产20吨90%野黄芩苷的初步工业设计毕业设计.doc

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1、摘 要野黄芩苷是黄芩茎叶中最为主要的化学成分，它具有降低脑血管阻力，改善脑血循环、增加脑血流量及抗血小板凝集的作用，已被制成针剂、药片、胶囊等多种剂型。目前此药物急缺，国内外市场已经不能满足，因此高纯度的野黄芩苷有待大规模的开发，野黄芩苷具有很高的利用价值，野黄芩苷产业具有良好的市场开发前景。本文以黄芩茎叶为原料，对黄芩茎叶野黄芩苷的提取、纯化进行了工业设计研究，并对年产20吨，90%野黄芩苷的生产工艺进行了初步工业设计。第一，进行探索实验，并筛选出野黄芩苷提取的最佳工艺及工艺参数，该提取工艺参数为：乙醇体积分数：75%，提取温度：70，料液比：1:12，提取时间：3 h，提取次数：3次。在此

2、条件下，黄芩茎叶总黄酮得率平均为1.39%，浸膏中总黄酮含量为21.02%。第二，采用石油醚对提取液进行热回流脱脂实验，运用单因素试验考察碱提pH、酸沉pH、料液比等提取条件对黄芩茎叶总黄酮含量和浸膏得率的影响。采用合适的提取工艺得到野黄芩苷。碱提pH为7.5，酸沉pH为0.5，料液比为1:12，所得沉淀中总黄酮含量为80%以上。同时，以甲醇为溶剂进行重结晶从总黄酮中分离得到野黄芩苷，采用的方法操作简单，得到的野黄芩苷纯度较高，适合于工业化生产。第三，建设年产20吨，90%野黄芩苷制备的初步的工业设计，并绘制带控制点的工艺流程图。关键词：黄芩茎叶总黄酮；野黄芩苷；提取；纯化；工艺设计 Abst

3、ract Wild baicalin in scutellaria baicalensis stem leaf is the most main chemical composition, it can reduce cerebral vascular resistance, improve cerebral blood circulation, increase cerebral blood flow and antiplatelet aggregation effect, has been made into injection, tablets, capsules, etc. A var

4、iety of dosage forms. This drug shortages at present, domestic and foreign markets cannot have satisfied, so the high purity of baicalin to large-scale development, has the very high use value of wild baicalin, wild baicalin industry with good market development prospect.Based on scutellaria baicale

5、nsis stem leaf as raw material, extraction and purification of radix scutellariae stem Ye Ye baicalin were studied industrial design, and the capacity of 20 tons, 90% of wild baicalin production process has carried on the preliminary industrial design.First, to explore experiment, and screened wild

6、baicalin extraction and the optimum process and technological parameters, the extraction technology parameters as follows: ethanol volume fraction: 75%, the extraction temperature: 70 , material liquid than: 1:12, extracting time, 3 h, extraction times, 3 times. Under this condition, average yield w

7、as 1.39%, total flavonoids scutellaria baicalensis stem leaf total content of flavonoids in the extract is 21.02%.Second, using petroleum ether to extract heat reflux degreasing experiments, using the single factor experiment investigation alkali pH, acid sinking, pH, and solid-liquid ratio of extra

8、ction conditions on scutellaria baicalensis stem leaf flavonoids content and extract yield. Use appropriate get wild baicalin extraction process. Alkaline pH 7.5, acid sinking pH is 0.5, 1:12 ratio of material liquid, the total content of flavonoids in the precipitation of more than 80%. At the same

9、 time, with methanol as solvent for recrystallization isolated total flavonoids from wild baicalin, USES the method of simple operation, get wild baicalin was of high purity, suitable for industrial production.Third, the construction of 20 tons, preparation of preliminary 90% wild baicalin industria

10、l design, and draw the process flow chart with control points.Keywords: Scutellaria baicalensis stem leaf flavonoids; Wild baicalin; Extraction; Purification; Process design 目 录摘 要IAbstractII第一章 综述- 1 -1.1 天然药物的研究- 1 -1.2 黄芩茎叶简介- 1 -1.3 野黄芩苷简介- 2 -1.3.1 野黄芩苷- 2 -1.3.2 野黄芩苷生产技术的发展- 2 -1.4 市场需要及价格简况-

