莽草酸的提取纯化工艺研究

摘要：莽草酸，针状结晶，有抗炎、镇痛作用，是抗癌药物中间体。主要存在于八角属植物中，而以八角茴香中的含量最高。工艺落后导致提取收率低成本高，无法满足扩大再生产的要求。此课题将研究八角茴香中提取莽草酸的工艺，较为系统的对八角茴香果实——莽草酸提取条件的因素：提取溶剂类型、溶剂浓度、提取次数、料液比，提取时间等进行考察，在此基础上应用正交实验确定出最佳提取工艺路线。并且通过多次重结晶得到高纯度的莽草酸晶体。兼从降低成本、资源整合利用、对环境友好等角度使工艺达到最优化、经济效益和社会效益最大化，非常具有实际意义。

关键词：八角茴香 ；莽草酸 ；提取；   

Study of the Shikimic Acid’s extraction and purification  
Abstract: Shikimic acid, a crystal powder, has the effect of scorching, easing pain and so on, is the anticancer medicine’s Intermediates. It mainly exist in Iuicium verum, especially in Illicium Verum Hook.f., . Now the backward process led to high waste and cost, the factory has no way to satisfy the marcket’s request. In this paper, we will study the extraction of the shikimic acid from illicium verum Hook. f., contains extraction solvent, extraction time and so on. It is a meaningful experiment. 

Key Words: Illicium Verum Hook.f. ; Shikimic Acid; Extract；

目   录
中文摘要…………………………………………………………………………………… Ⅰ
英文文摘…………………………………………………………………………………… Ⅱ
目录………………………………………………………………………………………… Ⅲ
1  绪论………………………………………………………………………………………1
1.1  八角茴香概述……………………………………………………………………1
1.1.1  形态及生长特点………………………………………………………1
1.1.2  八角茴香的有效成分…………………………………………………2
1.1.3  八角茴香的利用现状…………………………………………………2
1.2  莽草酸的概述……………………………………………………………………2
1.2.1  莽草酸的理化性质……………………………………………………2
1.2.2  莽草酸的生理活性……………………………………………………3
1.2.3  莽草酸的提取与检测…………………………………………………3
1.3  存在的问题以及本研究的意义…………………………………………………3
1.4  研究的内容………………………………………………………………………4
1.5  预期的结果………………………………………………………………………4
2  实验部分…………………………………………………………………………………5
2.1  莽草酸的提取条件的研究………………………………………………………5
2.1.1  实验准备………………………………………………………………5
2.1.2  单因素试验……………………………………………………………5
2.1.3  正交试验………………………………………………………………6
2.2  莽草酸的纯化工艺………………………………………………………………6
2.2.1  实验原理………………………………………………………………6
2.2.2  实验准备………………………………………………………………6
2.2.3  纯化实验………………………………………………………………6
2.3  莽草酸检测方法的建立…………………………………………………………7
2.3.1  材料与仪器……………………………………………………………7
2.3.2  标准样品的制备………………………………………………………7
2.3.3  样品的制备……………………………………………………………7
2.3.4  样品的测定……………………………………………………………7
2.3.5  结果分析………………………………………………………………7
3  结果与讨论………………………………………………………………………………8
3.1  提取结果与讨论…………………………………………………………………8
      3.2  纯化结果与讨论…………………………………………………………………9
4  总结与展望………………………………………………………………………………12
致谢 …………………………………………………………………………………………13
参考文献 ……………………………………………………………………………………14
附录 …………………………………………………………………………………………15
1  绪  论
近几年，禽流感在世界各地不断有报道，弄的人心惶惶。检索一下禽流感的历史，最早记录可以追溯到125年前的意大利。最近5年间，禽流感不断出没于欧洲、北美和亚洲许多国家。这种疾病早已发生，不仅东方国家有，西方国家也有。诸如艾滋病、疯牛病、非典型肺炎、禽流感等疾病属于突发性公共卫生事件，属于非传统安全领域的新威胁。把这些流行性疾病定性为“人类之公敌”并不为过。
　　目前在亚洲爆发的禽流感病毒属于H1型流感病毒“家族”。这个病原体在人类历史上可谓“臭名昭著”。我们每一次看到一个新的H1抗原出现，那就意味着我们经历了一次流感，1918年出现的H1型流感病毒造成世界上几百万人死亡；1957年的亚洲流感是一个H2型病毒；1968年的流感也是一个H2型病毒。面对禽流感的的威胁，准备大量的禽流感药物是人民生命财产得到保障的一个重要前提。但是出于对化工合成物安全性的疑虑，和对自身健康的关注，人们对天然产物正表现出极大的兴趣。在我国，由于受传统中医药理论的影响，科研人员更是对各种天然植物资源情有独钟，研究热度持续升温，许多人纷纷投入到从八角茴香中提取莽草酸的研究。 
1.1 八角茴香概述
1.1.1 形态及生长特点
常绿乔木，高达20m。树皮灰色至红褐色，叶互生或螺旋状排列[1]。其聚合果常由8个骨突果着生在中轴呈星状。骨突果长1～2cm，宽3～5mm，高0.6～1cm；外表面红棕色，有不规则皱纹，顶端呈鸟喙状，上侧多开裂[2,3]；果皮内表面淡棕色，平滑有光泽；质硬而脆，内含种子1粒。果梗长3～4cm，弯曲，常脱落。种子扁卵圆形，长约6mm，红棕色或黄棕色，光亮。气芳香，味辛、甜。
    生长于土壤疏松的阴湿山地。野生或栽培。分布福建、广东、广西、云南、贵州、台湾等地。主产广西、广东、云南等地[4]。
每年采收2次，第1次为主采期，在8～9月间，第2次在翌年2～3月间。采摘后，微火烘干，或用开水浸泡片刻，待果实转红后晒干。
同属植物莽草的果实，形状与八角茴香非常相似，极易混淆。莽草果实有毒，不可误用。其主要区别点为：莽草果实较小，蓇葖一般长约7～10毫米；其尖端呈向上弯曲之鸟喙状。果柄多垂直，常脱落。带树胶样气味，味苦。

