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        基本信息

        項目名稱:
        青風藤中青藤堿的綠色低碳提取工藝研究
        小類:
        生命科學
        簡介:
        本實驗研究旨在尋找一種能替代苯或氯仿的溶劑用于提取純化青藤堿。通過正交實驗確定最佳工藝條件,在此條件下選擇了8種溶劑進行實驗,研究證實以無水乙醇-乙酸乙酯聯用并采用超聲提取方式完全可以替代現有工藝。
        詳細介紹:
        實驗目的:根據《人用藥品注冊技術要求國際協調會ICH三方協調指導原則》規定,將藥品生產使用的化學溶劑分為三類,應避免使用(第一類)、應限制使用(第二類)、低毒溶劑(第三類);我國在2010版藥典修訂中,對中藥活性成分生物堿類提取物的生產工藝中用到的苯(第一類)作了禁止性規定,對氯仿(第二類)等作了限制性規定。本實驗研究旨在第三類溶劑中尋找一種能替代現有苯、氯仿等有毒溶劑作為青風藤中青藤堿的提取純化用溶劑的生產工藝,并通過實驗研究獲得替代溶劑的最佳工藝條件。 實驗方法:本實驗選擇8種可選溶劑(苯、甲苯、二甲苯、乙苯、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿),將其分為兩組,即苯及苯系物和非苯系物進行比較實驗,通過正交實驗探索提取溫度、提取時間、溶液堿性和含水率對提取率的影響,以幫助我們確定其最佳提取工藝條件,并在相同條件下比較使用和未使用超聲方式對加快提取速度和提高提取效率的效果。 實驗結論:實驗研究證實以無水乙醇-乙酸乙酯聯用完全可以替代現有工業化生產工藝中使用的苯和2010年藥典規定用氯仿提取的工藝。其最佳提取條件為:原料藥質量10倍左右的無水乙醇;原料藥質量3%左右的生石灰;原料藥質量2.5倍左右的水;在溫度為65℃下超聲回流提取三次,前兩次每次提取1.5小時,最后一次提取1小時。提取液減壓蒸餾濃縮至膏狀,然后以乙酸乙酯萃取三次,萃取液合并減壓蒸干得到青藤堿粗品。

        作品圖片

        • 青風藤中青藤堿的綠色低碳提取工藝研究
        • 青風藤中青藤堿的綠色低碳提取工藝研究
        • 青風藤中青藤堿的綠色低碳提取工藝研究

        作品專業信息

        撰寫目的和基本思路

        本實驗研究旨在尋找一種能替代苯或氯仿的溶劑用于提取純化青藤堿,并通過實驗研究獲得替代溶劑的最佳工藝條件。實驗先以正交實驗確定初步提取條件,再將8種常用溶劑分為苯系物和非苯系物兩組分別進行對比實驗,從中比對出可以替代苯、氯仿的低毒、無污染溶劑;針對提取條件,我們比對超聲回流提取與直接回流提取的效果。成功確定了以無水乙醇-乙酸乙酯聯合使用的方法在超聲回流條件下從青風藤中提取青藤堿的生產工藝方案。

        科學性、先進性及獨特之處

        本作品從8種常用溶劑中篩選出無水乙醇-乙酸乙酯聯用方式用于提取純化青藤堿的生產工藝,所用溶劑對環境無污染、對人體無危害且易于回收實現循環使用。工藝中首次采用超聲提取,使提取的鹽酸青藤堿純度較高,且提取效率高,降低了能源的消耗,減少了二氧化碳的排放,該工藝是現行解決方案中較為綠色、環保、低碳的生產工藝。具有較高的科學性,通過文獻查閱未見有類似解決方案,具備在國內相關領域中的領先性。

        應用價值和現實意義

        青藤堿具有鎮痛、降壓及抗心律失常等藥理作用,是正清風痛寧系列藥品生產的基本原料。青藤堿現有生產工藝及藥典所提方法涉及使用劇毒溶劑苯和限制性使用溶劑氯仿,本作品針對這一問題進行探索性實驗研究,提出以無水乙醇-乙酸乙酯聯用方式替代苯或氯仿于超聲中回流提取青藤堿。作品提出工藝具備綠色、環保、低碳,具有直接應用于提取純化青藤堿的生產實踐中的應用價值,對青風藤提取純化青藤堿生產實踐有現實重要參考價值。

        學術論文摘要

        根據《人用藥品注冊技術要求國際協調會ICH三方協調指導原則》規定,將藥品生產使用的化學溶劑分為三類,應避免使用(第一類)、應限制使用(第二類),低毒溶劑(第三類);我國在2010版藥典修訂中,對中藥活性成分生物堿類提取物的生產工藝中用到的苯(第一類)作了禁止性規定,對氯仿(第二類)等作了限制性規定。本實驗研究旨在第三類溶劑中尋找一種能替代現有苯、氯仿等有毒溶劑作為青風藤中青藤堿的提取純化用溶劑的生產工藝,并通過實驗研究獲得替代溶劑的最佳工藝條件。 本實驗選擇8種可選溶劑(苯、甲苯、二甲苯、乙苯、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿),將其分為兩組,即苯及苯系物和非苯系物進行比較實驗,通過正交實驗探索提取溫度、提取時間、溶液堿性和含水率對提取率的影響,以幫助我們確定其最佳提取工藝條件,并在相同條件下比較使用和未使用超聲方式對加快提取速度和提高提取效率的效果。 實驗研究證實以無水乙醇-乙酸乙酯聯用完全可以替代現有工業化生產工藝中使用的苯和2010年藥典規定用氯仿提取的工藝。

