CN104230663A - 一种以青蒿素提取副产物制备植醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用青蒿素提取副产物制备植醇的新方法。该方法利用乙醇等强极性溶剂将吸附于硅胶上的叶绿素洗脱，同时达到叶绿素回收和硅胶柱再生的双重目的。以强碱水解叶绿素后即得植醇和叶绿酸。利用石油醚等提取分离植醇后，调节pH至微酸性，以乙酸乙酯萃取可获取叶绿酸。本发明方法原料易得，成本低，克服了利用蚕沙制备植醇的方法原料相对分散，化学合成法生产成本高等问题；将硅胶柱再生和叶绿素回收耦合，克服了传统青蒿素分离纯化环节中硅胶柱再生采用灼烧清除有机物的方法能耗高等不足；本方法有较好的工业应用开发前景。

Description

一种以青蒿素提取副产物制备植醇的方法
技术领域
本发明属于天然产物化学领域,它涉及一种由青蒿素废弃物中的叶绿素制备维生E、维生素K等化合物合成的中间体植醇的制备方法。
背景技术
植醇又称叶绿醇或叶黄烯醇, 是一种不饱和的高碳醇, 其分子式为C20H40O , 是有机化工和医药工业等的重要原料之一，它可以用于合成维生E、维生素K等化合物。植醇的制备方法目前主要有蚕砂提取和化学合成两种方法。传统利用蚕砂生产植醇的方法存在蚕砂难于收集，且数量有限等问题；植醇的化学合成方法虽可以大量获取植醇，但是目前合成方法反应步骤多，涉及手性反应，生产成本较高，而且易于造成环境污染。
青蒿素是从中药黄花蒿中提取的具有过氧基团的倍半萜内酯药物,它具有速效、低毒、能抗耐氯喹等特点，是世界卫生组织（WTO）推荐的一线抗疟药物。我国是黄花蒿的原产地和90%青蒿素原料生产基地，在我国已经大规模生产，目前我国5吨以上规模的青蒿素生产厂家达30家左右，按照目前多数厂家青蒿素生产工艺，一般每生产一吨青蒿素可以产生叶绿素副产物20吨左右，估计全国每年可产生植物叶绿素达300吨之多。目前这些叶绿素副产物都被烧掉了，没有得到较好利用。如果利用青蒿素厂现成设备，以青蒿素废弃物（叶绿素）生产植醇具有原料价廉易得、生产工艺简单、成本低等优点，对于综合利用青蒿资源，提高青蒿素生产效益具有重要实用价值。
传统青蒿素提取工艺是以汽油、石油醚或甲醇等溶剂提取，然后经过回收溶剂，过硅胶柱分离，浓缩结晶等步骤获得青蒿素。由于叶绿素与青蒿素的极性相差不大，在上述溶剂提取过程中，绝大部分叶绿素随着青蒿素一起被溶解于溶剂中，在过柱分离时叶绿素被吸附在硅胶柱上，青蒿素则被洗脱下来。为了硅胶柱的再生，通常采用将硅胶柱灼烧方法将叶绿素等有机杂质去掉。我们课题组一直从事青蒿素提取分离及其衍生物合成的研究开发工作，近年来为了提高青蒿素提取综合效益，我们成功开发了一种利用青蒿素副产物制备植醇的方法。本发明方法改变传统硅胶柱的再生方法，以较大极性溶剂直接将叶绿素洗脱，然后经过水解、分离、纯化等步骤实现了青蒿素提取中硅胶柱的再生和叶绿素的综合开发利用。该植醇制备工艺易于实现工业化生产。
发明内容
本发明目的是开发一种以青蒿素提取副产物（叶绿素）为原料的简便、条件易于控制、产率较高以及安全环保的植醇制备的方法。本发明在传统青蒿素提取方法基础上,改变传统硅胶柱的再生方法，利用有机溶剂洗脱吸附于住上的叶绿素，实现柱的再生和叶绿素回收；利用碱液水解和有机溶剂提取从而将叶绿素分解为叶绿酸和植醇，经过分离纯化制备了植醇和叶绿酸。具体制备步骤如下：
