双氢青蒿素制备工艺改进

双氢青蒿素制备工艺改进

我国关于双氢青蒿素(DHA)制备方面的研究一直处于国际前列。近年来，国内的研究更多偏重于DHA的药理分析及作用机制¨ J，而关于DHA 制备方面文献报道不多。曾有文献报道，在乙醇溶剂中，通过硼氢化钾与青蒿素(QHS)反应2 h后，再盐析1．5 h得粗产物。此方法所耗时间较长且乙醇溶剂中反应不彻底，收率较低，不利于工业生产。 1979年，刘静明等报道了在甲醇溶剂中，用硼氢化钠将青蒿素还原，并通过减压蒸出溶媒的方法得到产物。由于甲醇沸点较低，在减压蒸馏过程中，所蒸出甲醇不能及时全部被冷凝，故蒸馏过程中大部分甲醇溢出，污染环境，危害健康，操作不安全。此外，也有一些关于在室温下用相转移催化法制备DHA 的报道’m ，操作复杂，使用试剂较多，产物分离困难，室温下反应物和生成物易分解，产物不纯，不利于工业化生产。本文在文献[7～l0]方法基础上进行了改进，在确定温度为0～5℃的条件下，改进后的工艺与文献[7] 相比，反应溶剂由乙醇改为了甲醇，还原剂硼氢化钾改为相对便宜的硼氢化钠；省去了调pH、盐析、重结晶等处理步骤，反应时间由3．5 h缩短到1．5 h，收率由 57．93％提高到71．54％，产品质量分数从99．33％提高到99．87％。与文献[8]相比，甲醇用量由120 nL降为 100 mL，硼氢化钠用量南1．5 g降为1．0 g；省去了冰醋酸中和、减压蒸馏、重结晶等处理步骤，且文献[8]重结晶后收率仅47．33％。综合以上各方法，本研究的特点在于：筛选了最佳工艺，优化了反应条件，缩短了反应步骤，提高了产物收率和质量分数。

1 实验部分

1．1 试剂与仪器

青蒿素为工业品质量分数≥99．0％，DHA标准对照品(广西桂林南药提供)，硼氢化钠，氢氧化钠，甲醇等均为AR。

Nexus470型FTIR红外光谱仪(美国HP公司)； uV一2501PC型紫外可见分光光度计(13本岛津)； Agilent 1200高效液相色谱仪(美国Agilent公司)；X 一4数字显示显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司)；KF一2型低温浴槽(辽阳市恒温仪器厂)；DCG— C型多功能磁力搅拌器(巩义市英峪予华仪器厂)。

1．2 制备方法

在250 mL三口烧瓶中加入0～5℃ I．5 g QHS (5．31 mmo1)，100 mL无水甲醇，置水浴中，搅拌溶解，搅拌下分次缓慢加入硼氢化钠1．0 g(26．4 mmo1)，继续搅拌一定时间。然后将反应液缓慢倒人250 mL冰冻去离子水中，磁石搅拌数分钟，过滤，真空干燥得白色结晶粉末1．073 1 g，收率71．54％，质量分数99．87％，熔点146～150℃(文献[7]值 146～149 cc)。UV，A⋯／nm：238，292。

1．3 产品表征

(1)FTIR表征

参照药典，以KBr压片，以DHA标准对照品为参照，用傅立叶变换红外光谱仪测定产品KFIR图谱，如图1、2所示。

从图2中可以看出，吸收峰在3 378．40 cm 处有DHA的一0H特征吸收，在1 134．74 cm 处有一 C一0吸收，在1 093．16、1 061．84(3111 处有一C一 0一C吸收以及在800～900 cm 处特有的一O— O一吸收，样品与标准对照品图谱一致。

(2)HPLC表征

根据文献[12～16]方法，确定以l，(甲醇)：V(水) ： 80：20为流动相，流速：1．0 mlMmin，检测波长210 nm，进样量：20 L，色谱柱：Zorbax Eclipse XDB—C18 (150 mm×4．6 nun 5 m)，柱温：25℃ ，测定了DHA 标准品和产品的HPLC谱，如图3、4所示。

