北美黄连主要生物碱的提取与分离.pdf

北美黄连主要生物碱的提取与分离X董新荣,曾建国(湖南宏生堂中药现代化研究所,湖南 长沙 410014)摘 要:简述了北美黄连的概况,对北美黄连的提取工艺进行了实验研究,最后对北美黄连中所含主要生物碱)北美黄连碱和小檗碱进行了几种分离方法和实验研究。原药材用混合溶剂直接提取分离,可得到含北美黄连碱 97.7%的结晶体,提取率达 65%;提取物经醇水溶解、酸化,可直接获得小檗碱盐酸盐结晶,纯度达到 99.9%;用柱色谱法,可得到 99.5%的北美黄连碱,收率约 1%。关键词:北美黄连;北美黄连碱;小檗碱;提取;分离中图分类号:TQ464.4 文献标识码:A 文章编号:1009-9212(2001)03-0033-03Extraction and Isolation of Main Alkaloids of GoldensealDONG Xin-rong,ZENG Jian-guo(Hunan OSST Chinese Traditional Medicine Modernization Institute,Changsha 410014,China)Abstract:The experimental studies on the extracting method of Goldenseal and isolatingmethod of Hydrastine and Berberine have been given.Hydrastine(97.7%)was obtained with ex-tracted rate 65%by extracting the Goldenseal with mixed Solvent;Berberine hydrochloride(99.9%)was obtained by adding hydrochloride acid to alcohol(alcoholBH2O=1B1)solution of theextract and Hydrastine(99.5%)was gained by CLC method with the yield 1%.Key words:goldenseal;hydrastine;berberine;extraction;isolation1 前言北美黄连,植物名 Hydrastis Canadensis,属毛莨科植物,产于北美洲,是北美民间常用草药,19 世纪称之为能治百病的万能药,1830 年的5美国药典6中首次收载 1,以后又多次收录入5美国药典6及美国的5国家处方集6。北美黄连的药用功效,最早被土著美洲的印第安人广泛用于治疗百日咳、肺炎、温(热)病、腹泻、酸胃、肝病、心脏病,还用于消化不良、食欲不振以及局部清洗消炎、治疗蛇咬伤、皮肤病(牛皮癣)等1。随着人类疾病普的发展变化,北美黄连的药用作用也不断扩大,现在人们还用它来治疗癌症。北美黄连中主要含有北美黄连碱 2%4%,小檗碱(Berberine)2%3%,少量的坎那丁(Cana-dine)和北美黄连分碱(Hydrastidine)等生物碱(如图1所示)1。北美黄连的药理作用主要归因于其高含量的异喹啉类生物碱,小檗碱具有抗菌消炎、镇静降压等作用;坎那丁具有刺激子宫的作用;特别是北美黄连碱具有收缩血管、降压、刺激中枢神经系统的作用。2 实验部分2.1 原材料北美黄连由湖面宏生堂制药有限公司提供,其它化学药品均为分析纯试剂。对照品北美黄连碱购自 Sigma 公司,小檗碱购自中国药品生物制品检定所。2.2 实验仪器高效液相色用美国 Perkin-Elmer 公司生产的1022/295/200 型高效液相色谱仪,熔点用显微熔点测定仪。