专利名称：青蒿素及次甲基青蒿素的提取方法
技术领域：
本发明涉及一种从中草药青蒿原植物中提取其有效成分青蒿素的改进方法，特别是涉及一种新成分次甲基青蒿素的提取方法。
青蒿素乃一种已知的具有抗疟疾作用的新药，该化合物具有下列结构
现有技术中主要的提取方法为汽油法和乙醇法，特别是本发明人已公开的中国专利(NC87101346A)中涉及到的丙酮法提取青蒿素的方法，该方法包括采用丙酮为溶剂浸提青蒿中的有效成分，用硅胶做吸附剂，采用工业层析装置及减压装柱法，进行青蒿素的分离。硅胶用后进行再生活化处理反复使用，从而提供了一种收率高，成本低，既能用于低含量的生药提取，又能用于工业化生产的青蒿素提取工艺。该方法的不足之处在于采用现有技术中使用的工业层析装置选用通常硅胶作吸附剂，分离时间长，分离效果较差，溶剂用量大。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种对青蒿素进行快速分离，高收率，低耗溶剂的提取方法，并且还提供一种提取另一种新成分次甲基青蒿素的方法，该化合物其有下列结构式
本发明的另一个目的是分离得到的新成分次甲基青蒿素可利用其双键结构开辟新系列衍生物的研究成为可能。
本发明的另一个目的是在次甲基青蒿素不可交换的位置上可以引入氘，以深入研究青蒿素在动物或人体内的代谢。
本发明的目的可以通过下述的措施达到。一种从中草药青蒿原植物中提取青蒿素或另一种新成分次甲基青蒿素的方法，该化合物具有下述结构式
A青蒿素B次甲基青蒿素(Artemisinin)(Artemisitene)其特征在于，1)采用低沸点汽油为溶剂，反复热回馏浸提青蒿干碎叶物，热回馏时间至少10小时;
2)将提取液按提出顺序直接通过装有球形扩孔硅胶的超短粗柱，进行选择性过滤;
3)采用异丙醇或醋酸乙酯同低沸点汽油的混合液为洗脱剂，将全部滤液通过柱体进行洗脱，然后浓缩流出液，即得青蒿素粗品;
4)采用95%的乙醇溶解青蒿素粗品纯化处理后，对其进行过滤;
5)将上述滤液浓缩至原体积的二分之一时，趁热流入结晶罐，室温放置10-12小时，青蒿素精品结晶便缓慢地析出;然后过滤母液，并继续浓缩至原体积的二分之一，以上述相同的条件下放置，如此反复浓缩四次，使绝大多数的青蒿素成品结晶析出;
6)将已析出青蒿素的母液进行蒸汽蒸馏，分出具有特异香味的挥发成分。然后母液加入适量的石油醚在温热下使其溶解，在5°-10℃条件下，放置24-28小时，再析出少量青蒿素结晶;
7)滤出上述结晶，母液继续浓缩至小体积，拌入硅胶，进行硅胶柱层析以异丙醇同低沸点汽油为溶剂洗脱，浓缩滤液至有针状结晶簇析出，滤出结晶后，再以乙醚-石油醚重结晶，可得次甲基青蒿素纯品。
本发明的目的还可以下措施来达到按照本发明的要求采用低沸点汽油，如6号或120号汽油，其碳分子在约6-120个左右，为溶剂，热回馏浸取青蒿中的有效成分，反复浸取至少四次，热回馏时间至少为10小时，其中所述溶剂的量为青蒿干燥碎物重量的3至7倍。提出液按顺序，自过滤柱体的上部中心淋入，进行选择性过滤，待全部滤液流过后，改用异丙醇或醋酸乙酯同低沸点汽油的混合液洗脱，其中异丙醇或醋酸乙酯同低沸点汽油的重量比例为20-30∶80-70;流出液进行浓缩处理后即得到青蒿素粗品，该粗品纯度为97%以上，其中浓缩后得到的溶剂还可以重新利用。
本发明所采用的选择性过滤柱，即一种新型的工业化层析装置，为超短粗型硅胶柱，所用硅胶的吸水性能在0.9ml/克的球型特殊扩孔硅胶，其粒度为100-200目。该硅胶柱的直径与柱高比为1∶1-2，下有200目左右的滤板，为了填充硅胶层次均匀，采用一次性硅胶投入法，用与浸提液相同的溶剂，自下部进入柱体，以排除柱体内的空气，此时可打开浸出液阀门，让浸出液按四次热回馏浸提的次序，自上部中心集中定量淋入柱体，其中，浸提液流经过滤柱的流速为3.5-4.5升/分·公斤，这样溶液在流到柱体下部出口时尚未扩散到柱壁，从而消除了“柱壁效应”，提高了柱体的负载量，亦起到柱体清除杂质的作用。采取本发明的柱体有提高流速，缩短分离时间和易于填充均匀等优点。
