第十四章
中药提纯辅料在香豆素成分的提取和分离纯化中的应用

第一节　香豆素类成分概述

香豆素（coumarin）是邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳香气味，现已从自然界中分离到近900种香豆素类化合物，它们都具有苯骈α-吡喃酮母核基本骨架，90%以上香豆素的7-位有羟基或醚基。

香豆素广泛分布于高等植物中，尤其是伞形科、芸香科、菊科、豆科、兰科、茄科、瑞香科、虎耳草科和木犀科等植物以及微生物代谢产物中。香豆素在植物体的各部位均有存在，且往往是一族混合物共存。同一科属植物中的香豆素常有相同的结构特征。部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后苷元邻羟基桂皮酸立即内酯化而成香豆素。如香草木樨和樱花中的香草木樨苷（melitoside），在生物体内受酶水解后才内酯化成香豆素。

香豆素在紫外光下常常显蓝色荧光，有的在可见光下也能观察到荧光，在遇浓硫酸时也能产生特征的蓝色荧光，因此人们比较容易发现它们的存在。

第二节　香豆素类成分的结构与分类

香豆素母核为苯骈α-吡啶喃酮。分子中苯环或α-吡喃酮环上常有羟基、烷氧基、苯基、异戊烯基等取代，其中异戊烯基的活泼双键又可与邻位酚羟基环合成呋喃或吡喃环的结构，根据其取代基及连接方式不同，常把香豆素粗分为以下几类。

一、简单香豆素类

指只有在苯环上有取代基的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等。大多数香豆素在7-位都有含氧官能团存在。异戊烯基除接在O上外，也有直接接在环C上，而以C ₆ 和C ₈ 位上出现较多。从生物合成途径来看，C ₆ 和C ₈ 位电负性较高，易于烷基化。侧链异戊烯基有1个、2个或3个相连接的。其上的双键有时转换成环氧、邻二醇、酮基或接糖基而成苷。

二、呋喃香豆素类

香豆素核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环者称为呋喃香豆素，成环后常伴随着降解失去3个碳原子。呋喃香豆素又分直线型（linear）和角型（angular）两种结构。直线型分子是由C ₆ -异戊烯基与C ₇ -OH环合而成，三个环在一直线上。角型分子是由C ₈ -异戊烯基与C ₇ -OH环合而成，三个环处在一折角线上。

三、吡喃香豆素类

香豆素的C ₆ 或C ₈ 异戊烯基与邻酚羟基环合而成2，2-二甲基-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。它们也分直线型和角型。除C ₆ ，C ₇ -吡喃骈香豆素和C ₇ ，C ₈ -吡喃骈香豆素以外，还发现C ₅ ，C ₆ -吡喃骈香豆素和双吡喃骈香豆素的存在。

四、其他香豆素类

这类是指α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。C ₃ ，C ₄ 上常有苯基、羟基、异戊烯基等取代。C ₃ 苯代香豆素生源同异黄酮。

C ₄ -OH香豆素，当有C ₇ 游离羟基存在时，易发生互变异构。

第三节　香豆素类成分的理化性质及鉴别

香豆素类在可见光下为无色或浅黄色的结晶，在紫外光下显示蓝色荧光，365nm下成亮蓝色荧光，可据此在薄层板上鉴别香豆素的存在。C ₇ 位羟基取代后，荧光加强，甚至可见光下也能见到荧光，如伞形花内酯；一般香豆素遇碱荧光都增强，C ₇ 位羟香豆素加碱荧光变绿。如果7-羟基香豆素的C ₈ 位也被羟基取代，则荧光消失，如瑞香内酯（daphetin）就无荧光；若C ₈ 位是非羟基取代，一般亦可使荧光减弱［白蜡树内酯（fraxetin）则是例外］。一般来说，呋喃香豆素的荧光较弱。

香豆素类还有许多有趣的化学反应，如内酯的碱水解反应、吡喃酮环的碱降解反应、加成反应、苯环取代反应、氧化反应以及受酸影响可产生双键开裂、异戊烯基环合、双键水合、羟基脱水等反应。掌握香豆素类的化学性质对分离工作也有一定的帮助，这里不再一一描述。

