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我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:31

【推荐】关于中药化学的系统总结

各类化学成分 [color=orangered](注意5楼开始为中药各类化学成分的介绍)[/color]
  中草药所含化学成分很复杂,通常有糖类、氨基酸、蛋白质、油脂、蜡、酶、色素、维生素、有机酸、鞣质、无机盐、挥发油、生物碱、甙类等。每一种中草药都可能含有多种成分。在这些成分中,有一部分具有明显生物活性并起医疗作用的,常称为有效成分,如生物碱、甙类、挥发油、氨基酸等。中草药之所以有医疗作用,主要因所含有效成分所致。除过去早有研究并已广泛应用的许多中草药有效成分,如黄连中抗菌消炎的小檗碱(黄连素)、麻黄中平喘的麻黄碱、萝芙木中的降压成分利血平等外,近年来,国内外均陆续发现了更多的中草药有效成分,特别是在抗肿瘤、治疗心血管疾病和慢住气管炎等疾病的生物活往成分方面研究得更多。另一些成分则在中草药里普遍存在,但通常没有什么生物活性,不起医疗作用,称为"无效成分",如糖类、蛋白质、色素、树脂、无机盐等。但是,有效与无效不是绝对的,一些原来认为是无效的成分因发现了它们具有生物活性而成为有效成分。例如蘑菇、茯芩所含的多糖有一定的抑制肿瘤作用;海藻中的多糖有降血脂作用,天花粉蛋白质具有引产作用;鞣质在中草药里普遍存在,一般对治疗疾病不起主导作用,常视为无效成分,但在五倍子、虎杖、地榆中却因鞣质含量较高并有一定生物活性而是有效成分;又如粘液通常为无效成分,而在白及中却为有效成分等。

  中草药化学成分不仅与中草药的医疗作用有着密切的关系,而且对于鉴定中草药的品种、质量以及加工炮制、贮藏、栽培引种、资源发掘都有重要意义。因此,在研究中草药的工作中,必须了解中草药化学成分的组成、性质、分布、以及对中草药成分的鉴定、含量测定、提取分离、结构鉴定等有关知识。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:32

植物分类系统与化学成分的关系

  现代植物分类是按照植物形态的异同、习性的差别以及亲缘关系的远近系统排列的。因此,一般说来,在植物分类系统中位置愈接近的植物,它们的亲缘关系就愈接近。植物分类系统与化学成分的关系,实际上是指植物亲缘关系与化学成分的关系。

   各种植物由于新陈代谢类型的不同,产生了各种不同的化学物质——生物碱类、甙类、萜类等等。这些化学成分在植物中的遗传和变异,是与植物系统位置、植物的环境条件(气候、土壤与生物等)密切有关的。植物分类系统与化学成分的关系可大致归纳为下述几个方面:

  1.每一种植物在恒定的环境条件下、具有制造一定的化学成分的特性,而这个特性是这种植物的生理生化特征。如颠茄产生莨菪烷衍生物类生物碱,人参产生三萜类皂甙,薄荷产生萜类等等。

  2.亲缘关系相近的植物种类由于有相近的遗传关系,往往具有相似的生理生化特征。亲缘关系愈近,共同性愈多;亲缘关系愈远,共同性愈少。如异喹啉类生物碱主要分布于多心皮类及其近缘类植物的一些科中,如木兰科、睡莲科、马兜铃科、防已科、毛莨科、小檗科、罂栗科、芸香科等。这些科中的生物碱的化学结构也显示相互之间有紧密的亲缘关系,与产生它们的植物科之间的亲缘关系一致。吲哚类生物碱中最大的一族为鸡蛋花烃(Plumerane)型吲哚生物碱,这族生物碱仅存在于夹竹桃科中的鸡蛋花亚科植物中。同属植物的亲缘关系很相近,因而往往含有近似的化学成分。如小檗属(Berberis)植物含小檗碱,大黄属(Rheum)植物含羟基蒽醌衍生物等等。

  3.一般说来与广泛存在于植物界的代谢产物有更近似化学结构的简单化学成分(如黄嘌吟与咖啡碱化学结构很近似),在植物界的分布较广,分布的规律性不明显。有些化学成分在系统发育过程中,经过一系列的突变,因而结构也较复杂,如马钱子碱、奎宁等。这类物质的分布往往只限于某一狭小范围的分类群中。但某些起源古老的成分,虽经一系列突变,结构亦较复杂,但它们在植物界中的分布,还是有一定范围的,而且这种类型成分与植物亲缘之间的联系表现得更为明显和突出,例如上述异喹啉类生物碱的分布。

  植物分类系统与化学成分间存在着联系性这一概念,已广泛应用于药用植物的研究、野生资源植物的寻找等方面。如具有降压与安定作用的蛇根碱(Reserpine)自印度的夹竹桃科萝芙木属植物蛇根木Rauvolfia  serpenitina  (L.)Benth  ex  Kurz中发现后,从该属的其他约20种植物中亦发现了利血平,并根据植物的亲缘关系在萝芙木属的两个近缘属中找到了同类生物碱。为了发掘具抗菌作用的小檗碱的资源植物,经植物分类学与植物化学综合研究,发现小檗碱在中国主要分布在5个科(小檗科、防已科、毛莨科、罂粟科、芸香科)16个属的多种植物中,而以小檗科小檗属较理想。又据研究,莨菪烷类生物碱主要集中分布于茄科茄族(So1aneae)中的天仙子亚族(Hyoscyaminae)、茄参亚族(Mandragorinae)及曼陀罗族(Datureae)植物中,并发现了含碱量较高,有生产价值的新原料植物——矮莨菪(Przewalskia  shebbearei(C.E.C.Fischer)  Kuang,  ined)及马尿泡(P.  tangutica  Maxim.)。再如生产可的松等激素药物的原料——甾体皂甙,不仅在薯蓣属(Dioscorea)的几十种植物中有发现,而且在亲缘关系相近的一些科中也有发现。必须注意的是,植物的系统发育与其所含化学成分的关系是十分复杂的。由于植物界系统发育的历史很长,发掘出来的古生物学资料不够齐全,加上多数植物的化学成分尚未明了,有些成分的分布规律还未被揭示及认识,所以,有关植物的系统发育与化学成分的关系的研究尚未成熟,有待于进一步研究。在应用植物分类系统与化学成分间的联系性时,必须具体问题具体分析。

  近年来,在植物分类学与植物化学这二门学科间出现了一门新的边缘学科——植物化学分类学(P1ant  chemotaxonomy)。它的主要研究任务是:

  (1)探索各级分类群(如科、属、种等)所含化学成分(包括主要成分、特有成分和次要成分)及其合成途径。 

  (2)探索各种化学成分在植物系统中的分布规律。

  (3)在以往研究的基础上,配合传统分类学及各有关学科,从植物化学成分的角度,共同探索植物的系统发育。

  显然,这一新兴学科在认识植物系统发育方面有重大的理论意义,并可为有目的地开发、利用植物的资源、寻找工业原料等提供理论依据。例如通过对毛莨科与单子叶植物的百合目植物所含生物碱、甾体化台物、三萜化合物、氰醇甙和脂肪酸等五类化学成分的比较分析,发现二者具有很多类似的化学成分,有的成分甚至仅仅为它们所共有。联系到百合目与毛莨科的一些原始类群在形态和组织解剖上的某些相似性,从而认为二者有着十分密切的亲缘关系,即单子叶植物通过百合目起源于原始的毛莨科植物。这一研究结果在了解客观存在的植物系统发育的真实情况方面,具有一定的理论意义。

  又如根据国内外在药用植物研究工作方面的大量实践、目前从中国药用植物中大致归纳出一些具重要生物活性的成分(生物碱、黄酮类、萜类、香豆精等)及药理作用的植物类群。由此可见,植物化学分类学是一门富有活力的新学科,它的研究成果值得药用植物学与药用植物化学工作者重视与运用。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:32

植物化学成分的生源学说

  植物中众多的化学成分有许多已阐明了它们的化学结构和药理作用,其中不少已用于临床。这些成分中有的已可用化学的或生物的方法进行合成。但尚存在的问题是:这些成分在植物体内是怎样形成的?是由何种物质、经过什么新陈代谢途径形成的?为了解决这个问题,许多植物学、生物学、植物化学、生化学的研究工作者从可能的新陈代谢过程,生物化学反应等多方面地进行推测这些成分在植物体内的形成过程,这就是植物化学成分的生源学说(Biogenesis  Biogenetic  Origin)。

  植物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径,各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。生源的研究有多种设想与途径,因而也形成了多种学说,如异戊二烯法则、醋酸学说等已普遍应用于研究药用植物有效成分的生物合成及其途径。随着同位素示踪技术和化学技术的发展,生源研究的进展也更为迅速。

  生源研究的意义基本上可归纳为下列几点:

  1. 了解了各类成分的生物合成途径以及某种成分最初由何种物质(这种物质称为前体 Precursors)形成和各种中间产物后,就可以人为地于植物中注入前体或中间产物来增加所需成分的积累和产量。达到人工控制、定向培育的目的。例如于枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头酶(Aconilase)就可以增加枸椽酸在植物体内的积累,因枸椽酸的生成过程中必须有此种酶的存在。这是研究植物生源最主要的目的。但是,前体并非一成不变,例如熊果甙在不同科时它们的生源就有可能不同。

  2.从生源关系密切的成分中来扩大生物活性物质的资源。如三萜类与许多甾体衍生物类在生源上具密切关系,甾体衍生物类常具多种生物活性,三萜类成分在植物界分布广泛,故有可能从三萜类成分来寻找具广泛生物活性的物质。

  3.从生源学说来确定某类成分的结构类别。如四环三萜类成分原分类不属于三萜,以后通过生源关系的探讨,才明确地将它们划在三萜范围内。

  4.了解某类成分在植物体内的原始状态与代谢途径后,就可以为进行植物成分的生物合成提供理论规律,这将能更好地对生产与实践(如生药的采收时间与部位,有效成分的合成等)起指导作用。

  植物体内各种成分的生源基本上可分为两类,一类是植物本身必须的营养物质如糖类,脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径,一类是植物次生物质,如生物碱、甙类、萜类等成分的新陈代谢途径。有关这些代谢途径的学说很多,其中不少还是设想,例如认为醋酸酯一丙二酸酯(Acetate-Melonate)途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分,3,5-羟基一3-甲基戊酸酯(Mevalonate)途径合成萜类、甾类等成分,莽草酸(shikimicacid)途径合成芳香族氨基酸、有机酸及其他化合物;氨基酸途径合成生物碱等成分。

  1.植物体内各类成分的生源关系:

  2.各类植物次生物的生源学说,列举数例说明它们的生物合成途径:

  (1)有机酸类: 有14C可以说明许多较复杂的有机酸类由 CH3COOH形成,如上所述6-甲基不杨酸的生物合成途径:

  (2)生物碱: 生物碱的生源学说曾有多种路线的设想,但目前己主要集中一种学说,即生物碱是由醋酸、单萜和多种简单氨基酸如苯丙氨酸(Phenylalanine)、色氨酸(TrYptophan)、蛋氨酸(Meih1onine),鸟氨酸(Ornithine)等作为前体而形成的。这些理论因为标记化合物的发展已可用实验证实。方法是给予植株以一定的具标记元素的化合物为前体,(常用的为具14C的化合物),待植株经过一定时期的生长后,分离生物碱,从前体与生成物标记元素的位置来确定二者之间的关系。由于应用了这种技术,许多生物碱如烟碱(Nicoitine)、)吗啡(Morphine)、莨菪碱(Hyoscyamine)、秋水仙碱(Col一chicine)、罂粟碱(Papaverine)、芦竹碱(Gramine)等已证明是由氨基酸形成。有些简单的生物碱已可按生源学说途径在实验室里用氨基酸进行人工合成。目前关于生物碱的生源研究有一较大的突破,即认为除了上述各种前体外,还有许多特殊的中间物质参与了生物合成过程。

    例:自鸟氨酸等形成的生物碱

  (3)香豆精类:

  (4)蒽醌类: 许多蒽醌类成分在植物体内的前体至今未完全确定。有的学者认为苔藓酸(Orsellinic  acid,广泛分布于地衣和真菌)为一前体。由其形成蒽醌类成分的生源学说路线。

  (5)萜类: 一般认为由CH3COOH与辅酶A(CoenzymeA,简作:CO.A)缩合成酯,再经过脱水、氧化-还原、环化、分子重排等反应形成C5——C10——C15——C20——C30——C40……的各种萜类。

  以上仅列举了部分植物化学万分的生源学说,由于大家对此项工作的意义日益重视,有关生源研究的科研工作日益增多,原来的一些设想也得到了实验证实。但由于植物成分的本身种类和结构变化多样,加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性,植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:32

植物组织培养及其在中草药研究中的运用
  植物组织培养(Plant  Tissue  Culture)是应用无菌培养的方法培养植物的一个离体部分,也即是一种将自然环境中分离出来的植物细胞或组织放入含有合成培养基的瓶中,在无菌条件下使之生长或发育的方法。这项工作自动控制50年代后期至今巳取得了很大的进展,如诱导培养胡萝卜的体细胞分化成完整植株,由曼陀罗的花药培养形成了单倍体的植株。

  从而证明了植物每个体细胞都有形成整体植物的潜在能力,如植物细胞具有“全能性”,在离体培养的一定条件下能诱导其分化器官和再生成植株。70年代以后有关植物原生质体培养和体细胞杂交的研究得到了很诀发展,如烟草、曼陀罗、颠茄、胡萝卜、油菜等能从其原生质体经培养再生分化长成胚或完整的植物,利用原生质体融合已经能使烟草属和矮牵牛属的杂种细胞增殖分化成杂种植株。

  因此,运用组织培养方法可以在比较简单易观察的条件下研究细胞、组织或器官的繁殖、生长和分化,以及各种外界因素对它们的影响,从而为解决农业生产和药物生产中的某些问题开辟了广阔的前景,目前已有若干重要成果应用于生产实践中,一为营养繁殖系的快速繁殖,如以甘蔗为例,原来每亩要用蔗种0.5~1吨,用组织培养快速繁殖的幼苗进行栽培可节省大量蔗种。又如贝母繁殖率非常低,而用组织培养分化出的三个月左右的鳞茎,其大小就相当于用种子繁殖二年生的鳞茎,另一为药物和生物制品的工业生产,药用植物的有效成分一般都从植物体提得,其产量和质量难免要受到植物的遗传性、生长条件、收获时间及贮藏和运输等因素所影响,如果能采用类似培养微生物产生抗菌素的方法生产有效成分,就可克服这些缺点,这对生长条件要求严格、生长缓慢、产量低、价值贵重的植物药更有意义。如近年来已大量培养人参组织,并提取有效成分,因此利用组织培养生产药用成分,探索天然药物生产工业化的途径是当前药物生产的一个新方向,随着大规模人工培养技术的成功,就有可能用组织培养法来代替全植物提取有效成分,这项工作将是未来研究植物药的中心课题之一。

一、培养基的组成和配制法

  近年来用的化学合成培养基大致由6种成分组成:(1)糖类,②多种无机盐类,(3)微量元素,(4)氨基酸、酰胺、嘌呤:(5)维生素;③生长素。此外,有些培养基还可添加天然的汁液,如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麦芽浸出液等,培养基中如加入0.5~1%的琼脂即为静止培养的固体培养基,否则为悬浮培养的液体培养基。不同植物材料常需要改变配方,如维持生长和诱导细胞分裂和分化的培养基配方就不同,因此配方的种类很多,目前以Ms  (Murashige  and  Skoog)培养基配方为最常用的一种基本培养基,它利于一般植物组织和细胞的快速生长。

  总之,在进行组织培养研究时应根据研究目的和培养植物的种类来确定培养基的组成,除营养、诱导作用外还应当注意离子平衡和毒性问题,如水一般都采用重蒸馏水,无机盐类一般都需用化学纯的药品,  pH值可用1N  KoH(或NaOH)溶液和2N  HCI调整。有时可以用普通药品代替,但须注意这些药品不仅应有营养价值,还须无毒。如果在工业上使用大缸深层培养细胞或组织生产有效成分和生物制品、应用培养基的量将要以吨位计量时,则采用什么代用品较为经济实用更应慎重考虑。

   二、培养条件

   (一)温度: 对大多数植物组织20~28℃即可满足生长所需,其中26~27℃最适合。

   (二)光: 组织培养通常在散射光线下进行。光的影响可导致不同的结果。有些植物组织在暗处生长较好,而另一些植物组织在光亮处生长较好,但由愈伤组织分化成器官时,则每日必须要有一定时间的光照才能形成芽和根。有些次生物质的形成,光是决定三因素。

   (三)渗透压: 渗透压对植物组织的生长和分化很有关系。在培养基中添加食盐、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物质可以调整渗透压。通常1~2个大气压可促进植物组织生长,2个大气压以上时,出现生长障碍,6个大气压时植物组织即无法生存。

   (四)酸碱度: 一般植物组织生长的最适宜pH为5~6.5。在培养过程中pH可发生变化,加进磷酸氢盐或二氢盐,可起稳定作用。

   (五)通气: 悬浮培养中细胞的旺盛生长必须有良好的通气条件。小量悬浮培养时巨常转动或振荡,可起通气和搅拌作用。大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。

  三、材料和方法

  从低等的藻类到苔藓、蕨类、种子植物等高等植物的各类、各部分都可采用作为组织培养的材料,一般裸子植物多采用幼苗、芽、韧皮部细胞,被子植物采用胚、胚乳、子叶、幼苗、茎尖、根、茎、叶、花药、花粉、子房和胚珠等各个部分。

  由于植物在自然条件下,表面常被霉菌和细菌污染,故材料必须进行灭菌处理。一般用漂白粉溶液(1~10%)、次氯酸钠溶液(0.5~10%)、升汞溶液(0.01%)、乙醇(70%)或过氧化氢(3~10%)等处理后,再用无菌水反复冲洗至净,然后在无菌室内,将所取的组织迅速培养在固体培养基上。在适宜的条件下,受伤组织切口表面不久即能长出一种脱分化的组织堆块,称为愈伤组织(Callus),此种愈伤组织在适当的培养基上经一定时间即能诱导生长成整株植物,因此愈伤组织既可是某种植物代谢产物的来源,又是诱导成株的主要途径之一。

  在适宜的培养条件下,还可使愈伤组织长期传代生存下去,这种培养称为继代培养。但在继代培养中,不少植物培养的组织或细胞随着再培养代数的增加,分化能力就逐渐降低甚至丧失,其原因可能是由于在培养过程中原有母体中存在的、与器官形成有关的特殊物质被逐渐消耗所致,因此可以用激素或改善营养条件使之恢复,也有认为是组织和细胞在长期培养中遗传往的改变,主要是染色体的变化,出现大量多倍性或非整倍性细胞,这种改变恢复的可能住较小。不同的培养基可以使愈伤组织具有不同的生长速度,结构也可松可紧,利用这些特性可使之分散成为单细胞或很小的细胞团。要形成单细胞培养宜在较高盐分、高生长素及高水解酪蛋白的培养基中进行,然后移入液体并经搅拌而分散成单细胞。也有用加入一些果胶酶的办法,但一般来说要得到纯一的单细胞是很少的。

