分子蒸餾技術在醫(yī)藥工業(yè)中的應用(精)

1、#醫(yī)藥工業(yè)#分子蒸餾技術在醫(yī)藥工業(yè)中的應用劉振香,陳鋆(浙江金華職業(yè)技術學院材料與化工學院金華321017摘要:本文通過系統(tǒng)查閱以往國內外文獻資料,結合國內分子蒸餾技術的研究現狀,對分子蒸餾根本原理、主要裝置和其在醫(yī)藥工業(yè)中的應用等進行綜述。關鍵詞:分子蒸餾應用別離純化醫(yī)藥工業(yè)中圖分類號:R28412文獻標識碼:A文章編號:1672-7738(200702-0121-03The application of molecular distillation technology in pharmaceutical industryLIU Zhen2xiang,CH EN Yun(Jinhua Co

2、llege of P rofession&Technology School of Material and Chemical Engineer ing,Jinhua,321017ABSTRACT:Thr ough systematical review of pr evious liter atur es,combining with research status of molecular distillation, the funct ions of molecular distillat ion,main equipment and the application in pha

3、rmaceut ical industr y were summar ized1 KEY WORDS:Molecular distillat ion;application;separ ation and purification;phar maceutical industry分子蒸餾(Molecular distillation技術,又稱短程蒸餾(short path distillation,是一種高效新型液-液別離技術,作為一種對高沸點和熱敏性物質進行有效別離的手段,在近幾十年來得到了迅猛開展。它是一種特殊的液-液別離技術,其實質是分子的蒸發(fā)過程。1分子蒸餾的根本原理依分子蒸餾技術的原

4、理,在于突破了常規(guī)蒸餾依靠沸點差異離物質的原理,而是依靠不同的物質分子逸出后的運動平均自由程的差異來實現物質的別離。普通的蒸餾過程,當形成的蒸汽分子離開溶液液面后,在運動中相互碰撞,一局部進入冷凝器中,另一局部那么返回溶液中。分子蒸餾技術的特點,在于溶液液面與冷凝器間距離十分靠近,蒸汽分子離開液面后,在它們的分子自由程內經過相互碰撞就可以到達冷凝面,不再返回溶液中。一個分子在相鄰兩次碰撞之間所經過的路程叫分子的自由程。在某時間間隔內,自由程的平均值稱為平均自由程。在一定條件下,某一分子的平均自由程與該分子所處體系的溫度成正比,而與體系的壓力和該分子的有效直徑成反比。分子蒸餾的別離作用就是依據此

5、原理實現的。對液體混合物的別離,接受到足夠能量的分子逸出液面成為氣相分子。如以下圖所示,液體混合物沿加熱板自上而下流動,被加熱后足夠的分子逸出液面,質量較輕的分子其分子平均自由程大,質量較重的分子其分子平均自由程小,假設在離液面距離小于輕分子的分子平均自由程而大于重分子的分子平均自由程處設置一冷凝板,此時,氣體中的輕分子能夠到達冷凝板,從而破壞了體系中輕分子的動態(tài)平衡,而使混合液中的輕分子不斷的逸出;相反,氣體中重分子因不能到達冷凝板,很快與液相中重分子趨于動態(tài)平衡,表現上重分子不再從液相中逸出,從而到達液體混合物的別離1,2,3,4 。2分子蒸餾裝置一套完整的分子蒸餾設備主要包括:分子蒸發(fā)器

6、、脫氣系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。分子蒸餾技術的核心為分子蒸餾裝置。各國研制出了多種多樣分子蒸餾裝置,但根據形成蒸發(fā)液膜的不同設計和結構差異,大致可分為3大類:(1降膜式分子蒸餾器(falling-film evapor ator;(2刮膜式分子蒸餾器(wiped-film evapora2 tor;(3離心式分子蒸餾器(centr ifugal evaporat or。211降膜式分子蒸餾器為早期形式,結構簡單,流體靠重力在蒸發(fā)壁面流動時形成一層薄膜,但液膜厚度不均勻,且液膜流動一般為層流,傳質、傳熱阻力大,效率差,當今世界各國很少采用。212刮膜式分子蒸餾器形成的液膜

7、薄,別離效率高,但較降膜式結構復雜,其優(yōu)點是:液膜厚度小,并且沿蒸發(fā)外表流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續(xù)進行,生產能力大;缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發(fā)外表都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發(fā)生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由于該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業(yè)生產中,大局部都采用該裝置。213離心式分子蒸餾器依靠錐形蒸發(fā)簡體旋轉,使物料在離心力作用下呈液膜狀均勻分布在壁面上,別離效果較好,但結構較復雜,真空密封較難,設備的制造本錢高。為提高別離效率,往往需要采用多級串聯(lián)使用而實現不同物質的多級別離。3分子

