一种亲水离子液体选择性萃取分离青蒿素/青蒿烯的方法
阅读说明：本技术 一种亲水离子液体选择性萃取分离青蒿素/青蒿烯的方法 (Method for selectively extracting and separating artemisinin/arteannuin by using hydrophilic ionic liquid ) 是由 王慧 曹莹莹 祝艺伟 陈柄彤 张锁江 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种亲水离子液体选择性萃取分离青蒿素/青蒿烯的方法,具体过程如下：将离子液体水溶液和青蒿素/青蒿烯的有机溶剂溶液混合,恒温震荡,静置,分别取离子液体相和有机溶剂相,用甲醇定容,检测萃余相(有机溶剂相)、萃取相(离子液体相)中青蒿素、青蒿烯的浓度,获得分离选择性。离子液体水溶液可以高选择性将青蒿烯从青蒿素粗品中萃取出,随后将萃余相直接冷却结晶,即可获得青蒿素产品。本发明适用于低含量青蒿烯的去除,操作简单、绿色、可实现青蒿素/青蒿烯的高选择性分离。(The invention relates to a method for selectively extracting and separating artemisinin/arteannuin by using hydrophilic ionic liquid, which comprises the following specific processes: mixing the ionic liquid aqueous solution and the organic solvent solution of artemisinin/artelene, shaking at constant temperature, standing, respectively taking the ionic liquid phase and the organic solvent phase, diluting to constant volume with methanol, and detecting the concentration of artemisinin and artelene in the raffinate phase (organic solvent phase) and the extract phase (ionic liquid phase) to obtain separation selectivity. The ion liquid aqueous solution can extract the arteannuin from the crude artemisinin product with high selectivity, and then the extraction raffinate is directly cooled and crystallized to obtain the artemisinin product. The method is suitable for removing low-content arteannuin, is simple and green to operate, and can realize high-selectivity separation of artemisinin/arteannuin.)
技术领域
本发明涉及天然产物纯化分离领域，具体涉及一种亲水离子液体选择性萃取分离青蒿素/青蒿烯的方法。
背景技术
青蒿素是世界卫生组织公认的最有效抗疟药，还具有抗寄生虫、抗真菌、抗炎、抗癌、治疗红斑狼疮等药理活性，其主要来源于黄花蒿。该天然植物含有数百种成分，其中包括青蒿烯、蒿甲醚、双氢青蒿素、脱氧青蒿素等与青蒿素结构非常相似的物质。
工业上主要采用柱层析-重结晶纯化方式获得青蒿素产品，但研究表明，现有技术难以有效去除青蒿烯。青蒿烯和青蒿素的结构如图1所示，二者仅相差一个C＝C键，其物理化学性质非常接近。青蒿烯的存在可引起严重副作用，如过敏、降低药物有效性等。因此，高选择性分离青蒿素中青蒿烯是获得高品质青蒿素产品最具挑战的难题之一。
专利CN107746407 A公开了一种降低青蒿素中青蒿烯的方法，先制备黄花蒿的石油醚提取液，使其流过硅胶柱，之后用石油醚和乙酸乙酯混合液洗脱硅胶柱，最后将洗脱液进行结晶和重结晶，达到分离青蒿素和青蒿烯的目的，可使青蒿烯含量降至0.93～1.96％，但该过程操作复杂、耗时长，因此需要开发新方法获得高品质青蒿素。介质创新是开发选择性分离青蒿素和青蒿烯新过程的关键，离子液体是一种结构和性能可调控的特殊材料，通过改变阴离子和(或)阳离子结构、引入特定官能团，可以得到适于某一要求的功能化离子液体。据报道，离子液体可以通过氢键、π-π作用高选择性识别和分离同系物，广泛应用于烷烃/ 烯烃、天然活性同系物、金属离子等的分离，其分离效率优于传统介质。例如，梁等以7种有机溶剂和11 种离子液体萃取分离双键位置不同的维生素D3和速甾醇3，发现离子液体体系的分离选择性高于有机溶剂，有机溶剂中环丁砜的分离效果最佳，维生素D3和速甾醇3的分离选择性为1.44，而离子液体体系的选择性可达1.77。
本发明以离子液体水溶液为介质分离青蒿素/青蒿烯，可以将青蒿烯(即使青蒿烯含量低于0.9％，该方法也适用)选择性萃取至离子液体相，冷却结晶有机溶剂相即可获得高品质青蒿素产品。与传统分离方法相比，本发明的方法简单、高效、减少了有机溶剂用量，同时减少了反萃取过程，是一种高效、绿色和环保的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、绿色、环保纯化青蒿素的方法，利用离子液体与青蒿烯之间的强相互作用，高选择性将青蒿烯从青蒿素粗品中萃取除去，获得高品质青蒿素产品。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
将离子液体水溶液与青蒿素/青蒿烯的有机溶剂溶液混合，恒温震荡，静置分层得到两相溶液，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯的浓度，计算获得分离选择性。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的离子液体为三甲胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氯化胆碱、烯丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或多种，依靠离子液体与青蒿烯之间的疏水作用和π-π络合作用将青蒿烯选择性萃取分离到离子液体水溶液中。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的青蒿素粗品中青蒿烯的含量为0.8～7.5％。
作为本发明一种优选的技术方案，所述离子液体水溶液与含有青蒿烯/青蒿素的有机溶剂溶液体积比为 0.25:1～4:1。
作为本发明一种优选的技术方案，所述有机溶剂为环己烷、石油醚中的一种或两种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述震荡温度为30～60℃，时间为0.5～7h，震荡温度下静置4h分层得到两相溶液，分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，以甲醇定容至5mL，用高效液相色谱测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性。
作为本发明一种优选的技术方案，将离子液体水溶液与含有0.8～7.5％青蒿烯的青蒿素粗品有机溶剂溶液按照0.25:1～4:1体积比混合，于30～60℃恒温震荡0.5～7h，震荡温度静置4h分层得到两相溶液，分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，以甲醇定容至5mL，用高效液相色谱测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算分配系数和分离选择性。
