天然產物提取青蒿素

1、關于天然產物的提取青蒿素第1頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三瘧疾 1. 研究的意義和必要性多傳染性疾病新的 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 世紀的傳奇 科學前沿賴強 賀彩麗 青蒿素2007 之變醫(yī)藥經濟報/2007 年/5 月/23 日/第001 版第2頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三瘧疾的典型癥狀 瘧疾是由瘧原蟲引起的寄生蟲病，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。經瘧蚊叮咬或輸入帶瘧原蟲者的血液而感染。不同的瘧原蟲分別引起間日瘧、三日瘧、惡性瘧及卵圓瘧。本病主要表現為周期性規(guī)律發(fā)作

2、，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。典型的瘧疾多呈周期性發(fā)作，表現為間歇性寒熱發(fā)作。一般在發(fā)作時先有明顯的寒戰(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40或更高，面色潮紅，皮膚干熱，煩躁不安，高熱持續(xù)約26小時后，全身大汗淋漓，大汗后體溫降至正?；蛘Ｒ韵?。經過一段間歇期后，又開始重復上述間歇性定時寒戰(zhàn)、高熱發(fā)作。 /sites/weifang/weicheng/articles/G00000/1/382898.aspx第3頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三青蒿素是一種非常有前途的藥物，被WTO稱為“世界上

3、目前唯一有效的瘧疾治療藥物”。它的抗瘧機理特殊，對抗氯哇的惡性瘧和腦型瘧具有：1高效、低毒、速效2有效干擾瘧原蟲的表膜線粒體功能3阻斷了以宿主紅細胞漿為營養(yǎng)的供給，直接殺傷瘧原蟲4調節(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展，中國獸藥雜志，2006, 40 (1) : 4044第4頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 伊斯坦布爾第十屆國際化療會議上名各國醫(yī)壇專家公認青蒿素為治療瘧疾的中國神藥，是世界醫(yī)藥史上的創(chuàng)舉，是對人類的重大貢獻。因而對青蒿素的研究很快成為全球性的熱門課題。 第5頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三2.1青蒿素的分

4、子結構青蒿素(Artemisinin）是從復合花序植物黃花蒿中提取得到的一種無色針狀晶體，分子式為C15H22O5，是一個含過氧基團的新型倍半萜內酯。具有過氧鍵和內酯環(huán)，有一包括過氧化物在內的1，2，4-三呃烷結構單元，青蒿素這在自然中是十分罕見的。2. 青蒿素簡介邢華斌 青蒿素的超臨界流體吸附基礎研究 浙江大學碩士論文 2003第6頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 2.2 青蒿素的理化性質青蒿素為無色針狀晶體，熔點為156157，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。由于其具有特殊的過氧基團，對熱不穩(wěn)定，在150以上

5、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 ，青蒿素的超臨界流體吸附基礎研究 ，浙江大學碩士論文 2003第7頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三青蒿素的照片第8頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三青蒿素在抗瘧中日益顯出其重要性，目前青蒿素的來源有以下幾種：目前除黃花蒿外尚未發(fā)現含有青蒿素的其它天然植物資源。目前商業(yè)用的青蒿素主要來自植物黃花蒿的提取組織培養(yǎng)半合成全合成 從植物黃花蒿中直接提取 2.3 青蒿素的來源錢國平 黃花蒿中提取與純化青蒿素的研究 2007 浙江大學博士論文第9頁，共42頁，2022年，

6、5月20日，20點8分，星期三2.4 青蒿素的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的歷史，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）的帛書五十二病方，其后在神農本草經、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的研究 浙江大學博士論文 2007第10頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三關于黃花蒿 “黃花蒿”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，不僅自身能抵御各種病蟲侵襲，而且能適應各種惡劣氣候，并且還會在夏秋之交散發(fā)出濃郁的香氣。 黃花蒿雖然系世界廣布種，但青蒿素含量隨產

7、地不同差異極大。據迄今的研究結果，除我國重慶東部、福建、云南、廣西、海南部分地區(qū)外，世界絕大多數地區(qū)生產的黃花蒿中的青蒿素含量都很低，無生產價值。因此，我國具有明顯的資源優(yōu)勢。龐 誠 青蒿素書寫21 世紀的傳奇 科學前沿第11頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 植物學研究表明黃花蒿系一年生草本植物，3月上旬至中旬出苗，47月植株營養(yǎng)生長旺盛，其中56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月下旬結實，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，估采摘時間應為7月下旬至8月中旬。李子穎等，青蒿素提取技術研究進展，中藥研究與信