1、叶绿素洗脱和柱再生。青蒿素过柱分离环节中，利用洗脱剂石油醚-乙酸乙酯将青蒿素洗脱后，叶绿素留在硅胶柱上。以5~6倍于分离样品量的工业酒精为洗脱剂，将叶绿素等从柱上洗脱下来（洗脱速度为1.2~1.5升/小时），回收乙醇，得到浆状叶绿素粗品。然后利用乙醇或甲醇将柱子再冲洗一次，经过活化硅胶柱即可再利用；
2、叶绿素的水解。按每20~30千克叶绿素粗品加35~40千克25%的液碱和30~40千克80~90%的工业酒精的比例加入皂化锅内, 加热搅拌, 煮沸反应1-2 小时, 然后让其自然冷却, 放料，得皂化液；
3、植醇和叶绿酸分离。在皂化液中加入水解液3~4倍量的石油醚, 搅拌30~40分钟左右, 静置分层, 油相含植醇, 水相含水溶性叶绿酸钠或钾盐。再用同样的方法萃取2~3次水相,将所得的油相合并置于蒸馏釜内蒸馏, 得到粗品植醇料液, 回收的石油醚可用于下次的萃取；
4、植醇的纯化。把粗品植醇料液置于洗涤釜内, 加温使温度不高于65℃ , 每100~150 千克料液加25~35千克的60~70%的工业酒精, 充分搅拌后, 静置分层, 取出洗涤液。将洗涤液置于减压蒸馏釜内, 于真空度为3.0~4.0′103帕和温度为85~95℃的条件下, 减压蒸馏, 去除溶剂, 得到植醇浓缩料；
5、叶绿酸回收。于上述步骤3的水相中加入5~10%的盐酸，调节pH值至2~5。再在水相中加入2~3倍的乙酸乙酯，剧烈搅拌1-2小时，静止分层，分离油相，重复提取2-3次。合并有机相，68℃下，减压回收溶剂，得到叶绿酸粗品。
本发明与现有植醇制备的方法相比具有以下优点和突出效果：
 （1）以青蒿素废弃物中叶绿素为原料制备植醇，原料易于收集，成本低，克服了利用蚕沙制备植醇的方法存在的原料相对分散和化学合成方法生产成本较高等问题；
（2）通过溶剂洗脱的方法将硅胶柱再生和叶绿素回收耦合，克服了传统青蒿素分离纯化环节中硅胶柱再生采用灼烧清除有机物的方法能耗高等不足。结合青蒿素提取工艺，利用副产物制备附加值较高的植醇，此方法操作简单、植醇成本较低。可以提高青蒿素提取企业的综合效益；
（3）以青蒿素提取副产物叶绿素制备植醇的同时还可以获得叶绿酸，该化合物可以作为食品色素使用，以青蒿素提取副产物叶绿素制备植醇的方法，不会对环境产生污染，符合绿色化学发展的趋势，因此该方法有较好的工业应用前景。
具体实施方式
在下面的实施例中进一步说明了本发明，这并不限制本发明的范围。
实施例1
洗脱：称取80克石油醚含青蒿素的浸膏加载于700克硅胶柱上，以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂（石油醚：乙酸乙酯=8:2），收集洗脱液（青蒿素溶液）。然后以工业酒精为洗脱剂，用400毫升酒精将叶绿素从柱上洗脱下来（洗脱速度为1.2升/小时），回收乙醇，得到浆状叶绿素粗品25.7克。然后利用500毫升乙醇将柱子再冲洗一次，硅胶柱经过105-110℃活化即可再利用。
实施例2
水解分离：将上述所得的25.7克叶绿素粗品加入皂化锅内，加入32克25%NaOH溶液和34克80%的工业酒精, 加热搅拌, 煮沸反应1小时, 然后让其冷却, 放料。在皂化液中加入270克石油醚, 搅拌40分钟左右, 静置分层, 油相含植醇, 水相含水溶性叶绿酸钠。再用同样的方法萃取2次水相,将所得的油相合并置于蒸馏釜内蒸馏, 得到粗品植醇料液12克, 回收的汽油用于下次的萃取。