11、3 -1.5 本课题研究的目的、意义及主要内容- 4 -1.5.1 课题研究的目的与意义- 4 -1.5.2 课题研究的主要内容- 4 -第二章 野黄芩苷提取工艺的研究- 6 -2.1 引言- 6 -2.2 实验材料、仪器、药品- 6 -2.3 实验方法- 6 -2.3.1 原料预处理- 6 -2.3.2 提取工艺流程图- 7 -2.4 总黄酮含量的测定- 7 -2.4.1 测定波长的确定- 7 -2.4.2 标准曲线的制定- 7 -2.4.3 实验方法- 8 -2.5 黄芩茎叶中总黄酮提取工艺优化方法- 8 -2.5.1 乙醇体积分数的考察- 8 -2.5.2 提取时间的考察- 9 -2.5

12、.3 料液比的考察- 10 -2.5.4 提取温度的考察- 10 -2.5.5 提取次数的考察- 11 -2.6 结论- 12 -第三章 野黄芩苷纯化工艺的研究- 13 -3.1 引言- 13 -3.2 实验材料与仪器、药品- 13 -3.3 野黄芩苷的制备工艺流程- 13 -3.4 从粗提物中分离野黄芩苷影响因子考察- 14 -3.4.1 碱提pH的研究- 14 -3.4.2 酸沉pH研究- 14 -3.4.3 料液比的研究- 15 -3.5 显色反应- 16 -3.6 结论- 16 -第四章 年产量20t，90%的野黄芩苷的初步工业设计- 17 -4.1 设计依据- 17 -4.2 设计思

13、想和设计原则- 17 -4.3 90%野黄芩苷的制备工艺- 18 -4.4 生产工段组成和生产制度- 18 -4.5 原料及产品的主要技术规格- 18 -4.6 物料衡算- 18 -4.6.1 提取罐物料衡算- 18 -4.6.2 提取溶剂储存罐大小计算- 20 -4.6.3 提取液储罐大小的计算- 20 -4.6.4 浓缩液药液储罐- 21 -4.6.5 石油醚萃取罐的物料衡算- 21 -4.6.6碱溶罐的物料衡算- 21 -4.6.7 水沉罐物料衡算- 22 -4.7 热量衡算- 23 -4.7.1 提取罐中的热量衡算- 23 -4.7.2 提取液浓缩罐的热量衡算- 26 -4.7.3 溶

14、剂回收塔热量衡算- 28 -4.7.4 碱溶罐热量衡算- 28 -4.7.5 乙醇热溶罐热量衡算- 29 -4.7.6 乙醇水溶液回收浓缩罐- 30 -4.7.7 溶剂回收塔热量衡算- 32 -4.8 主要技术参数汇总- 32 -4.8.1 主要物料消耗表- 32 -4.8.2 能量消耗表- 33 -4.8.3 小结- 34 -参考文献- 35 -结束语- 36 -致 谢- 37 -第一章 综述1.1 天然药物的研究天然药物是我国历史长河中的瑰宝，历史悠久，源远流长。我国的中医药理论博大精深和临床疗效优势明显，是中药永不衰败的历史见证。天然药物之所以能防病治病，其所含的有效成分的结构和性质都不

15、尽相同。例如，黄芩中就含有野黄芩苷等有效成分，野黄芩苷具有降低脑血管阻力，改善脑血循环、增加脑血流量及抗血小板凝集的作用。天然药物化学的发展离不开现在科学技术的进步。过去，一个天然化合物从天然药物中分离、纯化，到确定结构、人工合成需要很长的时间。近30年来，由于各种色谱技术及谱学技术的进步及广泛应用，天然药学化学的发展取得了更为显著的进步，研究工作的速度大大加快。特别是我国正式加入WTO，以及日、韩、德等国传统药物及植物药的巨大冲击，使我国传统中药国际市场竞争力大大减弱。因此，利用现代化的科学技术改造传统产业，开发出高效、速效、低毒的现代中药，是继承和发展传统中药的迫切要求。所以建立现代化中药

16、研发和生产体系迫在眉睫，当务之急是要用现代新技术、新方法对中药有效成分提取、分离及鉴定进行研究。一般地对一种植物的系统研究主要包括以下过程：原料初步提杂进一步萃取初分离过程再分离过程结晶纯化结构鉴定生物活性测试实验所得药品图1.1 植物研究的一般过程由以上流程可以看出：从对植物的提取到开发出新药，工艺流程较为复杂，而针对每步实验流程又可以选择不同的操作方法。如何选用合适的实验方法是实验过程的重中之重，它直接关系到实验的成败。因此，天然药物的工业设计更需要合适的方法。 1.2 黄芩茎叶简介黄芩茎叶1为唇形科植物黄芩(Scutellaria baicalensis Geogi)的干燥茎叶。传统药用