第四节　香豆素类成分的提纯辅料及其应用方法

一、香豆素类成分的提纯辅料

香豆素类成分的提纯辅料包括溶剂（常用水、乙醇、甲醇提取，用石油醚、乙醚、丙酮、氯仿、甲醇、乙酸乙酯等分离纯化）、无机酸碱类、吸附剂和色谱支持剂（常用的有纤维素粉、氧化铝、活性炭、硅藻土、葡聚糖凝胶等）、助滤剂及过滤材料等几大类。

二、香豆素类成分提纯辅料的应用方法

（一）提取辅料的应用方法

一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，然后用石油醚、乙醚、丙酮、甲醇等溶剂依次提取成浸膏，分成极性不同部位，有时在提取液中就可获得结晶或混合结晶，多数需要进一步分离。

1.酸碱法

早期曾利用内酯遇碱能皂化、加酸能恢复的性质分离香豆素。乙醚萃取液先以NaHCO ₃ 水溶液抽去酸性成分，再以稀和冷的NaOH水溶液抽出酚性成分，其中包括酚性香豆素，剩余的中性部分蒸去乙醚后，以NaOH（KOH）的水或醇溶液进行水解，此时香豆素成盐而溶于水中，以乙醚抽提去不水解的中性成分，碱性水液以酸中和，再用乙醚萃取出香豆素内酯成分。此系经典方法，至今仍为有用，但有不少缺点，如对酸碱敏感的香豆素类，可能得不到原物质，像C ₈ 有酰基的，水解后不易恢复成内酯；C ₅ 有羟基的，闭环时可能异构化；碱易使结构中的其他酯基水解，发生酯交换等，尤其是苄基上的酯基更活泼；侧链上有环氧基的遇酸易开环；烯醇醚和丙烯醚键极易为酸开裂；酸尚有使异戊烯基和邻酚羟基环合的作用。

2.溶剂法

根据香豆素存在的种类和极性情况，一般用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次萃取。由于苯的毒性较大，应尽量少用或不用。游离的香豆素一般极性低，用低极性溶剂提取浓缩后放置冰箱，即可直接得到结晶或混合结晶。香豆素成苷后极性增加。Steck从新鲜当归（ Angelica archangelica ）的叶中提取香豆素时，先用甲醇抽提。然后用正己烷萃取除去叶绿素及其他脂质，再用适当溶剂萃取其中的香豆素成分。Bourgaud等在提取黄草木樨（melilotus of ficinalis）中的香豆素时发现，用一些高极性（如水、甲醇和乙醇）溶剂的提取效果要优于用中、低性的溶剂提取，如乙酸乙酯、乙醚、氯仿等。

3.超临界流体提取法

超临界流体提取新技术已被广泛用于香豆素成分的提取中，极性小的游离香豆素可直接提取，而苷类则可通过加入适量乙醇等极性溶剂作夹带剂来提取。H.Miyachi等采用该技术提取白蜡树（ Fraxinus ）属植物中单羟基香豆素成分，J.Gawdzik等则采用此技术成功提取了欧白芷（Arch-angelica of ficinalis）果实中的呋喃香豆素。

（二）纯化辅料的应用方法

1.分步结晶法

此方法比较经典，在色谱技术发展起来之前被广泛使用。该方法可单独使用或与分步沉淀法结合使用，适用于含量较高的香豆素，而不适用一些油状的含量较少的香豆素，可利用含氧香豆素在石油醚中溶解度小的特点，在含香豆素的乙醚提取液中，逐步加入石油醚，使香豆素逐步析出。一般在分步结晶后，其母液仍需做一步的分离纯化。对于一些结构类似的香豆素，用该方法无法得到纯品，常常得到的是有固定比例的共结晶物。

