天然药物化学北方民族大学.docx
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天然药物化学北方民族大学
天然药物化学
植物中有效成分
的提取分离
所选植物:
黄连
化合物类型:
生物碱
姓名:
韩明辉
学号:
20091354
班级:
1班
黄
连
中
提
取
小
檗
碱
一.黄连的概况
黄连学名:
RhizomaCoptidis
为毛茛科植物黄连CoptischinensisFranch.、三角叶黄连CoptisdeltoideaC.Y.ChengetHsiao、峨嵋野连Coptisomeiensis(Chen)C.Y.Cheng或云连CoptisteetaWall.的根茎。
黄连的根状茎含多种生物碱,主要为小檗碱(黄连素),约5%~8%,其次为黄连碱、甲基黄连碱、掌叶防己碱、药根碱、木兰碱等。
叶含小檗碱1.49%。
1、产地
黄连主产于四川、湖北、陕西、湖南、云南、贵州、甘肃及西部地区。
2、植物形态
为多年生常绿草木,高30cm左右。
根状茎向上多分枝,形如鸡爪,节多而密,生有极多须根;外皮黄褐色,断面黄色,味极苦。
根茎上生叶,排列紧密,呈丛生状,叶柄长,三出羽状复叶,中央小叶片较两侧者略长,裂片边缘具细锯齿。
小花5—9朵,聚成圆锥状聚伞花序,花淡黄色。
骨突果,长卵形,果皮绿色后变紫色;种子多数,黄褐色或黑褐色。
花期2—3月,果期4—5月。
野生或栽培于海拔1000~1900m的山谷凉湿荫蔽密林中。
3、性味与功效
味苦,性寒。
功效:
清热燥湿,泻火解毒。
4、黄连的经济价值
话说“哑巴吃黄连--有苦说不出”,形容黄连的味道极苦,又有俗话说“良药苦口利于病”,说明苦药药用价值大。
2000年黄连价格上升到每公斤270元的“天价”后(黄连计量用公斤价,下同),一直处于下滑的势头,近期更是达到近年的最低点,每公斤只有43元。
二.黄连中小檗碱的简介
拉丁名:
Berberine又名:
黄连素;5,6-二氢-9,10-二甲氧基苯并[g]-1,3-二噁茂苯并[5,6α]喹嗪;黄连素碱。
黄连属植物(黄连、三角叶黄连、云南黄连)的根茎、须根和叶均含有小檗碱,其含量为:
根茎3.8%—6.7%,须根0.9%—1.8%,叶0.2%—1.2%,花为0.56%,种子为0.23%。
黄连植株茎的重量与根茎重量相同。
由此可见,黄连须根、茎叶是有待开发的药用资源。
小檗碱是一种异喹啉生物碱,为黄色针状结晶,分子式(C20H18NO4)+,分子量336.37。
熔点为145℃,游离的小檗碱能缓缓溶于水(1:
20)及乙醇中(1:
100),易溶于热水及热醇,难溶于乙醚,石油醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂,其盐在水中溶解度很小,尤其是盐酸盐。
盐酸盐为l:
500,枸橼酸盐1:
125,酸性硫酸盐1:
100,硫酸盐l:
30,但在热水中都比较容易溶解。
小檗碱常以季铵碱形式存在,碱性强(pka11.53),能溶于水中,其水溶液有三种互变形式。
季铵式(红棕色)醇式(黄色)醛式(黄色)
小檗碱(黄连素)
小檗碱的适应症
主要用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等肠道感染、眼结膜炎、化脓性中耳炎等有效。
近来还发现本品有阻断α-受体,抗心律失常作用。
三.黄连中小檗碱的提取
传统的提取方法一般采用石灰乳法、酸浸泡法、酸醇法、碱提取法、醇提取法、固液热提取法、并用柱层析加以分离等。
其中这些方法总要思路相似:
1.化学检识:
(1)丙酮加成反应:
取样品0.05g,溶于50ml热水中,加入10%NaOH溶液2ml,混合均匀后,显橙色。
于水浴中加热至50℃,加入丙酮5ml,放置,即有柠檬黄色结晶析出。
此反应可用于原小檗碱型季铵生物碱的鉴别。
(2)浓硝酸或漂白粉试验:
