超临界流体萃取课件.ppt

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1、1,第八章 脂类药物的生产,内容：概述重要脂类药物的生产,2,第一节 概述,脂类是脂肪、类脂及其衍生物的简称。化学组成和结构上有着很大的差异，但具有共同的物理性质脂溶性。在体内以游离或结合形式存在于组织细胞中。可通过生物组织抽提、微生物发酵、酶转化及化学合成等途径制取。,3,一 脂类药物的分类,（一）根据脂类药物的化学结构分为：脂肪类：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸（DHA）等。磷脂类：卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂等。糖苷脂：神经节苷脂等。萜式脂类：鲨烯。固醇及类固醇：胆固醇、胆酸、胆汁酸、蟾毒配基等。其他：胆红素、辅酶、人工牛黄、人工牛胆。,4,DHA,鲨烯,胆酸,5,（二）生物化学上

2、的分类：单纯脂：脂肪酸与醇类构成的脂。如：甘油三酯、蜡等。复合脂：磷脂、糖苷脂等。异戊二烯系脂：多萜类、固醇和类固醇。,6,二 脂类药物的临床应用,1、胆酸类药物临床应用胆酸类化合物是人及动物肝脏产生的甾体类化合物，对肠道脂肪起乳化作用，促进脂肪消化吸收，同时促进肠道正常菌丛繁殖，抑制致病菌生长，保持肠道正常功能。胆酸钠用于治疗胆囊炎、胆汁缺乏及消化不良。鹅去氧胆酸和熊去氧胆酸治疗胆结石。猪去氧胆酸治疗高血脂病，也是人工牛黄的原料。,7,2、色素类药物临床应用 色素类药物有胆红素、胆绿素、血红素、原卟啉、血卟啉及其衍生物。3、不饱和脂肪酸类药物临床应用该类药物包括前列腺素、亚油酸、亚麻酸、花生

3、四烯酸及二十碳五烯酸等。4、磷脂类药物临床应用该类药物主要有卵磷脂及脑磷脂，二者皆有增强神经组织及调节高级神经活动作用，又是血浆脂肪良好乳化剂，有促进胆固醇及脂肪运输作用。,8,5、固醇类药物临床应用该类药物包括胆固醇、麦角固醇及谷固醇。6、人工牛黄临床应用 根据天然牛黄（牛胆结石）而人工合成的脂类药物，主要成分有胆红素、胆酸、猪胆酸、胆固醇及无机盐，是百多种中成药的重要原料药。,9,三 脂类药物的制备方法,（一）脂类药物制备1 直接抽提法有些脂类药物是以游离形式存在的，如卵磷脂、脑磷脂、亚油酸、花生四烯酸及前列腺素等。根据溶解性质采用相应溶剂系统直接抽提出粗品，经分离纯化得到精品。,10,2

4、 水解法 体内有些脂类药物与其它成分构成复合物，含这些成分的组织需经水解或适当处理后再水解，再分离纯化。自然界中脂类的形态是以结合形式存在：中性和非极性脂类 以分子间力与脂类、蛋白质结合极性脂类 以氢键、静电力与蛋白质分子结合脂肪酸类 以酯、酰胺、糖苷等与糖分子共价结合。疏水结合的脂类 一般用非极性溶剂与生物膜结合的脂类用极性较强的溶剂以断开氢键共价结合的脂类用酸或碱水解。现多用组合溶剂，以醇为组合溶剂的必需部分，因其可使生物组织中的脂类降解酶失活。,11,举例：脑干中胆固醇酯经丙酮抽提，浓缩后残留物用乙醇结晶，再用硫酸水解和结晶才能获得胆固醇。辅酶与线粒体膜结合，从猪心提取时先用NaOH水解

5、，再用石油醚抽提及纯化。胆汁中胆酸大都与牛磺酸或甘氨酸结合成结合型胆汁酸，要获得游离胆酸，须将胆汁用10NaOH加热水解后纯化。,12,3 化学合成或半合成法4 生物转化法发酵、动植物细胞培养及酶工程技术可统称为生物转化法，来源于生物体的多种脂类药物亦可采用生物转化法生产。如用微生物发酵法或烟草细胞培养法生产辅酶；紫草细胞培养生产紫草素；牛磺石胆酸经微生物羟化酶转化为牛磺熊去氧胆酸。,13,（二）、脂类药物的分离,通常用溶解度法及吸附分离法分离。（1）溶解度法 是依据脂类药物在不同溶剂中溶解度差异进行分离的方法。如：游离胆红素在酸性条件溶于氯仿及二氯甲烷。卵磷脂溶于乙醇，不溶于丙酮。脑磷脂溶于

