專利名稱：微波提取青蒿素的方法
技術領域：
本發明總體上涉及物質的分離、提取，更具體地講，本發明涉及用微波輻射從黃花蒿植物碎料中提取青蒿素的方法。
存在于黃花蒿植物碎料中的青蒿素是有用的藥物活性成分。青蒿素是一類抗瘧新藥。目前，青蒿素一般是從菊科植物黃花蒿(Artemisiaammua L．)中分離提取的。 目前，從黃花蒿植物碎料中提取青蒿素的方法基本上有兩大類，一是傳統化學溶劑浸提法，另一類是超臨界流體提取法。然而，這兩類提取工藝都存在著許多缺陷。
具體而言，化學溶劑浸提法的缺點有能源、原材料消耗量大，提取效率不高，工業污染排放量大等。例如，CN1092073A公開了用乙醇、含苯或乙酸乙酯的溶劑汽油對黃花蒿葉粉進行浸提的方法。該方法的收率為0．45％左右。
另外，有人公開了用超臨界流體提取法提取青蒿素。例如，CN1095381A公開了一種利用超臨界二氧化碳從黃花蒿植物碎料中萃取分離青蒿素的方法。從該申請的說明書附圖
中可見，為實施該方法則需要CO2氣體瓶、壓縮泵、熱交換器、萃取釜、解析器、冷卻釜等一系列設備，并需在一定的壓力(提取壓力為8-32兆帕，解析壓力為4-8兆帕)下進行。使得這種提取成本較高，而且，該類方法要求的設備較復雜，溶劑選擇范圍窄，不利于大規模生產。可見，這類方法也存在著一定的缺陷。
由于微波萃取能對萃取體系中的不同組分進行選擇性加熱，并且由于微波是利用分子極化或離子導電效應而直接對物質進行加熱，因此能使目標組分更易從被萃取物中游離出來，且熱效率高，提高了萃取效率。然而，直到目前為止，尚沒有人采用微波來提取青蒿素。
本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，通過利用微波萃取的特點，提供從黃花蒿植物碎料中快速、高效地提取青蒿素的新方法。即，提供一種可以取代上述傳統的溶劑浸提和超臨界流體萃取工藝的簡便易行、高效、快速，成本低，廢液排放量少的新方法。
本發明是采用頻率為2450MHz或915MHz、功率為500-15000瓦的微波對黃花蒿植物碎料在溶劑中進行處理，從黃花蒿植物碎料提取青蒿素的新方法。
具體而言，本發明包括以下方面本發明提供了一種青蒿素的提取方法，該方法包括用頻率為2450MHz或915MHz、功率為500-15000瓦的微波對黃花蒿植物碎料在選自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶劑中進行處理的微波處理步驟。
在上述的提取方法中，優選所用的微波頻率為2450MHz，微波處理時間為1-20分鐘。
在上述的提取方法中，優選所述微波處理分1-3次進行，每次1-10分鐘。
在上述的提取方法中，優選所述溶劑與黃花蒿植物碎料的量按重量比計為1∶6-8。
在上述的提取方法中，優選所述的黃花蒿植物碎料為細碎形式的，粒徑為小于等于5毫米。
在上述的提取方法中，優選還包括在進行完所述的微波處理之后，用選自溶劑汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液對微波提取所得初提液再次進行提取的步驟。
在上述的提取方法中，優選所述的再次提取采用頻率為2450MHz或915MHz功率為500-15000瓦的微波進行。
在上述的提取方法中，優選所述微波處理分1-3次進行，每次1-5分鐘。
在上述的提取方法中，優選將微波提取所得初提液進行濃縮，然后再與萃取液按重量比計為1∶4-8混合。
本發明還任選地包括在進行所述的再次提取之前，將從黃花蒿植物碎料中經1-30分鐘、優選1-20分鐘的初步微波提取得到的初提液進行濃縮并回收溶劑。本發明還任選地包括在進行完上述的的再次精提取后，將分離出的精提液經濃縮后用重結晶法、活性炭吸附法和層析柱法進行純化。然后，對純化后的粗產物進行濃縮干燥，得青蒿素含量在95％以上的產品。