17、部位为黄芩的根，地上茎叶部分被视为非药用部分而被弃去，其主要有效成分野黄芩苷是对心脑血管起效的活性成分，已被制成针剂、药片、胶囊等多种剂型。目前此药物急缺，国内外市场已经不能满足，因此高纯度的野黄芩苷有待大规模的开发。原野黄芩苷的制备主要是从灯盏花中得到，现因灯盏花野生资源和种植面积不断减少，且价格高，因此本实验以黄芩茎叶为原料制备野黄芩苷，变废为宝。从黄芩茎叶中制备野黄芩苷的传统工艺，主要是采用大孔树脂或聚酰胺树脂进行纯化分离，工艺繁琐，工业化造价高。因此本实验建立了一种新的制备方法，碱提酸沉法，对分离过程中影响分离效果的诸因素进行筛选，确定最佳的分离工艺，为黄芩茎叶综合开发利用提供实验依据

18、。1.3 野黄芩苷简介1.3.1 野黄芩苷野黄芩苷，英文名：scutellarin ，中文别名：野黄芩甙；高黄芩苷；高黄芩甙；印黄芩苷；黄芹素；元参素。来源：植物来源有唇形科植物高黄芩的叶，黄芩的茎、叶以及半枝莲全草等。性质：黄色粉末(由甲醇中)。熔点大于310，230以上变暗。旋光度-14(水)，-139(吡啶)。溶于碱和冰醋酸、吡啶，微溶于一般的有机溶媒，不溶于水。分子式：C21H18O12，分子量：462.37，检测方法高效液相色谱法（HPLC），其结构式如下：图1.2 野黄芩苷的结构式药理作用：野黄芩苷属于黄酮苷中的O-糖苷，苷元与糖以C-O-C 的方式连接，分子结构中有酚羟基，抑菌活

19、性和抗氧化性，因此野黄芩苷具有降低脑血管阻力，改善脑血循环、增加脑血流量及抗血小板凝集的作用。临床用于脑血管病后瘫痪的治疗。1.3.2 野黄芩苷生产技术的发展现在我国生产野黄芩苷的企业并不多，如上海顺勃生物工程技术有限公司，江苏恒远生物科技有限公司，诸城市浩天药业有限公司等，它们这些公司直接或间接生产野黄芩苷，远远不能够满足市场的需求。随着经济的发展，科学和医疗卫生事业的进步，天然中药成为世界公认的重要研究开发领域。黄芩作为传统中药，其根的药用价值已经得到了肯定，其茎叶的药用价值开始引起国内外研究者的普遍关注。近年来，黄芩茎叶在药学方面包括化学成分、分离提取、含量测定和在药理学活性方面的研究取

20、得了很大的进展，肯定了黄芩茎叶的药用价值，但对黄芩茎叶的药理活性的作用机理还不是很清楚，这些药理活性大多停留在实验动物的阶段，其临床应用和临床疗效还有待进一步研究和观察，这些都是今后研究的重点。随着疾病谱和医疗模式的变化，从资源丰富的天然植物中寻找有效药物来提高人类的健康水平是大趋势。黄芩是传统中药，其根已使用多年，国内外研究人员对黄芩根在化学组成、药代动力学、药理学和临床应用做了大量工作，取得了可喜成果。而其地上部分的研究才是近几年的事情，其化学组成和药物应用价值研究虽然已取得一定进展，但仍存在许多未知的东西。可以肯定，黄芩茎叶中提取的黄酮具有抗炎、抗氧化、降血脂、调节自由基和能量代谢、改善

21、实验性记忆缺陷的作用，而它在这些方面的作用机理及其他的药理作用仍是今后研究的重点。随着对黄芩茎叶药用成分的逐渐认识和黄芩根资源日益供不应求，应加强黄芩全草资源的可持续利用，结合传统/现代中药理论和技术，对黄芩全草有效成分、药理药效及其作用机理进行诠释，筛选出有效成分/有效部位进行多靶点分析，在分子水平阐述其作用机理，从而开发出具有国际水平和中药特色现代创新药物。其主要有效成分野黄芩苷具有降低脑血管阻力，改善脑血循环、增加脑血流量及抗血小板凝集的作用。通过对野黄芩苷国家产业政策环境，技术发展情况，消费前景，供给状况以及世界野黄芩苷供需状况等几大部分的数据研究来探求野黄芩苷行业未来的发展前景。由于