2.3 实验方法第 31 卷第 3 期2001 年 6 月 精细化工中间体FINE CHEMICAL INTERMEDIATS Vol.31 No.3June 2001X作者简介:董新荣(1963-),男,湖南长沙人,硕士,助理研究员,从事精细化工方面的研究工作。收稿日期:2001-02-202.3.1 提取工艺取经粉碎的北美黄连,以适量的不同浓度的酒精在回流温度下进行热浸提取,过滤,收集滤液,减压回收溶剂至稠膏状,水浴蒸干,得金黄色固体物,研碎,称重,并进行主要生物碱含量分析。图 1 北美黄连的主要生物碱结构2.3.2 北美黄连碱与小檗碱的分离1)分步直接提取法:取经粉碎的北美黄连,先以 3mol/L 的氨水按1:1m/m 的用量进行润浸,并密封保持 30min,将其装入带有搅拌,回流冷凝管的三口瓶内,加入药材 5倍量的混合溶剂,在搅拌下,加热回流提取 3h,冷却后过滤,有机相用蒸馏水洗涤至中性,减压回收溶剂,得少量淡黄色固体,无水乙醇重结晶两次(活性炭脱色),得到无色沙粒型结晶。上述提取北美黄连碱之后的药渣,按文献 2方法可提取小檗碱,经纯化可得小檗碱的盐酸盐。为了比较,按文献2方法,以乙醚为溶剂,对北美黄连进行索氏提取 26h,经纯化后可得北美黄连碱的结晶2)柱色谱分离法:取北美黄连提取物适量,溶于 50%酒精中,搅拌下用1B1(V/V)盐酸调pH=2,放置过夜,析出黄色针状结晶,抽滤,得黄色针晶,10%乙醇-水溶液重结晶,得黄色针状晶体。母液用氨水调 pH7.5 8.5,氯仿萃取,回收氯仿,所得固体用少量氯仿溶解,上硅胶柱层析,氯仿一甲醇梯度(98B1,98B2,98B3)洗脱,T LC 定性合并,回收溶剂,所得固体用无水乙醇重结晶,得砂粒状无色结晶。2.2.3分析与鉴别:1)熔点测定:用显微熔点仪进行测定。2)T LC 法:层析板用 GF 254 硅胶自制。展开剂:氯仿B甲醇=97B3(V/V),与标准对照品进行对照点及混合点样,挥干溶剂后在紫外灯(254nm)下观察斑点。3)HPLC 法:将所得晶体分别以北美黄连碱、小檗碱盐酸盐为标准对照品,分别进行混合进样的定性分析及含量分析。3 结果与讨论3.1 提取工艺实验提取率与提取溶媒及其浓度,提取时间有着密切的关系,选择适宜的溶媒、浓度及提取时间至关重要。3.1.1 提取溶媒的选择北美黄连中所含主要生物碱小檗碱属季胺型,可溶于水,而北美黄连碱则属叔胺型,易溶于脂性溶剂。因此,笔者以含水乙醇为提取溶剂,在回流温度下进行两次提取(4 倍量 1.5h+3 倍量 1h),实验结果见表 1。表1 乙醇浓度对提取效率的影响乙醇浓度(%)生物碱含量(%)BH提取率(%)BH5012.788.3181.373.17015.1412.1083.591.78516.6413.5484.294.2注:表中 B=Berberine,H=Hydrastine 下同。原药材中含 B 3.3%,H 2.4%(HPLC 测定)。从表 1 可知,乙醇的浓度变化对小檗碱(B)的提取率影响不大,而对北美黄连碱(H)的提取率影响较大,当用 70%酒精时,H 的提取率已达到 90%以上,乙醇浓度达到 85%时,而 H 的提取率仅提高了 2.7%,因此综合考虑其经济效率,北美黄连的提取溶媒以 70%酒精为佳。3.1.2 提取时间的影响用 70%的酒精在搅拌及回流温度下进行再次提取(4 倍量+3 倍量),采用不同的时间套配方式,从表 2 可看出,所选取的提取时间对提取物的质量34 精细化工中间体 第 31卷(主要生物碱含量)影响不大,而对两个主要生物碱的提取率确有很大的影响,在总提取时间为 2.5h时,北美黄连碱(H)的提取率可达 90%左右,小檗碱(B)的提取率也可达 80%以上,而两者的提取率与时间的套用方式关系不大。