2.真空升华或蒸馏法

该法是利用香豆素类易升华的性质，使之与不挥发性成分分离。对于热稳定性好的香豆素，此法是非常方便实用的。但对于热不稳定的香豆素，往往会发生对位的克莱森重排或降解。例如，前胡醚（imperatorin）在熔融后重新固化，发生对位的克莱森重排而变成别前胡精（alloimperatorin）。而（+）-白芷脑（Bya-kangelicol）则受热降解为8-羟基补骨脂素（8-hydroxy methoxypsoralen）。

3.色谱法

结构相似的香豆素混合物最后仍需经过色谱法才能有效地分离。常用的色谱法有以下几种。

（1）氧化铝柱色谱法：

酸性或中性氧化铝都适用于香豆素的分离，而碱性氧化铝由于会引起香豆素的降解，所以一般不使用。对含羟基的香豆素来说，使用酸性氧化铝存在的一个问题是吸附太强。通常用乙酸乙酯、乙醚或氯仿及其复合溶剂作洗脱剂。

（2）硅胶柱色谱法：

硅胶柱色谱是目前最常用的分离和纯化方法，常用的洗脱剂有己烷-乙醚，己烷-乙酸乙酯、二氯甲烷-乙酸乙酯等。

（3）制备薄层色谱法：

由于香豆素在紫外光下产生蓝色荧光，容易检识，所以制备薄层色谱是一种分离和纯化香豆素的非常方便和有效的方法。常用的展开剂有氯仿-乙酸乙酯、二氯甲烷-乙醚、己烷-乙酸乙酯-甲醇、己烷-丙酮和己烷-氯仿-乙醚等。

（4）凝胶色谱法：

亲脂性的葡聚糖凝胶Sephadex LH-20常常被用于分离纯化香豆素类化合物。如I.I.Moniava等采用Sephadex LH-20柱色谱，以氯仿-丁醇-水（1∶1∶1）为洗脱剂，成功地将东莨菪亭（scopoletin）和伞形花内酯（umbelliferone）分开，得到纯品。T.Kosuge等也采用Sephadex LH-20柱色谱将蟛蜞菊内酯（wedelolactone）及其去甲基化合物成功分离。

第五节　香豆素类成分提纯辅料及其应用方法的实例

一、蛇床子中香豆素类成分的提取分离

本品为伞形科植物蛇床 Cnidium monnieri （L.）Cuss.的果实。我国大部分地区均有分布。主产于河北、山东、江苏、浙江等地。具有温肾助阳、祛风燥湿、杀虫之功效，用于男子阳痿，阴囊湿痒，女子带下阴痒，宫寒不孕，风湿痹痛，疥癣湿疮等症的治疗。

（一）主要成分及理化性质

蛇床子主含挥发油和香豆素类成分。果实含挥发油1.3%，主要成分为蒎烯、莰烯、异戊酸龙脑酯、异龙脑。蛇床子素、欧芹属素乙为香豆素中的主成分。

1.蛇床子素（osthole）

异名甲氧基欧芹酚，欧芹酚甲醚。分子式C ₁₅ H ₁₆ O ₃ ，分子量244.28。棱柱状结晶（乙醚），针状结晶（稀乙醇），mp.83～84℃，bp.145～150℃，溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、乙酸乙酯和沸石油醚，不溶于水和石油醚。

2.欧前胡素

异名：Ammidin，8-Isoamylenoxypsoralen.分子式：C ₁₆ H ₁₄ O ₄ ，分子量270.27。棱柱状结晶（乙醚），针状结晶（热水）。易溶于氯仿，可溶于苯、乙醇、氯仿、乙醚和苛性碱溶液，不溶于冷水。

3.其他成分

蛇床子尚含蛇床明素（cnidimine）、异虎耳草素（isopimpinelline）、佛手柑内酯、二氢山芹醇（dihydrooroselol）及其当归酸酯（columbianadin）、蛇床定（cnidiadin）等成分。