按照本发明，所述硅胶的用量按下列公式计算(W-2.8)/0.7 ×6＝每百公斤青蒿叶碎物所需硅胶的公斤量其中W每百公斤青蒿溶剂汽油浸出物的干重2.8被冲洗部分干量0.7扩孔硅胶吸附常数，(即吸水量1ml的硅胶最佳吸附溶剂提出物的重量为0.7克)6硅胶吸附量的6倍此间，最佳的W值为6-7。
例如W＝7时，则 (7-2.8)/0.7 ×6＝ 4.2/0.7 ×6＝36%即每百公斤青蒿应需要扩孔硅胶36公斤本发明之方法采用逐步浓缩一次结晶法纯化青蒿素并可进一步得到另一种新成分次甲基青蒿素，将为青蒿素粗结晶重量的60-80倍的95%的乙醇常温溶解，过滤，并浓缩至原体积二分之一时，趁热流入结晶罐内，室温放置10-12小时，使青蒿素精品结晶缓慢析出，然后将母液过滤，并继续浓缩至原体积的1/2，同上述条件一样，如此反复浓缩至少四次，至绝大多数的青蒿素成品结晶析出为止。母液留做次甲基青蒿素等成分的分离。
将上述母液进行蒸汽蒸馏，分出具有特异香味的挥发成分，然后在温热下将适量的石油醚加入母液溶解，在5°-10℃条件下放置24-28小时，滤出少量青蒿素结晶，母液浓缩拌入硅胶后，进行硅胶柱层析，以异丙醇同6号汽油的混合溶剂洗脱，该溶剂异丙醇同6号汽油的比例为(重量)20-30∶80-70，收集紫外210nm检查有吸收流分，浓缩即有细针状结晶簇析出，滤出结晶后，再加乙醚-石油醚重结晶，可得到98.8%的次甲基青蒿素之纯品。
为了回收残留溶剂和硅胶的重复使用，可采用丙酮冲洗已分离完毕的选择过滤柱，最后再次用蒸馏水冲洗，这样溶剂不但会全部回收，而且在烘干后可以直接重复使用。扩孔硅胶的烘干温度不得高于110℃。因为，吸水的扩孔硅胶加热太高极易引起炸裂，所以开始烘干时最好在80-95℃，当硅胶中水分基本去除后，再将温度提高至110℃。烘干的时间以基本去除扩孔硅胶中的水分所需时间为限，最好在60-80分钟。使用该法烘烤的硅胶可以重复使用约30次时，硅胶炸裂率仍小于10%。其具体做法是用丙酮冲洗滤柱，首先流出的部分主要是异丙醇和6＃汽油的溶剂，当流出液变成墨绿色时，为丙酮冲洗流分，对此分别接收，至无色。然后改用蒸馏水冲洗，对柱体中的丙酮各流分分别蒸馏回收。取出硅胶，然后烘干，以备重复使用。
下面以本发明的最佳实施例对上述方法进行非限定性的描述。
实施例1青蒿素的提取称取干燥失重为8.5-9%的青蒿干叶粉200kg，投入提取罐中，加入相当原药5倍重量(1000kg)的6号溶剂汽油，加热至60℃回馏4小时，趁热抽滤，滤液保存;向提取罐再加入6号汽油850kg，进行热回馏提取3小时，趁热抽滤，提取液另外保存，如此反复热回馏提取四次，四次回馏时间分别为4小时，3小时、2小时、1小时的方式进行。提出液分别保存备用。
取球型特殊扩孔硅胶72kg，一次装入超短粗型过滤柱。在过滤柱的底部镶有一200目的筛，该柱体的直径50厘米，高为100厘米。整平硅胶表面后，直接将上述提出液按提出顺序，直接从硅胶表层中心的上方，以16升/分的流速通过柱体，当第四次提出液流完后，更换6%异丙醇或10%醋酸乙酯6号溶剂汽油的混合液洗脱。比例为异丙酵∶6号溶剂汽油(6∶94v/v)或醋酸乙酯∶6号溶剂汽油(10∶90v/v)。流速同上，待流出液变成无色时，开始检测，收集含青蒿素的流出部分，浓缩流出液，然后室温放置，见置后浓缩液中出现针晶析出时，抽滤处理，可得青蒿素粗结晶1.3kg。
