只是将实施例2中微波初提所用的萃取液更换为水∶丙酮=40∶60，将微波再次提取所用的萃取液更换为石油醚∶乙酸乙酯=70∶30，纯化步骤中用80％乙醇进行重结晶。得产物4．1，青蒿素含量为99％。
比较例采用黄花蒿植物碎料100克，以实施例1的方法和普通萃取法来进行实验。该两实验的差别仅在于普通萃取法是用1000瓦的电炉加热回流提取30分钟来代替实施例1中的微波初提。结果，采用电炉加热回流提取，得产物0．87g，青蒿素含量为37％。
综上所述，本发明通过采用微波，并配以适当的溶剂，可从黄花蒿植物碎料中快速、高效地提取青蒿素。本发明工艺的能源、溶剂耗量较常规化学溶剂浸泡提取工艺节约70-90％，废液排放量减少约80-90％，属典型的环境清洁生产工艺。
权利要求
1．一种青蒿素的提取方法，该方法包括用频率为2450MHz或915MHz、功率为500-15000瓦的微波对黄花蒿植物碎料在选自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶剂中进行处理的微波处理步骤。
2．权利要求1所述的提取方法，其中所用的微波频率为2450MHz，微波处理时间为1-20分钟。
3．权利要求2所述的提取方法，其中所述微波处理分1-3次进行，每次1-10分钟。
4．权利要求1-3中任一项所述的提取方法，其中所述溶剂与黄花蒿植物碎料的量按重量比计为1∶6-8。
5．权利要求1-3中任一项所述的提取方法，其中所述的黄花蒿植物碎料为细碎形式的，粒径为小于等于5毫米。
6．权利要求1所述的提取方法，还包括在进行完所述的微波处理之后，用选自溶剂汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液对微波提取所得初提液再次进行提取的步骤。
7．权利要求6所述的提取方法，所述的再次提取采用频率为2450MHz或915MHz功率为500-15000瓦的微波进行。
8．权利要求7所述的提取方法，其中所述微波处理分1-3次进行，每次1-5分钟。
9．权利要求6-8中任一项所述的提取方法，其中微波提取所得初提液与所用萃取液按体积比计为1∶4-8。
全文摘要
本发明公开了一种采用频率为2450MHz或915MHz、功率为500—15000瓦的微波对黄花蒿植物碎料在选自水、C
文档编号C07D493/00GK1281859SQ0012035
公开日2001年1月31日 申请日期2000年7月8日 优先权日2000年7月8日
发明者刘征涛, 陈复 申请人:中国环境科学研究院, 刘征涛, 陈复