北美黃連主要生物堿的提取與分離

1、第31卷第3期2001年6月精細化工中間體FINECHEMICALINTERMEDIATSVol.31No.3June2001北美黃連主要生物堿的提取與分離董新榮,曾建國X(湖南宏生堂中藥現(xiàn)代化研究所,湖南長沙410014)摘 要:簡述了北美黃連的概況,對北美黃連的提取工藝進行了實驗研究,最后對北美黃連中所含主要生物堿)北美黃連堿和小檗堿進行了幾種分離方法和實驗研究。原藥材用混合溶劑直接提取分離,可得到含北美黃連堿97.7%的結晶體,提取率達65%;提取物經(jīng)醇水溶解、酸化,可直接獲得小檗堿鹽酸鹽結晶,純度達到99.9%;用柱色譜法,可得到99.5%的北美黃連堿,收率約1%。關鍵詞:北美黃連;北

2、美黃連堿;小檗堿;提取;分離中圖分類號:TQ464.4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-9212(2001)03-0033-03ExtractionandIsolationofMainAlkaloidsofGoldensealDONGXin-rong,ZENGJian-guo(HunanOSSTChineseTraditionalMedicineModernizationInstitute,Changsha410014,China)Abstract:TheexperimentalstudiesontheextractingmethodofGoldensealandisolatingmeth

3、odofHydrastineandBerberinehavebeengiven.Hydrastine(97.7%)wasobtainedwithex-tractedrate65%byextractingtheGoldensealwithmixedSolvent;Berberinehydrochloride(99.9%)wasobtainedbyaddinghydrochlorideacidtoalcohol(alcoholBH2O=1B1)solutionoftheextractandHydrastine(99.5%)wasgainedbyCLCmethodwiththeyield1%.Key

4、words:goldenseal;hydrastine;berberine;extraction;isolation北美黃連的藥理作用主要歸因于其高含量的異喹啉類生物堿,小檗堿具有抗菌消炎、鎮(zhèn)靜降壓等作用;坎那丁具有刺激子宮的作用;特別是北美黃連堿具有收縮血管、降壓、刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用。2 實驗部分2.1 原材料北美黃連由湖面宏生堂制藥有限公司提供,其它化學藥品均為分析純試劑。對照品北美黃連堿購自Sigma公司,小檗堿購自中國藥品生物制品檢定所。2.2 實驗儀器高效液相色用美國Perkin-Elmer公司生產(chǎn)的1022/295/200型高效液相色譜儀,熔點用顯微熔點測定儀。2.3 實驗方法

5、1 前言北美黃連,植物名HydrastisCanadensis,屬毛莨科植物,產(chǎn)于北美洲,是北美民間常用草藥,19世紀稱之為能治百病的萬能藥,1830年的5美國藥典6中首次收載,以后又多次收錄入5美國藥典6及美國的5國家處方集6。北美黃連的藥用功效,最早被土著美洲的印第安人廣泛用于治療百日咳、肺炎、溫(熱)病、腹瀉、酸胃、肝病、心臟病,還用于消化不良、食欲不振以及局部清洗消炎、治療蛇咬傷、皮膚病(牛皮癬)等1。隨著人類疾病普的發(fā)展變化,北美黃連的藥用作用也不斷擴大,現(xiàn)在人們還用它來治療癌癥。北美黃連中主要含有北美黃連堿2%4%,小檗堿(Berberine)2%3%,少量的坎那丁(Cana-di

6、ne)和北美黃連分堿(Hydrastidine)等生物堿(如圖1所示)11。X作者簡介:董新榮(1963-),男,湖南長沙人,碩士,助理研究員,從事精細化工方面的研究工作。:34 精細化工中間體 第31卷2.3.1 提取工藝取經(jīng)粉碎的北美黃連,以適量的不同濃度的酒精在回流溫度下進行熱浸提取,過濾,收集濾液,減壓回收溶劑至稠膏狀,水浴蒸干,得金黃色固體物,研碎,稱重,并進行主要生物堿含量分析。圖1 北美黃連的主要生物堿結構2.3.2 北美黃連堿與小檗堿的分離1)分步直接提取法:取經(jīng)粉碎的北美黃連,先以3mol/L的氨水按1:1m/m的用量進行潤浸,并密封保持30min,將其裝入帶有攪拌,回流冷凝