（二）主要成分的提取分离

蛇床子素和欧前胡素的提取分离

二、茵陈中香豆素类成分的提取分离

本品为菊科植物滨蒿 Artemisia scoparia Waldst et kit或茵陈蒿 Artemisia capillaries Thunb.的干燥地上部分。春季采收的习称“绵茵陈”，秋季采割的称“茵陈蒿”。茵陈在我国大部分地区有分布，主产于陕西、山西、安徽等地。茵陈具有清湿热、退黄疸的功效，用于黄疸尿少，湿疮瘙痒及传染性黄疸型肝炎。

（一）主要成分及理化性质

茵陈中主要化学成分有香豆素、色原酮、黄酮类及挥发油类。目前已分离并确定结构的香豆素类4种，色原酮类5种，黄酮类19种，香豆酸及其他有机酸7种，由挥发油中分离出31种成分。这些成分具有利胆、保肝、消炎、镇痛、利尿和降压作用。

1.滨蒿内酯（scoparone）

异名七叶内酯二甲醚，蒿属香豆精，东喘宁，香豆素二甲醚，6，7-二甲氧基香豆素，escoparone。分子式C ₁₁ H ₁₀ O ₄ ，分子量206.19。白色或黄色绒毛状结晶（乙醇），mp.144～145℃，无臭，味苦。

2.对羟基苯乙酮（ p -hydroxyacetophenone）

异名4-羟基苯乙酮；对己酰苯酚；4-羟基乙酰苯；4-乙酰苯酚；P-羟基苯乙酮；对乙酰苯酚。分子式C ₈ H ₈ O ₂ ，分子量136.14。白色针状结晶（水、乙醇或乙醚），mp.107～109℃，bp.148℃。易溶于热水、甲醇、乙醚、丙酮，难溶于石油醚。

3.茵陈色原酮（capillarisin）

分子式C ₁₆ H ₁₂ O ₇ ，分子量316.25。无色棱柱结晶（四氢呋喃-正己烷），mp.226～228℃。

4.其他成分

除上述几种成分外，茵陈中尚含莨菪素（scopoletin）、茵陈炔内酯（copillarin）等香豆素类；4'-甲基茵陈色原酮、6'-去甲基茵陈色原酮等色原酮类；芦丁（rutin）、泻鼠李黄素（rhamnocitrin）、蓟黄类（cirsimaritin）等黄酮类；茵陈香豆酸A、B（capillartemisin A、B）等香豆酸类；茵陈二炔（capillen）、茵陈二炔酮（capillin）等炔类及单萜、倍半萜类成分。

（二）主要成分的提取分离

1.从茵陈蒿中分离滨蒿内酯

2.从滨蒿中分离对羟基苯乙酮

三、补骨脂中香豆素类成分的提取分离

别名：破故纸。为豆科植物补骨脂 Psoralea corylifolia L.的种子。全国各地多有栽培。本品味辛、苦，大温，功能温肾壮阳，主治腰膝酸痛、老年遗尿、尿频、五更泻、遗精，外用治白癜风、鸡眼、牛皮癣、秃发等。

（一）主要成分及理化性质

果实含多种呋喃香豆素：补骨脂素、补骨脂定、异补骨脂素，并含査耳酮类成分：补骨脂乙素。此外，尚含豆甾醇、棉籽糖、脂肪油、挥发油及树脂等。果皮含补骨脂里定。种子含贝伐查耳酮、异贝伐钦、贝伐钦、贝伐钦尼。

1.补骨脂素（psoralen）

异名补骨脂内酯、补骨烯、ficusin。分子式C ₁₁ H ₆ O ₃ ，分子量186.16。无色针状结晶（乙醇），mp.189～190℃，有挥发性。溶于氯仿（67%）、苯（1.1%）、乙醇（0.26%）、甲醇（0.46%）、丙酮（1.3%），微溶于水、乙醚、石油醚、汽油。 （3.80）。

2.异补骨脂素（isopsoralen）

分子式C ₁₁ H ₆ O ₃ ，分子量186.16。白色结晶mp.138～140℃。

3.补骨脂乙素（isobavachalcone）

异名补骨脂酮、异破故纸酮、异补骨脂查耳酮。分子式C ₂₀ H ₂₀ O ₄ ，分子量324.36。黄色片状结晶（乙醇-水）mp.166～167℃，154～156℃。 （4.48）。