取青蒿粗品1.3kg，加入70倍重量的95%的乙醇，常温溶解该粗品，然后滤过，滤液浓缩至原体积的二分之一时，浓缩液流入结晶罐中，结晶罐室温放置10小时，则见有结晶在罐中析出，抽出母液，再浓缩体积至一半，如前所述放置，结晶析出。这样逐步浓缩反复四次，收集结晶，抽干。在70-80℃温度下，烘干结晶，得纯青蒿素1.16kg，含量为99.65%，其全程提得率为99.72%。本发明方法提取的青蒿素产品质量规格及青蒿素的物料平衡表分别见表1和表2表1名称本工艺产品规格国家暂行规格标准分子式 C15H23O5C15H22O5熔点155℃153-155℃比旋度 [α]°5+75.38(C＝2 C2H5OH) [α]°8+73-78°(C＝2 C2H5OH)炽灼残渣0.04%不应超过0.1%干燥失重0.12%不应超过0.5%含量99.65%97.0-103%注测试结果由四川药品检验所及云南昆明制药厂测试表2青蒿素的物料平衡表序号物料名称重量(公斤)青蒿素含量%备注1青蒿干叶粗粉2000.6326＃溶剂汽油35500.013青蒿药渣(晒干)1870.00214粗品1.3975重结晶1.1699.656结晶母液0.10541007母液回收量0.0791998次甲基青蒿素0.023898.819母液尚存0.00360.28母液下批套用10全程提得率99.72注1.以上结果系5批的平均值。
2.小试与中试含量得一致结果。
实施例2次甲基青蒿素的分离取青蒿素粗晶，用95%乙醇逐步浓缩四次，分出青蒿素后的母液，继续浓缩至小体积(乙醇馏出量明显减少为度)，此时进行蒸汽蒸馏。分出具有特异香的挥发成分，去除母液中水份后，加20倍重量6＃溶剂汽油，温热溶解，趁热过滤，滤液在10℃下(最佳5-10℃)放置一日，则有少量针晶(青蒿素)析出。滤出滤液继续浓缩至原体积的1/4时，室温放置，则有细针状结晶簇在瓶壁上形成。滤出结晶簇，用冷6＃溶剂汽油冲洗，80℃烘干，得粗晶。
将以上粗晶，溶于醋酸乙酯，加60克层析硅胶拌匀，挥去溶剂，80℃烘干后，进行硅胶柱层析，以石油醚(60-90℃)-异丙醇(94∶16)实际使用值做洗脱剂，用1%香草醛硫酸液显色，收集合并对显色剂呈杏黄色后又变潮蓝色各流分(或以紫外在210nm检查)回收溶剂得一无色结晶体，用石油醚-乙醚重结晶得次甲基青蒿素纯品0.02381kg，即青蒿素提得量的1.894%。
实施例3热回馏提取时间的选择见表3表36＃溶剂青蒿素热回馏每次回青蒿素青蒿素汽油用量原料投入量总含量次数馏时间提得量提得率(kg)(kg)(kg)(小时)(kg)(%)51.08368641.082985.91000叶，花蕾2001.26131.014180.520.987278.310.631150实施例4
热回馏次数的选择见表4表46＃溶剂原料中青热回溜提每次热回青蒿素青蒿素总提汽油用量原料投入量蒿素含量取次数溜时间分得量总得量得率(kg)(kg)(kg)(小时)(kg)(kg)(%)141.082985.94叶230.13881.221796.961000花蕾2001.26320.02791.250899.26410.00611.256999.76510.00211.259099.92实施例56＃溶剂汽油静置浸提法与热回馏浸提法青蒿素提得率的比较及本取工艺稳定性观察分别见表5和表6表5浸提方式静置浸提热回馏浸提试验序号123平均456平均青蒿投100100100100100100100100
入量(kg)青蒿素实0.630.630.630.630.630.630.630.63际含量(kg)实际浸0.60980.61060.61020.61020.62980.6297出量(kg)浸提总时7272727210101010间(小时)总提出96.8699.96率%
