实验三苦参生物碱的提取与鉴识背景1.1苦参的化学成分苦参,又名苦骨(见《本草纲目》川)、川参(见《贵州民间方药集》、凤凰爪(见翌广西中兽医药植))、牛参(见《湖南药物志》),陶宏景谓:“叶极似槐叶,花黄色,子作荚,根味至苦恶。
”李时珍谓:“苦以味名,参以功名。
”lz]始载于((神农本草经》,列为中品。
为豆科(Leg姗z'n 口sae)植物苦参(￡叩加rafla。
escensAz't.)的干燥根。
分布于我国南北各地Is],春秋两季采挖,除去根头及小支根,洗净,干燥、或趁鲜切片,干燥。
苦参性味苦寒,归心、肝、胃、大肠、膀肤经。
功能清热燥湿、祛风杀虫、利尿通淋。
用于热痢、便血、黄疽尿闭、赤白带下、阴肿阴痒、湿疹、湿疮、皮肤癌痒、疥癣麻风等诸多病症。
苦参中含有多种有效成分,目前已知的主要有生物碱类、黄酮类、挥发油类化合物,还含有少量醒类、皂试类及氨基酸等其它化合物。
下面分别介绍各类化合物的主要成分。
1.LI生物碱国内外学者从苦参根、苦参茎和叶及其花【4一l0]中共分离出26种生物碱。
苦参生物碱大多数是哇诺里西咤类(quinolizidine一type),极少数为双呱陡类(dipiperidine--tyPe)。
喳诺里西陡生物碱多数为苦参碱型生物碱,另有两种金雀花碱型(eytisine一type)生物碱,两种无叶豆碱型(Sparteine一type)生物碱,一种羽扇豆碱型(lupinine一type)生物碱。
包括苦参碱(matrine),氧化苦参碱(oxymatrine),槐果碱(sophoearpine)、氧化槐果碱(N一oxysophoearpine)、异槐果碱(isosoph。
Carpine)、异苦参碱(isomatrine)、7,11一去氢苦参碱(7,11一dehydromatrine)、槐胺碱(Sophoramine)、异槐胺碱(isosophoramine)、新槐胺碱(neosophoramine)、■'3一去氢槐胺碱(■`3一dehydrosophoramine)、■`一去氢槐胺碱(■7-dehydrosophoramine)、槐醇(sophoranol),9。
一经基槐胺碱(9。
一hydroxysophoramine)、5。
,9。
一二轻基苦参碱(5。
,ga一dehydroxymatrine)、氧化槐醇(sophoranolN一oxide)、雀花碱(lupanine)、臭豆碱(anagyrine)、膺靛叶碱(baptifoline)、Mamanine,Kuraramine、1sokuraramine等。
1.1.2黄酮类化合物从苦参根和狭叶苦参根分离的黄酮类化合物己有29种[ll,'2],多数为二氢黄酮和二氢黄酮醇类,少数为黄酮类、异黄酮类、查耳酮类和紫檀素类,其中仅有两种化合物为试,取代基除了常见的轻基、甲氧基外,多数化合物还具有异戊烯基(取代基A1.1.3挥发油成分王秀坤等!`4】对苦参中的挥发油成分进行了分析,采用苦参粗粉与水共蒸馏,乙醚处理,无水硫酸钠脱水干燥,回收乙醚得油状物,再经气相色谱、质谱分析,共鉴定出47个成分。
鉴定出的化合物以二十烷烃为主成分,占58.12%。
就结构类型看,以烯烃为主,其次为烷烃和醇类,尚含酸醛酮酚等。
1.1.4其它类型的化合物从苦参根中还分离得到一系列2一烷基色酮的衍生物I`5]、一种醒类化合物和两种三砧皂试l`6】。
王秀坤等llvl对苦参中的游离氨基酸成分进行了分析与鉴定,鉴定出巧种氨基酸,并计算了各成分的含量。