  在培养药用植物选材时,还应考虑到所需要的次生物质在植物体中的合成部位,如果选材和培养方法适当,可使原植物内所产主的代谢物通过细胞或组织培养发生生化转变而获得。

  通过组织培养可获得有效成分,但实际上只有大量培养成功才有经济价值。因此在生产上常采用悬浮培养法来代替含有琼脂的固体培养基。愈伤组织悬浮培养的生长通常比静止培养快,这是由于悬浮培养时营养成分可较快地渗入细胞,抑制生长的代谢废物可较快地除去,同时供氧情况也较好,在进行这种培养时要注意通气与定期更新营养液,这是保证生长稳定,次生物质产量高的关键之一。

  四、有效成分的形成

  列举用组织培养方法合成的一些有效成分。

  利用组织培养方法产生药用成分,已渐渐成为药物生产的新方向之一。六十年代以来,有些国家已经开展了薯蓣及其他有关科属植物的组织培养,研究薯蓣皂甙元的形成,探讨其生物合成机制;已知有7种薯蓣属植物经组织培养后,可获得薯蓣皂甙元或其它甾体化合物,其中三角叶薯蓣Dioscorea  deltoides  Wal1。经组织培养得到薯蓣皂甙元的含量为0.3~2.5%,此外尚有鱼藤酮、甘草甜素,菸碱等,例如从烟草根尖细胞悬浮培养可产生2.9%(干重)菸碱。

  在通常应用的基本培养基中适当添加生长激素、维生素或其他化学药品有时能使代谢物增加,如白花曼陀罗组织培养时,在培养基中加进0.1%酪氨酸可使阿托品的产量增加7倍多,芸香组织培养时在培养基中添加4一羟基-2喹啉酚,可促进白藓碱的合成和积累,在这两例中的添加物被认为是生物合成的前体。又如培养三分三愈伤组织时,在生长后期供给1my/1激动素,可使东莨菪碱的含量达到0.495%,比原植物中的含量提高很多。

  除了培养基的组成外,环境因素也影响次生物质的产生。例如石芹的组织培养在黑暗中虽也增殖,但不形成黄酮类,而当暴露于光线中时,就能测出芹菜甙。组织培养应用在药学方面的工作虽然历史不长,但发展很迅速,它具有如下一些优点:

  1.利用组织培养代替原植物的栽培以获得所需的有效成分,达到产量高,成本低的目的,还可节约土地。

  2.除了应用于产生次生物质外,还可应用于生物转化。例如烟草组织培养中蒂巴因去甲基后可能生成吗啡。

  3.从组织培养的定性分析中发现新化合物。例如在芸香组织培养中,合成和积累了芸香素(Rutacultin),它是一个至今尚未能从原植物或其他植物的呋喃香豆精中检测到的化合物。因而,组织培养将是获得新的生物活性化合物的一个来源。

  4.一般情况下,组织培养是异养的,但也有自养的细胞系株,它们具有光合作用的能力而不依赖外界的糖类供应。这种特性将使细胞培养技术优越于全植物,并更为经济。

  目前中国有关单位已成功地将麦角菌、灵芝、猴头菇等真菌进行工业化生产,高等植物组织培养在工业化中的应用也正在研究。

  总之,植物组织培养这一新技术在中草药方面应用的前途是无限广阔的,它不仅有利于探讨和阐明药用植物生理、遗传和成分生物合成等一系列理论问题,而且一旦工业化生产问题得到解决,将可以为防病治病做出很大的贡献。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:33

中药化学成分提取、分离和鉴定的方法
A.中草药有效成分的提取:

  (一)溶剂提取法:

  1.溶剂提取法的原理:溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用对活性成分溶解度大,对不需要溶出成分溶解度小的溶剂,而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料(需适当粉碎)中时,溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内,溶解了可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,于是细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入药材组织细胞中,如此多次往返,直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时,将此饱和溶液滤出,继续多次加入新溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。

  中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂,被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。

  有机化合物分子结构中亲水性基团多,其极性大而疏于油;有的亲水性基团少,其。极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小,是和化合物的分子结构直接相关。一般来说,两种基本母核相同的成分,其分子中功能基的极性越大,或极性功能基数量越多,则整个分子的极性大,亲水性强,而亲脂性就越弱,其分子非极性部分越大,或碳键越长,则极性小,亲脂性强,而亲水性就越弱。

  各类溶剂的性质,同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂,它们的分子比较小,有羟基存在,与水的结构很近似,所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟基,保持和水有相似处,但分子逐渐地加大,与水性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶,在它们互溶达到饱和状态之后,丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物,分子中没有氧,属于亲脂性强的溶剂。

  这样,我们就可以通过时中草药成分结构分析,去估计它们的此类性质和选用的溶剂。例如葡萄糖、蔗糖等分子比较小的多羟基化合物,具有强亲水性,极易溶于水,就是在亲水性比较强的乙醇中也难于溶解。淀粉虽然羟基数目多,但分子大大,所以难溶解于水。蛋白质和氨基酸都是酸碱两性化合物,有一定程度的极性,所以能溶于水,不溶于或难溶子有机溶剂。甙类都比其甙元的亲水性强,特别是皂甙由于它们的分子中往往结合有多数糖分子,羟基数目多,能表现出较强的亲水性,而皂甙元则属于亲脂性强的化合物。多数游离的生物碱是亲脂性化合物,与酸结合成盐后,能够离子化,加强了极性,就变为亲水的注质,这些生物碱可称为半极性化合物。所以,生物碱的盐类易溶于水,不溶或难溶于有机溶剂;而多数游离的生物碱不溶或难溶于水,易溶于亲脂性溶剂,一般以在氯仿中溶解度最大。鞣质是多羟基的化台物,为亲水性的物质。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性的成分。

  总的说来,只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓“相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。

  2.溶剂的选择:运用溶剂提取法的关键,是选择适当的溶剂。溶剂选择适当,就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。选择溶剂要注意以下三点:①溶剂对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小;②溶剂不能与中药的成分起化学变化;③溶剂要经济、易得、使用安全等。

常见的提取溶剂可分为以下三类:

  1)水:水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分,如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度,也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取,可使生物碱与酸生成盐类而溶出,碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。但用水提取易酶解甙类成分,且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药,其水提取液常常很难过滤。沸水提取时,中草药中的淀粉可被糊化,而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药,不宜磨成细粉后加水煎煮。中药传统用的汤剂,多用中药饮片直火煎煮,加温可以增大中药成分的溶解度外,还可能有与其他成分产生“助溶”现象,增加了一些水中溶解度小的、亲脂性强的成分的溶解度。但多数亲脂性成分在沸水中的溶解度是不大的,既使有助溶现象存在,也不容易提取完全。如果应用大量水煎煮,就会增加蒸发浓缩时的困难,且会溶出大量杂质,给进一步分离提纯带来麻烦。中草药水提取液中含有皂甙及粘液质类成分,在减压浓缩时,还会产生大量泡沫,造成浓缩的困难。通常可在蒸馏器上装置一个汽一液分离防溅球加以克服,工业上则常用薄膜浓缩装置。

  2)亲水性的有机溶剂:也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂,如乙醇(酒精)、甲醇(木精)、丙酮等,以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好,对中草药细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分,在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质,采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少,提取时间短,溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂,虽易燃,但毒性小,价格便宜,来源方便,有一定设备即可回收反复使用,而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因,用乙醇提取的方法是历来最常用的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似,沸点较低(64℃),但有毒性,使用时应注意。

  3)亲脂性的有机溶剂:也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强,不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶剂挥发性大,多易燃(氯仿除外),一般有毒,价格较贵,设备要求较高,且它们透入植物组织的能力较弱,往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分,用这类溶剂就很难浸出其有效成分,因此,大量提取中草药原料时,直接应用这类溶剂有一定的局限性。

  3.提取方法:用溶剂提取中草药成分,、常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时,原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率,必须加以考虑。

  1)浸渍法:浸渍法系将中草药粉末或碎块装人适当的容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸渍药材以溶出其中成分的方法。本法比较简单易行,但浸出率较差,且如用水为溶剂,其提取液易于发霉变质)须注意加入适当的防腐剂。

  2)渗漉法:渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法小当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效果优于浸渍法。但应控制流速,在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于:原药材重的10倍时,便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将收集的稀渗淮液作为另一批新原料的溶剂之用。

  3)煎煮法:煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不宜用铁锅,以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌,以免局部药材受热太高,容易焦糊。有蒸汽加热设备的药厂,多采用大反应锅、大铜锅、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接,进行连续煎浸。

  4)回流提取法:应用有机溶剂加热提取,需采用回流加热装置,以免溶剂挥发损失。小量操作时,可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。瓶内装药材约为容量的%~%,溶剂浸过药材表面约1~2cm。在水浴中加热回流,一般保持沸腾约:小时小放冷过滤,再在药渣中加溶剂,作第二、三次加热回流分别约半小时,或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高,大量生产中多采用连续提取法。

  5)动连续提取法:应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分,不论小型实验或大型生产,均以连续提取法为好,而且需用溶剂量较少,提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法,一般需数小时才能提取完全。提取成分受热时间较长,遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。

  (二)水蒸气蒸馏法:。水蒸气蒸馏法,适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上,与水不相混溶或仅微溶,且在约100℃时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时,其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时,液体就开始沸腾,水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油,某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱,以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚(paeonol)等,都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些,常将蒸馏液重新蒸馏,在最先蒸馏出的部分,分出挥发油层,或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素(protoanemonin)等的制备多采用此法。

  (三)升华法:固体物质受热直接气化,遇冷后又凝固为固体化合物,称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质,故可利用升华法直接自中草药中提取出来。例如樟木中升华的樟脑(camphor),在《本草纲目》中已有详细的记载,为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述。茶叶中的咖啡碱在178℃以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分,一些香豆素类,有机酸类成分,有些也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯甲酸等。

  升华法虽然简单易行,但中草药炭化后,往往产生挥发性的焦油状物,粘附在升华物上,不易精制除去,其次,升华不完全,产率低,有时还伴随有分解现象。  

  B.分离和纯化:

  上述提取法所得到的中草药提取液或提取物仍然是混合物,需进一步除去杂质,分离并进行精制。具体的方法随各中草药的性质不同而异,以后将通过实例加以叙述,此处只作一般原则性的讨论。

  (一)溶剂分离法:一般是将上述总提取物,选用三、四种不同极性的溶剂,由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸膏或乙醇浸膏常常为胶伏物,难以均匀分散在低极性溶剂中,故不能提取完全,可拌人适量惰性填充剂,如硅藻土或纤维粉等,然后低温或自然干燥,粉碎后,再以选用溶剂依次提取,使总提取物中各组成成分,依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。例如粉防己乙醇浸膏,碱化后可利用乙醚溶出脂溶性生物碱,再以冷苯处理溶出粉防己碱,与其结构类似的防己诺林碱比前者少一甲基而有一酚羟基,不溶于冷苯而得以分离。利用中草药化学成分,在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化,是最常用的方法。

  广而言之,自中草药提取溶液中加入另一种溶剂,析出其中某种或某些成分,或析出其杂质,也是一种溶剂分离的方法。中草药的水提液中常含有树胶、粘液质、蛋白质、糊化淀粉等,可以加入一定量的乙醇,使这些不溶于乙醇的成分自溶液中沉淀析出,而达到与其它成分分离的目的。例如自中草药提取液中除去这些杂质,或自白及水提取液中获得白及胶,可采用加乙醇沉淀法;自新鲜括楼根汁中制取天花粉素,可滴人丙酮使分次沉淀析出。目前,提取多糖及多肽类化合物,多采用水溶解、浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。

  此外,也可利用其某些成分能在酸或碱中溶解,又在加碱或加酸变更溶液的pH后,成不溶物而析出以达到分离。例如内酯类化合物不溶于水,但遇碱开环生成羧酸盐溶于水,再加酸酸化,又重新形成内酯环从溶液中析出,从而与其它杂质分离;生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物碱盐而溶于水,再加碱碱化,又重新生成游离生物碱。这些化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。一般中草药总提取物用酸水、碱水先后处理,可以分为三部分:溶于酸水的为碱性成分(如生物碱),溶于碱水的为酸性成分(如有机酸),酸、碱均不溶的为中性成分(如甾醇)。还可利用不同酸、碱度进一步分离,如酸性化台物可以分为强酸性、弱酸性和酷热酚性三种,它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠,借此可进行分离。有些总生物碱,如长春花生物碱、石蒜生物碱,可利用不同rH值进行分离。但有些特殊情况,如酚性生物碱紫董定碱(corydine)在氢氧化钠溶液中仍能为乙醚抽出,蝙蝠葛碱(dauricins)在乙醚溶液中能为氢氧化钠溶液抽出,而溶于氯仿溶液中则不能被氢氧化钠溶液抽出;有些生物碱的盐类,如四氢掌叶防己碱盐酸盐在水溶液中仍能为氯仿抽出。这些性质均有助于各化合物的分离纯化。

  (二)两相溶剂萃取法:

  1.萃取法:两相溶剂提取又简称萃取法,是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取,如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时,多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过,一般有机溶剂亲水性越大,与水作两相萃取的效果就越不好,因为能使较多的亲水性杂质伴随而出,对有效成分进一步精制影响很大。

  两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点:

  1)先用小试管猛烈振摇约1分钟,观察萃取后二液层分层现象。如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,可延长萃取时间。如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;或较长时间放置并不时旋转,令其自然分层。乳化现象较严重时,可以采用二相溶剂逆流连续萃取装置。

  2) 水提取液的浓度最好在比重1.1~1.2之间,过稀则溶剂用量太大,影响操作。

  3) 溶剂与水溶液应保持一定量的比例,第一次提取时,溶剂要多一些,一般为水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4-1/6。

  4)一般萃取3~4次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时,须增加萃取次数,或改变萃取溶剂。

  萃取法所用设备,如为小量萃取,可在分液漏斗中进行;如系中量萃取,可在较大的适当的下口瓶中进行。在工业生产中大量萃取,多在密闭萃取罐内进行,用搅拌机搅拌一定时间,使二液充分混合,再放置令其分层;有时将两相溶液喷雾混含,以增大萃取接触,提高萃取效率,也可采用二相溶剂逆流连续萃取装置。

  2.逆流连续萃取法:是一种连续的两相溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多的萃取管。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充,以增加两相溶剂萃取时的接触面。例如用氯仿从川楝树皮的水浸液中萃取川楝素。将氯仿盛于萃取管内,而比重小于氯仿的水提取浓缩液贮于高位容器内,开启活塞,则水浸液在高位压力下流入萃取管,遇瓷圈撞击而分散成细粒,使与氯仿接触面增大,萃取就比较完全。如果一种中草药的水浸液需要用比水轻的苯、乙酸乙酯等进行萃取,则需将水提浓缩液装在萃取管内,而苯、乙酸乙酯贮于高位容器内。萃取是否完全,可取样品用薄层层析、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。

  3.逆流分配法(CounterCurrentDistribution,CCD):逆流分配法又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法。逆流分配法与两相溶剂逆流萃取法原理一致,但加样量一定,并不断在一定容量的两相溶剂中,经多次移位萃取分配而达到混合物的分离。本法所采用的逆流分布仪是由若干乃至数百只管子组成。若无此仪器,小量萃取时可用分液漏斗代替。预先选择对混合物分离效果较好,即分配系数差异大的两种不相混溶的溶剂。并参考分配层析的行为分析推断和选用溶剂系统,通过试验测知要经多少次的萃取移位而达到真正的分离。逆流分配法对于分离具有非常相似性质的混合物,往往可以取得良好的效果。但操作时间长,萃取管易因机械振荡而损坏,消耗溶剂亦多,应用上常受到一定限制。

  4.液滴逆流分配法:液滴逆流分配法又称液滴逆流层析法。为近年来在逆流分配法基础上改进的两相溶剂萃取法。。对溶剂系统的选择基本同逆流分配法,但要求能在短时间内分离成两相,并可生成有效的液滴。由于移动相形成液滴,在细的分配萃取管中与固定相有效地接触、摩擦不断形成新的表面,促进溶质在两相溶剂中的分配,故其分离效果往往比逆流分配法好。且不会产生乳化现象,用氮气压驱动移动相,被分离物质不会因遇大气中氧气而氧化。本法必须选用能生成液滴的溶剂系统,且对高分子化合物的分离效果较差,处理样品量小(1克以下),并要有一定设备。应用液滴逆流分配法曾有效地分离多种微量成分如柴胡皂甙原小檗碱型季铵碱等。液滴逆流分配法的装置,近年来虽不断在改进,但装置和操作较繁。目前,对适用于逆流分配法进行分离的成分,可采用两相溶剂逆流连续萃取装置或分配柱层析法进行。

  (三)沉淀法:是在中草药提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以获得有效成分或除去杂质的方法。

  1. 铅盐沉淀法:铅盐沉淀法为分离某些中草药成分的经典方法之一。由于醋酸铅及碱式醋酸铅在水及醇溶液中,能与多种中草药成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀,故可利用这种性质使有效成分与杂质分离。中性醋酸铅可与酸性物质或某些酚性物质结合成不溶性铅盐。因此,常用以沉淀有机酸、氨基酸、蛋白质、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂甙、部分黄酮等。可与碱式醋酸铅产生不溶性铅盐或络合物的范围更广。通常将中草药的水或醇提取液先加入醋酸铅浓溶液,静置后滤出沉淀,并将沉淀洗液并入滤液,于滤液中加碱式醋酸铅饱和溶液至不发生沉淀为止,这样就可得到醋酸铅沉淀物、碱式醋酸铅沉淀物及母液三部分。

  然后将铅盐沉淀悬浮于新溶剂中,通以硫化氢气体,使分解并转为不溶性硫化铅而沉淀。含铅盐母液亦须先如法脱铅处理,再浓缩精制。硫化氢脱铅比较彻底,但溶液中可能存有多余的硫化氢,必须先通人空气或二氧化碳让气泡带出多余的硫化氢气体,以免在处理溶液时参与化学反应。新生态的硫化铅多为胶体沉淀,能吸咐药液中的有效成分,要注意用溶剂处理收回。脱铅方法,也可用硫酸、磷酸、硫酸钠、磷酸钠等除铅,但硫酸铅、磷酸铅在水中仍有一定的溶解度,除铅不彻底。用阳离子交换树脂脱铅快而彻底,但要注意药液中某些有效成分也可能被交换上去,同时脱铅树脂再生也较困难。还应注意脱铅后溶液酸度增加,有时需中和后再处理溶液,有时可用新制备的氢氧化铅、氢氧化铝、氢氧化铜或碳酸铅、明矾等代替醋酸铅、碱式醋酸铅。例如在黄芩水煎液中加入明矾溶液,黄芩甙就与铝盐络合生成难溶于水的络化物而与杂质分离,这种络化物经用水洗净就可直接供药用。

