生物堿類(lèi)(Alkaloids) 是存在于生物體(主要為植物)中的一類(lèi)含氮的堿性有機(jī)化合物,數(shù)有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu),氮素多包含在環(huán)內(nèi),有顯著的生物活性,是中草藥中重要的有效成分之一。如黃連中的小檗堿(黃連素)、麻黃中的麻黃堿、蘿芙術(shù)中的利血平、喜樹(shù)中的喜樹(shù)堿、長(zhǎng)春花中的長(zhǎng)春新堿等。
含生物堿的中草藥很多,如三尖杉、麻黃、黃連、烏頭、延胡索、粉防已、顛茄、洋金花、蘿芙木、貝母、檳榔、百部等,分布于100多科中。以雙子葉植物最多,依次為單子葉植物、裸子植物、蕨類(lèi)植物。以罌粟科、豆科、防已科、毛莨科、夾竹桃科、茄科、石蒜科等科的植物中分布較多。同一科屬或親緣關(guān)系較近的科常含有同一結(jié)構(gòu)或類(lèi)似結(jié)構(gòu)的生物堿,但同生物堿亦可分布在多種科中,如小檗堿在毛莨科、蕓香科、小檗科的一些植物中都有存在。中草藥中生物堿含量一般都較低,大多少于1%,但有少數(shù)含量特別多或特別少的特殊情況,如黃連中小檗堿含量可高達(dá)8~9%,金雞納樹(shù)皮中生物堿含量為10~15%,而長(zhǎng)春花中的長(zhǎng)春新堿含量只有百萬(wàn)分之一。
一、生物堿的提?。?br>1.水或酸水提取法
(1)生物堿在植物體內(nèi)都以鹽的形式存在,常以無(wú)機(jī)酸水提取。使生物堿的大分子有機(jī)酸鹽變?yōu)樾》肿訜o(wú)機(jī)酸鹽,增大在水中的溶解度,且方法比較簡(jiǎn)便。
(2)常用0.1%~l%的硫酸、鹽酸或醋酸、酒石酸溶液作為提取溶劑,采用浸漬法或滲漉法提取。
(3)主要缺點(diǎn)是提取液體積較大,濃縮困難,且水溶性雜質(zhì)多。故用酸水提取后,一般可采用下列純化和富集生物堿的方法:
1)陽(yáng)離子樹(shù)脂交換法
生物堿鹽在水中可解離出生物堿陽(yáng)離子,能和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂發(fā)生離子交換反應(yīng),被交換到樹(shù)脂上。交換完全后,用中性水或乙醇洗除柱中的雜質(zhì)。最后,再用適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄋ崴蛩嵝砸掖迹⑸飰A從樹(shù)脂上洗脫下來(lái)。
2)萃取法
將酸水提取液堿化,生物堿游離后,如沉淀,過(guò)濾即得;如不沉淀,以適當(dāng)親脂性有機(jī)溶劑萃取,回收溶劑,即得總生物堿。
2.醇類(lèi)溶劑提取法
(1)游離生物堿或其鹽均可溶于甲醇、乙醇,可用醇回流或滲漉、浸漬等方法提取。
(2)優(yōu)點(diǎn):適應(yīng)性廣,不同堿性的生物堿和鹽均可用,提取出來(lái)的水溶性雜質(zhì)較少。缺點(diǎn):脂溶性雜質(zhì)多。
(3)還可配合酸水-堿化-萃取法處理去除脂溶性雜質(zhì)。
具體方法是醇提液回收醇后加稀酸水?dāng)嚢?,濾過(guò),濾液調(diào)堿性后以親脂性有機(jī)溶劑萃取,回收溶劑即得總生物堿。
3.親脂性有機(jī)溶劑提取法
(1)大多數(shù)游離生物堿都是親脂性的,故可用氯仿、苯、乙醚等提取游離生物堿??刹捎媒n、回流或連續(xù)回流法提取。
(2)但一般要將藥材用少量堿水濕潤(rùn)后提取,以便使生物堿游離,也可增加溶劑對(duì)植物細(xì)胞的穿透力。
(3)揮發(fā)性生物堿如麻黃堿可用水蒸氣蒸餾法提取??缮A的生物堿如咖啡堿可用升華法提取。
二、生物堿的分離:
1.利用堿性差異進(jìn)行分離
(1)總堿中各生物堿的堿性不同,可用pH梯度萃取法進(jìn)行分離。
(2)將總生物堿溶于氯仿等親脂性有機(jī)溶劑,以不同酸性緩沖液依pH由高至低依次萃取,生物堿可按堿性由強(qiáng)至弱先后成鹽依次被萃取出而分離,分別堿化后以有機(jī)溶劑萃取即可。
(3)將總生物堿溶于酸水,逐步加堿使pH值由低至高,每調(diào)一次pH值,即用氯仿等有機(jī)溶劑萃取,則各單體生物堿依堿性由弱至強(qiáng)先后成鹽依次被萃取出而分離。
2.利用溶解度差異進(jìn)行分離
