一种离子液体高效提取生产青蒿素的新方法

摘要

本发明涉及一种离子液体高效提取生产青蒿素的新方法。将青蒿原料粉碎，用咪唑类离子液体卤化物盐与水的混合液超声强化提取，液固分离后得青蒿素提取液；提取液经有机萃取剂萃取，得到富集青蒿素的萃取液；蒸发回收有机萃取剂，得到青蒿素粗品；青蒿素粗品再溶解后通过柱层析、重结晶等得到高纯青蒿素。离子液体提取液循环使用，多次循环后用大孔树脂再生。本发明采用不挥发、不燃爆的绿色溶剂-离子液体提取青蒿素，通过有机溶剂萃取富集青蒿素，实现了离子液体循环使用，操作简便、易于规模化生产，为解决青蒿素提取分离过程中使用易燃爆、强挥发性溶剂引起的难题提供了有效解决方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用绿色溶剂-离子液体，从青蒿中提取、富集、纯化青 蒿素的方法，属于生化工程技术领域。

背景技术

青蒿(Artemisia annua L.)又称黄花蒿，为菊科一年生草本植物，广泛分布于 我国各地。青蒿入药最早见于马王堆三号汉墓出土(公元前168年左右)的帛书 《五十二病方》，后在《神农本草经》、《本草纲目》等书中均有记载，它是我国 中医传统使用的抗疟中草药。青蒿含有多种挥发性和非挥发性药用成分，其中挥 发性成分主要为挥发油，非挥发性成分主要有青蒿素、青蒿甲素、乙素、丙素及 青蒿酸、香豆素、黄酮、豆菑醇等。野生青蒿中青蒿素含量受地理环境、采集时 期、采集部位、气温等诸多因素的影响(徐进，药学进展，2002，26(5)：274-278)。

20世纪70年代，我国科研工作者在整理民间验方的基础上，提取分离了青 蒿素单体，并通过化学反应、光谱数据和X射线单晶衍射等方法鉴定其为一种 含有过氧基团的新型倍半萜内酯。青蒿素(artemisinin)是一种无色针状晶体，由 于其具有特殊的过氧基团，它对热不稳定，易受湿、热和还原物质的影响而分解 (Li.Y.Med.Abro.，1999，14(3)：102-107)。青蒿素是我国唯一享有独立知识产权并 获得国际认可的药物。自2001年以来，青蒿素类抗疟药物被世界卫生组织认定 为当前最安全有效的治疗疟疾药品，全世界已有51个国家和地区将其作为抗疟 指定药品，用于代替奎宁和氯奎等已引起抗药性的药品(王群红，国外医学中药 分册，2005，27(4)：203-206)。

目前从青蒿中提取青蒿素的方法从提取溶剂上分为挥发性有机溶剂和超亚 临界CO₂提取；从强化方法上分为超声强化和微波强化。云南药物研究所的“溶 剂汽油法”(CN1092073)，山东中药研究所的“丙酮-硅胶柱层析法” (CN87101346A)，Paniego的“甲苯提取法”(Enzyme Microbial Technol.，1996， 18(7)：526-530)以及Vonwiller等人的“甲醇-乙醇-乙醚”提取法(Planta Med.，1993， 59：563)均为有机溶剂提取。有机溶剂提取虽然操作简便、易于工业化，但溶剂 易燃、易爆、挥发性强，存在安全隐患，同时严重污染环境。超亚临界CO₂提 取(CN1095381A，CN1869037A)虽然溶剂绿色、安全，但对要求设备耐高压，一 次性投入高。超声强化(赵兵，化工冶金，2000，21(3)：310-313)和微波强化 (CN00120351.7)提取青蒿素，均采用挥发性有机溶剂，虽然提取时间缩短，溶 剂消耗减少，收率提高，但仍存在有机溶剂提取普遍的安全与污染问题。

目前，离子液体提取有机物和天然产物方面的研究报道还较少。李闲等对 疏水性咪唑离子液体对酚类物质的溶解性研究表明：离子液体溶解酚类物质性能 与传统有机溶剂相当(过程工程学报，2005，5(2)：148-151)。Rogers等研究了 芳香族化合物在几种咪唑离子液体的溶解性(Chem.Commun.，1998，16： 1765-1766)。Gu等研究了亲水性氯化1-甲基-3-丁基咪唑提取分离牛磺酸(Sepn. Pur.Tech.，2004，35：153-159)。Phillips等利用亲水的咪唑氯盐提取蚕丝纤维取 得较好效果(Am.Chem.Soc.，2004，126(44)：14350-14351)。

本发明以青蒿为原料，以咪唑类离子液体卤化物盐为提取剂，水为降低体系 粘度的稀释剂，在超声强化下提取青蒿素。利用有机萃取剂从青蒿素提取液中萃 取富集青蒿素，同时实现离子液体的再生和循环使用。有机萃取相蒸发回收有机 萃取剂后得到青蒿素粗品，青蒿素粗品再溶解后经层析、重结晶进一步精制得到 高纯度青蒿素。离子液体萃余相可循环使用，多次循环使用后可利用大孔树脂进 行再生。本发明具有提取剂不燃爆、不挥发、损耗小、耗能低、无安全隐患、操 作简便、易于工业化等特点，可用于青蒿素高效绿色规模化生产和实现青蒿资源 综合利用。