8、息，2002，4（2）第12頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三黃花蒿的照片第13頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三李子穎等，青蒿素提取技術研究進展，中藥研究與信息，2002，4（2）第14頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三主要功能是抗瘧，對鼠瘧、猴瘧、人瘧均有抗瘧作用120世紀80年代初，人們研究發(fā)現，青蒿素有抗血吸蟲作用2抗腫瘤3增強和調節(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青蒿素的功能作用李偉,石崇榮，青蒿素研究進展，中國藥房2003 年第14 卷第2 期第15頁，共42頁，2022年，5月20

9、日，20點8分，星期三3. 現狀及前景展望3.1 青蒿素的研究現狀3.1.1中國關于青蒿素的文獻有912篇，其中2007年發(fā)表的就有85篇。3.1.2 21 references were found containing Extraction of Artemisinin as entered 14 references were found containing preparation of Artemisinin as entered3.1.3 從黃花蒿中提取青蒿素方法：微波輔助提取、水蒸氣蒸餾、有機溶劑提取、超臨界CO2提取、大孔樹脂提取等第16頁，共42頁，2022年，5月20日，2

10、0點8分，星期三3.1.4 關于青蒿素的專利 專利統(tǒng)計簡報，2007年第 9期（總第14期）持續(xù)增長的趨勢第17頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三第18頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三從右圖可以看出，在我國青蒿素及其衍生物的相關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的藥物制劑申請中，有21 項為青蒿素及其衍生物的抗瘧疾類復方制劑，其中國內申請有19 項，占絕大多數。表明復方制劑是青蒿素類藥物研究中的熱點領域，其技術發(fā)展較快。專利統(tǒng)計簡報，2007年第 9期（總第14期）第19頁，共42頁，2022年，5月20日

11、，20點8分，星期三3.2 前景展望在今后的幾年里, 青蒿素的研究應在以下幾個方向進行深入研究: (1) 野生青蒿資源的勘察, 高產系的篩選;(2) 具有高效抗瘧活性的青蒿素衍生物開發(fā); (3) 青蒿素生物合成途徑及關鍵酶的深入了解的基礎上進行青蒿素合成的代謝調控; (4) 青蒿素合成關鍵酶基因的克隆, 以及在合適的青蒿組織培養(yǎng)體系和微生物中高效表達; (5) 開發(fā)合適的青蒿組織培養(yǎng)生物反應器系統(tǒng), 進行過程的優(yōu)化控制和放大, 實現青蒿素大規(guī)模商業(yè)化生產。最近,最初發(fā)現青蒿素具有抗癌作用的美國華盛頓大學正式與重慶華立控股公司和華立制藥簽約,研發(fā)新的青蒿素抗癌藥物,這無疑使青蒿素類藥物再添光輝郭

12、燕,王俊,陳正堂,青蒿素類藥物的藥理作用新進展,中國臨床藥理學與治療學,2006劉春朝等，青蒿素研究進展，化學進展,1999，11（1）第20頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三主要成分黃花蒿中的化學成份種類較多，目前己發(fā)現種以上，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、棕擱酸、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，-丁香烯，蒿酮等阮棟梁，青蒿素的制備、用途和展望，渤海大學學

13、報，2 0 0 7 年6 月第28 卷第2 期第21頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 4、青蒿素的提取方法在從植物黃花蒿中提取青蒿素的過程中，主要存在著三個問題。一、青蒿素在黃花蒿中的含量不高，一般在0.1-0.6%，而且黃花蒿的自然資源不甚豐富二、青蒿素是細胞內產物，提取時青蒿素從細胞內釋放，擴散進入提取介質比較慢，影響了提取率,增加了操作成本三、青蒿素對熱不穩(wěn)定,受熱易分解第22頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三從黃花蒿中提取分離青蒿素的關鍵在于以下三點如何使青蒿素提取率或利用率達到最高，充分利用寶貴的有限資源如何強化傳質縮短提取周期，從而降低

14、生產成本，提高經濟效益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、精制青蒿素從所查的文獻來看，主要有以下幾種方法：第23頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三青蒿素的提取方法大孔吸附樹脂超臨界CO2提取有機溶劑提取第24頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 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 60 oC以下減壓 回收溶劑 放置，析出粗品70% 乙醇 重結晶青蒿素韋國鋒等，大孔吸附