  2. 试剂沉淀法:例如在生物碱盐的溶液中,加入某些生物碱沉淀试剂(见生物碱性质下),则生物碱生成不溶性复盐而析出。水溶性生物碱难以用萃取法提取分出,常加入雷氏铵盐使生成生物碱雷氏盐沉淀析出。又如橙皮甙、芦丁、黄芩甙、甘草皂甙均易溶于碱性溶液,当加入酸后可使之沉淀析出。某些蛋白质溶液,可以变更溶液的pH值利用其在等电点时溶解度最小的性质而使之沉淀析出。此外,还可以用明胶、蛋白溶液沉淀鞣质;胆甾醇也常用以沉淀洋地黄皂甙等。可根据中草药有效成分和杂质的性质,适当选用。

  (四)盐析法:盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度,或达到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出,而与水溶性大的杂质分离。常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。例如三七的水提取液中加硫酸镁至饱和状态,三七皂甙乙即可沉淀析出,自黄藤中提取掌叶防己碱,自三颗针中提取小檗碱在生产上都是用氯化钠或硫酸按盐析制备。有些成分如原白头翁素、麻黄碱、苦参碱等水溶性较大,在提取时,亦往往先在水提取液中加入一定量的食盐,再用有机溶剂萃取。

  (五)透析法:透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法。例如分离和纯化皂甙、蛋白质、多肽、多糖等物质时,可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内,而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中,而加以分离精制:透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小,要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜(硫酸纸膜)、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。油常多用市售的玻璃纸或动物性半透膜扎成袋状,外面用尼龙网袋加以保护,小心加入欲透析的样品溶液,悬挂在清水容器中。经常更换清水使透析膜内外溶液的浓度差加大,必要时适当加热,并加以搅拌,以利透析速度加快。为了加快透析速度,还可应用电透析法,即在半在半透膜旁边纯溶剂两端

  放置二个电极,接通电路,则透析膜中的带有正电荷的成分如无机阳离子、生物碱等向阴极移动,而带负电共荷的成分如无机阴离子、有机酸等则向阳极移动,中性化合物及高分子化合物则留在透析膜中。透析是否完全,须取透析膜内溶液进行定性反应检查。

  一般透析膜可以自制:动物半透膜如猪、牛的膀胱膜、用水洗净,再以乙醚脱脂,,即可供用;羊皮纸膜可将滤纸浸入50%的硫酸15~60分钟,取出铺在板上,以水冲洗制得。其膜孔大小与硫酸浓度、浸泡时间以及用水冲洗速度有关;火棉胶膜系将火棉胶溶于乙醚及无水乙醇,涂在板上,干后放置水中即可供用,其膜孔大小与溶剂种类、溶剂挥发速度有关,溶剂中加入适量水可使膜孔增大,加入少量醋酸可使膜孔缩小;蛋白质胶(明胶)膜可用20%明胶涂于细布上,阴干后放水中,再加甲醛使膜凝固,冲洗干净即可供用。近来商品有透析膜管成品出售,国外习称“ViskingDialysisTubing”,有各种大小厚度规格,可供不同大小分子量的多糖、多肽透析时选用。

  (六)结晶、重结晶和分步结晶法:鉴定中草药化学成分,研究其化学结构,必须首先将中草药成分制备成单体纯品。在常温下,物质本身性质是液体的化台物,可分别用分馏法或层析法进行分离精制。一般他说,中草药化学成分在常温下多半是固体的物质,都具有结晶他的通性,可以根据溶解度的不同用结晶法来达到分离精制的目的。研究中草药化学成分时,一旦获得结晶,就能有效地进一步精制成为单体纯品。纯化台物的结晶有一定的熔点和结晶学的特征,有利于鉴定。如果鉴定的物质不是单体纯品,不但不能得出正确的结论,还会造成工作上的浪费。因此,求得结晶并制备成单体纯品,就成为鉴定中草药成分、研究其分子结构重要的一步。

  1.杂质的除去:中草药经过提取分离所得到的成分,大多仍然含有杂质,或者是混合成分。有时即使有少量或微量杂质存在,也能阻碍或延缓结晶的形成。所以在制备结晶时,必须注意杂质的干扰,应力求尽可能除去。有时可选用溶剂溶出杂质,或只溶出所需要的成分。有时可用少量活性炭等进行脱色处理,以除去有色杂质。有时可通过氧化铝,硅胶或硅藻土短柱处理后,再进行制备结晶。但应用吸附剂除去杂质时,要注意所需要的成分也可能被吸附而损失。此外,层析法更是分离制备单体纯品所常用的有效方法。

  如果一再处理仍未能使近于纯品的成分结晶化,则可先制备其晶态的衍生物,再回收原物,可望得到结晶。例如游离生物碱可制备各种生物碱盐类,羟基化合物可转变成乙酸化物,碳基化台物可制备成苯踪衍生物结晶。美登碱在原料中含量少,且反复分离精制难以得到结晶,但制备成3一滇丙基美登碱结晶后,再经水解除去澳丙基,美登碱就能制备成为结晶。

  2.溶剂的选择;制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。溶剂的沸点亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶剂中不易形成结晶,而在某些溶剂中则易于形成结晶。例如葛根素、逆没食子酸(ellagicacid)在冰醋酸中易形成结晶,大黄素(emodin)在吡啶中易于结晶,萱草毒素(hemerocallin)在N,N一二甲基甲酞胺(DMF)中易得到结晶,而穿心莲亚硫酸氢钠加成物在丙酮一水中较易得到结晶。又如蝙蝠葛碱通常为无定形粉未,但能和氯仿或乙醚形成为加成物结晶。

  3.结晶溶液的制备:制备结晶的溶液,需要成为过饱和的溶液。一般是应用适量的溶剂在加温的情况下,将化合物溶解再放置冷处。如果在室温中可以析出结晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴随结晶析出更多的杂质。

  “新生态”的物质即新游离的物质或无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形成过饱和溶液。一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽松为无定形粉未时就是如此,有时只要加入少量溶剂,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出结晶。例如长春花总弱碱部分抽松后加入1.5倍量的甲醇溶解,放置后很诀析出长春碱结晶。又如蝙蝠葛碱在乙醚中很难溶解,但当其盐的水溶液用氨液碱化,并立即用乙醚萃取,所得的乙醚溶液,放置后即可析出蝙蝠葛碱的乙醚加成物结晶。

  制备结晶溶液,除选用单一溶剂外,也常采用混合溶剂。一般是先将化合物溶于易溶的溶剂中,再在室温下滴加适量的难溶的溶剂,直至溶液微呈浑浊,并将此溶液微微加温,使溶液完全澄清后放置。例如J一细辛醚重结晶时,可先溶于乙醇,再滴加适量水,即可析出很好的结晶。又如自虎杖中提取水溶性的虎杖甙时,在已精制饱和的水溶液上添加一层乙醚放置,既有利于溶出其共存的脂溶性杂质,又可降低水的极性,促使虎杖俄的结晶化。自秦皮中提取七叶甙(秦皮甲素),也可运用这样的办法。

  结晶过程中,一般是溶液浓度高,降温诀,析出结晶的速度也快些。但是其结晶的颗粒较小,杂质也可能多些。有时自溶液中析出的速度太快,超过化合物晶核的形成劝分子定向排列的速度,往往只能得到无定形粉未。有时溶液太浓,粘度大反而不易结晶化。如果溶液浓度适当,温度慢慢降低,有可能析出结晶较大而纯度较高的结晶。有的化合物其结晶的形成需要较长的时间,例如铃兰毒甙等,有时需放置数天或更长的时间。

  4.制备结晶操作:制备结晶除应注意以上各点外,在放置过程中,最好先塞紧瓶塞,避免液面先出现结晶,而致结晶纯度较低。如果放置一段时间后没有结晶析出,可以加入极微量的种晶,即同种化合物结晶的微小颗粒。加种晶是诱导晶核形成常用而有效的手段。一般他说,结晶化过程是有高度选择性的,当加入同种分子或离子,结晶多会立即长大。而且溶液中如果是光学异构体的混合物,还可依种晶性质优先析出其同种光学异构体。没有种晶时,可用玻璃棒蘸过饱和溶液一滴,在空气中任溶剂挥散,再用以磨擦容器内壁溶液边缘处,以诱导结晶的形成。如仍无结晶析出,可打开瓶塞任溶液逐步挥散,慢慢析晶。或另选适当溶剂处理,或再精制一次,尽可能除尽杂质后进行结晶操作。

  5.重结晶及分步结晶:在制备结晶时,最好在形成一批结晶后,立即倾出上层溶液,然后再放置以得到第二批结晶。晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。这种方法称为重结晶法。结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。晶态物质在一再结晶过程中,结晶的析出总是越来越快,纯度也越来越高。分步结晶法各部分所得结晶,其纯度往往有较大的差异,但常可获得一种以上的结晶成分,在未加检查前不要贸然混在一起。

  6.结晶纯度的判定:化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,一可以作为鉴定的初步依据。这是非结晶物质所没有的物理性质。化合物结晶的形状和熔点往往因所用溶剂不同而有差异。原托品碱在氯仿中形成棱往状结晶,熔点207℃;在丙酮中则形成半球状结晶,熔点203℃;在氯仿和丙酮混合溶剂中则形成以上两种晶形的结晶。又如N一氧化苦参碱,在无水丙酮中得到的结晶熔点208℃,在稀丙酮(含水)析出的结晶为77~80℃。所以文献中常在化合物的晶形、熔点之后注明所用溶剂。一般单体纯化合物结晶的熔距较窄,有时要求在0.5℃左右,如果熔距较长则表示化合物不纯。

  但有些例外情况,特别是有些化合物的分解点不易看得清楚。也有的化合物熔点一致,熔距较窄,但不是单体。一些立体异构体和结构非常类似的混合物,常有这样的现象。还有些化合物具有双熔点的特性,即在某一温度已经全部融熔,当温度继续上升时又固化,再升温至一定温度又熔化或分解。如防己诺林碱在1760C时熔化,至200℃时又固化,再在2420C时分解。中草药成分经过同一溶剂进行三次重结晶,其晶形及熔点一致,同时在薄层层析或纸层层析法经数种不同展开剂系统检定,也为一个斑点者,一般可以认为是一个单体化合物。但应注意,有的化合物在一般层析条件下,虽然只呈现一个斑点,但并不一定是单体成分。例如鹿含草中主成分为高熊果砍,异高熊果甙极难用一般方法分离,经反复结晶后,在纸层及聚酞胺薄层上都只有一个斑点,易误认为单一成分,但测其熔点在115~125℃,熔距很长。经制备其甲醚后,再经纸层层析检定,可以出现两个斑点,异高熊果甙的比移值大于高熊果甙。又如水菖蒲根茎挥发油中的α一细辛醚和β一细辛醚,在一般薄层上均为一个斑点,前者为结晶,熔点63℃,后者为液体沸点296℃,用硝酸银薄层或气相层忻很容易区分。有时个别化合物(如氨基酸)可能部分地与层析纸或薄层上的微量金属离子(如Cu)、酸或碱形成络合物、盐或分解而产生复斑。因此,判定结晶纯度时,要依据具体情况加以分析。此外,高压液谱、气相层析、紫外光谱等,均有助于检识结晶样品的纯度。

  C.层析法:

  层析技术的应用与发展,对于植物各类化学成分的分离鉴定工作起到重大的推动作用。如中药丹参的化学成分在30年代仅从中分离到3种脂溶性色素,分别称为丹参酮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。但以后进一步的研究,发现除丹参酮Ⅰ为纯品外,Ⅱ、Ⅲ、均为混合结晶。此后通过各种层析方法,迄今已发现15种单体(其中有4种为我国首次发现)。目前新的层析技术不断发展,随着层析理论和电子学、光学、计算机等技术的应用,层析技术已日趋完善。

  一.层析法的基本原理:

层析过程是基于样品组分在互不相溶的两“相”溶剂之间的分配系数之差(分配层析),组分对吸附剂吸附能力不同(吸附层析),和寓子交换,分子的大小(排阻层析)而分离。通常又将一般的以流动相为气体的称为气相层析,流动相为液体的称为液相层析。

  一、 吸附层析法(AdsorptionChromatography)

  (一)吸附剂、溶剂与被分离物性质的关系:液一固吸附层析是运用较多的一种方法,特别适用于很多中等分子量的样品(分子量小于1,000的低挥发性样品)的分离,尤其是脂溶性成分一一般不适用于高分子量样品如蛋白质、多糖或离子型亲水住化合物等的分离。吸附层析的分离效果,决定于吸附剂、溶剂和被分离化合物的性质这三个因素。

  1. 吸附剂:常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、硅酸镁、聚酰胺、硅藻土等。

  (1) 硅胶:层析用硅胶为一多孔性物质,分子中具有硅氧烷的交链结构,同时在颗

  粒表面又有很多硅醇基。硅胶吸附作用的强弱与硅醇基的含量多少有关。硅醇基能够通过氢键的形成而吸附水分,因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。若吸水量超过17%,吸附力极弱不能用作为吸附剂,但可作为分配层析中的支持剂。对硅胶的活化,当硅胶加热至100~110℃时,硅胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。当温度升高至500℃时,硅胶表面的硅醇基也能脱水缩台转变为硅氧烷键,从而丧失了因氢键吸附水分的活往,就不再有吸附剂的性质,虽用水处理亦不能恢复其吸附活性。所以硅胶的活化不宜在较高温度进行(一般在170cC以上即有少量结合水失去)。

  硅胶是一种酸性吸附剂,适用于中性或酸性成分的层析。同时硅胶又是一种弱酸性阳离子交换剂,其表面上的硅醇基能释放弱酸性的氢离子,当遇到较强的碱注化台物,则可因离子交换反应而吸附碱性化合物。

  (2)氧化铝:氧化铝可能带有碱性(因其中可混有碳酸钠等成分),对于分离一些碱性中草药成分,如生物碱类的分离颇为理想。但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、醋、内酯等类型的化合物分离。因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。除去氧化铝中绚碱性杂质可用水洗至中性,称为中性氧化铝。中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴,本适用于酸性成分的分离。用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝,不仅可中和氧化铝中含有的碱性杂质,并可使氧化铝颗粒表面带有NO3一或CI一的阴离子,从而具有离于交换剂的性质,适合于酸性成分的层析,这种氧化铝称为酸性氧化铝。供层析用的氧化铝,用于拄层析的,其粒度要求在100~160目之间。粒度大子100目,分离效果差:小于160目,溶浓流速大慢,易使谱带扩散。样品与氧化铝的用量比,一般在1:20~50之间层析柱的内径与柱长比例在1:10-20之向。

  在用溶剂冲洗柱时,流速不宜过快,洗脱液的流速一般以每半~1小时内流出液体的毫升数与所用吸附剂的重量(克)相等为合适。

  (3)活性炭:是使用较多的一种非极性吸附剂。一般需要先用稀盐酸洗涤,其次用乙醇洗,再以水洗净,于80℃干燥后即可供层析用。层析用的活性炭,最好选用颗粒活注炭,若为活性炭细粉,则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱,以免流速太慢。活性炭主要且于分离水溶性成分,如氨基酸、糖类及某些甙。活性炭的有为吸附作用,在水溶液中最强,在有机溶剂中则较低弱。故水的洗脱能力最弱,而有机溶剂则较强。例如以醇-水进行洗脱时,则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。利用这些吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。

  2.溶剂:层析过程中溶剂的选择,对组分分离关系极大。在柱层析时所用的溶剂(单一剂或混合溶剂)习惯上称洗脱剂,用于薄层或纸层析时常称展开剂。洗脱剂的选择,须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑在用极性吸附剂进行层析时,当被分离物质为弱极性物质,一般选用弱极性溶剂为洗脱剂;被分离物质为强极性成分,则须选用极性溶剂为洗脱剂。如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂(如以硅藻土或滑石粉代替硅胶),则洗脱剂的极性亦须相应降低。

  在柱层操作时,被分离样品在加样时可采用于法,亦可选一适宜的溶剂将样品溶解后加入。溶解样品的溶剂应选择极性较小的,以便被分离的成分可以被吸附。然后渐增大溶剂的极性。这种极性的增大是一个十分缓慢的过程,称为“梯度洗脱”,使吸附在层析柱上的各个成分逐个被洗脱。如果极性增大过诀(梯度太大),就不能获得满意的分离。溶剂的洗脱能力,有时可以用溶剂的介电常数(ε)来表示。介电常数高,洗脱能力就大。以上的洗脱顺序仅适用于极性吸附剂,如硅胶、氧化铝。对非极性吸附剂,如活性炭,则正好与上述顺序相反,在水或亲水住溶剂中所形成的吸附作用,较在脂溶性溶剂中为强。

  3.被分离物质的性质:被分离的物质与吸附剂,洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素,彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下,各个成分的分离情况,直接与被分离物质的结构与性质有关。对极性吸附剂而言,成分的极性大,吸附住强。

  当然,中草药成分的整体分子观是重要的,例如极性基团的数目愈多,被吸附的住能就会更大些,在同系物中碳原子数目少些,被吸附也会强些。总之,只要两个成分在结构上存在差别,就有可能分离,关键在于条件的选择。要根据被分离物质的性质,吸附剂的吸附强度,与溶剂的性质这三者的相互关系来考虑。首先要考虑被分离物质的极性。如被分离物质极性很小为不含氧的萜烯,或虽含氧但非极性基团,则需选用吸附性较强的吸附剂,并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。但多数中药成分的极性较大,则需要选择吸附性能较弱的吸附剂(一般Ⅲ~Ⅳ级)。采用的洗脱剂极性应由小到大按某一梯度递增,或可应用薄层层析以判断被分离物在某种溶剂系统中的分离情况。此外,能否获得满意的分离,还与选择的溶剂梯度有很大关系。现以实例说明吸附层析中吸附剂、洗脱剂与样品极性之间的关系。如有多组分的混合物,象植物油脂系由烷烃、烯烃、舀醇酯类、甘油三酸醋和脂肪酸等组份。当以硅胶为吸附剂时,使油脂被吸附后选用一系列混合溶剂进行洗脱,油脂中各单一成分即可按其极性大小的不同依次被洗脱。

  又如对于C-27甾体皂甙元类成分,能因其分字中羟基数目的多少而获得分离:将混合皂甙元溶于含有5%氯仿的苯中,加于氧化铝的吸附柱上,采用以下的溶剂进行梯度洗脱。如改用吸附性较弱的硅酸镁以替代氧化铝,由于硅酸镁的吸附性较弱,洗脱剂的极牲需相应降低,亦即采用苯或含5%氯仿的苯,即可将一元羟基皂甙元从吸附剂上洗脱下来。这一例子说明,同样的中草药成分在不同的吸附剂中层析时,需用不同的溶剂才能达到相同的分离效果,从而说明吸附剂、溶剂和欲分离成分三者的相互关系。