22、灯盏花野生资源和种植面积不断减少，且价格高，以黄芩茎叶为原料制备野黄芩苷，变废为宝，将成为未来的新趋势。1.4 市场需要及价格简况野黄芩苷具有降低脑血管阻力，改善脑血循环、增加脑血流量及抗血小板凝集的作用，临床用于脑血管病后瘫痪的治疗。脑血管病是我国中老年人群的常见病、多发病，近年来呈上升和低龄化趋势，农村地区也日益突出。脑血管病的高发病率、高死亡率和高致残率不仅严重危害人民的健康和生活质量，同时也给国家及患者家庭带来沉重的医疗、经济和社会负担，是一个重要的公共卫生问题。如果仅考虑国内市场，我国正在步入老龄化社会，中老年人群中很多人饱受着疾病的痛苦，人们生活质量提高了，大多数人有能力去购买野黄

23、芩苷来治疗脑血管病后瘫痪，野黄芩苷市场需求很大。目前，国际市场对野黄芩苷的年需求量已达1000吨左右，但实际年产量很少，远远不能满足病人的服用。我国成规模的野黄芩苷生产企业不多，生产能力不足，加上医药、保健方面的市场需求，我国野黄芩苷市场潜力相当庞大。目前野黄芩苷市场价格：黄芩收购价：1000元/吨以上；黄芩茎叶销售价：500元/吨以上；90%黄芩茎叶野黄芩苷的售价：8000元/公斤以上。由此可见，黄芩茎叶野黄芩苷产业具有良好的市场开发前景。综上所述，国内及国际市场对野黄芩苷的需求量十分剧大，且市场远未饱和，有巨大的发展空间。1.5 本课题研究的目的、意义及主要内容1.5.1 课题研究的目的与

24、意义随着经济的发展，科学和医疗卫生事业的进步，天然中药成为世界公认的重要研究开发领域。黄芩作为传统中药，其根的药用价值已经得到了肯定，其茎叶的药用价值开始引起国内外研究者的普遍关注。近年来，黄芩茎叶在药学方面包括化学成分、分离提取、含量测定和在药理学活性方面的研究取得了很大的进展，肯定了黄芩茎叶的药用价值，但对黄芩茎叶的药理活性的作用机理还不是很清楚，这些药理活性大多停留在实验动物的阶段，其临床应用和临床疗效还有待进一步研究和观察。对黄芩茎叶的化学成分研究发现，黄芩茎叶的要成分是黄酮类化合物2，已确定是野黄芩苷、黄芩苷、芹菜索苷等单体成分。对黄芩茎叶黄酮药理学研究发现，其具有调血脂、抗动脉粥样

25、硬化、抗心律失常、保肝、解热、抗炎、改善记忆等多方面药理作用，且无明显的毒副作用。这些研究结果，肯定了黄芩茎叶的药用价值，为黄芩茎叶及其活性成分的临床应用提供了理论依据，也为其它药用植物的不同部位的开发利用提供了实例。而且黄芩在我国南北各省区均有种植，资源十分丰富，如果对其活性成分进行开发和利用，从中研制出具有防治多种中老年疾病的天然保健制剂和药剂，必将产生良好的经济效益和社会效益。因此，本课题以黄芩茎叶为研究对象，通过对黄芩茎叶野黄芩苷的提取工艺、纯化工艺的研究，为我国开发利用的黄芩茎叶野黄芩苷资源提供科学依据。1.5.2 课题研究的主要内容探索并筛选出黄芩茎叶野黄芩苷的提取最佳工艺。通过单

26、因素实验分别考察了乙醇浓度、提取次数、提取温度、提取时间、料液比对黄芩茎叶野黄芩苷的提取效果，得到提取最佳工艺参数。根据黄酮类化合物自身的性质，采用酸碱法及醇溶水沉法对黄芩茎叶野黄芩苷进行了纯化工艺的研究，分别考察碱溶pH、酸沉pH、水沉加水量对野黄芩苷含量及浸膏得率的影响，得到最佳纯化工艺。最后，进行黄芩茎叶野黄芩苷提取的中试放大实验研究，并在此基础上，进行了年产20吨、90%野黄芩苷的初步工业设计，同时绘制带控制点的工艺流程图。第二章 野黄芩苷提取工艺的研究2.1 引言本章以乙醇水溶液为提取剂，对黄芩茎叶进行提取。溶剂提取是根据原料中天然产物中被提取成分的极性、共存杂质的理化特性，遵循相似