6、乙醚而不溶于丙酮和乙醇。,14,（2）吸附分离法,根据吸附剂对各种成分吸附力的差异进行分离。如：家禽胆汁中提取的鹅去氧胆酸粗品经硅胶柱层析及乙醇三氯甲烷溶液梯度洗脱即可与其他杂质分离。前列腺素E粗品经硅胶柱层析及硝酸银硅胶柱层析分离得精品。经分离的脂类药物常含微量杂质，需采用结晶法、重结晶法及有机溶剂沉淀法等进行精制。,15,（3）超临界流体萃取,近年来超临界流体萃取也已广泛用于脂类药物的分离纯化中。超临界流体（Supercritical Fluid，SF）是处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性。SF对许多物质有很强的溶解能力

7、。超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。如用SF-CO2提取番茄素及从蛋黄中分离卵磷脂。,16,第二节 重要脂类药物的制备,胆酸类药物色素类药物不饱和脂肪酸类药物磷脂类药物固醇类药物人工牛黄的制备,17,一 胆酸类药物的制备,胆酸类药物大多为24个碳原子构成的胆烷酸。人及动物体内存在的胆酸类物质是由胆固醇经肝脏代谢产生。其中胆酸及鹅去氧胆酸为初级胆酸，在肠道微生物作用下生成去氧胆酸、猪去氧胆酸及石胆酸等次级胆酸。体内胆酸类化合物在肝脏大都与甘氨酸或牛磺酸形成结合型胆酸，总称胆汁酸。在胆酸类化合物分子结构中，由于甾环上

8、羟基的数量、位置及构型的差异，形成多种化合物。,18,19,胆酸,鹅去氧胆酸,熊去氧胆酸,20,（一）胆酸的制备,（1）胆酸结构与性质 除猪属胆汁外，胆酸存在于许多脊椎动物胆汁中，牛、羊及狗胆汁中含量最为丰富，并以结合型胆汁酸形式存在。熔点198；有旋光；pK为6.4；在15时，水中溶解度（gL）为0.28，乙醇中为30.56，乙醚中为1.22，氯仿中为 5.08，苯中为0.36，丙酮中为28.24，冰醋酸中为152.15，其钠盐在水中为568.9gL。在稀乙酸溶液中得到结晶呈白色片状，味先甜后苦。,21,（2）工艺路线：,22,工艺过程：,皂化、酸化、干燥：去牛羊胆汁加10NaOH，加热煮沸

9、皂化1218h，不断补充蒸发失去的水分。冷却后用硫酸酸化至pH1，胆酸即浮在水面，取出，置锅内加水加热煮沸，成块状物，取出漂洗至无酸性，75干燥，磨粉即得粗制牛羊胆酸。精制、结晶、干燥：粗制牛羊胆酸加入等体积95乙醇，加热搅拌回流至完全溶解，4冷却结晶，24h。取出捣碎，过滤，结晶用95乙醇洗至无色，滤干。再加4倍量95乙醇并加1015活性炭加热搅拌回流，冷却结晶，得到精制品。,23,（3）检验 含量测定：胆酸与其他甾醇一样，在酸性条件下与糠醛产生GergaryPascoe反应，产生紫色物质。（4）用途：为配制人工牛黄原料。,24,（二）熊去氧胆酸（Ursodeoxycholic Acid，U

10、DCA）,（1）UDCA结构与性质 UDCA存在于人及多种脊椎动物胆汁中，熊胆中含量最为丰富，并以结合型胆汁酸形式存在。自70乙醇中形成白色粉末状结晶，味苦。熔点203；有旋光。易溶于醇、氯仿、冰醋酸、丙酮及稀碱液；微溶于乙醚及醋酸乙酯；难溶于水及稀矿酸。UDCA来源稀少，医药工业上采用胆酸为原料，经酯化、酰化、氧化、还原、再氧化及再还原六步反应制备。,25,（2）反应路线：,26,（3）应用 UDCA具有利胆、溶胆石及改善肝功能作用。，用于治疗高血压症、急性及慢性肝炎、肝硬变、肝中毒及治疗胆固醇结石症。,27,二 色素类药物,（一）胆红素的制备,28,（1）胆红素结构与性质 胆红素（Bili

11、rubin）存在于人及多种动物胆汁中，亦为胆结石主要成分。乳牛及狗胆汁中含量最高，猪及人胆汁次之，牛胆汁更次之。胆红素在动物肝脏中存在形式较复杂，大都与葡萄糖醛酸结合成酯，也有与葡萄糖或木糖成酯者，游离者甚少。结合胆红素为弱酸性，溶于水，带电荷，难透过细胞膜，游离者溶于脂肪，易透过细胞膜进入细胞。游离胆红素溶于二氯甲烷、氯仿、氯苯及苯等有机溶剂和稀碱浴液，微溶于乙醇，不溶于乙醚及水。其钠盐溶于水，不溶于二氯甲烷及氯仿，或钙、镁及钡盐不溶于水。,29,（2）工艺路线：（钙盐间接提取法）,30,工艺过程：,成钙盐：新鲜猪胆汁搅拌下加33.5倍量饱和石灰水上清液，搅拌510min，pH1112，升温