  (二)簿层层析:薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。一般将柱层析用的吸附剂撒布到平面如玻璃片上,形成一薄层进行层析时一即称薄层层析。其原理与柱层析基本相似。

  1.薄层层析的特点:薄层层析在应用与操作方面的特点与柱层析的比较。

  2.吸附剂的选择:薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。主要区别在于薄层层析要求吸附剂(支持剂)的粒度更细,一般应小于250目,并要求粒度均匀。用于薄层层析的吸附剂或预制薄层一般活度不宜过高,以Ⅱ~Ⅲ级为宜。而展开距离则随薄层的粒度粗细而定,薄层粒度越细,展开距离相应缩短,一般不超过10厘米,否则可引起色谱扩散影响分离效果。

  3.展开剂的选择:薄层层析,当吸附剂活度为一定值时(如Ⅱ或Ⅲ级),对多组分的样品能否获得满意的分离,决定于展开剂的选择。中草药化学成分在脂溶性成分中,大致可按其极性不同而分为无极性、弱极性、中极性与强极性。但在实际工作中,经常需要利用溶剂的极性大小,对展开剂的极性予以调整。

  4·特殊薄层:针对某些性质特殊的化合物的分离与检出,有时需采用一些特殊薄层。

  ① 荧光薄层:有些化合物本身无色,在紫外灯下也不显荧光,又无适当的显色剂时,则可在吸附剂中加入荧光物质制成荧光薄层进行层析。展层后置于紫外光下照射,薄层板本身显荧光,而样品斑点处不显荧光,即可检出样品的层析位置。常用的荧光物质多为无机物。其一是在 254nm紫外光激发下显出荧光的,如锰激洁的硅酸锌。另一种为在365nm紫外光激发下发出荧光的,如银激化的硫化锌硫化镐。

  ② 络合薄层:常用的有硝酸银薄层,用来分离碳原子数相等而其中C一C双键数目不等的一系列化合物,如不饱和醇、酸等。其主要机理是由于C一C键能与硝酸银形成络合物,而饱和的C一C键则不与硝酸银络合。因此在硝酸银薄层上,化台物可由于饱和程度不同而获得分离。层析时饱和化合物由于吸附最弱而Rf最高,含一个双键的较含两个双键的Rf值高,含一个三键的较含一个双键的Rf值高。此外,在一个双键化台物中,顺式的与硝酸银络合较反式的易于进行。因此,还可用来分离顺反异构体。

  ③ 酸碱薄层和PH缓冲薄层:为了改变吸附剂原来的酸碱性,可在铺制薄层时采用稀酸或稀碱以代替水调制薄层。例如硅胶带微酸性,有时对碱性物质如生物碱的分离不好,如不能展层或拖尾,则可在铺薄层时,用稀碱溶液0.1~0.5NNa0H溶液制成碱性硅胶薄层。例如猪屎豆碱在以硅胶为吸附剂时,以氯仿-丙酮一甲醇(8:2:1)为展开剂Rf<0.1,采用碱性硅胶薄层用上述相同展开剂,Rf值增至0.4左右。说明猪屎豆碱为--碱性生物碱。

  5.应用:薄层层析法在中草药化学成分的研究中,主要应用于化学成分的预试、化学成分的鉴定及探索柱层分离的条件。

  用薄层层析法进行中草药化学成分预试,可依据各类成分性质及熟知的条件,有针对性地进行。由于在薄层上展层后,可将一些杂质分离,选择性高,可使预试结果更为可靠。

  以薄层层析法进中草药化学成分鉴定,最好要有标准样品进行共薄层层析。如用数种溶剂展层后,标准品和鉴定品的Rf值、斑点形状颜色都完全相同,则可作初步结论是同一化合物。但一般需进行化学反应或红外光谱等一种仪器分析方法加以核对。

  用薄层层析法探索柱层分离条件,是实验室的常规方法。在进行柱层分离时,首先考虑选用何种吸附剂与洗脱剂。在洗脱过程中各个成分将按何种顺序被洗脱,每一洗脱液中是否为单一成分或混合体,均可由薄层的分离得到判断与检验。通过薄层的预分离,还可以了解多组分样品的组成与相对含量。如在薄层上摸索到比较满意的分离条件,即可将此条件用于干柱层析。但亦可以将薄层分离条件经适当改变,转至一般往层所采用洗脱的方式进行制备柱分离。利用薄层的预分离寻找柱层的洗脱条件时,假定在薄层上所测得的Rf值一样品在柱层中的比移率(R)。这是由于在薄层展开时,薄层固定相中所含的溶剂经过不断的蒸发,而使薄层上各点位置所含的溶剂量是不等的,靠近起始线的含量高于薄层的前沿部分。但若严格控制层析操作条件,则可得到接近真实的Rf值。用薄层进行某一组分的分离,其Rf值范围,一般情形下为0.85>Rf>0.05。此外,薄层层析法亦应用于中草药品种、药材及其制剂真伪的检查、质量控制和资源调查,对控制化学反应的进程,反应副产品产物的检查,中间体分析,化学药品及制剂杂质的检查,临床和生化检验以及毒物分析等,都是有效的手段。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:35

A.中草药有效成分的提取:

  (一)溶剂提取法:

  1.溶剂提取法的原理:溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用对活性成分溶解度大,对不需要溶出成分溶解度小的溶剂,而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料(需适当粉碎)中时,溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内,溶解了可溶性物质,而造成细胞内外的浓度差,于是细胞内的浓溶液不断向外扩散,溶剂又不断进入药材组织细胞中,如此多次往返,直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时,将此饱和溶液滤出,继续多次加入新溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。

  中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂,被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。

  有机化合物分子结构中亲水性基团多,其极性大而疏于油;有的亲水性基团少,其。极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小,是和化合物的分子结构直接相关。一般来说,两种基本母核相同的成分,其分子中功能基的极性越大,或极性功能基数量越多,则整个分子的极性大,亲水性强,而亲脂性就越弱,其分子非极性部分越大,或碳键越长,则极性小,亲脂性强,而亲水性就越弱。

  各类溶剂的性质,同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂,它们的分子比较小,有羟基存在,与水的结构很近似,所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟基,保持和水有相似处,但分子逐渐地加大,与水性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶,在它们互溶达到饱和状态之后,丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物,分子中没有氧,属于亲脂性强的溶剂。

  这样,我们就可以通过时中草药成分结构分析,去估计它们的此类性质和选用的溶剂。例如葡萄糖、蔗糖等分子比较小的多羟基化合物,具有强亲水性,极易溶于水,就是在亲水性比较强的乙醇中也难于溶解。淀粉虽然羟基数目多,但分子大大,所以难溶解于水。蛋白质和氨基酸都是酸碱两性化合物,有一定程度的极性,所以能溶于水,不溶于或难溶子有机溶剂。甙类都比其甙元的亲水性强,特别是皂甙由于它们的分子中往往结合有多数糖分子,羟基数目多,能表现出较强的亲水性,而皂甙元则属于亲脂性强的化合物。多数游离的生物碱是亲脂性化合物,与酸结合成盐后,能够离子化,加强了极性,就变为亲水的注质,这些生物碱可称为半极性化合物。所以,生物碱的盐类易溶于水,不溶或难溶于有机溶剂;而多数游离的生物碱不溶或难溶于水,易溶于亲脂性溶剂,一般以在氯仿中溶解度最大。鞣质是多羟基的化台物,为亲水性的物质。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性的成分。

  总的说来,只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓“相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。

  2.溶剂的选择:运用溶剂提取法的关键,是选择适当的溶剂。溶剂选择适当,就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。选择溶剂要注意以下三点:①溶剂对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小;②溶剂不能与中药的成分起化学变化;③溶剂要经济、易得、使用安全等。

常见的提取溶剂可分为以下三类:

  1)水:水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分,如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度,也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取,可使生物碱与酸生成盐类而溶出,碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。但用水提取易酶解甙类成分,且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药,其水提取液常常很难过滤。沸水提取时,中草药中的淀粉可被糊化,而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药,不宜磨成细粉后加水煎煮。中药传统用的汤剂,多用中药饮片直火煎煮,加温可以增大中药成分的溶解度外,还可能有与其他成分产生“助溶”现象,增加了一些水中溶解度小的、亲脂性强的成分的溶解度。但多数亲脂性成分在沸水中的溶解度是不大的,既使有助溶现象存在,也不容易提取完全。如果应用大量水煎煮,就会增加蒸发浓缩时的困难,且会溶出大量杂质,给进一步分离提纯带来麻烦。中草药水提取液中含有皂甙及粘液质类成分,在减压浓缩时,还会产生大量泡沫,造成浓缩的困难。通常可在蒸馏器上装置一个汽一液分离防溅球加以克服,工业上则常用薄膜浓缩装置。

  2)亲水性的有机溶剂:也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂,如乙醇(酒精)、甲醇(木精)、丙酮等,以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好,对中草药细胞的穿透能力较强。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分,在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质,采用不同浓度的乙醇进行提取。用乙醇提取比用水量较少,提取时间短,溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂,虽易燃,但毒性小,价格便宜,来源方便,有一定设备即可回收反复使用,而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因,用乙醇提取的方法是历来最常用的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似,沸点较低(64℃),但有毒性,使用时应注意。

  3)亲脂性的有机溶剂:也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。这些溶剂的选择性能强,不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶剂挥发性大,多易燃(氯仿除外),一般有毒,价格较贵,设备要求较高,且它们透入植物组织的能力较弱,往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分,用这类溶剂就很难浸出其有效成分,因此,大量提取中草药原料时,直接应用这类溶剂有一定的局限性。

  3.提取方法:用溶剂提取中草药成分,、常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时,原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率,必须加以考虑。

  1)浸渍法:浸渍法系将中草药粉末或碎块装人适当的容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸渍药材以溶出其中成分的方法。本法比较简单易行,但浸出率较差,且如用水为溶剂,其提取液易于发霉变质)须注意加入适当的防腐剂。

  2)渗漉法:渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法小当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时,上层的溶液或稀浸液便置换其位置,造成良好的浓度差,使扩散能较好地进行,故浸出效果优于浸渍法。但应控制流速,在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于:原药材重的10倍时,便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将收集的稀渗淮液作为另一批新原料的溶剂之用。

  3)煎煮法:煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不宜用铁锅,以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌,以免局部药材受热太高,容易焦糊。有蒸汽加热设备的药厂,多采用大反应锅、大铜锅、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接,进行连续煎浸。

  4)回流提取法:应用有机溶剂加热提取,需采用回流加热装置,以免溶剂挥发损失。小量操作时,可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。瓶内装药材约为容量的%~%,溶剂浸过药材表面约1~2cm。在水浴中加热回流,一般保持沸腾约:小时小放冷过滤,再在药渣中加溶剂,作第二、三次加热回流分别约半小时,或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高,大量生产中多采用连续提取法。

  5)动连续提取法:应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分,不论小型实验或大型生产,均以连续提取法为好,而且需用溶剂量较少,提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法,一般需数小时才能提取完全。提取成分受热时间较长,遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。

  (二)水蒸气蒸馏法:。水蒸气蒸馏法,适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上,与水不相混溶或仅微溶,且在约100℃时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时,其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时,液体就开始沸腾,水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油,某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱,以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚(paeonol)等,都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些,常将蒸馏液重新蒸馏,在最先蒸馏出的部分,分出挥发油层,或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素(protoanemonin)等的制备多采用此法。

  (三)升华法:固体物质受热直接气化,遇冷后又凝固为固体化合物,称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质,故可利用升华法直接自中草药中提取出来。例如樟木中升华的樟脑(camphor),在《本草纲目》中已有详细的记载,为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述。茶叶中的咖啡碱在178℃以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分,一些香豆素类,有机酸类成分,有些也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯甲酸等。

  升华法虽然简单易行,但中草药炭化后,往往产生挥发性的焦油状物,粘附在升华物上,不易精制除去,其次,升华不完全,产率低,有时还伴随有分解现象。  

  B.分离和纯化:

  上述提取法所得到的中草药提取液或提取物仍然是混合物,需进一步除去杂质,分离并进行精制。具体的方法随各中草药的性质不同而异,以后将通过实例加以叙述,此处只作一般原则性的讨论。

  (一)溶剂分离法:一般是将上述总提取物,选用三、四种不同极性的溶剂,由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸膏或乙醇浸膏常常为胶伏物,难以均匀分散在低极性溶剂中,故不能提取完全,可拌人适量惰性填充剂,如硅藻土或纤维粉等,然后低温或自然干燥,粉碎后,再以选用溶剂依次提取,使总提取物中各组成成分,依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。例如粉防己乙醇浸膏,碱化后可利用乙醚溶出脂溶性生物碱,再以冷苯处理溶出粉防己碱,与其结构类似的防己诺林碱比前者少一甲基而有一酚羟基,不溶于冷苯而得以分离。利用中草药化学成分,在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化,是最常用的方法。

  广而言之,自中草药提取溶液中加入另一种溶剂,析出其中某种或某些成分,或析出其杂质,也是一种溶剂分离的方法。中草药的水提液中常含有树胶、粘液质、蛋白质、糊化淀粉等,可以加入一定量的乙醇,使这些不溶于乙醇的成分自溶液中沉淀析出,而达到与其它成分分离的目的。例如自中草药提取液中除去这些杂质,或自白及水提取液中获得白及胶,可采用加乙醇沉淀法;自新鲜括楼根汁中制取天花粉素,可滴人丙酮使分次沉淀析出。目前,提取多糖及多肽类化合物,多采用水溶解、浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。

  此外,也可利用其某些成分能在酸或碱中溶解,又在加碱或加酸变更溶液的pH后,成不溶物而析出以达到分离。例如内酯类化合物不溶于水,但遇碱开环生成羧酸盐溶于水,再加酸酸化,又重新形成内酯环从溶液中析出,从而与其它杂质分离;生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物碱盐而溶于水,再加碱碱化,又重新生成游离生物碱。这些化合物可以利用与水不相混溶的有机溶剂进行萃取分离。一般中草药总提取物用酸水、碱水先后处理,可以分为三部分:溶于酸水的为碱性成分(如生物碱),溶于碱水的为酸性成分(如有机酸),酸、碱均不溶的为中性成分(如甾醇)。还可利用不同酸、碱度进一步分离,如酸性化台物可以分为强酸性、弱酸性和酷热酚性三种,它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠,借此可进行分离。有些总生物碱,如长春花生物碱、石蒜生物碱,可利用不同rH值进行分离。但有些特殊情况,如酚性生物碱紫董定碱(corydine)在氢氧化钠溶液中仍能为乙醚抽出,蝙蝠葛碱(dauricins)在乙醚溶液中能为氢氧化钠溶液抽出,而溶于氯仿溶液中则不能被氢氧化钠溶液抽出;有些生物碱的盐类,如四氢掌叶防己碱盐酸盐在水溶液中仍能为氯仿抽出。这些性质均有助于各化合物的分离纯化。

  (二)两相溶剂萃取法:

  1.萃取法:两相溶剂提取又简称萃取法,是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取,如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时,多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过,一般有机溶剂亲水性越大,与水作两相萃取的效果就越不好,因为能使较多的亲水性杂质伴随而出,对有效成分进一步精制影响很大。

  两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点:

  1)先用小试管猛烈振摇约1分钟,观察萃取后二液层分层现象。如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,可延长萃取时间。如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;或较长时间放置并不时旋转,令其自然分层。乳化现象较严重时,可以采用二相溶剂逆流连续萃取装置。

  2) 水提取液的浓度最好在比重1.1~1.2之间,过稀则溶剂用量太大,影响操作。

  3) 溶剂与水溶液应保持一定量的比例,第一次提取时,溶剂要多一些,一般为水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4-1/6。

  4)一般萃取3~4次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时,须增加萃取次数,或改变萃取溶剂。

  萃取法所用设备,如为小量萃取,可在分液漏斗中进行;如系中量萃取,可在较大的适当的下口瓶中进行。在工业生产中大量萃取,多在密闭萃取罐内进行,用搅拌机搅拌一定时间,使二液充分混合,再放置令其分层;有时将两相溶液喷雾混含,以增大萃取接触,提高萃取效率,也可采用二相溶剂逆流连续萃取装置。

  2.逆流连续萃取法:是一种连续的两相溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多的萃取管。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充,以增加两相溶剂萃取时的接触面。例如用氯仿从川楝树皮的水浸液中萃取川楝素。将氯仿盛于萃取管内,而比重小于氯仿的水提取浓缩液贮于高位容器内,开启活塞,则水浸液在高位压力下流入萃取管,遇瓷圈撞击而分散成细粒,使与氯仿接触面增大,萃取就比较完全。如果一种中草药的水浸液需要用比水轻的苯、乙酸乙酯等进行萃取,则需将水提浓缩液装在萃取管内,而苯、乙酸乙酯贮于高位容器内。萃取是否完全,可取样品用薄层层析、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。

  3.逆流分配法(CounterCurrentDistribution,CCD):逆流分配法又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法。逆流分配法与两相溶剂逆流萃取法原理一致,但加样量一定,并不断在一定容量的两相溶剂中,经多次移位萃取分配而达到混合物的分离。本法所采用的逆流分布仪是由若干乃至数百只管子组成。若无此仪器,小量萃取时可用分液漏斗代替。预先选择对混合物分离效果较好,即分配系数差异大的两种不相混溶的溶剂。并参考分配层析的行为分析推断和选用溶剂系统,通过试验测知要经多少次的萃取移位而达到真正的分离。逆流分配法对于分离具有非常相似性质的混合物,往往可以取得良好的效果。但操作时间长,萃取管易因机械振荡而损坏,消耗溶剂亦多,应用上常受到一定限制。

  4.液滴逆流分配法:液滴逆流分配法又称液滴逆流层析法。为近年来在逆流分配法基础上改进的两相溶剂萃取法。。对溶剂系统的选择基本同逆流分配法,但要求能在短时间内分离成两相,并可生成有效的液滴。由于移动相形成液滴,在细的分配萃取管中与固定相有效地接触、摩擦不断形成新的表面,促进溶质在两相溶剂中的分配,故其分离效果往往比逆流分配法好。且不会产生乳化现象,用氮气压驱动移动相,被分离物质不会因遇大气中氧气而氧化。本法必须选用能生成液滴的溶剂系统,且对高分子化合物的分离效果较差,处理样品量小(1克以下),并要有一定设备。应用液滴逆流分配法曾有效地分离多种微量成分如柴胡皂甙原小檗碱型季铵碱等。液滴逆流分配法的装置,近年来虽不断在改进,但装置和操作较繁。目前,对适用于逆流分配法进行分离的成分,可采用两相溶剂逆流连续萃取装置或分配柱层析法进行。

  (三)沉淀法:是在中草药提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以获得有效成分或除去杂质的方法。