27、相溶原理，使有效成分从原料固体表面或组织内部向溶剂中转移的传质过程，即溶质从溶剂主体传递到固体或组织的表面，溶剂扩散深入固体内部和微孔内部孔隙内，化学成分溶解进入溶剂，通过固体孔隙通道中的溶液扩散至表面，成分从固体表面传递到溶剂主体。从黄芩茎叶中分离总黄酮4的传统工艺主要有水提酸沉法，通过酸化、分离、吸附、解吸、浓缩、干燥等步骤，存在浓缩困难，工艺繁琐等问题。本实验以黄芩茎叶总黄酮得率为指标，采用单因素方法优选黄芩茎叶总黄酮最佳醇提条件，考查了乙醇体积分数、提取时间、提取次数、提取温度以及料液比对黄芩茎叶总黄酮提取效果的影响，筛选出野黄芩苷提取的最佳工艺参数，为黄芩茎叶综合开发利用提供一定参考

28、。2.2 实验材料、仪器、药品黄芩茎叶，由吉林省东北亚药业有限公司提供。对照品芦丁，阿拉丁试剂（中国）有限公司。722可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；SHB-III循环水式多用真空泵，陕西太康生物科技有限公司；恒温水浴锅，上海梅香仪器有限公司；ZK-82电热真空干燥箱， 上海市实验仪器总厂；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。实验所用试剂和其它实验室所需仪器由宁夏理工学院化学实验室提供。 2.3 实验方法2.3.1 原料预处理将黄芩茎叶粉碎，烘干，备用。2.3.2 提取工艺流程图黄芩茎叶粉碎热回流提取减压过滤黄芩茎叶粗提物 干燥减压浓缩 滤液 滤渣图2.1 黄芩茎

29、叶总黄酮浸膏提取工艺流程图2.4 总黄酮含量的测定以芦丁为对照品,采用可见分光光度法测定单因素试验所得沉淀物中总黄酮的含量。2.4.1 测定波长的确定取芦丁适量，加甲醇溶解，稀释至一定刻度，置可见分光光度仪中，在320-600 nm扫描，绘制吸收光谱。结果表明野黄芩苷在360 nm处有最大吸收，因此，将测定波长定为360nm。图2.2 芦丁波长曲线2.4.2 标准曲线的制定精密称取芦丁25 mg，甲醇溶解并定容至50 ml容量瓶，摇匀得质量浓度为0.5 mgmL-1的芦丁溶液。分别吸取上述芦丁溶液3mL、4 mL、5mL、6mL、7 mL.定容于50 mL容量瓶中，测量360 nm处的吸光度（

30、A），以芦丁浓度(C,mgmL-1)为横坐标，以A为纵坐标，得标准曲线A=17.347C-0.2986，R2=0.9976。图2.3 芦丁标准曲线2.4.3 实验方法将黄芩茎叶粉碎成1060目粗粉后，置于圆底烧瓶中，采用乙醇水溶液进行加热回流提取，实验在预先设定的提取次数、提取温度、料液比以及提取时间下进行，待提取完成后，趁热过滤，然后将提取液减压真空浓缩5，回收溶剂。将浓缩液干燥，得到黄芩茎叶总黄酮浸膏。本实验通过单因子实验考查了各因素对黄芩茎叶总黄酮提取效果的影响，确定出提取的最佳工艺参数。 2.5 黄芩茎叶中总黄酮提取工艺优化方法2.5.1 乙醇体积分数的考察取黄芩茎叶粗粉15.0g，准

31、确称量5份，分别加55%、65%、75%、85%和95%乙醇200mL，在一定温度下回流提取一定的次数。收集滤液，分别减压浓缩、干燥以制得浸膏，称取浸膏20mg，用甲醇溶解并转移至50mL容量瓶中，加甲醇至刻度即得。结果分析：图2.4 乙醇体积分数对提取效果的影响由图2.4可知，黄芩茎叶总黄酮的得率随着乙醇体积分数先增加后减小，乙醇体积分数在75%时达到最大。可能是由于高体积分数的乙醇使细胞内蛋白质凝固，黄酮类成分不易析出；同时提取液的颜色也加深，说明脂溶性的色素也被渐渐的溶出，对后续的分离纯化6带来不便。因此提取时的乙醇体积分数75%较佳。2.5.2 提取时间的考察准确称取黄芩茎叶粗粉5份，