实施例3
植醇纯化：把12克粗品植醇料液置于洗涤釜内, 加温使温度为65℃ , 在料液中加入3.5克70%的工业酒精, 充分搅拌后, 静置分层, 取出洗涤液。将洗涤液置于减压蒸馏釜内, 于4.0′103帕和温度为90℃的条件下, 减压蒸馏, 去除溶剂, 得到植醇浓缩料7.8克。
实施例4
叶绿酸回收：于上述皂化水解步骤的水相中加入5%的盐酸，调节pH值至4。再在水相中加入2~3倍的乙酸乙酯，剧烈搅拌1-2小时，静止分层，分离油相，重复提取2-3次。合并有机相，68℃下，减压回收溶剂，得到叶绿酸粗品11.3克。

Claims (4)

1.本发明旨在开发一种利用青蒿提取副产物中的叶绿素制备植醇的方法，其特征在于：以极性较大的溶剂为洗脱剂将青蒿素分离过程中吸附于硅胶柱上的叶绿素洗脱，对叶绿素进行碱皂化水解，溶剂分离纯化制备植醇，同时实现硅胶柱的再生。
2.根据权利1要求所述方法，该硅胶柱洗脱溶剂一般为乙醇或甲醇，用量为被分离青蒿素浸膏量的5~6倍；叶绿素皂化试剂通常为NaOH或KOH，碱用量为叶绿素重量的0.5~1.0倍，水解时间为30~40分钟；植醇提取分离所用溶剂为石油醚或120号汽油，用量为水解液的3-4倍，硅胶柱经过两次洗脱后，在105~110℃温度下活化处理即可以使用。
3.根据权利2要求所述叶绿素皂化水解后，得到了两种产物即植醇和叶绿酸，叶绿酸以钠或钾盐形式存在水相中，本发明通过用盐酸调节pH，乙酸乙酯提取简单方法获得了另外的副产物—叶绿酸，该产品可以用作食品色素。
4.如权利1要求所述方法，利用青蒿素提取副产物制备植醇的具体操作步骤如下：
(1)叶绿素的洗脱：青蒿素过柱分离环节中，利用洗脱剂石油醚-乙酸乙酯将青蒿素洗脱后，叶绿素留在硅胶柱上，本方明以5~6倍于分离样品量的工业酒精为洗脱剂，将叶绿素等从柱上洗脱下来（洗脱速度为1.2~1.5升/小时），回收乙醇，得到浆状叶绿素粗品，然后利用甲醇将柱子再冲洗一次，经过活化后硅胶柱即可再利用；
(2)叶绿素的水解：按每20~30千克叶绿素粗品加35~40千克25%的液碱和30~40千克80~90%的工业酒精的比例加入皂化锅内, 加热搅拌, 煮沸反应1-2 小时, 然后让其自然冷却, 放料，得皂化液；
(3) 植醇和叶绿酸提取分离：在上述皂化液中加入水解液3~4倍量的石油醚, 搅拌30~40分钟左右, 静置分层, 油相含植醇, 水相含水溶性叶绿酸钠或钾盐，再用同样的方法萃取水相2~3次,将所得的油相合并置于蒸馏釜内蒸馏, 得到粗品植醇料液, 回收的石油醚可用于下次的萃取；
(4) 植醇的纯化：把粗品植醇料液置于洗涤釜内, 加温使温度不高于65℃ , 每100~150 千克料液加25~35千克的60~70%工业酒精, 充分搅拌后, 静置分层, 取出洗涤液，然后将洗涤液置于减压蒸馏釜内, 于真空度为3.0~4.0′103帕和温度为85~95℃的条件下, 减压蒸馏, 去除溶剂, 得到植醇浓缩料；
(5) 叶绿酸的回收：于上述步骤3的水相中加入5~10%的盐酸，调节pH值至2~5，再在水相中加入2~3倍的乙酸乙酯，剧烈搅拌1-2小时，静止分层，分离油相，重复提取2-3次，合并有机相，68℃下，减压回收溶剂，得到叶绿酸粗品。
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