樟樹天然d龍腦的制備及表征

樟樹天然d龍腦的制備及表征

龍腦通常被稱為婆羅洲。根據(jù)李立如的《本草綱目》，中國有使用龍腦的習(xí)慣。當(dāng)時龍腦精品主要由南洋諸國進貢作為宮庭中香料和貴重藥材珍藏,它是從龍腦香樹干的樹脂蒸餾而得的天然產(chǎn)品。龍腦有通諸竅、散郁火、去翳明目、消腫止痛、開竅醒腦、清熱解毒,主治中風(fēng)口噤、熱病神昏、氣閉耳聾、喉痹、癰腫等疾患。在香料上是名貴的定香劑和配制高級香水重要原料,此外龍腦有去腐防腐、驅(qū)避蟲類的效力,在飲料工業(yè)上還能作為清涼添加劑。隨著科技的發(fā)展,人們研究開發(fā)了多種龍腦產(chǎn)品,以往我國市場上的天然右旋龍腦(俗稱梅片)均靠進口,天然左旋龍腦(艾片)和合成消旋龍腦(冰片、機片)產(chǎn)品國內(nèi)有生產(chǎn)。其中以機制冰片產(chǎn)量最大,2000~2001年度世界上龍腦或異龍腦混合體消費量約為1000t/a。中國是合成冰片生產(chǎn)大國,產(chǎn)量約500~600t/a,居世界首位,國內(nèi)實際用量約200t,出口約300t。關(guān)于幾種龍腦產(chǎn)品的藥效及香氣問題,湖南省長沙市有機化工廠楊國雄等專程對廣州、上海、南京等地進行了調(diào)查,先后訪問十多名中醫(yī)和數(shù)家醫(yī)藥企業(yè),一致反映右旋龍腦的消炎、鎮(zhèn)痛作用優(yōu)于左旋和消旋冰片,在龍腦香氣評定中國外廠商認(rèn)為右旋龍腦的等級遠高于其它冰片產(chǎn)品。隨著人們環(huán)保意識的增強和生活質(zhì)量的提高,回歸自然已是人心所向,天然右旋龍腦的開發(fā)應(yīng)用正受到重視。本研究是在利用樟樹葉提制粗龍腦的基礎(chǔ)上,探討d-龍腦的精制工藝,結(jié)合GC、GC/MS測試和掃描電鏡觀察不同溶劑得到的d-龍腦晶體結(jié)構(gòu),為生產(chǎn)高純度d-龍腦工藝提供依據(jù)。1材料、實驗條件及儀器1.1原料樟樹葉原料由湖南省新晃縣林業(yè)局孫秀泉、向開炎提供。該樹種經(jīng)有關(guān)專家鑒定為Cinnamomumglanduliferum(Wall.)Nees,同屬云南樟類型。1.2水蒸氣蒸餾裝置和升華罐自制1.3d-龍腦含量測定儀器GC-7AG型,柱:DB-5毛細管柱(30m×0.32mm);汽化室及檢測室溫度200℃;柱溫100℃;分流比1/50,進樣量0.1μL。1.4d-龍腦旋光性測定用上海分析儀器廠生產(chǎn)的自動旋光儀測定,乙醇為溶劑。1.5d-龍腦的定性鑒定儀器:JMS-D300型GC/MScomp;條件:石英毛細管柱SE30(30m×0.25mm);汽化室溫度:230℃;柱溫130℃(恒溫2min)?→???5℃/min160℃2min)→5℃/min160℃直到出峰完畢;電離方式EI源,電子能量70eV,加速電壓3kV;電離電流300μA,離子源溫度190℃,掃描速度2s;掃描質(zhì)量范圍(m/z)35~250,GC/MS接口類型自制;GC/MS接口溫度:180℃。1.6d-龍腦結(jié)晶的電子顯微鏡觀察采用LBS5型離子濺射儀和SEM-505飛利浦掃描電鏡。2結(jié)果與分析2.1龍眼腦的改進以新鮮樟樹枝葉為原料,采用水蒸氣蒸餾和升華得到粗d-龍腦。2.1.1材料物篩選。在一般上曾規(guī)定了3由表1得知,7號單株枝葉含d-龍腦較高,無低沸殘留物,而6號無性系基本上能保持1號樟的龍腦型遺傳特性。這幾株選出的優(yōu)良單株作為種源基因,為建立采穗圃提供了基礎(chǔ)。5號樟含樟腦很高,可作為專供提制樟腦種源。2.1.2不同季節(jié)中樟葉含龍腦的測定在1997~1998年度,按季度定株采集樟樹葉并蒸制龍腦。樣本采集系分別采取同株樹不同方向葉片混合樣。一年中不同季節(jié)中樟葉含龍腦測定結(jié)果見表2。從得率和d-龍腦含量分析,采集樟葉以冬季為佳,夏季次之。故建立樟樹葉用林基地可以采用1年二次采葉作業(yè)法。2.2龍腦的結(jié)晶與鑒定用樟樹枝葉蒸餾升華出的龍腦含量較低,有些還含低沸點殘留物。為了提高龍腦的價值,必須對粗龍腦進行精制提純。