艾葉揮發油-羥丙基-β-環糊精包合物的制備*

詹國平， 郝 麗

(中南大學 化學化工學院，湖南 長沙 410083)

艾葉揮發油(艾油)主要含萜類和烯類等60多種有效成分[1]，具有平喘、鎮咳、祛痰、消炎、抗凝血、抗過敏和護肝利膽之功效[2]。臨床上用于治療慢性支氣管炎、支氣管哮喘、過敏性皮炎、過敏性藥疹等，特別在治療三叉神經痛、關節炎、中風等方面有奇效[3]。由于艾油易揮發，且容易受到外界影響而改變成分，在一般制劑中性質不穩定、水溶性小、配制水溶液濃度低，影響了藥效。

包合技術在此大環境下應運而生，可增加藥物溶解度、掩蓋藥物異味、提高生物利用度和患者順應性[4～6]。包合材料羥丙基-β-環糊精(HP-β-CD)水溶性好，熱穩定性高，且腎毒性、溶血作用及刺激性均較小，適于制成注射劑，被認為是極有潛力的低毒、安全、有效的藥物增溶劑[7～9]。

本文采用攪拌法將艾油(O)與HP-β-CD進行包合，制備了艾油-HP-β-CD包合物(1)，其結構和性能經FT-IR和TLC表征。以艾油利用率，收率及含油率為評價指標，通過正交實驗對1的制備工藝進行優化。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

AVATAR-360型紅外光譜儀(美國Nicolet公司，KBr壓片)。

艾葉，藥用品，山東產；HP-β-CD，山東新大精細化工有限公司，用前在電熱干燥箱中干燥至恒重；其余所用試劑均為分析純。

1．2 O的提取(水蒸汽蒸餾法)

在圓底燒瓶中加入干燥的艾葉粉末70 g和蒸餾水700 mL,充分浸泡3 h;連接裝有少量蒸餾水和正己烷(1 mL)的揮發油提取器，緩緩加熱至微沸，保持4 h～5 h，收集油層。重復上述步驟2次，合并艾油，用乙醚(2×3 mL)萃取，合并有機層，用無水硫酸鈉干燥，旋除溶劑得黏稠狀淡綠色油狀液體O(具有很強的芳香性氣味)，干燥后放置陰冷處，避光密封保存，待用。

1．3 1的制備

在反應瓶中加入HP-β-CD(mHP-β-CD/g)的蒸餾水溶液，在一定轉速條件下緩慢滴加O 1 mL(體積記為VO/mL，質量記為mO/g)的無水乙醇(4 mL)溶液(約1滴/10 s)，滴畢，于一定溫度攪拌反應2 h。冷卻至室溫，用0.45μm微孔濾膜過濾，濾餅用適量乙醚洗滌，合并濾液,揮干溶劑后放入冰箱靜置冷藏預凍24 h;冷凍干燥4 h;于-35 ℃冷凍干燥48 h。研磨，過80目篩得淡黃色粉末1。

1.4 評價指標的測定[10]

將1用無水乙醇洗至近無艾葉油香味，揮去乙醇后精密稱量得m1。置于裝有沸石的圓底燒瓶中，加蒸餾水200 mL，連接揮發油提取器，回流1 h～2 h至油量不再增加。冷卻放置1 h測出1中包含的艾油(記為O′)的體積(VO′/mL)與質量(mO′/g),并計算艾油利用率(%)，收率(%)和含油率(%)。

2 結果與討論

2.1 1的制備工藝優化

O 1 mL,其余反應條件同1.3,采用四因素[m(HP-β-CD) ∶V(O)(A)， 包合溫度(B)，包合時間(C)和攪拌速度(D)]三水平正交實驗[L9(34)]優化合成1的最佳工藝條件，實驗方案及結果見表1。由表1可見，采用艾油利用率，收率和含油率的綜合評分為指標進行評價。根據各指標對實驗結果的影響，以及考慮到生產成本和包合效果，將艾油利用率，收率和含油率的權重分別定為0.6， 0.3， 0.1，用綜合評分評價優劣并進行方差分析。