本發明采用的黃花蒿植物碎料，包括黃花蒿桿和葉的碎料，并優選新近采收的黃花蒿葉碎料，更優選將所述新鮮黃花蒿植物碎料粉碎為直徑不大于5毫米或研磨成黃花蒿植物漿料。對于上述碎料的細碎程度沒有更為特別的限制，但是一般來說是越為細碎越好。
對本發明所采用的萃取容器沒有特別的限制，只要它能用于以微波加熱即可。該容器可以是敞口的，也可以是帶有蓋子的。其例子有玻璃燒杯、提取罐如聚四氟乙烯或陶瓷內壁的提取罐等。
本發明采用的微波頻率為2450MHz或915MHz。目前大部分的工業用或民用微波儀的頻率為2450MHz。本發明人認為另一工業用微波頻率915MHz也能實現本發明的目的。這是因為915MHz微波的波長大于2450MHz微波的波長，其對植物細胞的穿透率應不比2450MHz的微波弱，且兩種微波的最終輸出功率可調整為一定值，因此，只要調協微波輸出參數，915MHz同樣適用提取。2450MHz是本發明優選的頻率。本發明所用微波儀器的功率為500-15000瓦或更大，優選500-15000瓦。
在本發明方法的微波初提步驟中可采用的萃取劑為水，C1-C4醇如甲醇、乙醇、丙醇等，乙醚，丙酮，乙酸乙酯等。在本發明的初步提取步驟中，所用溶劑優選為水、甲醇、乙醇、乙醚和丙酮等，它們可單獨使用，也可混合使用。所用黃花蒿植物碎料與萃取劑的比例(重量比)(簡稱為固∶液)=1∶4-10，優選為6-8。此步驟的微波輻射處理時間為1-20分鐘，優選10-15分鐘。該微波初提步驟可分1-3次進行，每次微波作用1-10分鐘。
在本發明的再次提取(精提)步驟中，可使用的溶劑優選為溶劑汽油、石油醚和乙醇等，它們可單獨使用，也可混合使用。其中將初提步驟后濃縮所得的濃縮物與該萃取劑按1∶4-8(體積比)的比例混合。上述精提取步驟可以是傳統萃取步驟，也可以是如本發明粗提取步驟一樣的微波萃取步驟，而且后者是優選的。在用微波處理進行再次提取時，該微波處理可為1-15分鐘，優選分1-3次進行，每次1-5分鐘。
在進行完上述的精提后，本發明方法還任選地將所得的精提液濃縮，并用1-3倍體積的選自乙醇、丙酮和乙酸乙酯的溶劑和相當于黃花蒿碎料1-4％的活性炭進行除色和去雜質。當然，該步驟的目的也可通過使精提液過聚酰胺樹脂柱或重結晶和離心的方式實現，這些是本領域的普通技術人員所熟知的。
因此，更詳細地講，本發明一個特別優選的方法包括如下步驟將粉碎至粒徑為5毫米以下黃花蒿植物碎料固∶液=1∶6-8的比例與選自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶劑進行混合，然后用頻率為2450MHz、功率在500-15000瓦的微波儀器初步加熱萃取10-15分鐘，然后過濾分離出初提液，經減壓濃縮后，向殘余物中按體積比為1∶4-8的比例加入選自溶劑汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液，同樣，用頻率為2450MHz功率在500-15000瓦的微波儀器對所得混合物作用1-10分鐘，接著進行過濾和濃縮，加入1-3倍體積的乙醇、乙酸乙酯或丙酮和1-4％的活性炭，攪拌過濾后，將上清液減壓濃縮、干燥以制得本發明方法的產物。
為制備純度更高的青蒿素制品，還可用70％左右的乙醇或丙酮將上述本發明的產物溶解，并用水洗滌1-3次，然后再經減壓濃縮、干燥，可以制得青蒿素含量在98％以上的制品。
以高效液相色譜測量所得產物中的青蒿素含量。
從上述可以看出，本發明方法步驟簡便，易于操作。另外，本發明方法的萃取效率也比較高，還大大降低了非目標成分的含量。
下面以實施例的方式，對本發明做更為詳細的描述。
