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第十章
中药提纯辅料在生物碱类成分的提取和分离纯化中的应用

第一节 生物碱类成分概述

生物碱(alkaloid)是指一类绝大多数具有显著活性的碱性有机物,是天然的氮杂环化合物,但不包括氨基酸、蛋白质、核苷、卟啉、胆碱甲胺等开链的简单脂肪胺。由于它广泛地存在于植物界,又称植物碱。它的氮原子常在环上。生物碱多具有复杂环状结构和生理活性。

生物碱类成分所界定的化合物类型与其研究的历史起源有密切的关系。早在17、18世纪,所研究的生物碱多是用作医药和毒药,具有很强的生理活性。因此,像氮原子虽不在环上的秋水仙碱为 N -乙酰衍生物(colchicine),简单结构的麻黄碱(ephedrine)等胺类化合物,因为它们分别具有很强的抗癌和拟肾上腺素的药理作用,也都属于生物碱类。

生物碱的范围随着新生物碱的发现而扩大。譬如生物碱不包括肽类,但从植物中分离得到的环肽(cyclopeptide)类化合物尽管不具有经典生物碱所具有的通性,如对生物碱试剂不显色、不具有碱性,但也将它们归于生物碱类成分。

生物碱在中药化学成分中非常重要,在较常用的四百多味来源于植物的中药中,至少有40多味中药含有生物碱,而且大多数是主要活性成分。如1803年从鸦片中分离得到的吗啡至今仍在临床医疗上发挥着重要作用。麻黄的平喘有效成分是麻黄碱(ephedrine);延胡索具有活血止痛功效,其所含生物碱消旋四氢帕马丁(延胡索乙素,tetrahydropalmatine)具有镇痛作用。从茜草科植物金鸡纳属树皮中分离得到的奎宁(quinine)是治疗疟疾的特效药,自从17世纪发现到20世纪中叶,一直是主要的抗疟药物。在抗肿瘤活性方面,从长春花中分离得到的长春碱(vinblastine)、长春新碱(vincristine)、10-羟喜树碱(10-hydroxylcamptothecine)已作为抗癌药物用于临床。通过研究化学结构与药理作用的关系,人工合成了不少化合物,从而研制出了新的药物,如根据吗啡的结构合成了哌替啶,哌替啶具有吗啡的镇痛作用,而成瘾性的副作用比吗啡小。而有的生物碱在天然物中含量较低,可用合成法生产,如阿托品、咖啡因等。因此,生物碱的研究与合成是药物化学与天然有机化学的重要研究领域。

一些生物碱是乙酰胆碱酯酶抑制剂,在治疗神经疾病方面显示出良好的前景。如1980年从中药千层塔中分离到的石杉碱甲(huperzine A)是一个高选择性、低毒性的乙酸胆碱酯酶抑制剂,比现行的一些治疗阿尔茨海默病(Alzheimer disease)的药物拥有更好的疗效;用于治疗阿尔茨海默病的生物碱还有从雪花莲( Calanthus nivalis )中分离得到的加兰他敏(galanthamine)。

第二节 生物碱的结构与分类

一、杂环衍生物类
1.异喹啉类生物碱

异喹啉类生物碱广泛分布于防己科、罂粟科、豆科、小檗科和番荔枝科的植物中。异喹啉生物碱的生源前体是苯丙氨酸或酪氨酸。异喹啉是最大的一类生物碱,数量最多,结构类型也多,生物活性广。以异喹啉或四氢异喹啉为基核。根据联结基团的不同,异喹啉类生物碱又可分为以下8类。

(1)简单异喹啉生物碱:

异喹啉核上只有简单取代基的化合物,如鹿尾草( Salsola richteri )中的鹿尾草碱(salsoline),它是这类化合物中具有降压作用的成分。

鹿尾草碱

(2)苄基异喹啉(benzylisoquinoline)生物碱:

异喹啉核C 1 上接有一苄基的生物碱。这类成分的代表化合物有中药厚朴中的厚朴碱(magnocurarine)。

厚朴碱

(3)双苄基异喹啉(bisbenzylisoquinolin)生物碱:

这类生物碱是由两个苄基异喹啉衍生物通过一个、两个或三个醚键相连接的。若以异喹啉为头,苄基为尾,则有尾-尾相连、头-头相连等多种形式的生物碱,如粉防己碱(tetrandrine)。

粉防己碱

(4)阿朴啡(aporphine)生物碱:

具有菲类或二氢菲骨架的生物碱,如存在于马兜铃根和种子及其他多种植物中的木兰碱(magnoflorine)。

木兰碱

(5)小檗碱(berberine)和原小檗碱(protoberberine)类生物碱:

这类生物碱是由两个异喹啉环稠合而成,如黄连( Coptist chinensis )与三棵针( Berberis poiretii )等植物中所含的抗菌成分小檗碱(黄连素,berberine),小檗碱中7、8、13、14位还原就构成了原小檗碱。

小檗碱

(6)前托品(protopine)类生物碱:

这类生物碱是由原小檗碱在7、14位开环并在14位形成羰基而构成,如延胡索( Corydalis yanhusuo )中常见的普罗托品(protopine)。

普罗托品

(7)α-萘菲啶(α-naphthaphenanthrichne)类生物碱:

这类成分是由异喹啉的3位、4位稠合一个萘环构成的,如博落回( Macleaya cordata )中的血根碱(sanguinarine)。

血根碱

(8)吗啡(morphine)类生物碱:

这类生物碱既属于苄基异喹啉衍生物,又是菲的部分饱和衍生物,它的代表药物是吗啡。

吗啡

2.喹啉(quinoline)类生物碱

喹啉类生物碱已知有150多个,主要分布在芸香科植物中。喹啉类生物碱生源上来自邻氨基苯甲酸,主要有以下几类。

(1)呋诺喹啉(furoquinoline)和吖啶酮(scridone)类生物碱:

呋诺喹啉类生物碱是具有呋喃并[2,3]喹啉骨架的生物碱,大部分化合物的6、7和8位都是甲氧基或二氧亚甲基(methylenedioxy)取代,5位是含氧官能团的较少见(Pelletier S W,1970年)。具有苯并[2,3]喹啉骨架的生物碱为吖啶酮类生物碱,如冉特可林酮(姚新生,1988年)。

呋诺喹啉骨架

冉特可林酮

(2)金鸡纳生物碱(cinchona alkaloids):

金鸡纳是茜草科金鸡纳属( Cinchona )木本植物的总称。最初发现这种南美洲植物可以治疗疟疾,后来知道其中的有效成分是奎宁(quinine)。后来对金鸡纳属、 Remijia Guprea 属植物进行了系统研究,从中先后分得30多个生物碱,大多为奎宁类衍生物。奎宁类衍生物的骨架基本一致,只是6位的取代情况不同;另外,8位、9位手性中心构型的差别构成了一系列奎宁类光学异构体。

奎宁

(3)喜树碱(camptothecine)及其类似物:

1966年从喜树茎秆中分得喜树碱,并通过其碘乙酰衍生物的X射线衍射方法确定了它的结构,分子中唯一的20位手性碳为 S 构型。喜树碱类是带有喹啉环的五环化合物,其中含有δ-内酰胺与δ-内酯环,是一类特殊的生物碱。它们属于中性乃至近酸性的化合物,无一般的生物碱反应,与碘化铋钾试剂反应呈阴性,也不溶于一般有机溶剂与水,能溶于稀碱而开内酯环。由于喜树碱被动物实验证明有较强的抗癌活性,因而被认为是有希望的抗癌药物。

3.吡咯烷(pyrrolidine)类生物碱

吡咯烷类生物碱生源上来自鸟氨酸或赖氨酸,属于吡咯或四氢吡咯衍生物,可分为两类。

(1)简单的吡咯烷生物碱:

这类成分是含有一个吡咯烷骨架的生物碱,如古豆碱(hygrine),它是从古柯科植物古柯( Erythroxylum coca )叶中分出的液体生物碱。

古豆碱

(2)吡咯联啶(pyrrolizidine)类生物碱:

这类生物碱如大叶千里光碱(macrophylline),普遍存在于千里光属( Senecio )植物中,主要存在于野百合属( Crotalaria )、天芥菜属( Heliotropium )、毛束草属( Trichodesma )等多种植物中。

大叶千里光碱

4.吲哚联啶(indolizidine)生物碱

这类生物碱,如一叶荻碱(securine),它是从大戟科植物一叶荻( Securinega suffruticosa )的叶与根中分离出的生物碱,是胆碱酯酶抑制剂,有兴奋中枢神经的作用,临床用于治疗急性脊髓灰质炎及某些神经系统紊乱所引起的头晕等病症。