(1)游離生物堿:如苦參中苦參堿和氧化苦參堿的分離,可利用氧化苦參堿極性稍大難溶于乙醚,苦參堿可溶于乙醚的性質(zhì),將苦參總堿溶于氯仿,再加入10倍量以上乙醚,氧化苦參堿即可析出沉淀。漢防己中漢防己乙素極性大于甲素,故在冷苯中的溶解度小于甲素,借此可用冷苯法將兩者分離。
(2)生物堿鹽:不同的生物堿與不同酸生成的鹽是溶解度也不同:如麻黃中分離麻黃堿、偽麻黃堿,即利用二者草酸鹽的水溶性不同,提取后經(jīng)處理得到的甲苯溶液,經(jīng)草酸溶液萃取后濃縮,草酸麻黃堿溶解度小而析出結(jié)晶,草酸偽麻黃堿溶解度大而留在母液中。
3.利用特殊官能團(tuán)進(jìn)行分離
(1)酚性或含羧基生物堿在堿性條件下成鹽溶于水,可與一般生物堿分離。
(2)內(nèi)酯或內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)的生物堿可在堿性水液中加熱開(kāi)環(huán)生成溶于水的羧酸鹽而與其他生物堿分離,在酸性下又環(huán)合成原生物堿而沉淀。
4.利用色譜法進(jìn)行分離
(1)吸附柱色譜:常用氧化鋁或硅膠作為吸附劑,有時(shí)也用纖維素、聚酰胺等。
(2)分配柱色譜:對(duì)某些結(jié)構(gòu)特別相近的生物堿,可采用分配色譜法。
(3)其他:高效液相色譜、制備性薄層色譜、干柱色譜、中壓或低壓柱色譜等也常用于分離生物堿。
又稱(chēng)植物堿。生物體內(nèi)的堿性含氮有機(jī)化合物。大多數(shù)存在于植物體中,個(gè)別存在于動(dòng)物體內(nèi)。具環(huán)狀結(jié)構(gòu),難溶于水,與酸可形成鹽,有一定的旋光性與吸收光譜,大多有苦味,呈無(wú)色結(jié)晶狀,少數(shù)為液體。生物堿有幾千種,由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而來(lái),是次級(jí)代謝物之一,對(duì)生物機(jī)體有毒性或強(qiáng)烈的生理作用。含有生物堿的植物有100多個(gè)科,雙子葉植物中的茄科、豆科、毛莨科、罌粟科、夾竹桃等所含的生物堿種類(lèi)特多,含量也高。單子葉植物中除麻黃科等少數(shù)科外,大多不含生物堿。真菌中的麥角菌也含有生物堿(麥角堿)。生物堿存在于植物體的葉、樹(shù)皮、花朵、莖、種子和果實(shí)中,分布不一。一種植物往往同時(shí)含幾種甚至幾十種生物堿,如已發(fā)現(xiàn)麻黃中含7種生物堿,抗癌藥物長(zhǎng)春花中已分離出60多種生物堿。
植物體內(nèi)生物堿含量雖少,但與人類(lèi)關(guān)系密切。許多生物堿是治病良藥,如毛莨科黃連根莖中的小蘗堿是黃連素的主要成分,有抗菌消炎作用;蘿芙木中的利血平能降血壓;石蒜中的加蘭他敏對(duì)小兒麻痹后遺癥有療效,罌粟果皮中所含的嗎啡堿是著名鎮(zhèn)痛劑;奎寧堿是有價(jià)值的解熱藥;三尖杉?jí)A和長(zhǎng)春花堿是治癌良藥;秋水仙素(堿)能人工誘變產(chǎn)生多倍體。有的生物堿可用來(lái)制作農(nóng)業(yè)用的殺蟲(chóng)劑。人們?cè)诩棺祫?dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)也分離到了生物堿,其中某些動(dòng)物的生物堿與它們報(bào)攝取食用的植物有關(guān),蟾蜍、蠑螈和某些魚(yú)類(lèi)中發(fā)現(xiàn)的生物堿是真正的動(dòng)物代謝產(chǎn)物
提取植物中生物堿的常用三種方法從植物中提取生物堿,一般有下面三種方法:
(1)蒸餾法。有些生物堿(如煙堿)可隨水蒸氣揮發(fā),則可用水蒸氣蒸餾法提取。(2)加堿提取法。在某些情況下,可把研碎的植物直接用氫氧化鈉處理,使原來(lái)與生物堿結(jié)合的有機(jī)酸與加入的氫氧化鈉作用,生物堿就會(huì)游離出來(lái),最后用溶劑萃取
(3)加酸一堿提取法。首先將含有較豐富生物堿的植物用水清洗干凈,瀝干研碎,再用適量的稀鹽酸或稀硫酸處理,使生物堿成為無(wú)機(jī)酸鹽而溶于水中,然后往此溶液中加入適量的氫氧化鈉使生物堿游離出來(lái),最后用有機(jī)溶劑萃取游離的生物堿,蒸去有機(jī)溶劑便可得到較純的生物堿
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