8、蒸餾在醫(yī)藥工業(yè)中的應用分子蒸餾技術對天然活性物質所具有的高效別離和純化的特點,為一類新藥創(chuàng)制過程中單體成分的別離純化提供了簡捷的手段。分子蒸餾技術還可應用于制備天然藥物標準品、醫(yī)藥中間體的提純等方面,例如制備激素縮體、葡萄糖衍生物,以及天然維生素A、D、E和B-胡蘿卜素等。311對天然活性物質的別離許多天然藥物含有揮發(fā)油,而揮發(fā)油中許多化學成分都具有生物活性,其主要成分為醛、酮、醇類化合物,而大局部是萜類,沸點較高,對熱比較敏感,受熱時很不穩(wěn)定,易分解、氧化,用傳統(tǒng)蒸餾的方法提純,容易使有效成分變質,而用分子蒸餾技術進行別離精制,可將不同組分別離,并可脫臭、脫色、提高藥品的質量。陳建華等利用分

9、子蒸餾技術已成功地用于桂皮油、山蒼子油、廣藿香油、香根油、香茅油、澳洲茶樹油、玫瑰油、大蒜油、姜油等藥用植物油的別離5,6,7。銀杏內酯在血液循環(huán)系統(tǒng)、中樞神經系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、氣管過敏性、器官移植排斥反響及其他免疫反響、炎癥反響等都有藥理作用。而目前已經知道銀杏葉中含有5種銀杏內酯A、B、C、J和M,其中銀杏內酯B在銀杏葉中的含量僅為012%。5種內酯的結構極其相似,假設采用傳統(tǒng)的別離方法很難將其別離,而采用分子蒸餾技術后,別離難度就大大降低8。川芎味辛溫,具有活血行氣、祛風止痛的成效。采用分子蒸餾技術對川芎的超臨界萃取產物進行了提取和別離。結果說明與川芎的超臨界萃取物相比

10、,經過分子蒸餾處理后,川芎揮發(fā)油的化學溶劑殘留成清楚顯減少。揮發(fā)油的主要成分2,3-丁二醇、A-蒎烯等含量也相應提高,分別從0111%、0103%提高到0176%、0116%9。帕羅西汀堿(Pa roxetine base是帕羅西汀(Paroxet ine的有效成分,它在醫(yī)藥上應用十分廣泛,主要用于抗抑郁癥方面,同時還有治療功能性消化不良、腹瀉型腸易激綜合征等成效,但其生產過程存在別離提純難度大問題,應用刮膜式分子蒸餾設備對帕羅西汀堿原料進行別離提純試驗,經過4級別離操作就可以將原料中的帕羅西汀堿由質量分數6913%、純度79123%,分別提高到99131%和99192%,總餾出率為50184

11、%10。辣椒中所含的辣椒堿具有強而持久的消炎鎮(zhèn)痛作用,同時還具有一定抗癌活性,對各類神經痛、類風濕性關節(jié)炎、跌打損傷均具有顯著療效。采用分子蒸餾技術可實現辣椒色素與辣椒堿的別離,得到辣椒堿標準提取物(含量20% 60%和辣椒堿純品。姜油產品是美國銷量最大的食品補充劑之一,姜油的主要成分是姜辣素(姜烯酚、姜烯、姜酚等,具有明顯的抗胃潰瘍、抗運動病、止嘔、降壓、抗衰老、抗血小板聚集、保肝、利膽等一系列生理活性,也是功能性食品的主要原料,采用分子蒸餾技術可使姜辣素含量由原料的5%提高到85%以上11。312天然藥物提取物的純化和精制31211天然維生素E的提純:天然維生素E是生育酚的混合物,主要存在

12、于一些動植物組織中,由于維生素E對熱敏感,沸點很高,普通的真空精餾過程中易發(fā)生分解作用;溶劑萃取法需要的步驟繁多,收率較低。對天然維生素E的精制,可直接采用分子蒸餾提純,或將脫臭餾出物甲基化后再進行分子蒸餾提純精制12,13。采用分子蒸餾法,在(011331133Pa 的高真空度下反復精制提純,可使維生素E的純度到達60%以上,最高可以到達98%。王寶剛13生產的維生素E產品為棕紅色黏性液體,經二級分子蒸餾提純后天然維生素E濃度可達50%,副產品脂肪酸甲酯含量85%以上。31212天然色素有效成分的提取:類胡蘿卜素是維生素A的前體,廣泛分布在自然界中,西紅柿、杏子、蛋黃和胡蘿卜等都含有類胡蘿卜

13、素,既是一種生理活性物質,又是一種天然色素,已在食品、醫(yī)藥和化裝品等工業(yè)中得到廣泛的應用。紅棕櫚油中含有0107%的胡蘿卜素,將其在低溫下甲酯化,然后用三級分子蒸餾法回收胡蘿卜素,可獲得含量40%以上的天然類胡蘿卜素,質量明顯優(yōu)于浸提法、吸收法和皂化溶劑提取等傳統(tǒng)方法得到的類胡蘿卜素14。辣椒紅色素是一種從成熟的辣椒果皮中提取的優(yōu)良天然色素,它具有良好的乳化分散性、耐光、耐熱、耐酸堿和耐氧化性,已被廣泛應用于食品、醫(yī)藥以及化裝品等產品的著色過程。利用分子蒸餾技術提取辣椒紅色素,不但色澤鮮艷,熱穩(wěn)定性好,關鍵是脫辣味效果極好。且同時生產辣素副產品。采用該技術提取的紅色素色澤鮮艷,熱穩(wěn)定性好,產品