一叶荻碱

5.哌啶(piperidine)和吡啶(pyridine)类生物碱

这类成分由一个哌啶或吡啶环构成,或者由两个或多个哌啶环稠合而成。它又可分为以下两类。

(1)简单的哌啶和吡啶生物碱:

这类化合物有猕猴桃碱(actinidine)、槟榔碱(arecoline)、烟碱(nicotine)等。

猕猴桃碱

槟榔碱

烟碱

(2)喹啉联啶(quinolizidine)类生物碱:

具有以叔氮为中心的两个哌啶环的稠合结构。最简单的是单喹啉联啶环生物碱羽扇豆碱(lupinine),其次是金雀碱(cytisine)。但大多数该类化合物具有两个喹啉联啶环横向稠合的结构,如无叶豆碱(sparteine);或竖向稠合的结构,如苦参碱(matrine)。这类化合物又称为羽扇豆类生物碱(lupinine)。

6.莨菪烷(tropane)类生物碱

许多重要中草药的主要成分为这类生物碱,如颠茄的根和叶中含有多种莨菪烷类生物碱,其中以莨菪碱为主要成分。这类化合物能平喘、解痉止痛。

莨菪碱

7.吲哚(indole)类生物碱

在生源上以色氨酸(tryptophan)为前体形成了一系列吲哚类生物碱。

色氨酸

(1)吲哚胺类:

自然界中存在的色氨酸简单衍生物中最重要的是5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,又称serotonin)。它广泛存在于动物细胞中,在棉花( Gossypium hirsutum )和 Panelous campanulatus 中也含有。5-羟色胺在大脑中扮演着调节神经活动的角色。

5-羟色胺

(2)长春碱(vinblastine):

长春碱和长春新碱(vincristine)是由两个吲哚核构成的一种二聚体生物碱(dimencalkaloids),是从夹竹桃科植物长春花( Vinca rosea )中分离出的治疗白血病的高效药物。

长春碱R=CH 3 ;长春新碱R=CHO

(3)马钱子碱(士的宁,strychnine):

这是研究得比较深入的一类吲哚生物碱,它们在两方面具有重要的药理作用:一是中枢神经兴奋作用,一是箭毒样作用。

马钱子碱

二、萜衍生物类

二萜生物碱分为两类:去甲二萜碱(C 19 )和二萜碱(C 20 )。去甲二萜碱类生物碱大多为剧毒的酯,代表性化合物如乌头碱(aconitine),乌头碱生物碱类以乌头碱和牛扁碱型为主,取代基较多;二萜碱类生物碱通常没有多少氧代基团,毒性相对较小,如乌头根碱(atisine)。乌头碱类化合物主要分布于毛茛科乌头属( Aconitum )和翠雀属( Delphimium )植物中。

乌头碱

乌头根碱

三、甾衍生物类

各类天然甾体的含氮衍生物构成了甾体生物碱,如环孕甾烷(cyclopregnane)(C 21 )生物碱环氧黄杨木己素(cycloxobuxidine-F)和胆甾烷(cholestane)生物碱茄定碱(solasodine)等。

茄定碱

四、环肽类生物碱

近20年来,越来越多的环肽类生物碱从茜草科、鼠李科、石竹科、番荔枝科和海洋藻类植物中分离得到。这类生物碱的结构特点是含有两个以上酰胺基,且大多属于大环结构。它们不同于一般的肽类成分,组成它们的氨基酸大多不是常见的氨基酸,残基数目为2~13个,种类以蛋白质氨基酸为主,其中也有非蛋白质氨基酸。这些环肽从结构上可分为柄型(ansa)和无柄型两大类。柄型环肽如Discarine-L(D.C.Goumelis等,1997年)。这类环肽结构比较固定,通常都有一个3-羟基或4-羟基苯乙胺类单元,两端分别以酚醚键和酰胺键结合在环中(A.F.Morel等,1995年)。无柄型中所有的氨基酸残基构成一个完整的环,无支链;有时构成2~3个环,如Annomuricatin B(C.M.Li等,1998年)。

Discarince-L

Annomuricatin B

五、有机胺类生物碱

这类生物碱结构比较简单,通常氮原子不在环上,但它们同样具有很强的生理功能,重要的类型有麻黄碱(Ephedrine)、秋水仙碱(Colchicice)等。

麻黄碱属于芳香族氨基醇衍生物,化学名为1-苯基-1-羟基-2-甲氨基丙烷。分子中有两个手性碳原子,所以存在4个异构体,其中两个主要成分为(-)-麻黄碱[(-)-ephedrine]和(+)-伪麻黄碱[(+)-pseudoehedrine]。这类生物碱的拟肾上腺素生理功能和复杂多变的立体化学问题是令人关注的两个重要方面。