7、管的三口瓶內(nèi),加入藥材5倍量的混合溶劑,在攪拌下,加熱回流提取3h,冷卻后過濾,有機相用蒸餾水洗滌至中性,減壓回收溶劑,得少量淡黃色固體,無水乙醇重結晶兩次(活性炭脫色),得到無色沙粒型結晶。上述提取北美黃連堿之后的藥渣,按文獻2方法可提取小檗堿,經(jīng)純化可得小檗堿的鹽酸鹽。為了比較,按文獻2方法,以乙醚為溶劑,對北美黃連進行索氏提取26h,經(jīng)純化后可得北美黃連堿的結晶2)柱色譜分離法:取北美黃連提取物適量,溶于50%酒精中,攪拌下用1B1(V/V)鹽酸調(diào)pH=2,放置過夜,析出黃色針狀結晶,抽濾,得黃色針晶,10%乙醇-水溶液重結晶,得黃色針狀晶體。母液用氨水調(diào)pH7.58.5,氯仿萃取,回收

8、氯仿,所得固體用少量氯仿溶解,上硅膠柱層析,氯仿一甲醇梯度(98B1,98B2,98B3)洗脫,TLC定性合并,回收溶劑,所得固體用無水乙醇重結晶,得砂粒狀無色結晶。2.2.3分析與鑒別:1)熔點測定:用顯微熔點儀進行測定。2)TLC法:層析板用GF254硅膠自制。展開劑:氯仿B甲醇=97B3(V/V),與標準對照品進行對照點及混合點樣,揮干溶劑后在紫外燈(254nm)下觀察斑點。3)HPLC法:將所得晶體分別以北美黃連堿、定性分析及含量分析。3 結果與討論3.1 提取工藝實驗提取率與提取溶媒及其濃度,提取時間有著密切的關系,選擇適宜的溶媒、濃度及提取時間至關重要。3.1.1 提取溶媒的選擇北

9、美黃連中所含主要生物堿小檗堿屬季胺型,可溶于水,而北美黃連堿則屬叔胺型,易溶于脂性溶劑。因此,筆者以含水乙醇為提取溶劑,在回流溫度下進行兩次提取(4倍量1.5h+3倍量1h),實驗結果見表1。表1 乙醇濃度對提取效率的影響乙醇濃度(%)507085生物堿含量(%)B12.7815.1416.64H8.3112.1013.54提取率(%)B81.383.584.2H73.191.794.2注:¹表中B=Berberine, H=Hydrastine下同。º原藥材中含B3.3%,H2.4%(HPLC測定)。從表1可知,乙醇的濃度變化對小檗堿(B)的提取率影響不大,而對北美黃連堿

10、(H)的提取率影響較大,當用70%酒精時,H的提取率已達到90%以上,乙醇濃度達到85%時,而H的提取率僅提高了2.7%,因此綜合考慮其經(jīng)濟效率,北美黃連的提取溶媒以70%酒精為佳。3.1.2 提取時間的影響用70%的酒精在攪拌及回流溫度下進行再次提取(4倍量+3倍量),采用不同的時間套配方式,第3期 董新榮,等:北美黃連主要生物堿的提取與分離 35色針狀結晶,經(jīng)10%酒精重結晶純化后,可得高純度的小檗堿鹽酸鹽。表3 直接提取北美黃連堿實驗實驗結果溶媒方法時間326含量(D%)97.798.5收率H提取(%)1.61.8*率(%)65.173.8(主要生物堿含量)影響不大,而對兩個主要生物堿的