实施例6取青蒿干叶粉200公斤，按实施例1中所述方法提取青蒿素，其中溶剂使用平衡情况见表7表7工序号工艺名称投入量回收量损耗量损耗率(kg)(kg)(kg)%16＃汽油第一次提取100086026＃汽油第二次提取85085236＃汽油第三次提取85086446＃汽油第四次提取8508735药渣冲蒸98130.376丙酮冲洗柱体25424862.3676%异丙醇6＃油液521511101.90895%乙醇9190.300.80.87总计441629.80.675注1.以上数值是五次实验的平均值，2.总溶剂损耗量为29.8kg;占溶剂总使用量的0.675%，占药用量的14.9%实施例7
在实施本发明方法过程，为了加强青蒿素流出液的监测，并且适应更换溶媒，采用对过滤柱流出液的颜色变化来检测青蒿素存在与否，这种检测手段对全部生产工艺实现自动化操作创造了条件。下述三个定性检测方法将适用于监测经本发明工艺提取的青蒿素。
A，当流出液有特异香味时证明该流出液含有青蒿素;
B，硅胶薄层检测法;
取小硅胶薄层板一块，在薄板上滴一小滴流出液，让溶剂自行挥散，然后在原点中心滴一滴石油醚液，待石汽油醚挥散后，用10%香草醛硫酸液，喷雾显示，若班点中心显杏黄色并逐渐变成潮兰色，则证明流出液中含有青蒿素;
C，取流出液50ml，水浴回收溶媒，然后浓缩该溶液，在30℃温度放置片刻，若见有针晶析出则证明该流出液含有青蒿素。
实施例8对使用后的扩孔硅胶可采用低温滚筒式干燥法，以除去水分，后再烘干。烘烤时间为60-80分钟，烘干温度不超过110℃。采取逐渐升高温度的方法以避免所述含有大量水分的硅胶由于水分的激烈汽化而引起的炸裂。下表可见用高温熔炉反复烘烤硅胶最多达48次时，其反复使用的炸率的观察结果。(见表8)表8实验青蒿硅胶烘干烘干每次使用后，烘干过筛备注编号用量用量温度时间(克)(克)(℃)(小时)＞200目者累计克
110041904210040.9801904310040.96549040.121110次使用410041.0081904510041.15849040.173428次使用累计610041.34219040.214438次累计710041.95639040.281048次累计数本实验所用硅胶为100-200目球型特殊扩孔硅胶，使用前用200目筛筛出细粉。另外每次用完烘干后过200筛细粉保存称重。硅胶用量重量增大系因提出液过滤不好，有少量原料中的泥沙混入所致。实验6实验7皆是90℃充分烘干后再趁热通过600℃高温二分钟取出，然后缓缓降温后，过200目筛称重得到的结果。
根据以上试验硅胶连续使用48次，硅胶通200目筛孔者，累计重量0.2810克，其炸裂率为0.685%。连续使用硅胶28次后，90℃充分烘干，其炸裂率为0.42%。连续使用29至48次，90℃充分烘干，再趁热通过600℃高温二分钟，其炸裂率0.26%。
所以根据上述实验得出只要充分干燥后加热，甚至高温并无炸裂现象。
使用红外线干燥法进行测定也得到与上述同样的结果。
本发明相比现有技术具有如下优点1、采用低沸点汽油热回馏提取青蒿中有效成分，对提出液直接通过超短粗硅胶柱体快速进行过滤，省去了浓缩，拌合硅胶烘干;上柱等繁杂工艺，降低了柱壁效应，提高了柱效及载量。
2、选择性过滤柱中使用的扩孔硅胶无需活化处理，直接烘干后重复使用，节省操作程序。
3、在纯化处理工艺上采用逐步浓缩一次结晶法，大大提高了青蒿素的纯度，使之达到99.65%(国家规定97%以上)。并且能分离得到一种新发现的成分-次甲基青蒿素。
4、本发明所提供的青蒿素提取过程的监测方法，为全部工艺的工业化，自动化提供了条件。由于本发明工艺特征和效果使得生产周期由原来的10天左右缩短到了4天。
5、溶剂消耗量大大降低。其中由原耗剂(如丙酮)量55%，降至14.9%。即溶剂总使用量的0.675%，而且全程提得率已达生药总含量的99.72%。
下面是几种主要生产工艺主要指标的比较表以供参考。
主要生产工艺各项指标比较表