秋水仙碱分子中存在两个并合的七碳环。它具有抗有丝分裂的作用,临床用于治疗癌症,但毒性较大。

(-)-麻黄碱

秋水仙碱

第三节 生物碱的理化性质及鉴别

一、生物碱的理化性质

生物碱除少数为液体(如烟碱、毒芹碱)外,大都为结晶性物质,大多具有旋光性,味苦,能溶于氯仿、丙酮、乙醇等有机溶剂中,大部分不溶于水。酚性生物碱能溶于苛性碱溶液。生物碱的碱性强弱有差别,一般能与无机酸或有机酸成盐,大部分盐都能溶于水,因此它比植物中一些不溶于水的中性成分在使用上要好得多。但生物碱与某些特殊的酸所成的盐不溶于水,如无机酸中的硅钨酸和有机酸中的苦味酸,可以利用这一性质来鉴别和分离生物碱。此外,生物碱能发生一些显色反应而显不同的颜色,由此来区别和判断生物碱。

二、生物碱的鉴别反应

用于生物碱的显色试剂很多,它们往往因生物碱的结构不同而显示不同的颜色。但是,显色反应仅可作为识别生物碱的参考,因为生物碱的纯度不同,显色就有差别。以下仅举几个常用试剂。

1.Mandelin试剂

为1%钒酸铵的浓硫酸溶液。阿托品显红色,奎宁显淡紫色,吗啡显蓝紫色,可待因显蓝色,士的宁显蓝紫色到红色。

2.Marquis试剂

30%甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸混合。吗啡显橙色至紫色,可待因显洋红色至黄棕色,可卡因和咖啡因不显色。

3.浓硫酸

秋水仙碱显黄色,可待因显淡蓝色,小檗碱显绿色,阿托品、可卡因、吗啡及士的宁等不显色。

4.Frohde试剂

为1%钼酸钠或5%钼酸铵的浓硫酸溶液。乌头碱显黄棕色,吗啡显紫色转棕色,可待因显暗绿色至淡黄色,小檗碱显棕绿色,秋水仙碱显黄色,阿托品、士的宁等不显色。

第四节 生物碱类有效成分的提纯辅料及其应用方法

一、生物碱类有效成分的提纯辅料

生物碱类提纯辅料包括溶剂(水、乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂和氯仿、乙醚、石油醚等非极性溶剂以及CO 2 等)、浸出辅助剂(主要是酸、碱)、色谱支持剂(硅胶、氧化铝、离子交换剂、大孔树脂等)、助溶剂及过滤材料、分离膜等几大类。

二、生物碱类有效成分提纯辅料的应用方法
(一)提取辅料的应用方法
1.水提取法

直接以水作为溶剂,采用最佳的提取工艺来提取生物碱。此法操作简便,成本较低,但提取次数多,水用量大。

2.酸性水溶液提取法

对于那些碱性较弱而不能直接溶解于水的生物碱,就可采用偏酸性的水溶液,使生物碱与酸作用生成盐而得到提取。

3.碱性水溶液提取法

对于那些化学结构非常独特、化学性质与一般生物碱不同且在酸性或中性条件下不稳定的生物碱来说,可以采用此法。而原有的乙醇作为溶剂渗漉提取法,不仅存在成本高,而且存在防火等级高、提取时间长、能耗大等诸多问题,远不如使用稀NaOH溶液好。

4.有机溶剂回流提取法

(1)乙醇提取法:

在生物碱的提取中应用较为普遍,对于游离生物碱及其盐类一般采用乙醇回流提取法。

(2)其他有机溶剂法:

是根据相似相溶原理,对于不同性质的生物碱选取最佳的有机溶剂进行提取。可采用单一有机溶剂进行分步提取,用不同溶剂提取不同成分;也可采用混合溶剂、反应溶剂进行提取。

5.冷浸取法

对于不宜热浸特别是从淀粉较多的物质中提取生物碱,一般采用冷浸取法,如从苦豆子种子中提取生物碱,就是在冷的稀盐酸水中浸出生物碱。

6.超临界流体提取法

超临界流体提取技术用于生物碱的提取,提取效率大大优于传统的提取方法。此外更具有效成分的含量高、纯度高,后处理过程简洁及处理成本低,适合热敏性生物碱提取,工艺绿色环保等优点,这些都是传统的溶剂提取方法所不能比拟的。并能与多种分析仪器联用实现自动化,具有较大的发展潜力。