  1. 铅盐沉淀法:铅盐沉淀法为分离某些中草药成分的经典方法之一。由于醋酸铅及碱式醋酸铅在水及醇溶液中,能与多种中草药成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀,故可利用这种性质使有效成分与杂质分离。中性醋酸铅可与酸性物质或某些酚性物质结合成不溶性铅盐。因此,常用以沉淀有机酸、氨基酸、蛋白质、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂甙、部分黄酮等。可与碱式醋酸铅产生不溶性铅盐或络合物的范围更广。通常将中草药的水或醇提取液先加入醋酸铅浓溶液,静置后滤出沉淀,并将沉淀洗液并入滤液,于滤液中加碱式醋酸铅饱和溶液至不发生沉淀为止,这样就可得到醋酸铅沉淀物、碱式醋酸铅沉淀物及母液三部分。

  然后将铅盐沉淀悬浮于新溶剂中,通以硫化氢气体,使分解并转为不溶性硫化铅而沉淀。含铅盐母液亦须先如法脱铅处理,再浓缩精制。硫化氢脱铅比较彻底,但溶液中可能存有多余的硫化氢,必须先通人空气或二氧化碳让气泡带出多余的硫化氢气体,以免在处理溶液时参与化学反应。新生态的硫化铅多为胶体沉淀,能吸咐药液中的有效成分,要注意用溶剂处理收回。脱铅方法,也可用硫酸、磷酸、硫酸钠、磷酸钠等除铅,但硫酸铅、磷酸铅在水中仍有一定的溶解度,除铅不彻底。用阳离子交换树脂脱铅快而彻底,但要注意药液中某些有效成分也可能被交换上去,同时脱铅树脂再生也较困难。还应注意脱铅后溶液酸度增加,有时需中和后再处理溶液,有时可用新制备的氢氧化铅、氢氧化铝、氢氧化铜或碳酸铅、明矾等代替醋酸铅、碱式醋酸铅。例如在黄芩水煎液中加入明矾溶液,黄芩甙就与铝盐络合生成难溶于水的络化物而与杂质分离,这种络化物经用水洗净就可直接供药用。

  2. 试剂沉淀法:例如在生物碱盐的溶液中,加入某些生物碱沉淀试剂(见生物碱性质下),则生物碱生成不溶性复盐而析出。水溶性生物碱难以用萃取法提取分出,常加入雷氏铵盐使生成生物碱雷氏盐沉淀析出。又如橙皮甙、芦丁、黄芩甙、甘草皂甙均易溶于碱性溶液,当加入酸后可使之沉淀析出。某些蛋白质溶液,可以变更溶液的pH值利用其在等电点时溶解度最小的性质而使之沉淀析出。此外,还可以用明胶、蛋白溶液沉淀鞣质;胆甾醇也常用以沉淀洋地黄皂甙等。可根据中草药有效成分和杂质的性质,适当选用。

  (四)盐析法:盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度,或达到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出,而与水溶性大的杂质分离。常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。例如三七的水提取液中加硫酸镁至饱和状态,三七皂甙乙即可沉淀析出,自黄藤中提取掌叶防己碱,自三颗针中提取小檗碱在生产上都是用氯化钠或硫酸按盐析制备。有些成分如原白头翁素、麻黄碱、苦参碱等水溶性较大,在提取时,亦往往先在水提取液中加入一定量的食盐,再用有机溶剂萃取。

  (五)透析法:透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分子物质不能通过半透膜的性质,达到分离的方法。例如分离和纯化皂甙、蛋白质、多肽、多糖等物质时,可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内,而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中,而加以分离精制:透析是否成功与透析膜的规格关系极大。透析膜的膜孔有大有小,要根据欲分离成分的具体情况而选择。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜(硫酸纸膜)、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等。油常多用市售的玻璃纸或动物性半透膜扎成袋状,外面用尼龙网袋加以保护,小心加入欲透析的样品溶液,悬挂在清水容器中。经常更换清水使透析膜内外溶液的浓度差加大,必要时适当加热,并加以搅拌,以利透析速度加快。为了加快透析速度,还可应用电透析法,即在半在半透膜旁边纯溶剂两端

  放置二个电极,接通电路,则透析膜中的带有正电荷的成分如无机阳离子、生物碱等向阴极移动,而带负电共荷的成分如无机阴离子、有机酸等则向阳极移动,中性化合物及高分子化合物则留在透析膜中。透析是否完全,须取透析膜内溶液进行定性反应检查。

  一般透析膜可以自制:动物半透膜如猪、牛的膀胱膜、用水洗净,再以乙醚脱脂,,即可供用;羊皮纸膜可将滤纸浸入50%的硫酸15~60分钟,取出铺在板上,以水冲洗制得。其膜孔大小与硫酸浓度、浸泡时间以及用水冲洗速度有关;火棉胶膜系将火棉胶溶于乙醚及无水乙醇,涂在板上,干后放置水中即可供用,其膜孔大小与溶剂种类、溶剂挥发速度有关,溶剂中加入适量水可使膜孔增大,加入少量醋酸可使膜孔缩小;蛋白质胶(明胶)膜可用20%明胶涂于细布上,阴干后放水中,再加甲醛使膜凝固,冲洗干净即可供用。近来商品有透析膜管成品出售,国外习称“ViskingDialysisTubing”,有各种大小厚度规格,可供不同大小分子量的多糖、多肽透析时选用。

  (六)结晶、重结晶和分步结晶法:鉴定中草药化学成分,研究其化学结构,必须首先将中草药成分制备成单体纯品。在常温下,物质本身性质是液体的化台物,可分别用分馏法或层析法进行分离精制。一般他说,中草药化学成分在常温下多半是固体的物质,都具有结晶他的通性,可以根据溶解度的不同用结晶法来达到分离精制的目的。研究中草药化学成分时,一旦获得结晶,就能有效地进一步精制成为单体纯品。纯化台物的结晶有一定的熔点和结晶学的特征,有利于鉴定。如果鉴定的物质不是单体纯品,不但不能得出正确的结论,还会造成工作上的浪费。因此,求得结晶并制备成单体纯品,就成为鉴定中草药成分、研究其分子结构重要的一步。

  1.杂质的除去:中草药经过提取分离所得到的成分,大多仍然含有杂质,或者是混合成分。有时即使有少量或微量杂质存在,也能阻碍或延缓结晶的形成。所以在制备结晶时,必须注意杂质的干扰,应力求尽可能除去。有时可选用溶剂溶出杂质,或只溶出所需要的成分。有时可用少量活性炭等进行脱色处理,以除去有色杂质。有时可通过氧化铝,硅胶或硅藻土短柱处理后,再进行制备结晶。但应用吸附剂除去杂质时,要注意所需要的成分也可能被吸附而损失。此外,层析法更是分离制备单体纯品所常用的有效方法。

  如果一再处理仍未能使近于纯品的成分结晶化,则可先制备其晶态的衍生物,再回收原物,可望得到结晶。例如游离生物碱可制备各种生物碱盐类,羟基化合物可转变成乙酸化物,碳基化台物可制备成苯踪衍生物结晶。美登碱在原料中含量少,且反复分离精制难以得到结晶,但制备成3一滇丙基美登碱结晶后,再经水解除去澳丙基,美登碱就能制备成为结晶。

  2.溶剂的选择;制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。溶剂的沸点亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶剂中不易形成结晶,而在某些溶剂中则易于形成结晶。例如葛根素、逆没食子酸(ellagicacid)在冰醋酸中易形成结晶,大黄素(emodin)在吡啶中易于结晶,萱草毒素(hemerocallin)在N,N一二甲基甲酞胺(DMF)中易得到结晶,而穿心莲亚硫酸氢钠加成物在丙酮一水中较易得到结晶。又如蝙蝠葛碱通常为无定形粉未,但能和氯仿或乙醚形成为加成物结晶。

  3.结晶溶液的制备:制备结晶的溶液,需要成为过饱和的溶液。一般是应用适量的溶剂在加温的情况下,将化合物溶解再放置冷处。如果在室温中可以析出结晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴随结晶析出更多的杂质。

  “新生态”的物质即新游离的物质或无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形成过饱和溶液。一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽松为无定形粉未时就是如此,有时只要加入少量溶剂,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出结晶。例如长春花总弱碱部分抽松后加入1.5倍量的甲醇溶解,放置后很诀析出长春碱结晶。又如蝙蝠葛碱在乙醚中很难溶解,但当其盐的水溶液用氨液碱化,并立即用乙醚萃取,所得的乙醚溶液,放置后即可析出蝙蝠葛碱的乙醚加成物结晶。

  制备结晶溶液,除选用单一溶剂外,也常采用混合溶剂。一般是先将化合物溶于易溶的溶剂中,再在室温下滴加适量的难溶的溶剂,直至溶液微呈浑浊,并将此溶液微微加温,使溶液完全澄清后放置。例如J一细辛醚重结晶时,可先溶于乙醇,再滴加适量水,即可析出很好的结晶。又如自虎杖中提取水溶性的虎杖甙时,在已精制饱和的水溶液上添加一层乙醚放置,既有利于溶出其共存的脂溶性杂质,又可降低水的极性,促使虎杖俄的结晶化。自秦皮中提取七叶甙(秦皮甲素),也可运用这样的办法。

  结晶过程中,一般是溶液浓度高,降温诀,析出结晶的速度也快些。但是其结晶的颗粒较小,杂质也可能多些。有时自溶液中析出的速度太快,超过化合物晶核的形成劝分子定向排列的速度,往往只能得到无定形粉未。有时溶液太浓,粘度大反而不易结晶化。如果溶液浓度适当,温度慢慢降低,有可能析出结晶较大而纯度较高的结晶。有的化合物其结晶的形成需要较长的时间,例如铃兰毒甙等,有时需放置数天或更长的时间。

  4.制备结晶操作:制备结晶除应注意以上各点外,在放置过程中,最好先塞紧瓶塞,避免液面先出现结晶,而致结晶纯度较低。如果放置一段时间后没有结晶析出,可以加入极微量的种晶,即同种化合物结晶的微小颗粒。加种晶是诱导晶核形成常用而有效的手段。一般他说,结晶化过程是有高度选择性的,当加入同种分子或离子,结晶多会立即长大。而且溶液中如果是光学异构体的混合物,还可依种晶性质优先析出其同种光学异构体。没有种晶时,可用玻璃棒蘸过饱和溶液一滴,在空气中任溶剂挥散,再用以磨擦容器内壁溶液边缘处,以诱导结晶的形成。如仍无结晶析出,可打开瓶塞任溶液逐步挥散,慢慢析晶。或另选适当溶剂处理,或再精制一次,尽可能除尽杂质后进行结晶操作。

  5.重结晶及分步结晶:在制备结晶时,最好在形成一批结晶后,立即倾出上层溶液,然后再放置以得到第二批结晶。晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。这种方法称为重结晶法。结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。晶态物质在一再结晶过程中,结晶的析出总是越来越快,纯度也越来越高。分步结晶法各部分所得结晶,其纯度往往有较大的差异,但常可获得一种以上的结晶成分,在未加检查前不要贸然混在一起。

  6.结晶纯度的判定:化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,一可以作为鉴定的初步依据。这是非结晶物质所没有的物理性质。化合物结晶的形状和熔点往往因所用溶剂不同而有差异。原托品碱在氯仿中形成棱往状结晶,熔点207℃;在丙酮中则形成半球状结晶,熔点203℃;在氯仿和丙酮混合溶剂中则形成以上两种晶形的结晶。又如N一氧化苦参碱,在无水丙酮中得到的结晶熔点208℃,在稀丙酮(含水)析出的结晶为77~80℃。所以文献中常在化合物的晶形、熔点之后注明所用溶剂。一般单体纯化合物结晶的熔距较窄,有时要求在0.5℃左右,如果熔距较长则表示化合物不纯。

  但有些例外情况,特别是有些化合物的分解点不易看得清楚。也有的化合物熔点一致,熔距较窄,但不是单体。一些立体异构体和结构非常类似的混合物,常有这样的现象。还有些化合物具有双熔点的特性,即在某一温度已经全部融熔,当温度继续上升时又固化,再升温至一定温度又熔化或分解。如防己诺林碱在1760C时熔化,至200℃时又固化,再在2420C时分解。中草药成分经过同一溶剂进行三次重结晶,其晶形及熔点一致,同时在薄层层析或纸层层析法经数种不同展开剂系统检定,也为一个斑点者,一般可以认为是一个单体化合物。但应注意,有的化合物在一般层析条件下,虽然只呈现一个斑点,但并不一定是单体成分。例如鹿含草中主成分为高熊果砍,异高熊果甙极难用一般方法分离,经反复结晶后,在纸层及聚酞胺薄层上都只有一个斑点,易误认为单一成分,但测其熔点在115~125℃,熔距很长。经制备其甲醚后,再经纸层层析检定,可以出现两个斑点,异高熊果甙的比移值大于高熊果甙。又如水菖蒲根茎挥发油中的α一细辛醚和β一细辛醚,在一般薄层上均为一个斑点,前者为结晶,熔点63℃,后者为液体沸点296℃,用硝酸银薄层或气相层忻很容易区分。有时个别化合物(如氨基酸)可能部分地与层析纸或薄层上的微量金属离子(如Cu)、酸或碱形成络合物、盐或分解而产生复斑。因此,判定结晶纯度时,要依据具体情况加以分析。此外,高压液谱、气相层析、紫外光谱等,均有助于检识结晶样品的纯度。

  C.层析法:

  层析技术的应用与发展,对于植物各类化学成分的分离鉴定工作起到重大的推动作用。如中药丹参的化学成分在30年代仅从中分离到3种脂溶性色素,分别称为丹参酮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。但以后进一步的研究,发现除丹参酮Ⅰ为纯品外,Ⅱ、Ⅲ、均为混合结晶。此后通过各种层析方法,迄今已发现15种单体(其中有4种为我国首次发现)。目前新的层析技术不断发展,随着层析理论和电子学、光学、计算机等技术的应用,层析技术已日趋完善。

  一.层析法的基本原理:

层析过程是基于样品组分在互不相溶的两“相”溶剂之间的分配系数之差(分配层析),组分对吸附剂吸附能力不同(吸附层析),和寓子交换,分子的大小(排阻层析)而分离。通常又将一般的以流动相为气体的称为气相层析,流动相为液体的称为液相层析。

  一、 吸附层析法(AdsorptionChromatography)

  (一)吸附剂、溶剂与被分离物性质的关系:液一固吸附层析是运用较多的一种方法,特别适用于很多中等分子量的样品(分子量小于1,000的低挥发性样品)的分离,尤其是脂溶性成分一一般不适用于高分子量样品如蛋白质、多糖或离子型亲水住化合物等的分离。吸附层析的分离效果,决定于吸附剂、溶剂和被分离化合物的性质这三个因素。

  1. 吸附剂:常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、硅酸镁、聚酰胺、硅藻土等。

  (1) 硅胶:层析用硅胶为一多孔性物质,分子中具有硅氧烷的交链结构,同时在颗

  粒表面又有很多硅醇基。硅胶吸附作用的强弱与硅醇基的含量多少有关。硅醇基能够通过氢键的形成而吸附水分,因此硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。若吸水量超过17%,吸附力极弱不能用作为吸附剂,但可作为分配层析中的支持剂。对硅胶的活化,当硅胶加热至100~110℃时,硅胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。当温度升高至500℃时,硅胶表面的硅醇基也能脱水缩台转变为硅氧烷键,从而丧失了因氢键吸附水分的活往,就不再有吸附剂的性质,虽用水处理亦不能恢复其吸附活性。所以硅胶的活化不宜在较高温度进行(一般在170cC以上即有少量结合水失去)。

  硅胶是一种酸性吸附剂,适用于中性或酸性成分的层析。同时硅胶又是一种弱酸性阳离子交换剂,其表面上的硅醇基能释放弱酸性的氢离子,当遇到较强的碱注化台物,则可因离子交换反应而吸附碱性化合物。

  (2)氧化铝:氧化铝可能带有碱性(因其中可混有碳酸钠等成分),对于分离一些碱性中草药成分,如生物碱类的分离颇为理想。但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、醋、内酯等类型的化合物分离。因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应,如异构化、氧化、消除反应等。除去氧化铝中绚碱性杂质可用水洗至中性,称为中性氧化铝。中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴,本适用于酸性成分的分离。用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝,不仅可中和氧化铝中含有的碱性杂质,并可使氧化铝颗粒表面带有NO3一或CI一的阴离子,从而具有离于交换剂的性质,适合于酸性成分的层析,这种氧化铝称为酸性氧化铝。供层析用的氧化铝,用于拄层析的,其粒度要求在100~160目之间。粒度大子100目,分离效果差:小于160目,溶浓流速大慢,易使谱带扩散。样品与氧化铝的用量比,一般在1:20~50之间层析柱的内径与柱长比例在1:10-20之向。

  在用溶剂冲洗柱时,流速不宜过快,洗脱液的流速一般以每半~1小时内流出液体的毫升数与所用吸附剂的重量(克)相等为合适。

  (3)活性炭:是使用较多的一种非极性吸附剂。一般需要先用稀盐酸洗涤,其次用乙醇洗,再以水洗净,于80℃干燥后即可供层析用。层析用的活性炭,最好选用颗粒活注炭,若为活性炭细粉,则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱,以免流速太慢。活性炭主要且于分离水溶性成分,如氨基酸、糖类及某些甙。活性炭的有为吸附作用,在水溶液中最强,在有机溶剂中则较低弱。故水的洗脱能力最弱,而有机溶剂则较强。例如以醇-水进行洗脱时,则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。利用这些吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。

  2.溶剂:层析过程中溶剂的选择,对组分分离关系极大。在柱层析时所用的溶剂(单一剂或混合溶剂)习惯上称洗脱剂,用于薄层或纸层析时常称展开剂。洗脱剂的选择,须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑在用极性吸附剂进行层析时,当被分离物质为弱极性物质,一般选用弱极性溶剂为洗脱剂;被分离物质为强极性成分,则须选用极性溶剂为洗脱剂。如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂(如以硅藻土或滑石粉代替硅胶),则洗脱剂的极性亦须相应降低。

  在柱层操作时,被分离样品在加样时可采用于法,亦可选一适宜的溶剂将样品溶解后加入。溶解样品的溶剂应选择极性较小的,以便被分离的成分可以被吸附。然后渐增大溶剂的极性。这种极性的增大是一个十分缓慢的过程,称为“梯度洗脱”,使吸附在层析柱上的各个成分逐个被洗脱。如果极性增大过诀(梯度太大),就不能获得满意的分离。溶剂的洗脱能力,有时可以用溶剂的介电常数(ε)来表示。介电常数高,洗脱能力就大。以上的洗脱顺序仅适用于极性吸附剂,如硅胶、氧化铝。对非极性吸附剂,如活性炭,则正好与上述顺序相反,在水或亲水住溶剂中所形成的吸附作用,较在脂溶性溶剂中为强。

  3.被分离物质的性质:被分离的物质与吸附剂,洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素,彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下,各个成分的分离情况,直接与被分离物质的结构与性质有关。对极性吸附剂而言,成分的极性大,吸附住强。