4.补骨脂甲素（coryfolin）

异名补骨脂黄酮，分子式C ₂₀ H ₂₀ O ₄ ，分子量324。无色针状结晶，mp.191～192℃，［α］ -29.1°（乙醇）。

（二）主要成分的提取分离

1.补骨脂中补骨脂素的提取分离

（1）乙醇浸渍法

（2）乙醇渗漉法

（3）丙酮水溶液分次浸渍法

2.补骨脂中补骨脂甲素、乙素的提取分离

四、秦皮中香豆素类有效成分的提取分离

本品为木犀科植物苦枥白蜡树 Fraxinus rhynchophylla Hance、白蜡树 Fraxinus chinensis Roxb、尖叶白蜡树 Fraxinus chinensis Roxb.var. acuminata Lingelsh.或宿柱白蜡树 Fraxinus stylosa Lingelsh.的干燥枝皮或干皮。主产于吉林、辽宁及河南等地。秦皮具有清热燥湿、收涩、明目之功效，用于热痢、泄泻、赤白带下、目赤肿痛、目生翳膜等症。

（一）主要成分及理化性质

秦皮中主要化学成分为香豆素类化合物。苦枥白蜡树树皮中含七叶素、七叶苷；白蜡树树皮中含七叶素、秦皮素；宿柱白蜡树树皮中含七叶素、七叶苷、秦皮苷3种香豆素；尖叶白蜡树树皮中含七叶素、七叶苷、秦皮苷等。

1.七叶素（aesculetin）

异名七叶树内酯、七叶内酯、秦皮乙素、七叶亭、七叶苷元、马栗树皮素，esculetin，cichorigenin。分子式C ₉ H ₆ O ₄ ，分子量178.14。梭状结晶（冰醋酸）或叶状结晶（真空升华得到），mp.268～270℃。溶于稀碱显蓝色荧光，尚易溶于热乙醇及冰醋酸，几乎不溶于乙醚及沸水。

2.七叶苷（aesculin）

异名七叶树苷（esculin），马栗树皮苷、七叶灵，esculoside，bicolorin，escosyl。分子式C ₁₅ H ₁₆ O ₉ ，分子量340.28。为倍半水合物，针状体（热水），mp.204～206℃、［α］ -78.4°（C=2.5，50%二氧六环）。难溶于冷水，溶于沸水。溶于热乙醇、甲醇、吡啶、乙酸乙酯和醋酸。

3.秦皮素（fraxetin）

异名秦皮亭、白蜡树内酯，fraxetol。分子式C ₁₀ H ₈ O ₅ ，分子量208.16。片状结晶（乙醇水溶液）mp.227～228℃（230～232℃）。溶于乙醇及盐酸水溶液，微溶于乙醚及沸水。

4.秦皮苷（fraxin）

异名白蜡树苷，paviin，fraxoside。分子式C ₁₆ H ₁₈ O ₁₀ ，分子量370.30。水合物为黄色针状结晶（水或稀乙醇）。无水物mp.205℃（迅速加热）。微溶于冷水，易溶于热水及热乙醇，不溶于乙醚。

5.其他成分

苦枥白蜡树树皮中还含有鞣质；宿柱白蜡树树皮中还含有丁香苷（syringin）和一种香豆素的多糖苷，即宿柱白蜡苷（stylosin）；尖叶白蜡树树皮中还有莨菪亭（scopolectin）和2，6-二甲氧基对苯醌（2，6-dimethoxy- p- benzoquinone）以及微量的 N -苯基-2-萘胺（ N- phenyl-2-naphthalene amine）。 dmjhPolhFV/7QTzBHrWFMoN5GmlQrwyB0uWOP14u6QlhiyrlChMMdP/yGxF8M2oL

（二）主要成分的提取分离

1.秦皮中七叶素、七叶苷的提取分离

2.白蜡树树皮中七叶素及白蜡素的提取分离

3.苦枥白蜡树皮中秦皮素、秦皮苷的提取分离