发现苦参中总游离氨基酸含量为162.51mg/l00ml,其中含量最高的为脯氨酸,107.51mg/l00ml,其次为天冬氨酸29.64mg/100ml。
张俊华等I`s]用色谱等方法分离,波谱等方法鉴定苦参中化学成分结构,分离得到5个化合物,分别为蔗糖、二十四碳酸、日一谷肖醇、芥子酸十六酷,伞形花内酷,均为首次从苦参中获得,其中芥子酸十六酷为新化合物。
一.实验目的1.本实验通过从苦参中提取苦参生物碱，考察盐酸的浓度和渗漉速度对提取产率的影响2.了解化学反应萃取分离在天然药物提取过程中的应用掌握渗漉法和离子交换提取生物碱的原理、方法与工艺过程，并熟悉用柱层析法分离生物碱。
二.实验原理利用苦参生物碱具有弱碱性，可与强酸结合成易溶于水的盐的性质，将总碱从药材中提取出来。
结合动态连接提取工艺过程，实现生物碱充分溶出。
然后，加碱碱化，即可得到苦参生物总碱。
渗滚法(percolation)的提取过程类似多次浸取过程,浸出液可以达到较高浓度,浸出效较好。
此法常温操作不需加热,溶剂用量少,过滤要求较低,使分离操作过程简化,尤其适用于热敏性、易挥发且有效成分含量较低或贵重药材提取。
采用0.5%的硫酸溶液对中药材黄连用渗辘法提取,收集7倍量渗媲液即可保证生物碱的提取率,与回流法比较,渗辘法提取物含杂质少、提取率高、使用溶剂量少即l。
渗渡法的操作技术要求较高,否则会影响提取效率,当提取物为薪性、不易流动的成分时,不宜使用该法。
三.实验流程鉴识:定性反应.薄层色谱等四.实验过程1.离子交换树脂的预处理将70g 聚苯乙烯磺酸型树脂(交联度3%)，放入烧杯中，加200ml 80℃的蒸馏水溶胀30 分钟，倾出蒸馏水后加入2mol/L 盐酸300ml，充分搅拌，放置半小时(静态转型)，后装入树脂柱(2cm×100cm)，并使全部酸水溶液通过树脂柱(动态转型)，流出液的速度以液滴不成串为宜。
后用蒸馏水洗至中性，待用。
注意从装柱到洗涤过程中始终保持液面高于树脂床。
2.总生物碱的提取和分离（1）动态连续提取①取苦参粗粉200g加一定浓度的盐酸，拌匀，放置30min,使生药膨胀。
②然后装入渗漉桶中，边加边压，层层加紧，全部装完后，药面压平，盖一层滤纸，滤纸上压一些洗净的玻璃塞。
③加入一定浓度的HCl溶液经过药面，以4~5mL/min的速度渗漉，收集渗漉液至无明显的生物碱反应为止，收集渗漉液约2500mL。
（2）交换①将收集的渗漉液置于阳离子交换树脂进行交换，如交换液有为交换的生物碱时，仍可以继续交换，直至流出液无生物碱反应为止。
②将树脂倾入烧杯中，用蒸馏水洗涤数次，除去杂质，于布氏漏斗中抽干，倒入唐磁盘中晾干。
（3）总生物碱的洗脱①将晾干的树脂，加浓氨水适量，搅匀，使湿润度适宜，树脂充分膨胀，盖好放置20min。
②装入索氏提取器中，加三氯甲烷300mL在水浴上回流洗脱，提至尽生物碱为止。
③回收三氯甲烷，得棕色粘稠物。
④加无水丙酮适量，加热溶解，过滤，减压蒸干。
必要时重复此操作，以脱除粗生物碱中的水，再在无水丙酮中重结晶。
3．氧化苦参碱的分离（1）柱色谱法取100目色谱用氧化铝50g，用漏斗缓慢加入色谱柱内（1cm×24cm，干法装柱），取苦参0.2g，加入适量氧化铝，搅匀，研细，装入色谱柱顶端，先用50ml三氯甲烷通过色谱柱，再用三氯甲烷-甲醇（9:1）洗脱，流速为1mL/min。
每10mL为一份（约收集15份），经薄层层色谱鉴定，相同流出成分合并，在水浴上挥发去溶剂，剩余物加无水丙酮溶解，放置，析出结晶为氧化苦参碱。