  当然,中草药成分的整体分子观是重要的,例如极性基团的数目愈多,被吸附的住能就会更大些,在同系物中碳原子数目少些,被吸附也会强些。总之,只要两个成分在结构上存在差别,就有可能分离,关键在于条件的选择。要根据被分离物质的性质,吸附剂的吸附强度,与溶剂的性质这三者的相互关系来考虑。首先要考虑被分离物质的极性。如被分离物质极性很小为不含氧的萜烯,或虽含氧但非极性基团,则需选用吸附性较强的吸附剂,并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。但多数中药成分的极性较大,则需要选择吸附性能较弱的吸附剂(一般Ⅲ~Ⅳ级)。采用的洗脱剂极性应由小到大按某一梯度递增,或可应用薄层层析以判断被分离物在某种溶剂系统中的分离情况。此外,能否获得满意的分离,还与选择的溶剂梯度有很大关系。现以实例说明吸附层析中吸附剂、洗脱剂与样品极性之间的关系。如有多组分的混合物,象植物油脂系由烷烃、烯烃、舀醇酯类、甘油三酸醋和脂肪酸等组份。当以硅胶为吸附剂时,使油脂被吸附后选用一系列混合溶剂进行洗脱,油脂中各单一成分即可按其极性大小的不同依次被洗脱。

  又如对于C-27甾体皂甙元类成分,能因其分字中羟基数目的多少而获得分离:将混合皂甙元溶于含有5%氯仿的苯中,加于氧化铝的吸附柱上,采用以下的溶剂进行梯度洗脱。如改用吸附性较弱的硅酸镁以替代氧化铝,由于硅酸镁的吸附性较弱,洗脱剂的极牲需相应降低,亦即采用苯或含5%氯仿的苯,即可将一元羟基皂甙元从吸附剂上洗脱下来。这一例子说明,同样的中草药成分在不同的吸附剂中层析时,需用不同的溶剂才能达到相同的分离效果,从而说明吸附剂、溶剂和欲分离成分三者的相互关系。

  (二)簿层层析:薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。一般将柱层析用的吸附剂撒布到平面如玻璃片上,形成一薄层进行层析时一即称薄层层析。其原理与柱层析基本相似。

  1.薄层层析的特点:薄层层析在应用与操作方面的特点与柱层析的比较。

  2.吸附剂的选择:薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。主要区别在于薄层层析要求吸附剂(支持剂)的粒度更细,一般应小于250目,并要求粒度均匀。用于薄层层析的吸附剂或预制薄层一般活度不宜过高,以Ⅱ~Ⅲ级为宜。而展开距离则随薄层的粒度粗细而定,薄层粒度越细,展开距离相应缩短,一般不超过10厘米,否则可引起色谱扩散影响分离效果。

  3.展开剂的选择:薄层层析,当吸附剂活度为一定值时(如Ⅱ或Ⅲ级),对多组分的样品能否获得满意的分离,决定于展开剂的选择。中草药化学成分在脂溶性成分中,大致可按其极性不同而分为无极性、弱极性、中极性与强极性。但在实际工作中,经常需要利用溶剂的极性大小,对展开剂的极性予以调整。

  4·特殊薄层:针对某些性质特殊的化合物的分离与检出,有时需采用一些特殊薄层。

  ① 荧光薄层:有些化合物本身无色,在紫外灯下也不显荧光,又无适当的显色剂时,则可在吸附剂中加入荧光物质制成荧光薄层进行层析。展层后置于紫外光下照射,薄层板本身显荧光,而样品斑点处不显荧光,即可检出样品的层析位置。常用的荧光物质多为无机物。其一是在 254nm紫外光激发下显出荧光的,如锰激洁的硅酸锌。另一种为在365nm紫外光激发下发出荧光的,如银激化的硫化锌硫化镐。

  ② 络合薄层:常用的有硝酸银薄层,用来分离碳原子数相等而其中C一C双键数目不等的一系列化合物,如不饱和醇、酸等。其主要机理是由于C一C键能与硝酸银形成络合物,而饱和的C一C键则不与硝酸银络合。因此在硝酸银薄层上,化台物可由于饱和程度不同而获得分离。层析时饱和化合物由于吸附最弱而Rf最高,含一个双键的较含两个双键的Rf值高,含一个三键的较含一个双键的Rf值高。此外,在一个双键化台物中,顺式的与硝酸银络合较反式的易于进行。因此,还可用来分离顺反异构体。

  ③ 酸碱薄层和PH缓冲薄层:为了改变吸附剂原来的酸碱性,可在铺制薄层时采用稀酸或稀碱以代替水调制薄层。例如硅胶带微酸性,有时对碱性物质如生物碱的分离不好,如不能展层或拖尾,则可在铺薄层时,用稀碱溶液0.1~0.5NNa0H溶液制成碱性硅胶薄层。例如猪屎豆碱在以硅胶为吸附剂时,以氯仿-丙酮一甲醇(8:2:1)为展开剂Rf<0.1,采用碱性硅胶薄层用上述相同展开剂,Rf值增至0.4左右。说明猪屎豆碱为--碱性生物碱。

  5.应用:薄层层析法在中草药化学成分的研究中,主要应用于化学成分的预试、化学成分的鉴定及探索柱层分离的条件。

  用薄层层析法进行中草药化学成分预试,可依据各类成分性质及熟知的条件,有针对性地进行。由于在薄层上展层后,可将一些杂质分离,选择性高,可使预试结果更为可靠。

  以薄层层析法进中草药化学成分鉴定,最好要有标准样品进行共薄层层析。如用数种溶剂展层后,标准品和鉴定品的Rf值、斑点形状颜色都完全相同,则可作初步结论是同一化合物。但一般需进行化学反应或红外光谱等一种仪器分析方法加以核对。

  用薄层层析法探索柱层分离条件,是实验室的常规方法。在进行柱层分离时,首先考虑选用何种吸附剂与洗脱剂。在洗脱过程中各个成分将按何种顺序被洗脱,每一洗脱液中是否为单一成分或混合体,均可由薄层的分离得到判断与检验。通过薄层的预分离,还可以了解多组分样品的组成与相对含量。如在薄层上摸索到比较满意的分离条件,即可将此条件用于干柱层析。但亦可以将薄层分离条件经适当改变,转至一般往层所采用洗脱的方式进行制备柱分离。利用薄层的预分离寻找柱层的洗脱条件时,假定在薄层上所测得的Rf值一样品在柱层中的比移率(R)。这是由于在薄层展开时,薄层固定相中所含的溶剂经过不断的蒸发,而使薄层上各点位置所含的溶剂量是不等的,靠近起始线的含量高于薄层的前沿部分。但若严格控制层析操作条件,则可得到接近真实的Rf值。用薄层进行某一组分的分离,其Rf值范围,一般情形下为0.85>Rf>0.05。此外,薄层层析法亦应用于中草药品种、药材及其制剂真伪的检查、质量控制和资源调查,对控制化学反应的进程,反应副产品产物的检查,中间体分析,化学药品及制剂杂质的检查,临床和生化检验以及毒物分析等,都是有效的手段。

(一)通性

  1.大多数甙无色,无臭,具苦味。少数甙有色如黄酮甙、蒽甙、花色甙等。少数具甜味,如甘草皂甙。

  2.多数甙呈中性或酸性,少数呈碱性。  

  3.多数甙可溶于水、乙醇,有些甙可溶于乙酸乙酯与氯仿,难溶于乙醚、石油醚、苯等极性小的有机溶剂。甙类在水或其他极性较大的溶剂中的溶解度,一般随结合的糖分子数的增加而加大。甙元的性质亦可影响甙的溶解度。如氰醇甙在水中易溶而黄酮甙就较难溶。甙元不溶于水,能溶于有机溶剂。

  4.甙类易被稀酸或酶水解生成糖与甙元。但是有些植物体内原存在的甙中有数个糖分子,称为一级甙,水解时可先脱去部分糖分子生成含糖分子较少的次级甙,次级甙进一步水解得糖与甙元。甙水解成甙元后,在水中的溶解度与疗效往往都大为降低,因此在采集、加工、贮藏与制造含甙类成分的中草药时,必须注意防止水解。例如在采集时尽量减少植物体的破碎,采集后尽快干燥,贮藏中保持干燥,提取时不要在水溶液或酸性溶液中长时间放置等。

  5.天然产的甙类一般具有一定的光学活性(大多为左旋性)而无还原往。水解后由于生成还原糖,往往变为右旋性并具还原性。这一性质可用于中草药中甙类成分的检识。水解前后的还原性通常用Fehling试验来检查。

  6.某些甙类如皂甙、黄酮甙等可与醋酸铅或碱式醋酸铅试剂生成沉淀,此沉淀脱铅后又可恢复成原来的甙。此性质可用于甙类成分的提取。

  (二)各类甙的性质与定性反应: 由于甙元的化学结构种类很多,甙类一般分为下面几类:

  1.含硫甙(Thioglycosides)又称芥子油甙,水解后生成异硫氰酸酯类(芥子油)与葡萄糖。这些酯类为有一定挥发性的油状液体,一般具有特殊气味,本类甙在十字花科植物中广泛分布,并有芥子酶共存,当含此类甙的中草药加水研磨时即因酶解生成异硫氰酸酯类而具刺激或其它生物性。如芥子中的芥子甙(Sinigrin)酶解后生成的黑芥子油即异硫氰酸丙烯酯,外用为皮肤发赤剂,有局部止痛、消炎作用。白芥子中的白芥子甙(Sinalbin)酶解后生成白芥子油即异硫氰酸对羟基苄酯,有相似作用。萝卜根中的特殊气味,即由其含有的萝卜甙(Glucoraphenln)酶解后生成的萝卜芥子油所致。

  定性反应: 取药材打碎,于30℃放置2小时后进行蒸馏,收集馏出液,取馏出液1滴,加苯肼滴即生成氨基脲(Semicarbazlde)衍生物结晶,可于显微镜下检视,可因熔点不同而区别各种异硫氰酸酯类化合物。

  2.氰醇甙(含氰甙,Cyanogenetic  glycosides)甙元为含氰基(一c=N)的氰醇衍生物。氰甙在水中溶解度较大,不稳定,易被同存于植物体中的酶水解。甙元水解后可产生有毒的氢氰酸。如以苦杏仁中的苦杏仁甙为例:

  苦杏仁具有镇咳作用即由于苦杏仁甙水解后产生的氢氰酸的镇咳作用所致。由于氢氰酸有毒用时必须控制服用剂量。枇杷仁、木薯根以及其他一些蔷薇科植物的种子、叶与树皮中常有大量氰醇甙存在。在忍冬科、豆科、亚麻科等植物中亦有分布。

  定性反应: 取药材粉未0.2~0.59,置于小试管中,加少量水润湿,管口用软木塞塞住,上悬挂一条用水润湿的苦味酸钠试纸,将试管置40~50℃水浴中加热,如有氰醇甙存在,会因水解产生的氢氰酸而使试纸由橙黄色变为砖红色。

  3.酚和芳香醇衍生的甙类(Pheno1  g1ycosides)此类成分在中草药中普这存在。有不少具有一定的生物活性。如柳属(Salix)、杨属(Popu1us)、芍药属(Paeonia)、松属(Pinus)等多种植物。

  本类甙多为结晶体,无色,味苦。一般易溶于热水,能溶于冷水、乙醇,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。游离甙元分子量小的常有挥发性,分子量较大者或结合成甙者均无挥发性。易水解生成甙元与糖。

  柳树皮和杨树皮中的水杨甙(Salicin)有解热镇痛作用;牡丹皮和徐长卿中的牡丹酚(Paeonol)有镇痛镇静作用。杜鹃花科植物中所含的熊果甙(Arbutim)有抗菌作用。

  本类甙或其水解产物一般可与三氯化铁试剂反应显色。如牡丹酚甙水解所生牡丹遇三氯化铁显红棕色。

  4.羟基蒽醌衍生物有蒽甙(Anthraglycosides)、蒽醌(Anthrapuinone)是具有下列结构的化合物,由它可产生一系列衍生物,并可与糖结合成甙。中草药内存在的多为羟基蒽醌衍生物及其甙类,部分为羟基蒽酚衍生物及其甙类和二蒽酮衍生物及其甙类。

  本类成分在蓼科植物中广泛分布。豆科、茜草科、百合科等科植物中亦有存在,含这类成分的常用中草药有大黄、何首乌、虎杖、决明子、番泻叶、茜草、芦荟等。

  (1)通性: 常见的羟基蒽醌类衍生物有大黄中的大黄素(Emodin)、大黄酸(Rhein)、大黄酚(Chrysophanol)、芦荟大黄素(Aloe-emodin)、大黄素甲醚(Physcion)、茜草中的茜草(Alizarin)等。

  蒽甙与其甙元多呈黄色或桔红色,蒽甙易溶于水,在稀醇中的溶解度比在高浓度醇中大,难溶于乙醚、氯仿或其他与水不相混溶的有机溶剂。蒽甙元大多具结晶形,不溶或难溶于水,可溶于乙醇、氯仿、乙醚等有机溶剂中。蒽醌类衍生物多有荧光与升华性,遇碱显红色,遇醋酸镁的甲醇溶液显红色至紫色。蒽醌类成分大多具有致泻作用,有些有抑菌作用,如大黄酚与大黄素。

  (2)定性反应:

  1)药材断面加1%氢氧化钠(钾)或氢氧化铵溶液,显红色。此红色加酸则色褪而复现黄色。此反应亦可用中草药浸出液于滤纸上进行。

  2)Borntrger反应: 取药材粉末约0.1g置试管中,加碱液数ml浸出,过滤,滤液呈红色,加盐酸酸化,可见红色又转为黄色,加数ml苯或乙醚振摇,可见有机溶剂层显黄色,分取苯或乙醚溶液,加碱液振摇,如碱液显红色示有羟基蒽醌衍生物。

  3)微量升华: 取少量药材粉未进行微量升华,可见多种形状的黄色升华结晶,加碱液结晶消失并显红色。

  4)醋酸镁反应: 取药材粉末用甲醇加热浸出,取1ml浸出液加0.5%醋酸镁甲醇溶液数滴,如有蒽甙存在可显橙、红、紫等颜色,所显色泽与分子中羟基的数目与取代位置有关,如果分子中至少有两个酚性羟基位于不同苯环的α位上,如大黄素、大黄酸等显红色,两个酚性羟基位于同一苯环的α位如羟基茜草素显紫红色;两个酚性羟基分别位于同一苯环的α位与β位如茜素显蓝紫色。所显色泽为羟基蒽醌与镁成络合物而致。

  5)定量方法: 一般有重量法、容量法、萤光法、比色法等。以比色法应用最广泛。主要原理是利用羟基蒽醌衍生物与碱液生成红色进行比色。且因游离的羟基蒽醌类一般生物活性较其甙类小、故要测定结合蒽醌的含量。兹简介比色法如下:

  a)标准曲线的制备: 精密称取50mg左右的1,8一二羟基蒽醌,于250ml容量并中用乙醚溶解并稀释至刻度。精密量取上述标准液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00m1,分别放人25ml容量瓶中,在水溶上蒸去乙醚,加5%氢氧化钠及2%氢氧化铵混合碱液至刻度,摇匀,30分钟后比色,以试剂为空白对照,绘出光密度——浓度的曲线。

  b)测定方法:

  (1)游离蒽醌的测定: 药材粉末(40目)0.1~29,在索氏提取器中以氯仿提取至无色,氯仿液以5%氢氧化钠及2%氢氧化铵混合碱液萃取至无色。碱液用少量氯仿洗涤,过滤,沸水浴中加热4分钟,冷至室温,调整至一定体积,30分钟后同上法比色,由标准曲线计算含量。

  (2)结合蒽醌的测定: 药材粉末(40目)0.1~1g于三角烧瓶中加30m1  5N硫酸液回流水解2小时,稍冷后加30ml氯仿继续回流1小时,用吸管吸出氯仿液,加入20ml氯仿继续回流1小时,吸出氯仿液后再加10ml氯仿,重复操作至提取液无色。合并氯仿液,用少量蒸馏水洗涤,用同上混合碱液同法进行比色测定,测得之总蒽醌含量减去游离蒽醌含量,即得结合蒽醌含量。

  5.黄酮类及黄酮甙(Flavonoid  g1ycosdes)又称黄碱素类,是广泛存在于植物界的一类天然色素。在许多中草药内是有效成分,具有C6-C3-C6的基本碳架。从这个基本碳架可以衍生出许多不同的结构。目前已知的约有18种类型,其中主要的有下列几种,在柏科、银杏科、杉科等裸子植物中尚有双黄酮(Biflayones)存在。大多数黄酮类化合物与葡萄糖或鼠李糖结合成甙,部分为游离状态或与鞣质结合存在。

  (1)通性: 黄酮类大多为黄色结晶物,也有的是无定形粉末如白花色甙元和其甙类。异黄酮几无色或浅黄色。双氢黄酮与双氢黄酮醇均无色。黄酮甙一般易溶于热水、甲醇、乙醇、吡啶、乙酸乙酯与稀碱液,难溶于冷水及苯、乙醚、氯仿中。游离的黄酮类一般难溶于,较易溶于有机溶剂(在乙酸乙酯中溶解度较大)与稀碱液。一些黄酮类在紫外光下可显萤光,如以氨蒸汽或碳酸钠水溶液处理后萤光更明显。多数黄酮类可与镁盐、铝盐、铅盐等反应生成颜色较深的络合物。

  (2)分布与作用: 黄酮类及黄酮甙在植物界分布广泛,许多中草药均含本类成分如槐花米、黄芩、陈皮、葛根、野菊花、水飞蓟、银杏叶等。以豆科、芸香科、菊科、唇形科的植物中较多。一般具降压、抗菌以及调节血营渗透压的作用,目前还发现有抑制肿瘤细胞与防护紫外线损伤的作用。

  (3)定性反应

  ①药材粉末少量置试管中,加95%乙醇数ML,温热浸出,过滤,滤液加镁粉与数滴浓盐酸,溶液变橙或红色。这是由于黄酮类被还原生成花色甙元与其二聚物而致。分子中羟基或申氧基数目多时,色较深,C3位上无羟基的黄酮类反应不明显。

  ②药材粉末的乙醇溶液加1%三氯化铝乙醇溶液,凡3位或5位有羟基的黄酮会因与Al产生络合物而显鲜黄色。

  (4)定量方法: 一般有重量法、萤光法、比色法等,通常多用比色法。主要原理是根据黄酮类成分结构中有碱性氧原子,一般又多有酚羟基,可以与许多试剂产生颜色而制定。下面简介比色法。

  ①标准曲线的制备: 精密称取标准芸香甙一定量,以乙醇溶解并稀释至每ml约含60μg,精密量取0.5~5.00  ml不同量的此溶液,分别用乙醇稀释至5.00  m1,准确加入3ml  0.1M三氯化铝溶液及5mI1M醋酸钾溶液,放置40分钟,在分光光度计415nm测定光密度,绘制光密度一浓度标准曲线。