14、中有機溶劑殘留體積分數僅為210-5,可廣泛用于醫(yī)藥、食品及化裝品的著色,對人體平安、無毒且具有一定的營養(yǎng)價值,完全符合藥用和食用的質量要求5。313其他醫(yī)藥工業(yè)的應用31311制備天然藥物標準品:天然藥物對照品對天然藥物的質量控制、藥效和療效的判定以及生產工藝穩(wěn)定等方面都有重要作用,而目前天然藥物標準品一般用常規(guī)方法提取精制,生藥用量大,提取效率較低,純度較難到達標準品的要求。許多天然藥物的標準品制備,采用分子蒸餾方法,效率高,生藥用量少,是一種理想的方法。31312天然藥物新藥開發(fā)的新方法:天然藥物是尋求新藥最豐富的資源之一,就加快對天然藥物活性成分別離純化要求而言,由于分子蒸餾技術所具有

15、的對活性成分有效別離和保護優(yōu)勢,它能為創(chuàng)制一類和二類新藥的單體成分提供有效的純化手段。如上面提到的利用辣椒油或辣椒浸膏可使辣椒堿純度到達98%以上;姜油中的姜辣素到達90%以上;姜黃油中的姜黃烯類化合物含量到達80%以上。31313天然藥物中殘留農藥和有害重金屬的脫除:由于生長環(huán)境和人工種植原因,使得許多天然藥物的提取物中含有殘留農藥和某些有害重金屬。采用分子蒸餾方法脫除殘留農藥和有害重金屬,比其他傳統(tǒng)方法更有效。4應用前景與展望綜上所述,分子蒸餾技術作為一種特殊的高新別離技術,是常規(guī)真空蒸餾的重要補充,主要適用于高沸點、熱敏性物料的提純別離。近年來,特別是進入二十一世紀以來,隨著分子蒸餾技術

16、研究的不斷深入和開展,其在醫(yī)藥工業(yè)、保健食品等領域得到了越來越廣泛的應用,特別是分子蒸餾技術與傳統(tǒng)提取別離技術、超臨界萃取技術相結合用于中藥產業(yè),應用前景十分誘人。參考文獻1付立海1分子蒸餾技術1化學教學,2005,9:394012邢紅麗1分子蒸餾技術的應用與開展1武漢工業(yè)學院學報,2005,24(1:657113陳立軍,陳煥欽1分子蒸餾技術及其應用的研究進展1香精香料化裝品,2004,5:222614張新位,胡德榮1分子蒸餾技術淺釋1首都師范大學學報(自然科學版,2006,27(3:454015陳建華,黃少烈,朱寶璋1分子蒸餾技術在天然藥物別離純化中的應用1中國現代應用藥學雜志,2006,2

17、3(2:10510816許松林,欒禮俠1分子蒸餾技術在中草藥有效成分別離中的應用1藥學進展,2005,29(10:47247317高英,李為民,劉展峰1分子蒸餾技術在中藥研究中的應用1世界科學技術-中醫(yī)藥現代化,新技術與新方法,2005,7(2:32 3418江和源,段文華,尉蕊仙1分子蒸餾技術及其應用1西部糧油科技,2003,6:414319劉紅梅1分子蒸餾技術在天然產物別離與提純方面的應用1河南化工,2003,(4:1012.10應安國,許松林,王淑華1分子蒸餾技術提純帕羅西汀堿1化學工程,2005,33(6:5961111張驍,束梅英,張韜1新型別離技術-分子蒸餾技術及其應用進展1中國制

18、藥信息,2006,22(5:1624112Juraj Lu tisan,Jan Cvengros1M ean free path of molecules onmolecular dis tillation1The Chemical En gineering J ou rnal,1995, 56(1:3950113王寶剛1分子蒸餾提純天然維生素E工藝實踐1中國油脂,2005,30(10:8082114Batis tella1C1B1,Macie11M1R1Wolf1Recovery of carotenoidsfrom palm oil by molecular distillation1Computer s and chemical engineering,1998,22(1:53601#藥品不良反響#氟羅沙星ADR報道分析郭志彩(臨沂市中醫(yī)醫(yī)院臨沂276002中圖分類號:R96913文獻標識碼:A文章編號:1672-7738(200702-0123-03氟羅沙星是第三代氟喹諾酮類抗菌藥物,因其抗菌譜廣、抗菌作用強、吸收快、血漿半衰期長、使用方便等特點,在臨床上被廣泛應用于全身各系統(tǒng)的感染治療,但在臨床使用過程中,該藥