本发明提供一种亲水离子液体选择性萃取分离青蒿素/青蒿烯的方法，所采用离子液体不易挥发、可生物降解、可高选择性识别青蒿烯分子，同时，与传统方法相比，本发明操作简单，可降低有机溶剂用量，是一种高效、绿色的纯化分离方法。
附图说明
图1为青蒿素结构。
图2为青蒿烯结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
对比例
1)将纯水与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.9％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡5h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(水相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，以甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯的浓度，计算获得分离选择性为4.53。
实施例1
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.9％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡5h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯的浓度，计算获得分离选择性为6.45。
实施例2
1)将5％三乙胺盐酸盐水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.9％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡5h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为5.97。
实施例3
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量5％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡0.5h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为4.67。
实施例4
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.5％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡1h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为6.61。
实施例5
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量5％)的环己烷溶液等体积混合，于50℃震荡4h，50℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为4.74。
实施例6
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量5％)的环己烷溶液等体积混合，于30℃震荡1h，30℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为5.63。
实施例7
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.5％)的环己烷溶液等体积混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为5.77。
实施例8
1)将5％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量5.1％)的环己烷溶液等体积混合，于60℃震荡1h，60℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为4.16。
实施例9
1)将10％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.2％)的环己烷溶液等体积混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为8.49。
实施例10
1)将40％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.3％)的环己烷溶液等体积混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为11.41。
实施例11
1)将35％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量4.4％)的环己烷溶液等体积混合，于40℃震荡0.5h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为10.70。
实施例12
1)将25％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量1.7％)的石油醚溶液等体积混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为10.18。
实施例13
1)将25％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量3.5％)的环己烷溶液等体积混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为9.11。
实施例14
1)将25％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量2.9％)的环己烷溶液按照体积比0.25:1混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为7.29。
实施例15
3)将25％二烯丙基二甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量3.7％)的环己烷溶液按照体积比1:1混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
4)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为6.87。
实施例16
1)将25％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量0.8％)的环己烷溶液按照体积比1:1混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为12.23。
实施例17
1)将25％烯丙基三甲基氯化铵水溶液(摩尔分数)与含有青蒿烯/青蒿素(青蒿烯含量7.5％)的环己烷溶液按照体积比1:1混合，于40℃震荡1h，40℃静置4h，分层得到两相溶液。
2)用注射器分别取萃取相(离子液体相)和萃余相(有机溶剂相)各0.5mL，用甲醇定容至5mL，用高效液相色谱分别测定两相中青蒿素、青蒿烯浓度，计算获得分离选择性为10.03。
采用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定萃取相(e)/萃余相(r)中青蒿素 /青蒿烯浓度，根据以下公式计算青蒿素、青蒿烯的分配系数(D)和分离选择性(S)。
以上所述，仅为本项发明的具体实施步骤，但是本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术域的人员在本发明揭露技术范围内，可轻易想到的变化或者替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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