(二)分离纯化辅料的应用方法

生物碱的分离方法的确很多,有溶剂萃取法、蒸馏法、沉淀法、盐析法、结晶法、膜渗透法、升华法、色谱分离法等。

1.硅胶柱色谱分离法

主要是利用二氧化硅作为填料,是较为常用的柱色谱分离方法。硅胶是中性无色颗粒,其性能稳定。硅胶色谱柱适用范围广,既能用于非极性生物碱、也能用于极性生物碱,且成本低,操作方便,是常见的生物碱的分离方法。

2.氧化铝柱色谱分离法

以氧化铝作为填料的色谱分离法,适合于酸性大、活化温度较高的生物碱的分离。比如采用氧化铝色谱法正相分离非酚性粉防己碱与粉防己诺林碱,其 R f 值适中,展开后放置10分钟,以显色剂喷湿效果为最好且稳定,可得到较好的效果。这种柱色谱分离法也是较为常用的生物碱分离的方法之一。这是由于许多生物碱极性较小,氧化铝对它们吸附较小,而杂质常被吸附。

3.离子交换树脂分离法

离子交换树脂对吸附质的作用主要是通过静电引力和范德华力达到分离纯化化合物的目的。随着人们对生物碱的认识和了解,离子交换树脂已应用于生物碱的分离提取中。离子交换技术设备简单,操作方便,具有生产周期短、能源省、成本低、产品纯度高、不吸潮、不加辅料就可以成型等特点。而传统的水煮法和水醇法提取分离得到的制剂总是又黑、又大、又粗,使用极不方便;有机溶剂萃取方法的溶剂用量大,环境污染严重。因而离子交换树脂法在生物碱提取和分离的研究与生产中的应用日益广泛。

4.高速逆流色谱分离法

高速逆流色谱分离法(high speed countercurrent chromatography,HSCCC)是一种新的分离技术,它对生物碱的分离和制备具有很大的优势,特别是对进样量较大的样品具有独特的优点,其应用前景越来越引人注目。

高速逆流色谱分离法具有两大突出优点:①线圈中固定相不需要载体,因而清除了气液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象;②特别运用于制备性的分离,每次进样体积较大,进样量也较多。

第五节 生物碱类成分提纯辅料及其应用方法的实例

一、苦参生物碱类的提取分离

本品为豆科植物苦参 Sophora flavescens Ait.的干燥根。

(一)主要成分及理化性质

苦参中主要含氧化苦参碱(oxymatrine)、氧化槐果碱(oxysophocarpine)苦参碱(matrine)、槐果碱(sophocarpine,又称为苦参烯碱、去氢苦参碱)、槐定(sophoridine)、槐醇(sophoranol,又称为羟基苦参碱)、异苦参碱(isomatrine)等。

苦参碱

氧化苦参碱

1.氧化苦参碱

无色晶体(丙酮),易溶于水、氯仿、甲醇、乙醇等,极难溶于乙醚,水溶液呈较强的碱性。含一分子结晶水,结晶水合物熔点77~78℃,无水物熔点207℃。

2.氧化槐果碱

熔点206℃,可用二氯甲烷-乙醚结晶,溶解性基本同氧化苦参碱。

3.苦参碱

有4种形态,α、β、δ三种为结晶体,α体较为常见,针状或棱柱状晶体,熔点76℃,溶于水、氯仿、乙醚等,略溶于石油醚、正己烷。

4.槐定碱

无色针状结晶(正己烷),熔点109℃,易溶于水、甲醇、乙醇、氯仿等。

5.槐果碱

白色针状结晶(水),为一结晶水合物,熔点54~55℃。无水物熔点为81~82℃,可溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、乙醚等,微溶于水。

