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生物化学技术专题:掌叶防己碱的提取与分离及延胡索乙素制备

更新时间:2014-01-07 浏览次数:1631

掌叶防已碱又称巴马汀(palmatine),硫酸延胡索乙素又称消旋四氢巴马汀硫酸盐(dltetrahydro palmatine sulphate)。

 

延胡索乙素(Corydalis B)为镇静安定药,用于缓解胃系统的疾病所引起的疼痛,临产阵痛、头痛、失眠等。

 

中药延胡索(元胡,Corydalis yanhusuo W.T. Wang的块根)中含延胡索乙素的量很少,而其脱氢化合物巴马汀在某些植物中含量却很高。在中国华南一带的防已科植物黄藤(Fibreursa recisa paerre)的根茎中含巴马汀,再经氢化反应,制备延胡索乙素。

 

黄藤曾列入《本草纲目》,李时珍谓“藤生生岭南,状若防已,但人常服此藤,纵饮食有毒,亦自然不发”。现代民间作为清热消炎药。常用于外伤感染、扁桃体炎、咽喉炎、结膜炎、热痢及黄疸等。

 

实验的目的要求:

1.掌握季铵生物碱的一种提取方法。

2.掌握生物碱的一般理化性质及其结构与性质的关系。

3.了解黄藤生物碱的结构与性质的关系。

4.熟悉生物碱沉淀反应的条件和方法。

5.掌握制备生物碱结晶性盐的方法和精制。

6.掌握四氢巴马汀的制备方法。

 

黄藤中已知成分的理化性质:

 

黄藤根茎及根中所含成分主为巴马汀。尚含少量药根碱、黄藤素甲、黄藤素乙、内脂及甾醇。又谓在根茎、根及树皮中含小檗碱。

1.  掌叶防已碱(巴马汀,Palmatine)
 


 

本品系季铵生物碱,溶于水、乙醇,几乎不溶于氯仿、、苯等溶剂,掌叶防已碱盐酸盐即氯化巴马汀(palmation Chloride)C21H22O4N ·Cl·3H2O为黄色针状结晶,熔点205℃(分解)。其理化性质与盐酸小檗碱类似。巴马汀氢碘酸盐(palmatine icdide)C21H22O4N·I·2H2O为橙黄色针状结晶,熔点241℃(分解)。

 

2.药根碱(雅托碱·Jatrorrhizine)

本品系具酚羟基季铵盐,其理化性质与巴马汀类似,但较易溶于苛性碱液中,其盐酸在水中的溶解度亦比盐酸巴马汀为大,可籍此性质予以分离。药根碱盐酸盐(Jatrorrhizine Chloride)C20H20O4N·Cl·H2O为铜色针状结晶,溶点204~206℃,其苦味酸盐(Jatrorrizine picrate)C20H20O4N·C6H2O7N2为橙黄色柱状结晶,溶点217~220℃(分解)。
 


 

 

3.小檗碱(黄连素Berberine)

本品系季铵生物碱,其游离碱为黄色长针状结晶,C20H18O4N·OH·5 H2O,溶点145℃,在100℃干燥,失去结晶水转为棕黄色。小檗碱能缓缓溶于水(1:20),乙醇(1:100),较易溶于热水、热乙醇、微溶于丙酮、氯仿、苯、几乎不溶于石油醚中,小檗碱与氯仿、丙酮、苯均能形成加成物。小檗碱盐酸盐(Berberine Chloride)C20H16O4N·Cl2H2O,熔点205℃(分解),微溶于冷水,较易溶于沸水,其硝酸盐及氢碘酸盐,极难溶于水(冷水约1:2000)。小檗碱的中性硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐在水中溶解度较大,小檗碱的盐类在水中的溶解度:
 

4.四氢巴马汀(Tetrahydropalmatine):

延胡索乙素为消旋四氢巴马汀,系叔胺碱,其游离碱C21H25O4N溶点146~148℃,不溶于水,能溶于热乙醇(在冷乙醇中溶解度较小),易溶于氯仿、苯、中,延胡索乙素的酸性硫酸盐为无色针状结晶,溶点245~246℃,在冷水中溶解度较小,在热水中较大,其中性硫酸盐为长柱状结晶,熔点220℃,在水中溶解度较酸性硫酸盐为大,其盐酸盐难溶于水。
 

 

左旋四氢巴马汀即颅痛定(Rotundine)熔点141~142℃[α]D16-257.5℃(C=1.1氯仿)。本品在华千金藤(Stephania sinica Diels)及圆叶千金藤(S. rotundalour)的块根(山乌龟)中含量较多。

 