1.1.2 八角茴香的有效成分
(1) 挥发油              
油中含茴香醚（anethole）、黄樟醚（Saf role）、茴香醛（anisaldehyde）、茴香酮（anisylacetone) 水芹烯等。主要成分为反式茴香脑。
(2) 倍半萜内酯及其衍生物           
莽草毒素，伪莽草毒素和6-去氧伪莽草毒素、八角莽草毒素A和B、红花八角素等
(3) 黄酮类成分      
含有3-芸香糖，3-葡萄糖，3-半乳糖取代山萘酚和槲皮素，3-鼠李糖槲皮素，3-木糖槲皮素及游离山萘酚和槲皮素等。
(4) 苯丙烷和木脂素类
鼠李糖苷和伊卡苷E。红花八角还含有红花八角醇，异红花八角醇，厚朴酚 。
(5) 其它
糖脂，磷脂B-谷甾醇，菜油甾醇和维生素E，胡萝B苷和莽草酸。
1.1.3 八角茴香的利用现状
本品挥发油中的茴香醚具有刺激作用，能促进肠胃蠕动，可缓解腹部疼痛；对呼吸道分泌细胞有刺激作用而促进分泌。可用于祛痰。
    本品水煎剂对人型结核杆菌及枯草杆菌有抑菌作用。本品乙醇提取物对金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、白喉杆菌、枯草杆菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌及常见致病菌均有较强的抑制作用。而且所含莽草酸的含量比较高，大约有3.3%，是所有植物中含莽草酸含量最高的一种植物。
八角茴香除作药外,还广泛作为调味香料。其中茴香油中的茴香醚在制药工业中曾作合成女性激素己烷雌酚和己烯雌酚的主要原料；或供合成茴香醛、茴香醇作为牙膏、牙粉、香皂或化妆品和食品用香料，每年用量很大。
1.2 莽草酸的概述           
1.2.1 莽草酸的理化性质     
莽草酸是一有机酸（图1-2）[5]，分子式C7H10O5，分子量174.16。化学名 3, 4, 5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸（3, 4, 5-Trihydroxy-1-cyclohexene-1-carboxylic acid）。白色针状结晶。莽草酸熔点：191-192℃。在水中的溶解度为18g/100ml。莽草酸基本上不溶于氯仿、苯和石油醚等小极性溶剂，易溶于水，甲醇，乙醇等大极性溶剂。
                      
图1-1 莽草酸分子式 

1.2.2 莽草酸的生理活性           
(1) 莽草酸是从中药八角茴香中提取的一种单体化合物，有抗炎、镇痛作用[6]，是抗癌药物中间体。
(2) 北京中医药大学药理研究室前期研究首次发现莽草酸有明显抗血栓形成作用，可抑制动、静脉血栓及脑血栓形成[7,8]。为阐明其抗血栓形成的机制，研究人员研究了莽草酸对血小板聚集及凝血的影响，并分析其作用机理与花生四烯酸代谢的关系。结果认为莽草酸可能通过影响花生四烯酸代谢，抑制血小板聚集，抑制凝血系统而发挥抗血栓形成作用。
(3) 莽草酸是世界上对付禽流感的唯一武器，莽草酸是可有效对付致命的H5N1禽流感病毒的药物“达菲”的重要成分[9,10]。
1.2.3 莽草酸的提取与检测
有机酸的提取主要有以下几种方法[11]：溶剂法（SE）、超声波法（USE）、微波辅助法（MWAE）、加压热水萃取法（PHWE）、超临界二氧化碳萃取法（SCFE）。不过一般都是用溶剂法用的比较多点，符合大生产要求。
溶剂法提取有机酸主要是根据酸碱原理来提取，一般用含水乙醇、含水甲醇等来提取，然后考虑安全、环保等因素，用含水乙醇用的多点[12]。