32、各15.0g，于圆底烧瓶中，加75%的乙醇，分别在1、2、3、4、5h下回流提取一定的次数。合并滤液，分别减压浓缩、干燥以制得浸膏，称取浸膏20mg，用甲醇溶解并转移至50mL容量瓶中，加甲醇至刻度即得。结果分析：图2.5 提取时间对提取效果的影响由图2.5可知，随着提取时间的增加，黄芩茎叶中的其他杂质成分也逐渐被提出，使得总黄酮的得率逐渐降低，因此提取时间设3h为宜。2.5.3 料液比的考察准确称取黄芩茎叶粗粉5份，各15.0g，于圆底烧瓶中，加75%乙醇，分别在料液比(g/mL)1:3、1:6、1:9、1:12、1:15下回流提取一定的次数，每次3h。收集滤液，减压浓缩、干燥以制得浸膏，称

33、取浸膏20mg，用甲醇溶解并转移至50mL容量瓶中，加甲醇至刻度即得。结果分析：图2.6 料液比对提取效果的效果由图2.6可知，在料液比为1:31:15的范围内，黄芩茎叶总黄酮得率随着提取剂体积的增大，而逐渐提高。当料液比超过1:12后。料液比继续增大，提取效果没有显著增加。因此，考虑成本，料液比选用1:12为宜。2.5.4 提取温度的考察准确称取黄芩茎叶粗粉5份，各15.0g，于圆底烧瓶中，加75%的乙醇，分别在50、60、70、80、90温度下回流提取一定的次数，每次3h。合并滤液，分别减压浓缩、干燥以制得浸膏，称取浸膏20mg，用甲醇溶解并转移至50mL容量瓶中，加甲醇至刻度即得。图2.

34、7 提取温度对提取效果的影响由图2.7可知，随着温度的升高，黄芩茎叶总黄酮得率明显升高，但当温度达到70时，温度继续升高，总黄酮得率降低。考虑到过高的温度会破坏总黄酮中的有效成分7。因此，温度选用70为宜。2.5.5 提取次数的考察准确称取黄芩茎叶粗粉5份，各15.0g，于圆底烧瓶中，加75%乙醇，在70温度下分别提取1、2、3、4、5次，每次3h。合并滤液，分别减压浓缩、干燥以制得浸膏，称取浸膏20mg，用甲醇溶解并转移至50mL容量瓶中，加甲醇至刻度即得。图2.8 提取次数对提取效果的影响由图2.8可知，提取次数越多，黄芩茎叶总黄酮得率越高，提取1次和提取2次相比有明显的差别，提取次数再继

35、续增加时，黄芩茎叶总黄酮得率的变化不明显。综合考虑成本和得率，提取次数选用3次为宜。2.6 结论(1)本章选择乙醇水溶液，通过单因素实验，分别考察了乙醇浓度、提取次数、提取温度、提取时间、料液比对黄芩茎叶总黄酮得率的影响，并实验论证，得到了黄芩茎叶总黄酮的最佳提取工艺。(2)该提取工艺参数为：乙醇体积分数：75%，提取温度：70，料液比：1:12，提取时间：3 h，提取次数：3次。在此条件下，黄芩茎叶总黄酮得率平均为1.39%，浸膏中总黄酮含量为21.02%。 (3)准确称取提取后的黄芩茎叶粗提物备用。 第三章 野黄芩苷纯化工艺的研究3.1 引言本章以黄芩茎叶粗提物，精制野黄芩苷。首先采用石油

36、醚脱脂的方法除去一些脂溶性的物质，经这样处理后，可得到干燥的粉末状的总黄酮浸膏。然后采用碱溶酸沉、醇溶水沉的方法进一步纯化。运用了单因素试验考察碱提pH、酸沉pH、料液比等提取条件对黄芩茎叶总黄酮含量和浸膏得率的影响。同时，以甲醇为溶剂进行重结晶8从总黄酮中分离得到野黄芩苷，采用先进的仪器测量含量，如用可见分光光度仪测黄芩茎叶总黄酮的含量，本实验建立了一种新的制备方法，碱提酸沉法，对分离过程中影响分离效果的诸因素进行筛选，确定最佳的分离工艺，为黄芩茎叶综合开发利用提供实验依据。3.2 实验材料与仪器、药品（1）实验原料：黄芩茎叶粗提物为实验室提取所得，其中总黄酮含量为21.01%。（2）实验方