巴马汀提取及延胡索素制备的方法

巴马汀为季铵生物碱,溶于水和极性大的有机溶剂(如甲醇、乙醇等)所以可用甲醇、乙醇或水进行提取。然后通过盐析,降低其在水中的溶解度而沉淀,与其它杂质分离。巴马汀是有机碱,尽管它带正电荷,但和水的亲和力仍小于NaCl,NaCl和水的强亲和力,降低了巴马汀在水中的溶解度,使它被“挤”出。

 

巴马汀盐酸在冷水中溶解度小(比盐酸小檗碱略大)可以利用此性质进行分离。

方法:(一)




 

2.工艺

(1)浸出:取黄藤粗粉100g,用1%醋酸冷浸(以浸没原料为度,约500ml)1~2天,尼龙布过滤,药渣再加15醋酸冷浸一天,合并滤液(留取1ml作生物碱定性反应)。

(2)盐析、中和:滤液用40%NaOH液调节至pH9同时加入7%精制食盐,即有黄色不溶物析出,80℃保温,使沉淀凝聚,静置,倾出上层清液,用菊形滤纸过滤,得巴马汀游离碱粗品,烘干。

(3)精制:将粗巴马汀,加80%乙醇100ml,加热回流使溶,约十分钟,乘热抽滤,残渣再加少量乙醇同法处理一次,抽滤zui后用滴管取乙醇淋洗布氏漏斗上不溶物,合并滤液并向滤液中滴加6N盐酸至PH2放置,即有金黄色针状结晶析出,抽滤,再用乙醇重结晶一次,方法,将氯化巴马汀粗晶置三角烧瓶内,用滴管加入95%乙醇使结晶恰溶解(在水浴上加热),抽滤得澄清液,加塞放置析晶。若滤液在抽滤时已析出结晶,可将它在水溶上加热结晶全溶再加瓶塞放置,这样析出的晶形好。若滤液体积太大,可溶缩至瓶壁边沿略显固体时加塞析晶。母液适当浓缩,又可析出一部分氯化巴马汀。

(4)还原:取氯化巴马汀精制品1g。置50~100ml园底烧瓶中加蒸馏水10ml,浓硫酸0.5ml,锌粉0.7g(工业生产应分批加入锌粉),直火加热保持沸腾,反应4~5小时(反应过程加溶液颜色逐渐变淡直至无色),反应完毕,趁热倾出上层清液,再用蒸馏水少许(1~2ml)稍加热洗涤反应瓶及锌渣1~2次,合并溶液放冷即有延胡索乙素酸性硫酸盐析出。抽滤,取结晶置25ml锥形瓶中,用70%乙醇10ml加热溶解。趁热抽滤,再用少量乙醇(1~2ml)洗涤容器,向热溶液(约60℃)中滴加氨水至PH9,立即析出鳞片状结晶,抽滤,用蒸馏水洗(此处所得结晶加水能否溶解?加氯仿能否溶解?)干燥得延胡素乙素游离碱。烘干。

(5)成盐:称取延胡索乙素游离碱0.5克。置于25毫升锥形瓶(或小烧瓶)中加90%乙醇4毫升,在水浴上加热使溶解,用粗毛细管滴加5%硫酸乙醇液至刚果红试纸呈淡蓝色(PH约5)放冷析晶。将微黄柱状结晶,抽滤干50℃以下干燥,即延胡索乙素中性硫酸盐。可用水重结晶一次,干燥后测熔点。溶点——   ℃,得率——。

 

以醋酸水小样提取,一般得率1~2%,用乙醇回流浸取得率3~4%,取黄藤粗粉100g,用95%乙醇回流浸取三、四次合并乙醇至约120ml,即可按(3)精制项下操作,加盐酸得氯化巴马汀。

 

3.提取工艺说明

(1)黄藤中含有多糖类物质溶于水,往往影响水浸液盐析及中和后的过滤,故宜在静置后先倾泻去大部分澄清液再用布袋过滤收集沉淀,原料药材亦不宜粉碎太细。

(2)氯化巴马汀为金色针状结晶,并有强烈的黄色萤光。四氯巴马汀为先无色片状结晶,不具萤光。因此,反应液的颜色可作为还原终点的判断。还原开始时,反应液为橙黄色,随着还原反应的进行,反应液的色逐渐退去,至淡米色或无色即可作为反应的终点。

(3)四氢巴马汀较易氧化成巴马汀,所以制备过程中应尽快连续操作。

(4)四氢巴马汀的盐酸盐及酸性硫酸盐在水中的溶解度较小,故一般制成水溶性较大的中性硫酸盐,供配制注射剂使用。

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