表 2 提取时间对提取效率的影响时 间(h)生物碱含量(%)BH提取率(%)BH1+0.516.8712.1373.172.31+115.8512.1480.284.51.5+0.516.0712.5479.485.21.5+115.1412.1083.591.72+0.515.4212.1783.290.3同时对溶剂用量进行了 5 倍量(3+2),9 倍量(5+4)的实验考察,结果 5 倍量溶剂的提取率偏低,而9 倍量溶剂的提取率仅比 7 倍量的提高的 2%,提取物中生物碱的含量反而略有下降。因此,北美黄连以 70%的洒精在回流温度下提取2 次,第一次以 4 倍量溶剂提取 1.5h,过滤后药渣再以 3 倍量溶剂提取 1h,提取物中两种主要生物碱的含量小檗碱可过 15%,北美黄连碱达 12%,提取率分别为 83%、91%。3.2 主要生物碱的分离与纯化3.2.1 分步直接提取法文献 2报道,北美黄连可先用乙醚以索氏提取法提取北美黄连碱,经纯化后可得纯品,而药渣则可用95%洒精提取小檗碱,纯化后可得小檗碱盐酸盐。文献方法不仅所用溶剂不适宜工业生产,而且提取时间长。笔者以乙酸乙酯为主溶剂,用一种低极性的溶剂 D 根据溶剂性参数 Pc=PcAA+PcBB(A,B分别为该溶剂的体积分数)调节混合溶剂的极性参数接近乙醚,用这种混合溶剂对北美黄连进行直接加热提取,固液分离后,液相经水洗至中性,回收溶剂后,再用无水乙醇重结晶,可得高纯度的北美黄连碱。该方法与文献方法相比,不仅省时,提取北美黄连碱后的药渣传仍可按文献 2方法提取小檗碱,用简单方法实现了两者的分离。而且采用溶剂为乙酸乙酯及易得的溶剂 D,无毒性,易于工业化生产。3.2.2 溶剂萃取与柱色谱法北美黄连酒精提取物溶于 50%酒精后,用盐酸调节 pH=2,放置较长时间,析出小檗碱盐酸盐的黄色针状结晶,经 10%酒精重结晶纯化后,可得高纯度的小檗碱盐酸盐。表 3 直接提取北美黄连碱实验实验结果溶媒方法时间含量(D%)收率(%)H 提取率(%)新方法Et+Oac+D 直接提取397.71.665.1文献方法Et2O索氏提取2698.51.8*73.8注:*文献值为 1.9。表4 小檗碱的简单分离效果B 含量(%)提取物分离物*收率(%)*15.3100.153.514.899.750.2注:*小檗碱盐酸盐,收率相对于提取物。母液用氨水调 pH=7.5 8.5,氯仿萃取,回收氯仿,再经硅胶柱层析,重结晶后,得无色砂粒晶体,溶点 131 132e(文献值2:132 133e),用标准对照品在同一块 GF254 硅胶薄层板上对照点样及混合点样,氯仿B甲醇=97B3(V/V)展开后(展缸内放一盛氨水的小皿),在紫外光(254nm)下可观察到蓝紫色斑点,Rr=0.52,在与标准对照品混合进样的HPLC 分析中,只出现一个峰,HPLC 含量分析(与标准对照品比较)表明含北美黄连碱 99.6%。4 结论1)北美黄连可用 70%左右的酒精加热提取,生物碱提取率高,提取物中生物碱含量高。2)北美黄连中的两种主要生物碱可用多种方法进行粗分离,溶剂分步直接提取法具有方法简单,所得生物碱纯度高,北美黄连碱的提取率可达65%。3)北美黄连醇提物用稀酒精溶解,酸化后可直接分离纯度很高的小檗碱盐酸盐,收率为 50%。4)用硅胶柱可分离制得纯度在 99.5%的美黄连碱,收率约 1%。参考文献:1 Steven Foster.Goldenseal,Botanical Series No 309 M .Amer-ica:American Botanical Council,1996.3 2 Gear and Spenser,Hydrastine and Berberine J.Canadian Jour-nal of Chemistry,1963,41.796.35第 3 期 董新荣,等:北美黄连主要生物碱的提取与分离