37、法称取一定量的黄芩茎叶粗提物置于500ml烧瓶中，加入石油醚热回流萃取，趁热过滤，干燥，碱提酸沉，甲醇重结晶。其中以芦丁为对照品，采用可见分光光度计测总黄酮的含量，然后用显色反应确定野黄芩苷的纯度。3.3 野黄芩苷的制备工艺流程 黄芩茎叶 粗提物脱脂碱提过滤干燥滤饼洗涤过滤干燥 干燥 酸沉野黄芩苷甲醇重结晶图3.1 野黄芩苷提取工艺流程图3.4 从粗提物中分离野黄芩苷影响因子考察3.4.1 碱提pH的研究准确称取黄芩茎叶粗提物4.0 g，5份，分别加入一定量的沸蒸馏水，搅拌溶解，用15%NaOH调pH至6.0，6.5，70，7.5，8.0。滤过，滤液加10%H2SO4，pH均调至1.5。静置3

38、6小时，析出棕色沉淀物，倾取上层溶液，再次静置24小时后，析出土黄色沉淀物。分取棕色沉淀物和土黄色沉淀物，过滤，滤饼用蒸馏水，洗至中性，烘干，用可见分光光度法检测总黄酮的含量。不同碱提pH对黄芩茎叶总黄酮含量和浸膏得率的影响如下图所示总黄酮含量/%浸膏得率/%图3.2 碱提pH对黄芩茎叶浸膏的率和总黄酮含量的影响由图3.2可知：在一定的pH范围内，黄芩茎叶浸膏得率9及总黄酮含量随着pH的升高，而逐渐提高。当pH达到7.5左右时，浸膏得率及总黄酮含量达到最大。pH继续升高，浸得率和总黄酮含量呈降低趋势，考虑到过高的pH会使野黄芩苷结构上的葡萄糖基水解，因此，碱提pH选用7.5为宜。3.4.2 酸

39、沉pH研究准确称取黄芩茎叶粗提物15.0 g，加入一定量沸蒸馏水，搅拌溶解，加入15%NaOH调pH至7.5，趁热过滤，滤液分成5份，加10%硫酸调pH至0.5，1.0，1.5，2.0，2.5。静置36小时，析出棕色沉淀物，倾取上层溶液，再次静置24小时后，析出棕黄色沉淀物。分取棕色沉淀物和土黄色沉淀物，过滤，滤饼用蒸馏水，洗至中性，烘干用可见分光光度法10检测总黄酮的含量。不同酸沉pH对黄芩茎叶总黄酮含量和浸膏得率的影响如下图所示总黄酮含量/%浸膏得率/%图3.3 酸沉pH值对黄芩茎叶浸膏的率和总黄酮含量的影响由图3.3可知：随着pH的增大，浸膏得率及总黄酮含量逐渐降低，当pH为2.5时没有

40、沉淀生成。但在pH为0.5时，酸沉得效果最好，浸膏得率及总黄酮含量为最高。因此，酸沉pH选用0.5较为适宜。3.4.3 料液比的研究准确称取等量的黄芩茎叶粗提物，分别按料液比(m/V) l:5、1:6、1:8、1:10、1:12、1:14加入沸蒸馏水，搅拌使其使溶解，缓缓加入15%氢氧化钠溶液，调pH至约7.5，趁热滤过，滤液缓缓加入10%H2SO4溶液，调pH至0.5。静置36 h，析出棕色沉淀物，倾取上层溶液，再次静置24小时后，析出土黄色沉淀物。分取棕色沉淀物和土黄色沉淀物，过滤，滤饼用蒸馏水，洗至中性，烘干，用可见分光光度法检测总黄酮的含量。不同料液比对黄芩茎叶总黄酮含量和浸膏得率的影

