青蒿素：治疗疟疾的首选药物，具有广泛的应用前景。

12.2.3　青蒿素

青蒿素（arteannuin，artemisinin）是从菊科艾属植物青蒿（又称黄花蒿，A rtem isia annua）中提取出来的用于防治疟疾的有效成分。黄花蒿在世界上被广泛种植，但国外黄花蒿中青蒿素的含量多低于0.1%，甚至微量。我国是生产青蒿素的主要国家，黄花蒿主要分布在我国的广西、云南、四川、贵州及重庆等地。青蒿素不仅是一种世界卫生组织推荐的治疗疟疾的首选药物，在其他疾病的治疗中，也有潜在的应用前景。青蒿素能显著提高淋巴细胞转化率，增强抗体的免疫功能和抗流感功能。

1.青蒿素的化学结构

青蒿素分子式为C₁₅ H₂₂ O₅，相对分子质量282.34。青蒿素是一种新型倍半萜内酯，具有过氧键和δ-内酯环，有一个包括过氧化物在内的1，2，4-三烷结构单元。

2.理化性质

青蒿素为无色针状结晶，味苦；熔点为150～153℃；比旋度为＋75°～＋78°（10mg/m l无水乙醇）。青蒿素在丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷中易溶，在甲醇、乙醇、稀乙醇、乙醚及石油醚中溶解，在水中几乎不溶；在冰醋酸中易溶。青蒿素具有特殊的过氧基团，对热不稳定，易受热、湿和还原性物质的影响而分解。

3.青蒿素的生产工艺——CO₂超临界流体萃取法

【工艺原理】

利用CO₂超临界流体的可调溶解性能，选择性地提取青蒿素。通过硅胶柱色谱，进一步提高青蒿素的收率。

【操作过程及工艺条件】

（1）粉碎-装料：将青蒿粉碎成中粉，装入料筒中，再整体装入萃取釜中。

（2）CO₂超临界流体萃取：CO₂经换热器冷却进入贮罐；冷CO₂经压缩机压缩至20M Pa，再经换热器加热至50℃进入萃取釜中；两萃取釜间歇、交替工作，每个萃取釜萃取4小时后切换，保证萃取液连续从萃取釜中抽出；萃取液先通过过滤器除去可能夹带出的固体颗粒，然后经换热器加热至60℃进入一级分离釜，萃取液析出部分杂质后进入另一换热器，调节温度至所需值，再进入二级分离釜析出青蒿素等溶质。分离釜采用两组并联，当一组解析溶质时，另一组放空取出提取物。

（3）硅胶柱净化：从二级分离釜出来的CO₂带有少量的溶质和水分，经换热器将温度调节至预设值后进入硅胶柱。硅胶柱采用两柱并联操作，一个硅胶柱进行吸附操作时，另一个硅胶柱进行再生。净化后的CO₂经换热器进入贮罐，完成一次循环操作。

（4）补充新鲜CO₂：由于萃取釜卸料、分离釜放料以及硅胶柱再生等过程都需要放空，CO₂不可避免地会损失，故需要不断从贮罐中补充新鲜CO₂。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

（1）原料青蒿需要晒干、粉碎，青蒿粉末颗粒度控制在60～80目。研究认为，不同的干燥方法对青蒿素的产量有一定影响，比较自然晒干、室内阴干、60℃烘干和冷冻干燥四种方法，以晒干的效果最好。如用微波辅助提取青蒿药材2分钟，则有50%青蒿素被微波破坏。

（2）青蒿素主要存在于植物细胞的腺体中，属于胞内次级代谢产物，原料颗粒大小对提取效率存在影响。不同粒度对提取结果影响的研究表明，粒度超过60目以后，粒度影响逐渐不明显，而且原料过细不仅增加原料预处理成本，还会给后续的分离带来困难，因此操作过程中选60目为宜。