对比图4与图3可以看出，1、2两个峰为溶剂峰，3为DHA的OL异构体，4为DHA的异构体。产品与标准对照品出峰时间一致。

2 结果与讨论

2．1 产物分离分析

实验采用冰冻去离子水将产物分离。需分离的目标产物在甲醇溶剂中溶解度较大，但几乎不溶于水，加入去离子水后，由于甲醇与水互溶，导致甲醇溶解度降低，原溶于甲醇中的目标产物经搅拌，以沉淀方式析出。因此，冰冻去离子水用量是反应产物能否很好分离与析出的关键因素，而产物分离与析出好坏直接影响到产物收率和质量分数。本实验选择青蒿素用量1．5 g、溶剂用量100 mL、还原剂1．0 g、反应时问1．5 h的条件下，改变冰冻去离子水的用量，考察

其对DHA产率和质量分数的影响，结果如图5所示。

实验证明冰冻去离子水用量以250 mL为最佳，此时产物析出完全，DHA质量分数较高。低于250 mL时，甲醇～水混合体系中水与甲醇体积比较小，甲醇溶解度较大，产物没有完全析出，同时部分无机盐类没有完全溶解于水中而部分以沉淀方式析出，致收率和质量分数偏低。而高于250 mL后，有机物部分溶解于甲醇一水混合体系中，析出不完全，造成收率DHA下降，而DHA质量分数无明显提高。去离子水用量控制在250 mL为宜。

2．2 反应影响因素

反应温度是此还原反应的关键因素，温度偏高，反应物和生成物易于分解，收率偏低。而温度太低，反应速度较慢。故参考文献[8]选取温度为0～5 cc，效果较为理想。

2．2．1 溶剂选择

2．2．1．1 溶剂种类选择

还原反应在溶剂中进行，选择合适溶剂对反应至关重要。实验考察了甲醇和乙醇两种溶剂。在青蒿素用量1．5 g、还原剂1．0 g，反应时间1．5 h条件下，分别用甲醇和乙醇作为溶剂，通过多次平行实验，采用紫外可见分光光度计对反应过程的每个阶段抽样分析，测试吸光度结果如图6所示。

用甲醇溶剂进行反应时，QHS吸光度随反应时间延长明显降低，由开始的1．105降低到0．064．可见青蒿素几乎完全被还原，转化率较高。而采用乙醇溶剂

进行反应时，QHS吸光度随时间延长降低缓慢，反应时间增加，QHS吸光度趋于平缓，说明反应基本终止，表明DHA收率非常低。原因一是甲醇溶剂极性大于乙醇，所提供的质子较多，在复合阴离子 BH 存在下，甲醇溶剂中更易得到醇类产物 ]：二是一般情况下，青蒿素的内酯羰基能被硼氢化钠还原，但反应若在乙醇中进行，可能产生酯交换，而得到乙酯；三是青蒿素在乙醇溶剂中溶解度不如甲醇，低温下，溶于乙醇溶剂中的QHS有部分结晶析出，故造成反应不完全，收率较低。

2．2．1．2 溶剂用量选择

在QHS用量1．5 g、还原剂i．0 g，反应时间1．5 h、冰冻去离子水250 mL 的条件下，考察了溶剂用量对DHA收率和质量分数的影响，结果如图7所示。实验中选择6O、80 mL溶剂用量时，青蒿素的溶解性较差，需升温至40℃左右才能全部溶解，这就破坏了还原反应的适宜温度，且低温反应过程中，部分QHS结晶析出，造成反应不完全，产物质量分数偏低。溶剂用量为120、140 mL 时，QHS有较好的溶解性，但浓度的降低，导致反应速率减慢，故在 1。5 h 固定反应时问内，反应不彻底，收率和质量分数均偏低，若要提高产物收率和质量分数，则要延长反应时间。溶剂用量为100 mL时，青蒿素不仅具有较好的溶解性，且产物收率较高，产物质量分数与 120 mL溶剂用量时相差不大。综合考虑，选择溶剂用量为100 mL。

2．2．2 还原剂用量

在青蒿素用量1．5 g、溶剂100 mL、反应时问1．5 h、冰冻去离子水250 mL