以上生物碱都含有两个氮原子,一个是内酰胺态,一个是叔胺态,槐定与异苦参碱为苦参碱的立体异构体,均有沉淀反应。

苦参碱等的内酰胺结构可被皂化而开环,酸化后又可脱水环合为原来结构,而槐果碱等因有α,β-不饱和内酰胺结构,比较稳定,不易皂化。

(二)主要成分的提取分离
1.总生物碱的提取

(1)溶剂提取法

(2)离子交换法

2.苦参碱、氧化苦参碱的提取分离

(1)乙醇法

(2)氨-氯仿法

3.氧化苦参碱的提取分离
二、麻黄生物碱的提取分离

本品为麻黄科植物草麻黄 Ephedra sinica Stapf.、中麻黄 Ephedra intermedia Schrenk et C.A.Mey.或木贼麻黄 Ephedra equisetina Bge.的干燥草质茎。

(一)主要成分及理化性质

麻黄中所含生物碱类主要有两类,一类是麻黄生物碱,另一类是麻黄根生物碱。下面分别对这两种成分做一简要介绍。

1.麻黄生物碱

主要有左旋麻黄碱( l -ephedrine,习称麻黄碱、麻黄素),右旋伪麻黄碱( d -pseudo-ephedrine,习称伪麻黄碱),左旋- N- 甲基麻黄碱( l - N -methylephedrine,习称甲基麻黄碱),右旋- N -甲基伪麻黄碱( d - N -methyl pseudoephedrine,习称甲基伪麻黄碱),左旋-去甲基麻黄碱( l -norephedrine,习称去甲麻黄碱),右旋-去甲基伪麻黄碱( d -norpseudo-ephedrine,习称去甲伪麻黄碱)。其中,以麻黄碱和伪麻黄碱含量最多。除此之外,还有一些量少而结构差异较大的生物碱,苄基甲胺(benzyl-methylamine),3,4-二甲基-5-苯基 唑烷(3,4-dimethyl-5-phenyloxazolidine),2,3,4-三甲基-5-苯基 唑烷(2,3,4-trimethyl-5-phenyloxazolidine)及2,3,5,6-四甲基吡嗪。

麻黄生物碱属于苯丙胺衍生物,麻黄碱与伪麻黄碱互为C 1 的差向异构体。麻黄碱为1 R 、2 S ;伪麻黄碱为1 S 、2 S 。伪麻黄碱和二苯基硼酸形成环状化合物的反应速度大于麻黄碱;伪麻黄碱和丙酮反应生成 唑烷的速度也快于麻黄碱,这是由于形成上面提到的五元环状物,要求C 1 -OH和C 2 -N在同一平面。当旋转C 1 、C 2 于同一平面时,麻黄碱分子中的甲基和苯基重叠成不稳定的构象,而伪麻黄碱分子中的甲基和苯基不重叠而较稳定,容易进行上述两个反应。

麻黄碱(1 R ,2 S )R 1 =CH 3 ,R 2 =H

伪麻黄碱(1 S ,2 S )R 1 =CH 3 ,R 2 =H

麻黄碱是蜡状固体、结晶或颗粒,熔点34℃,沸点225℃,曝光分解。1g溶于约20ml水和0.2ml乙醇,溶于氯仿、乙醚等。其盐酸盐为斜方针状结晶,熔点216~220℃,1g溶于3ml水、14ml乙醇,几乎不溶于乙醚及氯仿。草酸盐冷水中溶解度小。

伪麻黄碱为长斜方结晶,熔点119℃,溶于乙醇、乙醚、氯仿,难溶于水。其盐酸盐熔点182℃,可溶于水和氯仿,草酸盐易溶于水。由于伪麻黄碱共轭酸分子中分子内氢键的稳定性大于麻黄碱的共轭酸,所以伪麻黄碱的碱性较强。

2.麻黄根生物碱

从麻黄属植物的根中得到麻黄根碱A、B、C(ephedradine A、B、C),从草麻黄中分得麻根素(maokonine)。

(1)麻黄根碱A:

熔点166℃(分解),二盐酸盐(B·2HCl·H 2 O)熔点222~225℃;二氢溴酸盐(B·2HBr·H 2 O)熔点233~235℃。

(2)麻黄根碱B:

未分得游离碱结晶,二氢溴酸盐(B·2HBr·H 2 O)熔点219~221℃。

(3)麻黄根碱C:

未分得游离碱结晶,二氢溴酸盐(B·2HBr·H 2 O)熔点224~225℃。

(4)麻根素:

无色棱柱状结晶(甲醇),熔点257~259℃。

(二)主要成分的提取分离
1.麻黄中麻黄碱、伪麻黄碱的提取分离

(1)甲苯法

(2)离子交换树脂法

(3)水蒸气蒸馏法

2.麻黄碱的提取分离

(1)冷水浸出法

(2)热水煮提法

(3)酸水冷浸法

三、黄连生物碱类的提取分离

本品为毛茛科植物黄连 Coptis chinensis Franch.、三角叶黄连 Coptis deltoidea C.YCheng et Hsiao或云连 Coptis teeta Wall.的干燥根。

(一)主要成分及理化性质

黄连中主要含有小檗碱(berberine,黄连素)、黄连碱(coptisine)、甲基黄连碱(worenine)、帕马丁(palmatine)、药根碱(jatrorrhizine)、表小檗碱(epi-berberine)等。

1.小檗碱(berberine)

为黄色针状结晶,含有5.5分子结晶水,在100℃干燥后,失去分子结晶水而转为棕红色。小檗碱微溶于水和乙醇,较易溶于热水和热乙醇中,几乎不溶于乙醚,盐酸盐难溶于水,但易溶于热水,而硫酸盐则易溶于水。小檗碱有季铵式、醛式、醇式3种能互变的结构式,以季铵式最稳定。小檗碱的盐都是季铵盐,于硫酸小檗碱的水溶液中加入计算量的氢氧化钡,生成棕红色强碱性游离小檗碱,易溶于水,难溶于乙醚,称为季铵式小檗碱。如果于水溶性的季铵式小檗碱水溶液中加入过量的碱,则生成游离小檗碱的沉淀,称为醇式小檗碱。如果用过量的氢氧化钠处理小檗碱盐类,则能生成溶于乙醚的游离小檗碱,能与羟胺反应生成衍生物,说明分子中有活性醛基,称为醛式小檗碱。

2.黄连碱(coptisine)

为浅黄色针状结晶(乙醇),熔点218℃,极难溶于水,微溶于乙醇,溶于碱。氯化物为橙黄色棱柱状结晶,300℃时也不溶。硫酸盐为黄色晶体,不溶于水和乙醇。

3.药根碱(jatrorrhizine)

其碘化物为红黄色针状结晶(水),熔点208~210℃。溶于水和乙醇,氯化物为橙色针状结晶(甲醇-氯仿),熔点198~200℃(分解)。

4.帕马丁(palmatine)

氯化物为黄色针状结晶(水),熔点198~210℃(分解),易溶于热水,略溶于水,微溶于乙醇和氯仿,几乎不溶于乙醇,经氢化生成四氢帕马丁。

(二)主要成分的提取分离
1.小檗碱、甲基黄连碱的提取与分离
2.小檗碱的提取分离

(1)硫酸冷浸法

(2)硫酸超声波法

四、乌头生物碱类的提取分离

本品为毛茛科植物乌头 Aconitum carmichaeli Debx的干燥母根。

(一)主要成分及理化性质

乌头类药材(草乌、川乌、附子)中主要成分是乌头碱型生物碱。如乌头碱(aconitine),中乌头碱(mesaconitine,新乌头碱)、素馨乌头碱(jesaconitine)、次乌头碱(hypaconitine,下乌头碱)、去氧乌头碱(deoxyacontine)。除此之外,川乌中还含有塔垃乌头胺(lalatisamine)、川乌碱甲(Chuan-wu-base A)、川乌碱乙(Chuan-wu-base B)、卡乌碱(carmichaeline)、异乌头碱(isoaconitine)等;草乌中还含有北乌头碱(beiwutine)、得妞定(denudine)等,附子中还含有氯化棍掌碱(coryneine chloride)、去甲猪毛菜碱(salsolinol)等。

乌头碱(aconitine),分子式C 34 H 47 NO 11 ,相对分子质量645.72,六方片状结晶。熔点204℃,易溶于氯仿、苯、无水乙醇、乙醚,难溶于水,微溶于石油醚。乌头碱水溶液在100℃加热可生成乌头次碱(benzoylaconine),再加热至160~170℃(需加压)生成乌头原碱(aconine),乌头次碱与乌头原碱的毒性小。

(二)主要成分的提取分离
1.乌头总生物碱的提取分离

(1)碱性乙醇提取氯仿萃取法

(2)碱性乙醚-氯仿浸渍酸水萃取法

(3)水煎煮离心大孔树脂色谱法 3JcS14Hed1NjOlCYCUDkjRuHGLeu52Vn94KYuGNbC46mF2PAMSy1HuDhzXHWhlFw

2.乌头生物碱的提取分离
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