12、，将在5060以前的泡沫用纱布网除去，再升温至沸2min，注意防止胆红素盐溢出。冷却后，过滤，得胆红素钙盐。酸化、沉淀、干燥：胆红素钙盐加0.8倍水调成糊状，过筛，加0.3偏重亚硫酸钠抗氧化，调pH1.5，静置4h，过滤，滤饼加80乙醇捣碎混匀，静置过夜，分层沉淀。除去上层乙醇液，再加80乙醇及抗氧化剂，搅拌后浸泡过夜，如此重复34次，至醇液不显黑色。抽滤，滤饼70 以下烘干，得胆红素成品。收率：0.020.04。,31,其他生产方法：改进的钙盐三氯甲烷提取法：氯化钙代替石灰水。D261树脂提取法：,32,（3）检验：有重氮化显色法和摩尔吸收系数法：（4）用途：治疗白血病的药物之一，是合成人工

13、牛黄的原料，对乙脑病毒和W256细胞具有强抑制功效。,33,三 不饱和脂肪酸类药物的制备,前列腺素（Prostaglandin，PG）前列腺素为二十碳五元环前列腺烷酸的一族衍生物，共分八类。在体内PG皆由花生三烯酸、花生四烯酸及花生五烯酸等经PG合成酶转化而成，PG合成酶存在于动物组织中，如羊精囊、羊睾丸、兔肾髓质及大鼠肾髓质等，以羊精囊含量为最高。对呼吸系统、胃肠系统、泌尿系统、循环体统、炎症及神经系统具有广泛的作用。,34,（1）前列腺素E2（PGE2）结构和性质：PGE2为白色结晶，熔点6869，溶于醋酸乙酯、丙酮、乙醚、甲醇及乙醇等有机溶剂，不溶于水。在酸性和碱性条件下可分别异构化为P

14、GA2和PGB2，后二者紫外吸收最大波长分别为217nm和278nm。,35,（2）生产工艺,生产天然前列腺素的方法有生物合成法、化学合成法和半合成法。我国采用花生四烯酸为前体，从羊精囊中提取前列腺素合成酶加入谷胱甘肽、氢醌等辅助刺激剂，在充分给氧的条件下，使花生四烯酸转化成前列腺素，最后分离、提纯得PGE2。,36,37,半合成法工艺路线,丙酮，乙醚，二氯甲烷,PGE2（油）,38,四 磷脂类药物的制备,磷脂类药物中除神经磷脂等少数成分外，其结构中大多含甘油基团，如磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、溶血磷脂及缩醛磷脂等，故统称为甘油磷脂。1、卵磷脂（Lecithin

15、）的结构 2、卵磷脂性质 卵磷脂存在于动物各组织及器官中，脑、精液、肾上腺及红血球含量最多，卵黄中含量高达810，其在植物组织中含量甚少，唯大豆中含量甚高。,39,卵磷脂为白色蜡状物质，无熔点，有旋光性，在空气中因不饱和脂肪酸烃链氧化而变色。极易溶于乙醚及乙醇，不溶于水，为两性电解质，pI为6.7，为较好的乳化剂。,40,3、卵磷脂制备（1）工艺路线：,41,4、应用 临床上用于治疗婴儿湿疹、神经衰弱、肝炎、肝硬化及动脉粥样硬化等。本品也可用作化学试剂。,42,五 固醇类药物的制备,固醇类药物包括胆固醇、麦角固醇及-谷固醇等，均为甾体化合物。1 胆固醇的结构与性质 胆固醇（Cholestero

16、l）为动物细胞膜重要成分，亦为体内固醇类激素、维生素D及胆酸之前体，存在于所有组织中，脑及神经含量最高，其次肝脏、肾上腺、卵黄及羊毛脂中含量亦甚丰富，同时亦为胆结石之主要成分。,43,胆固醇自稀醇中可形成白色闪光片状一水合物晶体，于7080成为无水物。难溶于水，易溶于乙醇、氯仿、丙酮、吡啶、苯、石油醚、油脂及乙醚。,44,2 工艺路线：,45,3 用途 胆固醇为人工牛黄重要成分之一，也是合成维生素D2及D3起始材料和化妆品原料,并是药物制剂良好的表面活性剂。,46,六 人工牛黄的制备,牛黄为病牛胆囊、胆管及肝管中结石，称为天然牛黄。其主要成分为胆红素、多种胆酸及胆固醇等，其次为脂肪酸、卵磷脂、钙、镁、铁、钾及钠等，此外尚有微量粘蛋白、肽类、氨基酸、胡萝卜素、锰、硫、磷、氯及维生素D等。我国自50年代以来即据天然牛黄之化学组成，采用人工方法配制牛黄，称为人工牛黄。,47,1 人工牛黄组成（处方）：,48,2 工艺路线：,3 作用与用途：人工牛黄是一种重要中药材，亦为生化药。有清热解毒、祛痰及定惊作用。,