（2）溶解度差异法将苦参总碱溶于少量三氯甲烷中，加入10倍量乙醚，放置后有沉淀析出，过滤吸出的沉淀，滤液浓缩后再溶于少量三氯甲烷中，加入乙醚放置，再过滤析出沉淀，合并两次的沉淀物，用丙酮重结晶，即为氧化苦参碱。
4.苦参生物碱的沉淀反应取自制苦参总生物碱约0.1g 加1% 盐10ml 使溶解,过滤,取滤液分置于三支试管中,进行以下试验:(1)碘化铋钾试验:于上述一支试管中加入碘化铋钾试剂1~2 滴,立即有桔红色沉淀产生.(2)碘化汞钾试验:于上述另一支试管中加入碘化汞钾试剂2~3 滴,有白色沉淀产生.(3)碘－碘化钾试验: 于上述第三支试管中加入碘一碘化钾试剂2~3滴,有褐色或棕褐色沉淀产生.5．苦参生物碱的薄层层析鉴定(1)氧化铝薄层层析法吸附剂:中性氧化铝(Ⅱ级,过 160 目筛),干法铺板(软板). 样品:a. 自制苦参碱乙醇溶液;b. 苦参碱标准品乙醇溶液;c. 自制氧化苦参碱乙醇溶液;d. 氧化苦参碱标准品乙醇溶液;e. 自制苦参总生物碱乙醇溶液展开剂:①氯仿－甲醇 (19:1) 展开三次;②氯仿－甲醇－浓氨水(5:0.6:0.2)显色剂:喷雾改良碘化铋钾试剂,观察斑点颜色,并与标准品对照(2) 硅胶薄层层析法吸附剂:2%氢氧化钠溶液制备的硅胶 G 硬板,于 110℃烘干半小时.样品:同 (1) 项下展开剂:a. 先以甲苯－乙酸乙酯－甲醇－水(2:4:2:1) 展开,展距约 8cm, 取出,晾干,再以甲苯－丙酮－乙醇－浓氨试液(20:20:3:1)展开,展距第一次相同;b. 氯仿－甲醇－乙醚(44:0.6:3)显色剂:喷雾改良碘化铋钾试剂和亚硝酸钠乙醇液,观察斑点颜色,并与标准品对照五.思考题1. 叙述酸水法及离子交换法提取纯化生物碱的原理。
2. 应如何检查(1) 渗漉液中是否含有生物碱？(2) 渗漉液中生物碱是否被交换在树脂上？(3) 离子交换树脂是否已饱和？3. 简述索氏提取器提取原理及特点。
4.在收集渗漉液的过程中，溶液的颜色有何变化？在回流提取中，有何现象发生？5.制备性薄层色谱的特点是什么？六.主要参考文献1.胡晶红，苦参生物碱的提取和氧化苦参碱的纯化，山东大学硕士学位论文，20072. A．Ueno et al．Chem．Pharm．Bull．1978，26，18323.陈德昌．中药化学对照品工作手册．北京：中国医药科技出版社，2000：1424.杨云等．天然药物化学成分提取分离手册．北京：中国中医药出版社，2003：454另外的方案1.4.1.2浸渍浸渍法(maceration)可在常温或加热的条件下浸泡药材获取有效成分,操作简单易行,但所需时间长,溶剂用量大,有效成分浸出率低。
常温浸渍是较为常用的生物碱提取方法,如秦学功等圈]考察了苦豆子种子中生物的冷浸工艺条件,室温下用稀盐酸提取苦豆籽中的苦参总生物碱,研究不同条件下的总碱浸出率,最高可达3.7%以上。
陈月圆等Ivol以小聚碱为指标,对黄柏中的总生物碱提取方法进行了优化,分别用水、乙醇和酸作为溶剂,使用乙醇为溶剂的提取率为84.4%,远高于其它两种溶剂。
1.4.1.3回流回流法(circumfluence)是以乙醇等易挥发的有机溶剂为溶媒,对浸出液加热蒸馏,其中挥发性溶剂馏出后再次冷凝,重新回到浸出器中继续参与浸取过程,多采用索氏提取器完成。
此法操作简便,提取率较高。
龙德清等Ivll用酸性醇回流法提取魔芋中总生物碱,得到最佳的工艺条件为在pH值2一3的酸性醇中回流3h,总生物碱含量为0,39%。