取盐酸小檗碱少许,加4ml稀硫酸溶解,分置于两支试管中。
一支试管滴加浓硝酸数滴,即显樱红色。
另一支试管加少许漂白粉,也立即显樱红色。
其机理是浓硝酸,原有的苯环被硝化。
这个方法简单易操作,因此,下面提取的过程中将用这方法来检测每一步是否反映完全
(3)没食子酸试验:
取盐酸小檗碱约20mg,置白瓷皿中,加硫酸1ml溶解后,加5%没食子酸的乙醇溶液5滴,置水浴上加热,即显翠绿色。
2.石灰乳法提取小檗碱
提取药用小檗碱的原料主要是黄柏和三颗针。
黄柏含有较多的小檗碱,但还含大量粘液质,故用石灰乳法,使粘液质与石灰乳生成难溶于水的钙盐,被除去,避免了因粘液质的存在造成的过滤困难。
因此,在这介绍这种方法。
采制的过程为:
秋季采挖,除去须根及泥沙,干燥,撞去残留须根,待用。
操作步骤:
破碎一称重一提取一过滤一滤液—结晶—经不同方式分离纯化一成品
3.工艺流程如下:
黄连粗粉50g
加0.3%H2SO4500ml,浸渍20分钟
①煎煮30分钟,过滤
药渣
滤液
加石灰乳调PH值至中性
②放置10分钟,抽滤
滤液
加HCl调PH2~3
③加滤液体积4~5%的NaCl,放置30分钟,抽滤
沉淀滤液
(主要含小檗碱、掌叶
防己碱、黄连碱等生物碱)
④加200ml水加热至澄明趁热抽滤
滤液
⑤放置、抽滤
沉淀(盐酸小檗碱)
具体说明:
①根据小檗碱的盐酸盐在水中溶解度小,而小檗碱的硫酸盐水中溶解度较大,且易溶于热水中。
在硫酸溶液中煎煮30分钟,大部分的小檗碱都游离在滤液中,过滤即可。
而药渣中,用浓硝酸试验:
取药渣少许,加4ml稀硫酸溶解,置于试管中,滴加浓硝酸数滴,没有显樱红色,说明药渣中含有极微量的小檗碱,可忽略。
②在滤液中加入石灰乳搅拌均匀,常法装渗漉桶,加入饱和石灰水浸泡10分钟渗漉(pH值在10以上),控制流速5~6ml/min,收集渗漉液,加入渗漉体积7%(质量浓度)的固体食盐,搅拌后放置,过滤,沉淀,用热水溶解,趁热过滤。
在滤液中,用浓硝酸试验:
取4ml滤液,置于试管中,滴加浓硝酸数滴,显樱红色,说明药渣中含有大量的小檗碱,继续往下做实验。
③滤液加盐酸调PH2~3,加滤液体积4~5%的NaCl,放置30分钟,抽滤,得到沉淀物质。
这是因为向滤液中加入NaCl,在盐析的同时,也提供了氯离子,使其硫酸盐转变为氯化小檗碱(即盐酸小檗碱)而析出。
沉淀还含有掌叶防己碱、黄连碱等生物碱。
而滤液中,用丙酮加成反应来鉴定:
取滤液50ml,加入10%NaOH溶液2ml,混合均匀后,没有显橙色。
于水浴中加热至50℃,加入丙酮5ml,放置,无柠檬黄色结晶析出。
因此滤液中含有微少的小檗碱,则可倒入回收瓶中。
④沉淀用蒸馏水洗加热至澄明(中性)趁热抽滤,由于小檗碱易溶于热水中,其它的生物碱难容,所以取其滤液。
在滤液中,用浓硝酸试验:
取4ml滤液,置于试管中,滴加浓硝酸数滴,显樱红色,说明滤液中含有大量的小檗碱,继续往下做实验。
⑤将滤液放置,析出晶体,抽滤。
抽干后于80℃下干燥,即得盐酸小檗碱粗品。
用浓硝酸试验:
取盐酸小檗碱少许,加4ml稀硫酸溶解,置于支试管中,滴加浓硝酸数滴,即显樱红色。
说明提取的是小檗碱。
4.分离纯化过程
目前用大孔树脂交换吸附是常见的纯化方法。
但这些方法效率均比较低、分离出来的小檗碱纯度不高、重复性差,使得这些分离过程中的指标不好监控。
离子交换纤维是一种纤维状离子交换材料,其本身含有固定离子及和固定离子符号相反的活动离子。
当与能解离化合物的溶液接触时,离子交换纤维的活动离子即与溶液中相同符号的离子进行交换,故称离子交换纤维。
根据离子交换纤维的特点、小檗碱的属性及提取工艺研究结果,表明应用离子交换纤维分离纯化小檗碱完全可能有较大的突破。
方法:
将制得的晶体用80%的乙醇溶解,提取液在纤维上吸附,再洗脱,得纯化的小檗碱。
这个离子交换纤维分离纯化小檗碱的方法是可行的。
离子交换纤维提取纯化盐酸小檗碱的工艺流程:
四.小檗碱的结构分析
样品的含量测定