        獲獎情況

        作品尚未在任何公開刊物與學術會議上發表, 作品在懷化學院第四屆“挑戰杯”大學生課外 學術科技作品競賽獲一等獎。

        鑒定結果

        本作品經化學化工系學術委員會部分成員鑒定認為:作品構思科學、實驗設計嚴謹、數據詳實可靠,作為由本科學生完成的論文實為一件上佳之作。

        參考文獻

        [1] 王有志,李春榮,莫志賢. 青風藤化學成分與藥理研究進展[J]. 醫藥導報,2004,(3).177-178頁; [2]潘娓婕,李曉寧,張尊聽,劉謙光. 超聲法從青風藤根中提取青藤堿[J]. 天然產物研究與開發,2003,(2); [3] 云南中醫中藥雜志,2008,(10).第55頁 [4] 張曉偉. 青藤堿提取工藝的優化[J]. 中醫藥信息,2002,(5). 55頁; [5] 國家藥典委員會,中國藥典[ M],中國醫藥科技出版社,2010版,一部,623頁, [6] 人用藥品注冊技術要求國際協調會ICH三方協調指導原則(雜質:殘留溶劑的指導原則).5-6頁; [7] 王曉玲,溫普紅,馮列梅. 青藤堿提取工藝的優化[J]. 中草藥,2001,(8).702-703頁; [8]張先洲,吳峰,羅順德. 正交設計篩選青藤堿凝膠劑處方[J]. 中國醫院藥學雜志,2003; [9] 彭海濱, 正交試驗設計與數據分析方法[J]. 計量與測試技術,2009,(12).39-42頁。

        同類課題研究水平概述

        1.苯封閉直接回流法 目前用苯作為浸提取劑是工業生產中提取青藤堿的主要方法,并且有專利申請(專利號95113783.2,頒證日2000.4)[1]。從防已科植物的根莖中獲取游離青藤堿,分離雜質后加HCl,使游離青藤堿轉為鹽酸青藤堿,再以H2O進行重結晶,得到成品鹽酸青藤堿結晶。 2.酸逆滲漉提取法 1994年6月中國醫藥科技出版社的《天然藥物成份提取分離與制備》[3],采用酸逆滲漉提取法。以石灰水調pH=9,苯提取液以1%鹽酸于50℃進行反逆流萃取,活性炭脫色,結晶于熱水中重結晶,得純品。 3.超聲提取法 陜西師范大學化學與材料科學學院的潘娓婕等人[4],以苯為溶劑采用超聲法對青風藤根進行提取,超聲提取物經活性碳脫色純化和重結晶即可得產品青藤堿。對所得產品經IR和HPLC法進行了定性和定量分析,在最佳提取條件下青藤堿的產率為2.12 % ,含量為98.73 %。 4.非苯溶劑回流法 傳統的青藤堿制備方法是采用樹脂法即乙醇——乙酸乙酯?——丙酮法[5]。該方法是將青風藤的根莖粉碎后,用乙醇在多功能提取罐中回流提取3次,將提取液再真空濃縮至原體積的三分之一,并加1%HCl使其溶解,并過濾加NaOH調pH=9,堿化后的溶液用乙酸乙酯進行萃取,真空濃縮回收乙酸乙酯之后加丙酮溶解,使青藤堿溶于其中,并分離雜質后加HCl使游離的青藤堿轉為鹽酸青藤堿,再以H2O進行重結晶得到成品鹽酸青藤堿。 2010年,藥典記載[10]以一定量氯仿作為青藤堿提取溶劑采用密閉回流提取法提取青藤堿。取青藤堿粉末,加15%的氫氧化鈣粉末和一倍量的水,攪拌均勻,使藥材濕潤,堿化4小時。堿化后的藥材加三氯甲烷于多功能提取罐,密閉回流提取三次,每次加2倍量三氯甲烷,第一,二次回流3小時,第三次回流2小時。提取液回收三氯甲烷并濃縮至相對密度為1.2 ,放置24小時,離心,干燥得粗品。取粗品,加入2.5-3倍量水,稍加熱; 加入鹽酸調節pH值至2-3;加熱至完全溶解(水溫約80℃)。加入4%活性炭,80℃保溫攪拌30分鐘;趁熱過濾,濾液冷卻至室溫,放置24小時,結晶,離心,甩干,用適量5℃一下的水沖洗至沖洗液無色,取出,加2-3倍量水重結晶1-2次,離心,70℃一下減壓干燥,即得。
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