  ②测定方法: 精密称取样品粉末(60目)0.5~1.09于100ml锥形瓶中,精密加入一定量稀醇,将锥形瓶与内容物共称重(准确到0.1g),水浴回流一定时间,冷后再称重,补充溶剂至原重,过滤,取一定量滤液稀释到适当浓度,取此液一定量,准确加入3ml  0.1M氯化铝溶液及5mI  1M醋酸钾溶液,另补充蒸馏水使总量为13m1,  40分钟后同上比色,以同一滤液同样量加水至13  ml为空白对照,以标准曲线计算含量。

  6.香豆精及香豆精甙(Coumarin  g1ycosides)香豆精又名香豆素,在植物中分布广泛,尤以伞形科、豆科、芸香科、菊科等植物中为多,原多数用为香料,后因发现其有扩张冠状动脉、抑制肿瘤与防御紫外线烧伤作用而受到重视。香豆精的基本结构如下所示,此外尚有呋喃骈香豆精类、异呋喃骈香豆精类衍生物。秦皮中的七叶树甙(Aesculin)、补骨脂中的补骨脂内酯(Psora1en)、亮菌中的假蜜环菌素甲(ArmillarisinA)等均属香豆精类及其衍生物。香豆精甙能溶于水、甲醇、乙醇、碱液,难溶于亲脂性有机溶剂,其甙元能溶于沸水、乙醇、甲醇、氯仿、乙醚及碱液,难溶千冷水。香豆精类成分多具有芳香性,能随水蒸汽挥发或升华,多有萤光,紫外光下或在碱往溶液中更为明显。

  定性反应异羟肟酸铁试验: 药材粉末0.5g,加5ml甲醇,在热水浴中加热数分钟,过滤,滤液加7%盐酸羟胺甲醇溶液2~3滴,  10%氢氧化钠溶浓2~3滴,水浴微热,冷后用稀盐酸调节pH为3~4,加1%三氯化铁乙醇溶液1~2滴,如显红色或紫色反应,示有香豆精类成分。

  7.强心甙(Cardiac  g1ycosides)本甙类为存在于自然界的一类对心肌有显著兴奋作用的甙类,在医药上多用为强心药。

  (1)通性: 强心甙元为带有不饱和内酯环的甾体衍生物。此不饱和内酯环多数为五元环(甲型),少数为六元环(乙型),都连接在甾核的C17位上。

  按照现代对甾体化合物的化学命名法,属于甲型强心甙元的基本结构称为强心甾(cardenclide),属于乙型甙元的基本结构称为海葱甾(Scillanolide)或蟾酥甾(Bufanolide)。强心甙中的糖大多连接在C3羟基上,糖的分子为单糖、双糖或多个,α一羟基糖外,尚有一类特殊的糖——α去氧糖,如D-洋地黄毒糖(Digitoxose)  D夹竹桃糖等。

  强心甙在植物体内存在形式常为一级甙。含强心甙的植物中通常同时有能水解该类甙的酶存在,能水解一级甙的糖链的α-羟基糖(一般为末位的葡萄糖)部位而生成次级甙。无机酸可使强心甙完全水解成甙元与糖。

  强心甙一般能溶于水、乙醇、甲醇等,可溶于乙酸乙酯、氯仿,难溶于乙醚、苯。强心甙易被酶、酸或碱水解。强心甙的生物活性与其化学结构有很大关系,如果被水解成甙元或内酯环被破坏,强心作用就减弱或消失。放在采集、贮藏、制造含强心甙的中草药过程中更应注意防止水解的问题。

  (2)分布: 含强心甙的中草药有洋地黄、毛花洋地黄、黄花夹竹桃、毒毛旋花子,万年青、夹竹桃等。以玄参科、夹竹桃科、萝摩科、百合科、十字花科、桑科等植物中分布较多。

  (3)定性反应

  ① Keller一Kiliani  (K一K)反应: 药材粉末1g置锥形瓶冲,加70%乙醇10m1,水浴回流30分钟后过滤,滤液盛于小蒸发皿中,加热蒸干。残渣溶于1ml 0.5%三氯化铁一冰醋酸溶液,将溶液倾于小试管中,沿管壁徐徐加浓硫酸1m1,二液面接触处显棕色环示有强心甙的存在;冰醋酸层显蓝绿色示有a-去氧糖的存在,如样品含色素、树脂较多会影响颜色的观察,可先将样品用乙醚提去色素等,过滤,滤渣再同上法进行试验。

  ② 3,5二硝基苯甲酸试验(Kedde试验)同上法制备药材的氯仿浸液,点样于滤纸上,再滴3,5一二硝基苯甲酸试剂,显红色。本试验对六元不饱和内酯环型的强心甙呈阴性反应。此反应的原理是由于不饱和内酯环中C21活性次甲基的存在所致。

  8.皂甙(Saponins)又称皂素。因其水溶液经振摇后易起持久的肥皂样泡沫而得名。

  (1)通性: 大多数皂甙为白色或乳自色无定形粉末,富吸湿性,能溶于水、稀乙醇、甲醇、不溶于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。皂甙的水溶液遇醋酸铅或碱式醋酸铅试剂可产生沉淀。皂甙有去污作用,味辛辣,能刺激粘膜,尤其对鼻粘膜为甚,吸入鼻内可打喷嚏,口服后能促进呼吸道和消化道的分泌,所以常用为祛痰药。皂甙与血液接触后能破坏红血球,产生溶血现象,因此含皂甙的中草药不能用于注射,特别是静脉注射。皂甙溶血作用的大小随其种类不同而异,其溶血的最低浓度称为该皂甙的溶血指数(Haemo1ytic index),利用溶血指数可以测定中草药中皂甙的含量,但结果较粗略,口服皂甙不会产生溶血现象,可能因皂甙在胃、肠中被水解所致。皂试多能与一些大分子醇或酚类如胆甾醇等结合生成分子化合物,此类分子化合物经过一定方法处理后可使其结合状态破坏而将皂甙重新析出,故此性质可用于皂甙的提取分离。

  (2)分类: 根据皂甙元结构的不同可分为两类:

  ①三萜式皂甙(Triterpenoid  saponins)皂甙元为三萜类衍生物,具30个碳原字。大多数在甙元上带有羧基,故又称酸性皂甙。在酸性溶液中形成较稳定的泡沫,能被醋酸铅试剂沉淀。本类皂甙在植物界分布较广,尤以石竹科、桔梗科、五加科、豆科等为多。桔梗、南沙参、党参、人参、三七、瞿麦、甘草、远志、紫菀、地榆等许多中草药都含有本类皂甙。其甙元有五环三萜与四环三萜二种,五环三萜又可分为β-爱留米脂醇型(β-Amyrin)、a一爱留米脂醇型等多种类型。四环三萜又可分为羊毛脂醇型(Lanostero1)等多种类型。

  ②甾式皂甙(Steroid  saponins)皂甙元为甾体衍生物,具27个碳原子。不具羧基,故又称中性皂甙。在碱性溶液中形成较稳定的泡沫,能被碱式醋酸铅试剂沉淀。本类皂甙主要存在于薯蓣科、百合科植物中,如各种薯蓣、七叶一枝花、土茯苓、知母、麦冬等。甾式皂甙因可作为合成甾体激素的原料而有重要意义。其甙元基本骨架为螺旋甾烷(Spirostane)。

  (3)定性反应:

  ①取0.59药材粉末,加水5m1,煮沸浸出,过滤,浸出液放试管中激烈振摇,能产生持久(15分钟以上不消失)蜂窝状泡沫。

  ②取药材粉末1g加水数ml煮沸,过滤得水浸液,取1m1,加2%血球悬浮液5ml及生理食盐5ml摇匀,如放置5分钟后溶液变透明(溶血),示可能有皂甙存在。

  ③Libermann一Buehard反应: 药材粉末1g,加5~10ml 70%乙醇热浸、浸出液蒸干,浓硫酸一醋酐试剂1~2滴,颜色由黄-红-紫一蓝示可能有三萜皂甙,如继续变为绿色示可能有甾式皂甙存在。

  (4)定量方法: 可用重量法、比色法或溶血指数法测定。溶血指数法较方便,但其结果受条件(如试管大小、溶液pH、温度。血液种类等)影响较大,故不够精确。简述方法如下:

  ①0.5%药材浸出液的配制:药材粉末以等渗磷酸盐缓冲液(或生理食盐水)精确配制成0.5%浓度。

  ②溶血指数的测定: 取直径、长短一致的9支小试管,分别精确吸入0.1、0.2、0.3、 ……0.9m1中草药浸出液,精密加缓冲液补足体积为1m1,各试管中再各精密加1ml  2%血球悬浮液,各管摇匀后由可以产生完全溶血的中草药最低浓度来计算溶血指数。

  ③皂甙含量的测定: 用标准皂甙(最好是同一药中提出的纯皂甙)配成适当浓度的溶液,同上法测定溶血指数,从标准皂甙与中草药浸出液的溶血指数计算中草药中皂甙的百分含量。

  9.其他甙类

  (1)环烯醚萜甙类(Iridoid  g1ycosides)和裂环烯醚萜甙类(Secoiridoid  glycosides)是由环烯醚单萜(Iridoids)衍生物与糖所成的甙类。广泛分布于植物界,尤以茜草科、玄参科、龙胆科、鹿蹄草科等为多,如地黄、栀子、玄参、龙胆、鹿蹄草等。目前已发现的在80种以上,因其具有多种生物活性而被日趋重视。

  本类成分大多为结晶性或无定形固体,具吸湿住,易熔于水、醇、稀丙酮等极性度较大的溶剂。遇酸易水解。且常使植物组织变黑,常有特殊的显色反应。

  (2)木脂素(Lignans)及其甙类木脂素又称木脂体,是由二分子苯丙烯衍生物聚合而成的化合物。多数为游离状态,或与糖结合成甙。五味子中的五味子素有降谷丙转氨酶的作用;鬼臼属(Podophy11um)多种植物的木脂素及其甙类有抗癌作用,但毒性大,芝麻中的芝麻素只杀虫剂的增效作用等。木脂素类多为白色晶体,具光学活性,游离者多难溶于水,能溶于有机溶剂。遇浓硫酸显色。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:36

生物碱类

  生物碱类(Alkaloids) 是存在于生物体(主要为植物)中的一类含氮的碱性有机化合物,大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的生物活性,是中草药中重要的有效成分之一。如黄连中的小檗碱(黄连素)、麻黄中的麻黄碱、萝芙术中的利血平、喜树中的喜树碱、长春花中的长春新碱等。

   含生物碱的中草药很多,如三尖杉、麻黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、颠茄、洋金花、萝芙木、贝母、槟榔、百部等,分布于100多科中。以双子叶植物最多,依次为单子叶植物、裸子植物、蕨类植物。以罂粟科、豆科、防已科、毛莨科、夹竹桃科、茄科、石蒜科等科的植物中分布较多。同一科属或亲缘关系较近的科常含有同一结构或类似结构的生物碱,但同一种生物碱亦可分布在多种科中,如小檗碱在毛莨科、芸香科、小檗科的一些植物中都有存在。中草药中生物碱含量一般都较低,大多少于1%,但有少数含量特别多或特别少的特殊情况,如黄连中小檗碱含量可高达8~9%,金鸡纳树皮中生物碱含量为10~15%,而长春花中的长春新碱含量只有百万分之一。

  (一)通性

  1.大多数生物碱为结晶性物质,味苦,少数为液体(如烟碱、槟榔碱)。

  2.一般生物碱均无色,具旋光性,(多数呈左旋光性。)但有少数例外,如小檗碱为黄色,胡椒碱无旋光性等,个别生物碱有挥发性,如麻黄碱。

  3.大多数生物碱呈碱性反应。生物碱的碱性强弱,与它们分子中氮原子存在的状态有密切的关系。一般季铵碱>仲胺碱>叔胺碱。如氮原子呈酰胺状态,则碱性极弱或消失。有的生物碱分子具有酚性羟基或羧基,因而具有酸碱两性。

  RNH2      R2NH    R3N    R4N+X-=伯胺      仲胺    叔胺    季铵盐生物碱的碱性虽有强有弱,但一般都能与无机酸(盐酸、硫酸)或有机酸(酒石酸)结合成盐。

  4.生物碱大多数不溶或难溶于水而溶于乙醇、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。生物碱盐类除了在乙醇中也能溶解外,其他溶解性能恰与生物碱相反。由于这一性质,可以使生物碱溶解在酸性溶液中(生物碱遇酸即结合成盐而溶于水中),如果在这酸性溶液中加碱至碱性,生物碱盐类就会成为游离生物碱而自水溶液中析出。生物碱的这一溶解性能常在制取含生物碱类的中草药药物时,用于提取、分离与精制。

  另有少数生物碱可溶于水而其盐类反而难溶,如小檗碱,麻黄碱可溶于水及有机溶剂,季铵类生物碱均易溶于水。

  5.一般生物碱都可以与一些特殊试剂(称为生物碱试剂,常系重金属盐类或分子量较大的复盐以及特殊无机酸如硅钨酸、磷钨酸,或有机酸如苦味酸的溶液)作用生成不溶于水的盐而沉淀。利用这个性质可检查中草药中是否含有生物碱以及用以分离生物碱。

  生物碱沉淀剂的种类很多,常用的有下面几种:

  (1)碘化汞钾试剂(Mayer试剂,  HgI2。KI)在酸性溶液中与生物碱反应生成白色或淡黄色沉淀(为一种络盐AIK·HI  (HgI2)n,  AIK表示生物碱。

  (2)碘化铋钾试剂(Dragendorff试剂,BiI3·KI)在酸性溶液中与生物碱反应生成桔红色沉淀(为一种络盐AIK.HI.  (BiI3)n)。

  (3)碘化钾碘试剂(Wagner试剂,I2·KI)在酸性溶液中与生物碱反应生成棕红色沉淀(为一种络盐AIK·HI·In)。

  (4)硅钨酸试剂(Bertrand试剂,12W03·Sl02):在酸性溶液中与生物碱反应生成灰白色沉淀。

  (5)磷钼酸试剂(Sonnenschein试剂,  H3P04·  12M003):很灵敏,在中性或酸性溶液中与生物碱反应生成鲜黄色或棕黄色沉淀。在试验时,通常选用三种以上不同的生物碱沉淀试剂进行试验,如均为正反应表示检液中可能有生物碱存在。如须确证,则要进一步精制后,再行检验,如再次均成正反应,即可肯定有生物碱存在。如第一次试验时就对三种沉淀剂呈负反应,即可肯定多无生物碱存在。

  6.有些生物碱能和某些试剂反应生成特殊的颜色,叫做显色反应,常用于鉴识某种生物碱。但显色反应受生物碱纯度的影响很大,生物碱愈纯,颜色愈明显。常用的显色剂有:

  (1)矾酸铵一浓硫酸溶液(Mandelin试剂)为1%矾酸铵的浓硫酸溶液。如遇阿托品显红色,可待因显蓝色,士的宁显紫色到红色。

  (2)钼酸铵一浓硫酸溶液(Frohde试剂)为1%钼酸钠或钼酸铵的浓硫酸溶液,如遇乌头碱显黄棕色,小檗碱显棕绿色,阿托品不显色。

  (3)甲醛一浓硫酸试剂(Marquis试剂)为30%甲醛溶液0.2ml与10ml浓硫酸的混合溶液。如遇吗啡显橙色至紫色,可待因显红色至黄棕色。

  (4)浓硫酸  如遇乌头碱显紫色、小檗碱显绿色,阿托品不显色。

  (5)浓硝酸  如遇小檗碱显棕红色,秋水仙碱显蓝色,咖啡碱不显色。

  生物碱的显色反应原理尚不太明了,一般认为是氧化反应、脱水反应、缩合反应或氧化、脱水与缩合的共同反应。

  (二)中草药中生物碱含量测定方法

  中草药中生物碱的含量测定一般包括三个步骤——提取、分离精制与含量测定。现将常用方法筒述如下:

  1.提取: 称取一定量的药材,根据生物碱的溶解性能碱化后用有机溶剂提取或用酸水或用乙醇提取得游离生物碱或其盐类。提取方法用冷浸法、渗漉法、口流提取法、离子交换法均可。

  2.分离精制: 多用溶剂法。利用生物碱在酸水中成盐,不溶于有机溶剂,碱化后游离易溶于有机溶剂的性质,反复于分液漏斗中萃取精制。有时亦可加某些试剂使杂质沉淀而除去或用氧化铝柱层析法去除杂质。

  3.含量测定: 以容量法应用最多,亦可用重量法、比色法、可见光与紫外光分光光度法、层析法等。容量法中又以酸碱滴定法较简便常用。即将用上述方法提取精制所得之生物碱溶于过量标准酸溶液中,用标准碱液回滴,从消耗的酸量算出生物碱的含量。

  如果中草药中所含生物碱不止一种,则测得的为总生物碱含量,而以其中主要生物碱为代表计算的近似值。如需准确地测定某一生物碱的含量,则应分离得个别生物碱后再行测定。

  (三)分类: 按照生物碱的基本结构,已可分为60类左右。下面介绍一些主要类型:有机胺类(麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱)、吡咯烷类(古豆碱、千里光碱、野百合碱)、吡啶类(菸碱、槟榔碱、半边莲碱)、异喹啉类(小檗碱、吗啡、粉防己碱)、吲哚类(利血平、长春新碱、麦角新碱)、莨菪烷类(阿托品、东莨菪碱)、咪唑类(毛果芸香碱)、喹唑酮类(常山碱)、嘌呤类(咖啡碱、茶碱)、甾体类(茄碱、浙贝母碱、澳洲茄碱)、二萜类(乌头碱、飞燕草碱)、其它类(加兰他敏、雷公藤碱)。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:36

挥发油类

  挥发油类(VOLATILEOILS) 又称精油(EssentialOils),是一类具有挥发性可随水蒸汽蒸馏出来的油状液体,大部分具有香气,如薄荷油、丁香油等。含挥发油的中草药非常多,亦多具芳香气,尤以唇形科(薄荷、紫苏、藿香等)、伞形科(茴香、当归、芫荽、白芷、川芎等)、菊科(艾叶、茵陈篙、苍术、白术、木香等)、芸香科(橙、桔、花椒等)、樟科(樟、肉桂等)、姜科(生姜、姜黄、郁金等)等科更为丰富。含挥发油的中草药或提取出的挥发油大多具有发汗、理气、止痛、抑菌、矫味等作用。

  (一)通性

  1.大多数挥发油无色或淡黄色。均具特殊气(多为香气)与辛辣味,一般在室温下可挥发。

  2.极大多数挥发油比水轻,仅少数挥发油比水重,如丁香油、桂皮油等,一般在0.850~1.180之间。

  3.挥发油难溶于水,能完全溶解于无水乙醇、乙醚、氯仿、脂肪油中。在各种不同浓度的含水乙醇中可溶解一定量,乙醇浓度愈小,挥发油溶解的量也愈少。挥发油在水中能溶解少量而使水溶液具该挥发油特有的香气,医药上常利用这一性质来制备芳香水与注射剂,如薄荷水、鱼腥草注射液、柴胡注射液等。