11、提取率確有很大的影響,在總提取時間為2.5h時,北美黃連堿(H)的提取率可達90%左右,小檗堿(B)的提取率也可達80%以上,而兩者的提取率與時間的套用方式關系不大。表2 提取時間對提取效率的影響時 間(h)1+0.51+11.5+0.51.5+12+0.5生物堿含量(%)B16.8715.8516.0715.1415.42H12.1312.1412.5412.1012.17B73.180.279.483.583.2提取率(%)H72.384.585.291.790.3新方法Et+Oac+D直接提取文獻方法Et2O索氏提取注:*文獻值為1.9。表4 小檗堿的簡單分離效果B含量(%)提取物15.

12、3分離物*收率(%)*53.550.2100.199.7同時對溶劑用量進行了5倍量(3+2),9倍量(5+4)的實驗考察,結果5倍量溶劑的提取率偏低,而9倍量溶劑的提取率僅比7倍量的提高的2%,提取物中生物堿的含量反而略有下降。因此,北美黃連以70%的灑精在回流溫度下提取2次,第一次以4倍量溶劑提取1.5h,過濾后藥渣再以3倍量溶劑提取1h,提取物中兩種主要生物堿的含量小檗堿可過15%,北美黃連堿達12%,提取率分別為83%、91%。3.2 主要生物堿的分離與純化3.2.1 分步直接提取法文獻2報道,北美黃連可先用乙醚以索氏提取法提取北美黃連堿,經(jīng)純化后可得純品,而藥渣則可用95%灑精提取小檗

13、堿,純化后可得小檗堿鹽酸鹽。文獻方法不僅所用溶劑不適宜工業(yè)生產(chǎn),而且提取時間長。筆者以乙酸乙酯為主溶劑,用一種低極性的溶劑D根據(jù)溶劑性參數(shù)Pc=PcA<A+PcB<B(<A,<B分別為該溶劑的體積分數(shù))調(diào)節(jié)混合溶劑的極性參數(shù)接近乙醚,用這種混合溶劑對北美黃連進行直接加熱提取,固液分離后,液相經(jīng)水洗至中性,回收溶劑后,再用無水乙醇重結晶,可得高純度的北美黃連堿。該方法與文獻方法相比,不僅省時,提取北美黃連堿后的藥渣傳仍可按文獻方法提取小檗堿,用簡單方法實現(xiàn)了兩者的分離。而且采用溶劑為乙酸乙酯及易得的溶劑D,無毒性,易于工業(yè)化生產(chǎn)。3.2.2 溶劑萃取與柱色譜法北美黃連酒精

14、提取物溶于50%酒精后,用鹽酸調(diào)節(jié)pH=2,放置較長時間,析出小檗堿鹽酸鹽的黃214.8注:*小檗堿鹽酸鹽,收率相對于提取物。母液用氨水調(diào)pH=7.58.5,氯仿萃取,回收氯仿,再經(jīng)硅膠柱層析,重結晶后,得無色砂粒晶體,溶點131132e(文獻值2:132133e),用標準對照品在同一塊GF254硅膠薄層板上對照點樣及混合點樣,氯仿B甲醇=97B3(V/V)展開后(展缸內(nèi)放一盛氨水的小皿),在紫外光(254nm)下可觀察到藍紫色斑點,Rr=0.52,在與標準對照品混合進樣的HPLC分析中,只出現(xiàn)一個峰,HPLC含量分析(與標準對照品比較)表明含北美黃連堿99.6%。4 結論1)北美黃連可用70%左右的酒精加熱提取,生物堿提取率高,提取物中生物堿含量高。2)北美黃連中的兩種主要生物堿可用多種方法進行粗分離,溶劑分步直接提取法具有方法簡單,所得生物堿純度高,北美黃連堿的提取率可達65%。3)北美黃連醇提物用稀酒精溶解,酸化后可直