>构成本发明的方法，以通过上述实施例进行了描述，同时可以推断，只要不偏离本发明之实质和范围，可以对它进行某些改变。
权利要求
1.一种提取青蒿素及次甲基青蒿素的方法，该化合物具有下述结构式
其特征是1)采用低沸点汽油为溶剂，反复热回馏提取青蒿干碎叶物，提取时间至少10小时。2)将提取液按提顺序直接通过装有球形特殊扩孔硅胶超短粗型选择性过滤柱；3)采用异丙醇或醋酸乙酯与低沸点汽油的混合液为洗脱剂，将全部柱体进行洗脱，浓缩流出液，即得青蒿素粗品；4)采用95%的乙醇溶解青蒿素粗品后，对其进行过滤。5)将上述滤液浓缩至原体积1/2时，趁热流入结晶罐，室温放置10-12小时，使青蒿素成品结晶析出，然后滤出母液，并继续浓缩至原体积的1/2，同上述条件下放置，如此反复浓缩处理至少四次。绝大多数青蒿素成品结晶皆析出；6)将已析出青蒿素结晶的母液进行蒸汽蒸馏，在温热下将适量的石油醚加入母液溶解，在5-10℃条件放置24-28小时，滤出少量青蒿素结晶；7)滤出上述结晶后的母液浓缩，浓缩液进行硅胶柱层析，以异丙醇与6号汽油为溶剂洗脱，并用紫外线在210nm对流出液进行检测(或用1%香草醛硫酸液喷雾显色检查)收集阳性反应流分，浓缩至有细针状簇结晶析出，滤出结晶后，再以乙醚--石油醚重结晶，可得次甲基青蒿素纯品。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂的量为青蒿素干燥碎物重量的3-7倍。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于反复热回馏提取至少四次。热回时间至少10小时。
4.按权利要求1所述方法其特征在于，做为洗脱剂的异丙醇或醋酸乙酯同低沸点汽油重量的比例为20-30∶80-70。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的过滤柱的直径与柱体高之比例为1∶1-2。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的硅胶是具有吸水性能至少在0.9ml/克;100-200目的球型特殊扩孔硅胶粒。
7.按权利要求1或6所述的方法，其特征在于所述硅胶的用量按下列公式计算(W-2.8)/0.7 ×＝每百公斤青蒿叶所需硅胶公斤量。其中;W每百公斤青蒿素溶剂浸出的物的干重。
8.按权利要求4或5所述的方法，其特征在于，浸提液流经过滤柱的流速为3.4-4.5升/分.公斤。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述纯化用95%的乙醇的量为青蒿素粗结晶重量的60-80倍。
10.按权利要求7所述的方法，其特征在于对所述的特殊扩孔硅胶进行烘烤处理，去水温度不得大于1100℃，烘烤时间为60-80分钟。
11.按权利要求1所述的方法，其特征在于监测流出液中过滤柱青蒿素可采用下述方法。A.当流出液有特异香味时证明该流出液含有青蒿素。B.硅胶薄层检测法;取小硅胶薄层板一块，在薄板上滴一小滴流出液，让溶剂自行挥散，然后在原点中心滴一滴石油醚液，待石汽油醚挥散后，用10%香草醛硫酸液，喷雾显示，若班点中心显杏黄色并逐渐变成潮兰色则证明流出液中含有青蒿素。C.取流出液50ml，水浴回收溶媒，然后浓缩该溶液，在30℃温度放置片刻，若见有针晶析出则证明该流出液含有青蒿素。
全文摘要
本发明涉及一种从青蒿原植物中提取青蒿素及次甲基青蒿素的方法，其中采用低沸点汽油为溶剂，反复浸提，至少四次，再经超短粗型过滤柱分离青蒿素及次甲基青蒿素，该方法分离快、收率高、溶剂耗用少。
文档编号C07D493/18GK1047503SQ8910338
公开日1990年12月5日 申请日期1989年5月25日 优先权日1989年5月25日
发明者魏振兴 申请人:山东省中医药研究所