實施例1將當年生黃花蒿植物包括桿和葉粉碎至粒徑小于等于5毫米，將碎料1．0kg裝入2升的玻璃燒杯內，加入水∶乙醇∶乙醚=40∶55∶5(體積比)的溶劑，固∶液(重量比)=1∶8，用功率為1000瓦頻率為2540MHz的微波爐(National K577 WFS，1300W，6A)加熱提取30分鐘，經過濾除殘渣，減壓濃縮后，得初提液2kg，再用汽油溶劑∶乙醇=70∶30(體積比)混合溶劑6．5kg，用按常規萃取法于室溫精提取2小時，經分液漏斗分離并濃縮，向其中加入75％的乙酸乙酯5kg和5％活性炭，攪拌，過濾，濃縮，并用75％的丙酮溶解后，再經分離、濃縮、減壓干燥即可得產物4．5g。以高效液體色譜法測青蒿素的含量為98％。
其中所用高效液體色譜法的參數如下色譜柱C18洗脫劑甲醇70％洗脫速率1．0ml／min波長290nm實施例2將切碎的黃花蒿植物碎料1kg裝入提取罐內，加入石油醚∶乙醇∶水=0．7∶0．2∶0．1的溶劑，固∶液=1∶6，用功率為6000W頻率為2540MHz的微波加熱提取15分鐘，經減壓過濾分離，回收得初提液。再用汽油溶劑∶乙醇=70∶30(體積比)混合溶劑提取，其中先以與初提步驟所用頻率和功率相同的微波作用5分鐘，再經攪拌，萃取1．5小時，經過濾分離，濃縮，用70％乙酸乙酯和3％活性炭進行重結晶和除色，過濾，濃縮，用75％乙醇溶解后，經分離，減壓濃縮、干燥得產物5．1g。其中以高效液體色譜法測青蒿素的含量為97％。測定條件同實施例1。
實施例3按實施例2的方式，進行青蒿素的提取，只是將實施例2中微波初提所用的萃取液更換為水∶丙酮=40∶60，將微波再次提取所用的萃取液更換為石油醚∶乙酸乙酯=70∶30，純化步驟中用80％乙醇進行重結晶。得產物4．1，青蒿素含量為99％。
比較例采用黃花蒿植物碎料100克，以實施例1的方法和普通萃取法來進行實驗。該兩實驗的差別僅在于普通萃取法是用1000瓦的電爐加熱回流提取30分鐘來代替實施例1中的微波初提。結果，采用電爐加熱回流提取，得產物0．87g，青蒿素含量為37％。
綜上所述，本發明通過采用微波，并配以適當的溶劑，可從黃花蒿植物碎料中快速、高效地提取青蒿素。本發明工藝的能源、溶劑耗量較常規化學溶劑浸泡提取工藝節約70-90％，廢液排放量減少約80-90％，屬典型的環境清潔生產工藝。
權利要求
1．一種青蒿素的提取方法，該方法包括用頻率為2450MHz或915MHz、功率為500-15000瓦的微波對黃花蒿植物碎料在選自水、C1-C4的醇、乙醚、丙酮或其混合物的溶劑中進行處理的微波處理步驟。
2．權利要求1所述的提取方法，其中所用的微波頻率為2450MHz，微波處理時間為1-20分鐘。
3．權利要求2所述的提取方法，其中所述微波處理分1-3次進行，每次1-10分鐘。
4．權利要求1-3中任一項所述的提取方法，其中所述溶劑與黃花蒿植物碎料的量按重量比計為1∶6-8。
5．權利要求1-3中任一項所述的提取方法，其中所述的黃花蒿植物碎料為細碎形式的，粒徑為小于等于5毫米。
6．權利要求1所述的提取方法，還包括在進行完所述的微波處理之后，用選自溶劑汽油、石油醚、C1-C3醇及其混合物的萃取液對微波提取所得初提液再次進行提取的步驟。
7．權利要求6所述的提取方法，所述的再次提取采用頻率為2450MHz或915MHz功率為500-15000瓦的微波進行。
8．權利要求7所述的提取方法，其中所述微波處理分1-3次進行，每次1-5分鐘。
9．權利要求6-8中任一項所述的提取方法，其中微波提取所得初提液與所用萃取液按體積比計為1∶4-8。
全文摘要
本發明公開了一種采用頻率為2450MHz或915MHz、功率為500—15000瓦的微波對黃花蒿植物碎料在選自水、C
文檔編號C07D493/00GK1281859SQ0012035
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月8日 優先權日2000年7月8日
發明者劉征濤, 陳復 申請人:中國環境科學研究院, 劉征濤, 陳復