15、樹脂提取青蒿素的研究，Ion Exchange and Adsorption, 2007第25頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 ：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，它具有表面吸附和氫鍵吸附的雙重作用。樹脂對青蒿素具有較大的吸附量，而且易于解吸，是較為理想的樹脂。3. 以ADS-17 樹脂上柱，吸附、解吸流速均為2BV/h（BV/h即每小時流過床層的流動相的體積為樹脂床體積Bed Volume的倍數 ）4. 用90%乙醇作洗脫劑，青蒿素得率和提取率分別高達到0.3%和75%以上，其含量大于99%。韋國鋒

16、等大孔吸附樹脂提取青蒿素的研究，Ion Exchange andAdsorption，2007工藝要點第26頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三有機溶劑浸提法 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。因此可用有機溶劑提取植物中的有效成分，然后用柱層析或重結晶等方法分離精制得到青蒿素?；竟に囀牵焊稍锲扑榻?、萃?。ǚ磸瓦M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)提取分離青蒿素的一條可行的工藝路線，其表述如下圖所示。阮棟梁等，青蒿素的制備、用途和展望，渤海大學學報(自然科學版)，2007第27頁，共42頁，20

17、22年，5月20日，20點8分，星期三黃花蒿的葉粉50g 石油醚提?。?000mL）石油醚提取液2800mL 減壓旋轉蒸發(fā)石油醚浸膏物質用100mL70%乙醇萃取注入萃取裝置（分液漏斗） 去除蠟質乙醇萃取液100mL 用100mL含苯的石油醚 萃取劑重復3次萃取液300mL醇相 加5g活性炭脫色，過濾，回收溶劑濃縮液 冷卻結晶粗品0.2104g用50%的乙醇結晶青蒿素0.2254g第28頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三趙兵等對石油醚提取青蒿素的工藝作了較系統(tǒng)的研究。他們研究考察了超聲波用于強化石油醚萃取的功效。采用超聲波強化提取主要是利用超聲波破碎細胞(空化作用)和強化

18、傳質(機械作用)，破碎的效果不僅取決于聲強，頻率，而且與提取介質性質等多種因素有關。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83%，而用超聲波處理6次，每次處理2min共計12min提取相同時間，提取率可達81%,該研究對改進現有石油醚萃取工藝，提高產率有一定幫助。第29頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三超臨界CO 2萃取超臨界流體萃取是一種新興的萃取分離技術。處于臨界區(qū)附近的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)為主導的工藝路線。李子穎等，青蒿素提取技術研究進展，中藥研

19、究與信息，2002，4（2）第30頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三流量器青蒿素分離器預熱器取樣分離器萃取器預熱器緩沖罐高壓泵冷凍裝置CO2雜質放空預熱器黃花蒿草經粉碎篩分后裝入萃取器。從鋼瓶出來的CO2冷卻成液態(tài) , 再由高壓泵壓縮后進入緩沖罐 ,經預熱器進入萃取器 , 與原料黃花蒿進行接觸和傳質。溶有溶質的超臨界CO2 經兩級預熱、兩級減壓后 , 進入分離器和分離器 。從分離器 頂部出來的 CO2 (壓力約為5 MPa) 經流量計測量流量后放空 (或循環(huán)使用) 。預熱器、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CO 2從黃花蒿中提取青蒿素的研究,化

20、工 進 展 ,2005,24第31頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 綜合水蒸氣蒸餾、有機溶劑萃取、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)性成分的提??；有機溶劑法提取青蒿素，工藝路線成熟，易于工業(yè)化，但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，價格低，無毒，不燃，可以循環(huán)使用，生產不造成環(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)生熱裂解等化學反應。通過改變CO2 密度和操作參數可改變CO2對青蒿素的

21、溶解性。缺點是一次性設備投資大。錢國平等，超臨界CO2 從黃花蒿中提取青蒿素的研究，化工進展，2005第32頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三微波輔助溶劑萃取是在有機溶劑萃取基礎上進行的改進，較有機溶劑萃取選擇性增加，溶劑消耗量大大減少，時間縮短數倍值至十倍，收率提高，成本降低。大孔樹脂提取，優(yōu)點具有吸附容量大，選擇性好，易解吸，易再生，成本低，效率高等特點，克服了其他方法消耗溶劑油多，不甚安全和嚴重污染環(huán)境的缺點。李子穎等，青蒿素提取技術研究進展，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)藥學報，2005，3（20）第33頁，共42頁，