（3）采用2～3个萃取釜并联，使得萃取为拟连续操作过程。为减少辅助时间，原料黄花蒿先装入料筒，再吊入萃取釜中。通过降压法使溶质与CO₂超临界流体分离。为使整个过程连续化，采用两路分离釜并联的方式，其中一路进行分离的同时，另外一路分离釜进行放料。分离釜内的萃取物可以通过釜内高压CO₂直接压出收集，也可以将分离釜先放空再用乙醇溶解收集。

（4）青蒿素显弱极性，能与极性的硅胶相互作用，在现有的青蒿素纯化工艺中，硅胶柱色谱是有效的方法。

（5）从分离釜Ⅱ排出的CO₂（5.0M Pa，60℃）含有少量的溶质及水分，先经过一个硅胶柱净化处理后再冷却、压缩循环使用，硅胶柱也可采用两个并联使用。

4.青蒿素的生产工艺——大孔吸附树脂法

【工艺原理】(www.xing528.com)

青蒿素在大孔吸附树脂的表面吸附和氢键吸附作用下，吸附量大，易解析，可用于黄花蒿中青蒿素的工业化生产。

【操作过程及工艺条件】

（1）渗漉提取：黄花蒿粗粉加60%乙醇室温浸泡6小时，渗漉，收集渗漉液。

（2）大孔吸附树脂分离：渗漉液经活性炭脱色，抽滤，滤液上ADS-17树脂柱，水洗后用90%乙醇洗脱，收集洗脱液。

（3）回收溶剂-重结晶：将洗脱液于60℃减压浓缩，回收乙醇，静置得青蒿素粗品，再经70%乙醇重结晶，制得青蒿素。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

（1）渗漉法属于冷法，可保护青蒿素结构中过氧基团的稳定性，同时引入杂质较少。

（2）ADS-17二乙烯苯氢键型吸附树脂对青蒿素具有很好的吸附和分离性能，可用于工业化生产，水洗除水溶性杂质，继用90%乙醇作洗脱剂，青蒿素得率和提取率分别达到0.3%和75%以上，其含量大于99%。

5.青蒿素的生产工艺——超声提取-膜过滤-超临界流体萃取联合技术

【工艺原理】

利用青蒿素的溶解性质，结合超声波辅助提取法、膜过滤和CO₂超临界流体萃取法提取青蒿中青蒿素，工艺简单，提取效率高。

【操作过程及工艺条件】

（1）超声提取：青蒿晒干粉碎成粗粉，60℃恒温系统，加10倍量50%乙醇超声处理（功率400W，频率26kHz）45分钟，回收溶剂，得提取液。

（2）膜过滤：将上述提取液滤过，滤液再上膜过滤，一级膜（M F膜）浸提液温度40～50℃、工作压强0.5M Pa、浸提液流速70L/h；二级膜（8kUF膜）温度40～50℃、工作压强0.1M Pa、浸提液流速20L/h。

（3）CO₂超临界流体萃取：将膜滤液减压浓缩，进行CO₂超临界流体萃取，萃取压强20M Pa，萃取温度50℃，CO₂流量1kg/（h・kg）（原料），萃取时间2小时，制得青蒿素粗品。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

（1）用清洁型50%乙醇代替传统工艺中危险等级较高的石油醚、乙醚、丙酮等试剂，可降低实际操作危险等级，有益于工人健康，且便于膜滤工艺的运行，产品成本降低。

（2）本工艺中，利用一级膜可以除去大分子杂质（如淀粉、果胶、鞣质、蛋白质等），青蒿素存在于滤液中，可直接减蒸得粗品，但其中仍含有较多杂质，有必要进行二度除杂。二级膜的孔径较小，膜滤后可以除去小分子的杂质和水，青蒿素存在于浓缩液中，减压浓缩可得到较纯的青蒿素。膜经常规冲洗后进行低浓度的NaOH＋NaClO清洗可恢复通量。

（3）原料中存在一定比例的水起到夹带剂的作用，对萃取有利，扩散系数随压力和温度升高而增大。CO₂超临界流体萃取纯化替代了传统工艺中“试剂溶解＋碱液洗涤”的重复、繁琐工序，青蒿素损失较少，收率、纯度都有较大提高。