  4.各种挥发油均具一定的旋光性与折光率,折光率是挥发油质量鉴定的重要依据,一般挥发油的折光率都在1.450~1.560之间。

  5.挥发油是由多种化学成分组成的混合物,故多数无确定的沸点与凝固点。

  6.在低温时,挥发油中常可有固体物质(为油的组成之一)析出,如薄荷油中析出薄荷醇,桂皮油中析出桂皮醛,樟油中析出樟脑等。

  (二)化学组成:挥发油为多种类型化合物的混合物,其中有脂肪族化合物、芳香族化合物,但更多为萜类衍生物,兹分述如下:

  1.脂肪族化合物:有烃、醇、醛、酮、酯等,广泛存在于植物特别是水果中。如正丙醇、辛醛、醋酸乙酯、甲酸、辛酸的乙酯等。

  2. 萜类(Terpenes)化合物:萜类化合物的基本结构大多为异戊二烯,具有(C5H8)n的通式。C10H16称为单萜类,C5H24称为倍半萜类,C20H32称为二萜类,由6个或8个异戊二烯组成的化合物分别叫三萜类和四萜类,由更多异戊二烯组成的化合物叫多萜类。挥发油中的萜类主要为单萜与倍半萜。多萜类在挥发油中并不存在,而为某些树脂、色素、橡胶等的成分。挥发油中的萜类化合物可以含氧或不含氧。对于大多数挥发油来说不含氧的烃类成分虽占大量,但多数无佳适香气因而不是重要成分。含氧衍生物有醇、醛、酮、醚、酸、酚、酯等,含量虽较少但大多具有优异芳香气,是挥发油中的重要成分。

  (三)含量测定:主要原理是得用中草药中所含挥发油能随水蒸汽共同蒸镏出来收集在标准测定器中而计算其百分含量。常用的方法与仪器在中国药典中均有规定。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:39

树脂类

  树脂类(Resins)树脂是许多植物正常生长中分泌的一类物质,在植物体内常与挥发油、树胶、有机酸等混合存在。与挥发油共存的称油树脂,如松油脂,与树胶共存的称胶树脂,如阿魏,与大量芳香族有机酸共存的称香树脂,如安息香。这种与树脂共存的芳香酸通称为香脂酸(Balsamic  acids),有些树脂与糖结合成甙,称甙树脂,如牵牛甙树脂。

  树脂由多种成分混合而成,其中有树脂酸、树脂醇、树脂烃以及它们的一些更高的聚合物。近年研究已知这些成分多为二萜、三萜的衍生物,有时还有木脂素类。

  树脂通常为无定形固体,质脆,遇热发粘变软后再熔化,燃烧时有浓烟。不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。在碱性溶液中能部分或完全溶解,在酸性溶液中不溶。树脂在植物体内分布广泛,如乳香、没药可活血、止痛、消肿,安息香活血、防腐,苏合香芳香开窍,阿魏用于散痞块,松香有驱风止痛作用等。大多数中草药中含有的少量树脂在制作中草药制剂时均作为杂质而除去。

  树脂中总香脂酸的含量测定法  精密称取一定量树脂。加适量醇制氢氧化钾溶液回流,提取液回收溶剂,去杂质,酸化后用乙醚等有机溶剂提取总香脂酸,再将总香脂酸转溶于碱液,酸化后再用有机溶剂提得总香脂酸,除去溶剂后以N/10氢氧化钠溶液滴定,从消耗的碱液量计算总香脂酸百分含量(以桂皮酸计算,每m1相当于0.01482g总香脂酸)。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:40

有机酸类

  有机酸类  (Organic  acids)是分子结构中含有羧基(一COOH)的化合物。在中草药的叶、根、特别是果实中广泛分布,如乌梅、五味子,覆盆子等。常见的植物中的有机酸有脂肪族的一元、二元、多元羧酸如酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸(即维生素C)等,亦有芳香族有机酸如苯甲酸、水杨酸、咖啡酸(Caffelc  acid)等。除少数以游离状态存在外,一般都与钾、钠、钙等结合成盐,有些与生物碱类结合成盐。脂肪酸多与甘油结合成酯或与高级醇结合成蜡。有的有机酸是挥发油与树脂的组成成分。

  有机酸多溶于水或乙醇呈显著的酸性反应,难溶于其他有机溶剂。有挥发性或无。在有机酸的水溶液中加入氯化钙或醋酸铅或氢氧化钡溶液时,能生成水不溶的钙盐、铅盐或钡盐的沉淀。如需自中草药提取液中除去有机酸常可用这些方法。

  一般认为脂肪族有机酸无特殊生物活性,但有些有机酸如酒石酸、枸椽酸作药用。又报告认为苹果酸、枸椽酸、酒石酸、抗坏血酸等综合作用于中枢神经。有些特殊的酸是某些中草药的有效成分,如土槿皮中的土槿皮酸有抗真菌作用。咖啡酸的衍生物有一定的生物活性,如绿原酸(Chlorogenic  acid)为许多中草药的有效成分。有抗菌、利胆、升高白血球等作用。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:40

植物色素类
  植物色素类(Phytochromes)在中草药中分布很广,主要有脂溶往色素与水溶性色素两类。

  脂溶性色素主要为叶绿素、叶黄素与胡萝卜素,三者常共存。此外尚有藏红花素、辣椒红素等。除叶绿素外,多为四萜衍生物。这类色素不溶于水。难溶于甲醇,易溶于高浓度乙醇、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。胡萝卜素在乙醇中也不溶。叶绿素等在制备中草药制剂或提取其他有效成分时常须作为杂质去除,以使药物纯化,中草药(特别是叶类、全草类)的乙醇提取液中含有多量叶绿素、可在浓缩液中加水使之沉出,也可通过氧化铝、碳酸钙等吸附剂而除去。

  叶绿素本身有抑菌作用,可制备成消炎的药物。水溶性色素主要为花色甙类,又称花青素,普遍存在于花中。溶于水及乙醇,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂,遇醋酸铅试剂会沉淀,并能被活性炭吸附,其颜色随pH的不同而会改变。花色甙在制备中草药制剂或提取有效成分时,常作为杂质去除。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:41

糖类

  在中草药里普遍存在,按其组成可分为下面三类:

  (一) 单糖类:单糖的化学通式为(CH2O)n,是多羟基的醛或酮。绝大多数天然存在的单糖n=5~7,即五碳糖(L一阿拉伯糖、D-木糖等)、六碳糖(D一葡萄糖、D一果糖、D-甘露糖等)、七碳糖(景天庚糖)。单糖类多为结晶性,有甜味,易溶于水,可溶于稀醇,难溶于高浓度乙醇,不溶于乙醚、苯、氯仿等极性小的有机溶剂。具旋光性与还原性。

  (二)低聚糖类:(寡糖)由2~9个单糖分子聚合而成。但目前仅发现2~5个单糖分子的低聚糖,分别称为二糖或双糖(蔗糖、麦芽糖)、三糖(甘露三糖、龙胆三糖)、四糖。(水苏糖)、五糖(毛蕊草糖)等。

  低聚糖具有与单糖类似的性质:结晶性,有甜味,易溶于水,难溶或不溶于有机溶剂。有的有还原性如麦芽糖、乳糖、甘露三糖等,有的无还原性、如蔗糖、龙胆三糖等。

  (三)多聚糖类:(多糖)由10个以上单糖分子缩合而成,大多为无定形化合物,分子量较大,无甜味与还原性,难溶于水,有的与水加热可形成糊状或胶体溶液。不溶于有机溶剂。水解后生成单糖或低聚糖,。可有旋光性与还原性。淀粉、菊糖、树胶、粘液、纤维素是中草药中最常见的多糖类。

  1. 淀粉(Starch)是由数百个葡萄糖分子缩合而成。水解后能生成葡萄糖。淀粉为白色粉末,广泛贮存于植物的种子、块根、地下茎中,不溶于冷水与有机溶剂,在水中加热可部分溶解并膨胀、糊化成胶状液,极难过滤,故含淀粉多的中草药在提取时最好用乙醇为溶剂,或于水提液中加乙醇使沉淀而除去。

  淀粉由约80%胶淀粉(支链淀粉,在热水中成粘胶状,遇碘液显紫色)与约20%糖淀粉(直链淀粉,可溶于水,遇碘液显蓝色)组成。

  淀扮遇碘显蓝紫色,加热后蓝紫色消失,放冷后又复出现,此性质可以鉴定淀粉是否存在。淀粉一般不具特殊医疗效用,但大量用作为制造葡萄糖的原料,此外可作为润滑剂、保护剂、吸着剂与赋形剂。常用的淀粉有玉蜀黍淀粉、甘薯淀粉等。

  2.菊糖(Lnulin)又称菊淀粉,由多数果糖分子聚合而成。分子量较淀粉小,约5000。广泛分布于菊科植物中。菊糖为颗粒状晶体,可溶子热水,微溶或不溶于冷水和有机溶剂。遇碘不显色。无营养价值。在鉴定上可作为特征之一。

  3,树胶(Gums)是植物受伤后从。伤口渗出的浓稠液体,在空气中逐渐干燥成固体。豆科、蔷薇科、梧桐科等科的多种植物都可产生树胶,常见的有桃胶、阿拉伯胶、西黄芪胶等。

  树胶为大分子化合物的混合物,其化学结构似多糖,但含有羧基,此羧基多与钾、钙、镁结合成盐,水解后产生单糖与糖醛酸。树胶在水中可膨胀形成胶体溶液,不溶于有机溶剂,可与醋酸铅或碱式醋酸铅溶液产生沉淀。除阿拉伯胶、西黄芪胶等少数树胶在医药上作赋形剂、混悬剂外,大多数树胶均视为无效成分而在制剂时被除去。

  4.粘液:(Mucilages)多存在于植物的粘液细胞内,是一种正常的生理产物。其化学组成与树胶相似。提取所得的粘液质多为无定形固体,在热水中可膨胀形成胶体溶液,不溶于有机溶剂。可与醋酸铅溶液产生沉淀,在粘液的水溶液中加乙醇可使之沉淀析出,利用此性质可提取或除去中草药中的粘液。含粘液较多的中草药有石花菜(可制取琼脂)、白及、车前子等。除少数中草药所含粘液有医疗作用(如白及粘液有止血作用)外,大多数粘液均作为制药时的润滑剂、混悬剂或作为杂质而去除。

  中草药中的糖类成分可用下列定性反应试验加以检查:

  1.Molisch试验:取药材10%水浸液1ml置小试管中,加数滴α-萘酚试剂,摇匀沿管壁缓缓滴加浓硫酸1m1,二液面交界处出现红紫色环。此反应为单糖、低聚糖、多聚糖及糖的衍生物如甙类的共同反应。故须检识究属于何类成分时,尚须配合其他反应。

  2.Fehling试验:取药材10%水浸液2m1,加Fehling试剂(碱性酒石酸铜试剂,甲、乙二液,临用时等量混合)2m1,于沸水浴中加热数分钟,如产生红色氧化亚铜沉淀示有还原糖存在。非还原性低聚糖与多糖须加酸水解后才显正反应。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:41

鞣质类
  鞣质类(Tannins)又称单宁。是一类结构复杂的酚类化合物,在植物中广泛分布,尤以树皮中为多,具有收敛、止血、抗菌作用,鞣质类成分具下列通性:

  1.味涩。大多数为无定形物质,较难提纯。

  2.能与蛋白质结合生成沉淀,此性质在工业上用以鞣革。

  3.大多数能溶于水与乙醇形成胶体溶液,不溶于氯仿、苯、无水乙醚与石油醚。可溶于醋酸乙酯。

  4.鞣质的水溶液遇三氯化铁试剂产生蓝黑色颜色或沉淀,故制备中草药制剂时,应避免与铁器接触。

  5.鞣质的木溶液遇明胶、石灰、重金属盐类(如醋酸铅、醋酸铜、重铬酸钾)、生物碱等会产生沉淀,此性质可用于除去中草药中的鞣质(视为杂质时)以及用于定性试验与含量测定。

  6.鞣质在空气中能被氧化而颜色变深,特别在碱性溶液中变得更诀。

  7.根据鞣质的结构可将鞣质分为两类,一类为水解鞣质,具有酯式或甙式结构,大多数由没食子酸(Gallicacid)或其衍生物与葡萄糖结合而成,糖上的每一个醇羟基都与没食子酸上的一个羟基结合成酯,可被酸、碱、酶水解。含这类鞣质的中草药有五倍子、没食子、石榴果皮等。水解鞣质在医药上已提纯应用为消炎收敛药,名鞣酸。另一类是缩合鞣质,一般由儿茶素(Catechin)组成,结构复杂,不能水解,加酸加热能产生一种缩合物质--鞣酐(或名鞣红Phlobaphenes),中草药中的鞣质多数属于缩合鞣质。对五倍子鞣质的结构有不同看法,一般认为代表性的结构式为β-五-间双没食子酰葡萄糖。

  中草药中鞣质的含量测定方法较多,根据鞣质的性质而有皮粉吸附法、重量法、高锰酸钾法、络合滴定法与比色法等,这些方法均各有优缺点。现简介高锰酸钾法:高锰酸钾法是根据鞣质在酸住溶液中可被高锰酸钾溶液氧化的艇,由消耗高锰酸钾的量来计算中草药中鞣质的含量测定方法较多,根据鞣质的性质而有皮粉吸附法、重量法、高锰酸钾法、络合滴定法与比色法等,这些方法均各有优缺点。现简介高锰酸钾法:

  高锰酸钾法是根据鞣质在酸住溶液中可被高锰酸钾溶液氧化的原理,由消耗高锰酸钾的量来计算鞣质含量。

  精密称取药材粉末一定量,加水煮沸30分钟,滤人容量瓶中,制成一定浓度的提取液。精密吸取一定量的提取液与0.5%靛红液(指示剂),加大量水后,以N/10高锰酸钾溶液滴定至溶液从蓝--绿一黄色为终点。所消耗的高锰酸钾溶液ml数为a。

  另精密吸取提取液加明胶食盐溶液使鞣质沉淀,过滤,精密吸取相当于上述提取液m1数的滤液,以同法进行滴定。所消耗的高锰酸钾数为b。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:41

油脂和蜡类
  油脂和蜡类(FattvOils、FatsandWaxes)油脂是脂肪油和脂肪的总称,植物油脂在种子内含量最多,动物油脂多存在于脂肪组织中,一般在室温呈液态的称为脂肪油,呈固态或半固态的称为脂肪。油脂可供食用与药用。其通性如下:

  1.油脂与蜡的比重均在0.91~0.94之间,不溶于水、易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等有机溶剂。在乙醇中冷时难溶,热时可溶。

  2.油脂不具挥发性,无一定的熔点或沸点,大多数具明显而确定的折光率,可用于鉴定。

  3.油脂与碱作用能形成肥皂,叫做"皂化"。在空气中久放易发生氧化。油脂氧化后可产生过氧化物、酮酸、醛等,使油脂具特殊的臭气和苦味,这种现象称为"氧化酸败"。酸败后的油脂不能再供药用。

  4.油脂的化学组成为长链脂肪酸与甘油结合而成的酯类,水解后产生甘油与脂肪酸。其通式如下:

  有一些油脂是由长链脂肪酸与多元醇类组成的酯,如薏苡仁酯,理化性质与油脂相似。

  蜡性质稳定,不溶于水,其化学组成为分子量较大的一元醇的长链脂肪酸酯。如蜂蜡的主成分为软脂酸蜂酯(Myricin,C15H31COOC30H61)。有些蜡为脂肪酸的甾醇酯或大分子的脂肪烃。具药理作用的油脂或含油脂的中草药如蓖麻油作为泻下剂,郁李仁、火麻仁具润肠作用,大凤子油抑菌,薏苡仁油脂中的薏苡仁酯据报告有驱蛔虫与抗癌等作用。大多数的油脂与蜡在医药上作为制造油注射剂、软膏、硬膏的赋形剂。如麻油、花生油、棉子油、蜂蜡等,但制作油注射剂的脂肪油必须经过精制。

  中草药的油脂含量可利用油脂在乙醚等有机溶剂中易溶的性质将其用连续抽提法提取出来,除去溶剂后以油脂重量来计算中草药中油脂的百分含量(g/g)。用此法提取的油脂因尚有其他脂溶性杂质(如色素)共存,故测定结果为粗油脂的含量。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:41

无机成分类
  植物中的无机成分多为钾、钠、铵的盐类,它们或与各种有机物质结合存在于细胞中,或成各种结晶状态,如草酸钙、碳酸钙、硅酸盐等。一般情况下中草药中的无机成分均为无效成分。但有的中草药内无机盐成分含量很高,如夏枯草内主要为钾盐的无机成分,其含量在3%以上。可起钾盐的药理作用。有些无机成分如附子中的钙,其与强心作用有关,海带、海藻所含的碘,福寿草中的锂都有一定的治疗作用。

我是你师弟 发表于 2007-3-27 09:42

氨基酸、蛋白质和酶类
  氨基酸(Aminoacids)蛋白质(Proteins)和酶类(Enzymes)蛋白质是高分子量的化合物,由α-氨基酸组成。这些氨基酸约有30种,具R-CH(NH2)-C0OH的通式。有的氮在环中。酶是生活有机体内具有特殊催化能力的蛋白质,它们大多能溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂。蛋白质的性质不稳定,遇酸、碱、热或某些试剂作用都可沉淀,例如将含蛋白质的水溶液加热至沸或在含蛋白质的溶液中加入乙醇等溶剂,或加入中性盐类(如氯化钠)或醋酸铅等试剂,都可使蛋白质沉淀,中草药中蛋白质可据此种性质提取或去除。

  中草药中氨基酸与蛋白质成分的存在与否可用以下方法检查,药材冷水提取液1m1,加0.2%茚三酮试液2~3滴,摇匀,在沸水浴中加热5分钟,如显蓝、蓝紫或紫红色为正反应。

  蛋白质与酶等在制备中草药制剂时一般都被视为杂质而除去,因糖浆中有大量蛋白质时就易霉坏,注射剂中有蛋白质时易产生混浊以及注射后产生疼痛或更强烈的副作用。但最近也发现有一些蛋白质、氨基酸与酶都有生物活性作用,如从栝楼根(天花粉)中提得的天花粉蛋白质可用于人工引产与治疗绒毛膜上皮癌,(即恶性葡萄胎),蕨萝蛋白酶用于抗水肿与抗炎,南瓜子中提得的南瓜子氨酸(Cucurbitine)可用于抑制血吸虫、绦虫、蛲虫的生长,使君子中的使君子氨酸(Quisqualicacid)可驱蛔虫等。

qhdx 发表于 2007-12-30 14:35

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linpeng816 发表于 2008-1-3 21:06

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