如Sigma公司發(fā)布價格,85%含量的d-龍腦100g價為39.0美元,而98%含量(GC)的d-龍腦250mg價達13.9美元,可見提高產(chǎn)品純度可以提高價格檔次,取得更高的經(jīng)濟效益。為此進行了粗制龍腦的提純工作。2.2.1結(jié)晶次數(shù)與d-龍腦含量影響將前述試驗中所得粗龍腦在溶劑中溶解,經(jīng)洗滌脫水后置于溶劑中結(jié)晶,觀察其結(jié)晶情況,結(jié)果列于表3。表3顯示,80%粗d-龍腦一次結(jié)晶其有效成分含量可達92%以上,殘母液再結(jié)晶時含量逐步降低,其外形也由大片狀轉(zhuǎn)向疏松狀。2.2.2溶劑比對d-龍腦結(jié)晶質(zhì)量的影響粗龍腦中含有多種成分,充分溶解龍腦,并進行適當(dāng)洗滌,盡可能除去雜質(zhì),提供良好的結(jié)晶條件,是提高龍腦純度的有效措施,為此進行了物料與溶劑比試驗,結(jié)果列于表4。從表4結(jié)果可看出,結(jié)晶時溶劑比例越大,龍腦結(jié)晶狀況越優(yōu)良,考慮到工藝上經(jīng)濟成本和溶劑回收等問題,采用1∶1.7~2.0的溶劑比,產(chǎn)品含量可達95%以上。2.2.3結(jié)晶時間對d-龍腦品質(zhì)的影響將粗龍腦100g(81%)溶解后,經(jīng)洗滌去雜質(zhì),再加入溶劑進行提純結(jié)晶,產(chǎn)品外觀性狀和龍腦含量隨著結(jié)晶時間而改善。結(jié)果表明,經(jīng)4d以上結(jié)晶的產(chǎn)品龍腦含量達95%以上,外觀形狀呈片狀,符合中藥傳統(tǒng)檢定要求,見表5。2.2.4高純度d-龍腦的制備根據(jù)上述試驗結(jié)果,在采用最佳溶劑、結(jié)晶時間、溶劑用量等條件下制備的d-龍腦含量可達99%以上(GC),[α]20D+37(C2H5OH)。產(chǎn)品定性鑒定GC/MS由江蘇省生產(chǎn)力促進中心檢測,(98)量認(rèn)(蘇)字(20554)號。產(chǎn)品定量測定由原林業(yè)部林化產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢查站進行。(95)量認(rèn)(國)字(V0236)號,其分析圖譜見圖1、圖2。2.2.5精制d-龍腦有關(guān)質(zhì)量指標(biāo)分析由于以往我國d-龍?腦靠進口,迄今對該產(chǎn)品尚無國家標(biāo)準(zhǔn),僅有合成冰片標(biāo)準(zhǔn)。本項目所研制的精制d-龍腦其有關(guān)指標(biāo)分析結(jié)果分別為:外觀呈白色片狀結(jié)晶,龍腦含量>99%,旋光度[α]20DD20>+37°,熔點205~209℃,重金屬含量<5×10-6,砷(As)含量<2×10-6。2.2.6d-龍腦晶體的電子顯微鏡觀察由于市場上龍腦產(chǎn)品混雜,增加了商家和用戶識別困難。有條件的單位雖可用旋光儀和GC檢定其品質(zhì)好壞,但在流通領(lǐng)域甚感費事。王強等曾對冰片作過鑒定分析研究,但對電子顯微鏡掃描觀察d-龍腦晶體結(jié)構(gòu)至今尚未見有報道。作者在制備d-龍腦過程中,分別對用不同溶劑結(jié)晶得到不同純度的幾種d-龍腦晶體作了電鏡觀察,并與合成的消旋冰片進行對比。電鏡掃描圖列于圖3。從圖3明顯看出,用乙醇結(jié)晶得到的d-龍腦外形成團簇狀(A);用石油醚結(jié)晶的d-龍腦呈板根狀(B);水蒸氣蒸餾直接升華的粗d-龍腦可見到兩層結(jié)構(gòu),上層為網(wǎng)狀,下層為結(jié)晶體(C);99%高純度d-龍腦為菱形單晶體,呈線型排列(D);而合成的消旋冰片呈橢圓形,晶體中心有圓環(huán)(E)。以上結(jié)果可供今后制訂d-龍腦標(biāo)準(zhǔn)作參考。3粗、細龍腦的制備3.1本研究中篩選的富含d-龍腦優(yōu)株樟樹,其枝葉中含d-龍腦1.11%~2.20%,通過水蒸氣蒸餾升華得到的粗龍腦含量>80%。實際分析表明,該種樟樹葉一年四季中所含d-龍腦有明顯差別。采集以冬季為佳,夏季次之,生產(chǎn)時可采用1年二次采葉作業(yè)法。3.2粗龍腦的精制可提高產(chǎn)品價值