正交試驗結果表明，制備1的最佳條件為A2B3C1D2，即m(HP-β-CD) ∶V(O)=8 ∶1，包合溫度60 ℃，包合時間3 h，攪拌速度700 r·min-1。按最佳制備工藝制備三批包合物，所得各評價指標穩定，平均艾油利用率為(79.50±1.51)%，平均收率為(56.56±1.35)%，平均含油率為(12.57±1.92)%，表明其工藝可行。

由方差分析可知，各因素對反應影響的大小順序為A>C>B>D。在其他條件不變的情況下，對投料比和包合溫度分別作了進一步的單因素考察，結果表明：m(HP-β-CD) ∶V(O)超過8 ∶1以及包合溫度超過60 ℃時，艾油利用率不再增加，反而會下降。原因可能是溫度過高時，分子熱運動加快，使O向外擴散速度加快，而且各相液體的黏度降低，減小了擴散阻力，因此艾油利用率下降。HP-β-CD的用量大可促進反應向生成包合物的方向進行，但只能在一定的范圍內提高其對艾油利用率，這可能是因為當HP-β-CD過量時，溶液的黏度太大，內部的作用阻礙了包合物的形成，且操作復雜，不易測定，也不利于臨床應用。

2.2 1的表征

(1) TLC

分別取適量的混合物(O/HP-β-CD)， O′， 1和O用正己烷溶解后作TLC檢測[展開劑：V(石油醚) ∶V(醋酸乙酯)=9 ∶1，展開前將板置于展開槽中飽和10 min，用1%香草醛-濃硫酸溶液作顯色劑]，結果見圖1。圖1驗結果表明，在與A相同的位置上，O/HP-β-CD和O′出現了相同顏色的斑點，三者薄層色譜圖一致，而1水溶液直接展開則得不到斑點，可見包合物已形成，并且包合過程沒有改變艾油的化學成分。

表1 合成1的正交試驗結果*Table 1 Experimental results of orthogonal test for synthesizing 1

圖1 1， O′， O/HP-β-CD和O的TLC結果Figure 1 TLC results of 1, O′， O/HP-β-CD and O

(2) IR

1， O/HP-β-CD和HP-β-CD的IR譜圖見圖2。從圖1可見，HP-β-CD和1的IR譜非常相近，這是由于HP-β-CD將O包合后，O已嵌入HP-β-CD的疏水空腔中，從而使O的許多特征峰被湮沒，產生了屏蔽作用，但兩者仍有一些明顯的差異。例如，HP-β-CD的羥基特征峰3 406 cm-1位移至3 399 cm-1；烷基特征峰2 971 cm-1， 1 464 cm-1， 1 416 cm-1， 1 376 cm-1分別位移至2 969 cm-1， 1 459 cm-1， 1 412 cm-1， 1 340 cm-1；在1 733 cm-1處的羰基特征峰在1中消失。與HP-β-CD的IR譜相比，1的特征峰相對強度亦有所變化，1中部分峰位降低且峰寬拉長。

1與O/HP-β-CD的IR圖譜亦有顯著不同，O/HP-β-CD中的羰基特征吸收(1 735 cm-1)仍然存在，而1的IR譜中生成一個新峰1 029 cm-1； 1中峰位降低，峰強度有所改變。說明O與HP-β-CD形成的包合物不是簡單的混合物，生成了新的物相。

ν/cm-1圖2 1， HP-β-CD和O/HP-β-CD的IR譜圖Figure 2 IR spectra of 1, HP-β-CD and O/HP-β-CD

綜上所述，HP-β-CD與O產生了包合作用，形成了包合物1。

3 結論

采用攪拌法使羥丙基-β-環糊精(HP-β-CD)對艾油進行包合，使用冷凍干燥技術制備出疏松、溶解性能好的艾油-HP-β-CD凍干粉。分析結果表明HP-β-CD與艾油產生了包合作用，具有技術可行性和經濟實用性，在工業生產中有重要的使用價值和良好的應用前景。

制備艾油-HP-β-CD包合物的最佳包合條件為: 艾油1 mL,m(HP-β-CD) ∶V(艾油)=8 ∶1)，包合溫度60 ℃，包合時間3 h，攪拌速度700 r·min-1。在此條件下，艾油利用率79.50%，收率56.56%，含油率12.57%。

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