发明目的及内容

本发明目的是提供一种从青蒿中快速规模化提取青蒿素的方法。采用本发 明提取青蒿素可有效解决现有青蒿素提取技术使用易燃、易爆有机溶剂存在的问 题。本发明涉及一种离子液体高效提取青蒿素的新方法，主要包括以下步骤：

1)将青蒿原料粉碎，过10-80目筛，按固/液比1∶5-1∶70(W/V)加入咪唑类离子 液体卤化物盐和水的混合液，在超声功率1-100W/cm²，超声频率 20-80kHz，温度20-60℃条件下，提取5-60分钟，采用离心或过滤进行液 -固分离，得到含青蒿素的提取液；

2)将步骤1)得到的提取液按青蒿素提取液∶有机溶剂为1∶1-20∶1(V/V)萃取1-5 次，分离有机相得青蒿素萃取液，萃余相-离子液体循环使用；

3)将步骤2)得到的有机萃取液蒸发浓缩回收有机溶剂后得青蒿素粗品；

4)将步骤3)得到的青蒿素粗品再溶解，用柱层析和重结晶进一步精制得高纯 度青蒿素；

5)将步骤2)得到的离子液体萃余液循环使用2-8次后，加入大孔吸附树脂再生， 搅拌吸附0.5-10小时，过滤或离心分离树脂，得到再生的离子液体提取液。

实施例1

1)干燥青蒿叶粉碎，过10目筛，取10克青蒿粉末加25毫升氯化1-乙基-3-甲基 咪唑和25毫升水，20℃超声提取5分钟，功率100W/cm²，频率20kHz，提 取液4000rpm离心分离5分钟后得青蒿素提取液；

2)将步骤1)得到的提取液用相同体积苯萃取1次，分离有机萃取相，得青蒿素 富集液；

3)将步骤2)富集液经蒸发回收溶剂后得青蒿素粗品，纯度≥40％，提取率达到 80％；

4)离子液体萃余相循环使用2次后，加入大孔树脂AB-8，搅拌30min后，过 滤分离大孔树脂，得到离子液体再生提取液。

实施例2

1)取粉碎并过20目筛的青蒿粉末10克，加50毫升溴化1-乙基-3-甲基咪唑和 500毫升水，60℃超声提取60分钟，功率10W/cm²，频率20kHz，提取液 4000rpm离心分离5分钟后得青蒿素提取液；

2)将步骤1)得到的提取液用其50％体积的三氯甲烷萃取2次，分离有机萃取相， 得青蒿素富集液；

3)将步骤2)富集液经蒸发回收溶剂后得青蒿素粗品，纯度≥42％，提取率达到 88％；

4)离子液体萃余相循环使用6次后，加入大孔树脂X-5，搅拌1小时后，过滤 分离大孔树脂，得到离子液体再生提取液。

实施例3

1)取粉碎并过80目筛的青蒿粉末10克，加100毫升的溴化1-乙基-3-甲基咪唑 和400毫升水，50℃超声提取60分钟，功率1W/cm²，频率80kHz，提取液 4000rpm离心分离5分钟后得青蒿素提取液；

2)将步骤1)得到的提取液用其5％体积的乙酸乙酯萃取3次，分离得有机萃取相， 得青蒿素富集液；

3)步骤2)富集液经蒸发回收溶剂后得青蒿素粗品，纯度≥51％，提取率达到92％；

4)离子液体萃余相循环使用3次后，加入大孔树脂ADS-17，搅拌5小时后，过 滤分离大孔树脂，得到离子液体再生提取液。

实施例4

1)取粉碎并过60目筛的青蒿粉末10克，加200毫升的碘化1-乙基-3-甲基咪唑 和500毫升水，40℃超声提取40分钟，功率50W/cm²，频率30kHz，提取 液4000rpm离心分离5分钟后得青蒿素提取液；

2)将步骤1)得到的提取液用其5％体积乙酸乙酯萃取4次，分离有机萃取相，得 青蒿素富集液；

3)步骤2)富集液经蒸发回收溶剂后得青蒿素粗品，纯度≥60％，提取率达到 95％；

4)将步骤3)得到的青蒿素粗品用乙醇重结晶可得纯度≥98％的纯品；

5)离子液体萃余相循环使用8次后，加入大孔树脂ADS-7，搅拌10小时后，过 滤分离大孔树脂，得到离子液体再生提取液。

实施例5

1)取粉碎并过60目筛的青蒿粉末10克，加100毫升的溴化1-乙基-3-甲基咪唑 和400毫升水，50℃超声提取40分钟，功率50W/cm²，频率20kHz，提取 液4000rpm离心分离10分钟后得青蒿素提取液；

2)将步骤1)得到的提取液用其10％体积得甲苯萃取5次，分离有机萃取相，得 青蒿素富集液；

3)步骤2)富集液经蒸发回收溶剂后得青蒿素粗品，纯度≥45％，提取率达到98％；

4)将步骤3)得到的青蒿素粗品用乙醇重新溶解，过硅胶柱层析、重结晶可得纯 度≥99％的纯品；

5)离子液体萃余相循环使用4次后，加入大孔树脂AB-8，搅拌8小时后，过滤 分离大孔树脂，得到离子液体再生提取液。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化 或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。