41、响如图3.4所示。图3.4 料液比对黄芩茎叶浸膏的率和总黄酮含量的影响由图3.4可知：在料液比为1:51:12的范围内，浸膏得率及总黄酮含量随着料液比的增大，而逐渐提高。当料液比超过1:12后，料液比继续增大，对浸膏得率和总黄酮含量没有显著提高。因此，考虑成本，料液比选用1:12为宜。3.5 显色反应野黄芩苷是黄酮类化合物，黄酮类化合物的显色反应多与分子中酚羟基及-吡喃酮环有关。在早期的研究工作中，常以化学显色反应定性地判断黄酮类化合物的存在和它们的类别。本设计就是基于实验室条件，采用显色反应和最大波长法来确定提取物中是否含有野黄芩苷。取脱脂、碱提、酸沉、甲醇重结晶后的总黄酮置于烧杯中，加入1

42、%三氯化铝溶液，观察生产的络合物颜色。实验结果可得，该络合物为亮黄色，可确定野黄芩苷含量在90%以上。取反应后的沉淀，加甲醇溶解，稀释到一定刻度，置可见分光光度计中，在200nm-600nm做全波长扫描。结果表明野黄芩苷在282nm和335nm处有最大吸收，因此可以确定产物是野黄芩苷。3.6 结论经碱提酸沉法确定黄芩茎叶粗提物中分离野黄芩苷的最佳参数为：碱提pH为7.5，酸沉pH为0.5，料液比1:12。所得沉淀中总黄酮含量80%以上，所得沉淀用甲醇溶剂法重结晶，可得到含量达90%的野黄芩苷。该纯化工艺具有操作简单，生产成本较低的优点，适用于产业化生产，为黄芩茎叶的进一步开发打下了良好基础。第

43、四章 年产量20t，90%的野黄芩苷的初步工业设计4.1 设计依据（1）计划任务书：年生产量20t、90%的野黄芩苷的初步工业设计。工作时间：300天/年 一天24 h连续生产，其余时间用于检修等。实验室实验数据。主要设计工艺参数汇总： 提取工段： 提取溶剂：75%的乙醇水溶液 提取时间：提取3次，一次1.5 h 提取温度：70 料液比： 1:12 浸膏得率：21.02%脱脂工段： 加石油醚比例：1:6 提取时间：萃取3次，一次1 h 提取温度：50 料液比： 1:12 浸膏得率：7.82%碱溶酸沉工段： 碱溶pH调至7.5 酸沉pH调至0.5醇溶水沉工段： 加1:20的乙醇溶解 加1:6的水

44、进行沉淀4.2 设计思想和设计原则设计遵循能衡算，物料衡算，逐级放大，符合市场需要、满足市场要求“三废”处理得当，满足条件下尽量减少投入等原则。工艺路线的选择：工艺简单可行 设备的选型：满足生产需要生产成本最低材质选用：只需满足设计及生产需要即可。4.3 90%野黄芩苷的制备工艺黄芩茎叶粗提物提取液浓缩液90%野黄芩苷总黄酮粗粉酸沉水沉滤液80%总黄酮碱溶总黄酮浸膏脱脂 图4.1 野黄芩苷的制备工艺4.4 生产工段组成和生产制度生产工段组成： 提取工段 石油醚脱脂工段 碱溶酸沉工段 醇溶水沉工段 结晶工段（2）生产制度：年工作日：300天；操作制度：8 h/班，24小时连续生产。4.5 原料及

45、产品的主要技术规格原料：黄芩茎叶，由吉林省东北亚药业有限公司提供。辅助原料：工业乙醇96、石油醚、浓H2SO4（AR）、氢氧化钠、水产品：黄芩茎叶野黄芩苷含量904.6 物料衡算4.6.1 提取罐物料衡算由实验室结果可知，生产1 g的90%的黄芩茎叶野黄芩苷所需的黄芩茎叶为200 g，则90%的黄芩茎叶野黄芩苷的得率为0.5%。工作时间：300 d/y，连续生产。年处理黄芩茎叶的质量：4000吨日处理黄芩茎叶： (4-1) 每天分3批进行提取，每批提取三次，每次提取1.5 h，则提取时间需要4.5 h，辅助时间为3.5 h。则每批处理黄芩茎叶的量为： (4-2) 设计6个提取罐，依次同时进行提取，则每个提取罐需处理的黄芩茎叶为： (4-3) （1）提取罐溶剂消耗量计算 按照料液比为1:12加料，每批提取3次，每次所需的溶剂量： 0.74123=26.64 (4-4)其中工