1.薄层色谱检识
取上述提取的小檗碱用乙醇适量溶解,备用。
硅胶G、0.3%CMC-Na按1:
3.5比例研磨均匀手工铺板,板的规格为10*20cm,105℃活化1h,干燥器中放置一晚,带状点样,以正丁醇-冰乙酸-水(7∶1∶1)展开高度约为12cm,取出,晾干,在紫外灯下(365nm)观察,在与对照品盐酸小檗碱对应的色带处用铅笔圈出来,计算小檗碱的纯度。
将该色带刮下来,置三角瓶中,用乙醇洗至硅胶粉无色为止,然后将乙醇液浓缩至一定体积(备用)。
2.色谱检识
色谱柱为kromasilC18柱(250mm×4.6mm,5μm);流动相为:
乙腈-0.1%磷酸溶液(35:
65);检测波长346nm;柱温:
室温;流速:
1ml/min;进样量为20μl。
在此条件下测定盐酸小檗碱,盐酸小檗碱峰与其他峰达到基线分离。
质谱的主要用途是:
通过图谱中的分子离子峰的大小,来测定离子的荷质比(电荷-质量比),用于分析物质的成分,由荷质比来推测粒子的化学式。
化学检验:
对照品试管和样品试管溶液中,滴加浓硝酸数滴,均呈樱红色,表现为阳性,说明提取物中含有盐酸小檗碱。
定性分析
对照品:
盐酸小檗碱对照品乙醇溶液
样品:
盐酸小檗碱乙醇溶液
显色:
紫外灯下观察荧光
图1对照品吸收光谱
图2样品吸收光谱图
据图1、图2可以看出:
样品的吸收光谱与对照品的吸收光谱形状相似,只是吸收程度不同,可以确定提取物含有盐酸小檗碱。
也可以从紫外光谱图中推测精制后的小檗碱中几乎不含有掌叶防己碱、黄连碱。
阴性干扰试验:
分别取对照品溶液、供试品溶液、阴性对照品溶液各10μL,注入液相色谱仪测定。
结果阴性对照品溶液在盐酸小檗碱色谱峰相应位置上无吸收峰出现,表明阴性对照无干扰。
(见下图)
A盐酸小檗碱标准品
B盐酸小檗碱样品
C盐酸小檗碱阴性
3.单因素对小檗碱含量的影响
①浸泡时间对吸光度的影响
分别吸取硫酸浸泡12、24、36、48h的供试液各1mL,用二次水稀释100倍,摇匀,用蒸馏水作空白,在吸收波长为345nm下测其吸光度,结果见图1。
由图1看出,用硫酸溶液浸泡提取关黄柏中的小檗碱,浸泡时间不同,吸光度也不同,以浸泡24h的吸光度最高。
②不同温度对吸光度的影响
分别吸取硫酸浸泡24h时样品液,分别在40、60、70、80、95℃水浴加热后的供试液各1mL,用二次水稀释100倍,摇匀,用蒸馏水作空白,在吸收波长为345nm测其吸光度,结果见图2。
由图2可以看出,温度对小檗碱的吸光度影响较大,以70℃时的吸光度最高。
③不同微波处理时间对小檗碱的影响
取功率为180W处理10、30、50、70、9
0、110s的供试液各1mL,用蒸馏水稀释100倍,摇匀,测得微波处理不同时间的吸光度,结果见图3从图3可以看出,随微波提取时间增加,小檗碱吸光度缓慢增大,超过90s后,吸光度不再变化。
④微波功率对小檗碱吸光度的影响
取功率为180、360、540、720、900W处理90s的供试液各1mL,再用蒸馏水稀释100倍,摇匀,用以上方法测得不同功率微波处理相同时间小檗碱的吸光度,结果见图4。
由图4易知,从关黄柏中提取小檗碱,微波功率达360W时,吸光度最大。
⑤固液比对小檗碱吸光度的影响
微波360W处理90s的固液比为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50的供试液,各取1mL,稀释100倍,摇匀,测其固液比不同的吸光度,结果见图5从图5可以看出,随固液比变化,吸光度出现了先增大,后减少的变化,其固液比为1∶20时的吸光度最高。
五.感想
经过调查可知,小檗碱很有药用价值,在提取的过程中得阴性对照没有抑菌效果,阳性对照表现出显著的抑菌效果。
应不断的改善对提取小檗碱的方法,使其过程更加完善,从而更好的利用,为人们造福!
参考文献
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