22、2022年，5月20日，20點8分，星期三5. 分析方法定性分析薄層色譜分析吸取一定量青蒿素樣品溶液，點樣于以硅膠G或硅膠-CMC-Na制作的薄板上，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，結果青蒿素呈鮮黃色斑點，繼而又變?yōu)槌彼{色，用110活化的層析硅膠片點樣，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、磷酸和水的混合溶液作顯色劑，80烘半個小時，青蒿素呈藍紫色斑點。顯色法：即利用青蒿素化學性質中的顯色反應作為檢測青蒿素的方法。陳強,青蒿素的提取、分離和測定,寶雞文理學院學報, 1999 年3 月第34頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，

23、星期三定量分析 (1)用于含量較高時的定量分析利用青蒿素分子的過氧基進行測定，主要有碘量法和脈沖極譜法。脈沖極譜法是利用過氧橋可還原的性質，選用0.05mol/L硫酸氨銨為底液，青蒿素于0V（vsSCE）處出現一良好峰形，濃度在0-16g/mL范圍波高與濃度呈線形關系，測定下限為2 g/mL利用內酯在堿性條件下水解開環(huán)的特性(2)植物提取液、低含量、復雜成份的測定方法薄層掃描定量法氣相色譜法紅外光譜測定還原性電化學高效液相色譜法(HPLC-EC)高效液相色譜法(HPLC-UV)第35頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三 6 市場調研及經濟技術分析 青蒿素是生產抗瘧藥品的原料

24、；諾華預計今年青蒿素采購原料量共約55.5噸，只相當于目前市場庫存量的1/3；國內涉足青蒿素產業(yè)的企業(yè)主要有華立控股、昆明制藥和復星醫(yī)藥3家，先進入市場的華立控股早在2000年末和2001年10月先后收購了重慶武陵山制藥和湖南吉首制藥兩個青蒿素原料提取廠，后又斥資1.7億元購得青蒿素主要廠商之一的昆明制藥29%的股權。昆明制藥是目前蒿甲醚原料的主要生產與提供者，并與世界主要抗瘧制劑生產商諾華簽訂了20年合約。復星醫(yī)藥是通過2003年底收購桂林制藥而擠進青蒿素市場，復星醫(yī)藥桂林制藥廠成為中國第一個通過WHO復查GMP（藥品生產質量管理規(guī)范）車間合格的企業(yè)；賴強，廣藥高調進軍青蒿素產業(yè) 青蒿素市場

25、新局，醫(yī)藥經濟報2005 10（4）第36頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三青蒿素價格從最高時的8000元/噸跌至現在的1,350元/噸;國內過剩的青蒿素庫存量已達至150噸。諾華中國區(qū)總裁李振福表示，“青蒿素產業(yè)目前目前的現狀并不是因為整個行業(yè)不好，相反，很少有行業(yè)有發(fā)展這么快的速度，究其原因在于沒有得到良性的發(fā)展”。從市場上來看，抗瘧原料的需求量主要依據WHO的預測，由于種種因素，過去幾年WHO的預測量一直大于實際采購量，使得市場需求處于不確定中；加之對此行業(yè)完全沒有了解的新廠商為追求暴利貿然進入，使得產業(yè)最終出現泡沫。郭艾琳，通過WHO 認證，成為中國首個青蒿素采購

26、供應商 復星醫(yī)藥諾華爭戰(zhàn)青蒿素市場，第一財經日報2005 12（3）劉艾東，青蒿素國際市場前景看好，西部時報/2007 年/1 月/30 日/006第37頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三一邊是市場的需求日益增長，一邊又遭遇原料瓶頸。WHO 指定的兩家制藥企業(yè)瑞士諾華和法國賽諾菲都面臨著完不成市場定單的局面。于是從去年開始，主要產地重慶的青蒿價格也從每噸2000元人民幣狂漲到今年的每噸60008000 元，一些地方甚至出現了設關設卡搶貨源的局面，連尚未成熟的早苗都被拔了充數。張偉，青蒿素市場上演中外企業(yè)爭奪戰(zhàn)，中國高新技術產業(yè)導報/2005 7 （001）第38頁，共42頁，2022年，5月20日，20點8分，星期三制劑與規(guī)格青蒿素片(1)50mg(2) 100mg青蒿素栓(1) 400mg(2)600mg青蒿素混懸注射液(1) 1ml：150mg(2) 2ml：300m