一種從黃連中提取鹽酸小檗堿的新方法

張武雄

（江門中醫(yī)藥學(xué)校，廣東 江門 529000）

鹽酸小檗堿又稱黃連素，存在于小檗科等4科10屬的許多植物中[1]。黃連為毛茛科植物黃連、三角葉黃連或云連的干燥根莖，以上3種分別習(xí)慣稱為“味連”“雅連”“云連”，有清熱燥濕、瀉火解毒的功效[2]。黃連中含鹽酸小檗堿、黃連堿、巴馬汀等原小檗堿型生物堿，其中鹽酸小檗堿為主要活性成分，鹽酸小檗堿已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于治療敏感病原菌所致的胃腸炎、細菌性痢疾等腸道感染性疾病，后來又發(fā)現(xiàn)了鹽酸小檗堿有新的作用：如免疫促進、降血壓、抗心律失常、降血糖、降血脂等作用[3]。

目前，針對鹽酸小檗堿提取工藝的研究比較多，常用的提取方法有酸水常溫浸提法、酸水滲漉法、乙醇回流提取法以及微波、超聲波輔助的提取法等，已經(jīng)非常成熟地應(yīng)用于實驗教學(xué)，并已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但這些方法均存在耗時長、操作步驟多等問題[4-6]。

1 新工藝提出的背景及理論指導(dǎo)

1.1 傳統(tǒng)提取工藝的局限性

目前，鹽酸小檗堿提取工藝改進方面主要集中在調(diào)整酸水的濃度（主要是用硫酸水）、使用酸水提取與乙醇提取的比較、藥材與溶劑的比例、提取的次數(shù)、每次提取的時間、加入食鹽的比例、用石灰乳調(diào)節(jié)pH值的范圍以及使用微波或超聲輔助提取以加快提取速度等方面[7-9]。

以上提取工藝的改進未涉及提取原理的改變，并未對提取原理的合理性提出質(zhì)疑。目前教材一般認(rèn)為小檗堿以鹽酸鹽的形式存在于黃連中[10-12]，其中酸水提取法的原理根據(jù)為：根據(jù)游離小檗堿與氫鹵酸作用生成的鹽在水中溶解度小，其含氧酸鹽在水中溶解度比較大的性質(zhì)進行提取。因此，從植物中提取小檗堿時常用稀硫酸來提取，然后加過量的氯離子，使其硫酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)辂}酸鹽而析出。

1.2 小檗堿在黃連中存在的形式

小檗堿是否真的以鹽酸鹽的形式存在于黃連中呢？這個問題很少有人思考，也沒有人懷疑，以至于很多提取工藝仍局限在對硫酸水提取的改進中。筆者做了以下實驗，證明小檗堿并非全部以鹽酸鹽的形式存在。黃連（味連）20 g，加入200 ml水，煎煮20分鐘，過濾，靜置放冷，無沉淀析出。向濾液中加入4%NaCl，有黃色沉淀析出，抽濾，漂白水試驗為櫻紅色，確定為鹽酸小檗堿，水重結(jié)晶精制，烘干，得鹽酸小檗堿精品0.6 g。經(jīng)查閱文獻[13]，鹽酸小檗堿溶于沸水，在冷水中的溶解度較?。ɡ渌?∶500）。如果以鹽酸鹽的形式存在，按《中國藥典》的標(biāo)準(zhǔn)，味連含鹽酸小檗堿至少5.5%以上，所以20 g黃連應(yīng)該至少含有1.1 g鹽酸小檗堿，因為鹽酸小檗堿溶于沸水，200 ml沸水應(yīng)該能溶解藥材中的大部分鹽酸小檗堿，當(dāng)趁熱過濾除掉藥渣后放冷，應(yīng)該會有鹽酸小檗堿析出（因為200 ml冷水最多只能溶解0.4 g鹽酸小檗堿），但實驗并沒有觀察到有鹽酸小檗堿析出。而本實驗當(dāng)加入4%的NaCl后即有鹽酸小檗堿析出，說明小檗堿可能并不是以鹽酸鹽的形式存在，或者只有少數(shù)以鹽酸鹽的形式存在，而大部分以其他鹽的形式存在，當(dāng)用沸水提取后，小檗堿以可溶性的鹽存在，當(dāng)外界加入了NaCl后，人為地引入了Cl-，生成了鹽酸小檗堿，當(dāng)其超過其飽和溶解度時即析出沉淀，并且因為Cl-的同離子效應(yīng)和NaCl的鹽析作用加快了沉淀的析出。

1.3 新的提取工藝的理論指導(dǎo)

受到以上實驗的啟發(fā)，筆者大膽設(shè)計新的提取工藝，使用食鹽水煎煮法提取黃連中的鹽酸小檗堿，并用沉淀溶解平衡、溶度積、同離子效應(yīng)、鹽析等理論指導(dǎo)實驗并與傳統(tǒng)的提取方法進行比較，取得了突破性的進展，使提取工藝大大簡化。

2 不同提取方法的比較

2.1 傳統(tǒng)酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸漬24小時，過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加石灰乳調(diào)節(jié)pH值至10，抽濾，濾液滴加濃鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2～3，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。

鹽酸小檗堿精制：將上述鹽酸小檗堿粗品放入盛有50倍蒸餾水的燒杯中，煮沸，攪拌溶解，趁熱過濾，濾液加鹽酸調(diào)節(jié)pH值到2～3，放冷即可析出鹽酸小檗堿精制品，過濾，用蒸餾水洗結(jié)晶數(shù)次，80℃以下干燥，稱重，計算提取率。

2.2 改進的酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸漬24小時，過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統(tǒng)酸水浸提法。

2.3 超聲輔助酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，超聲處理20分鐘后過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統(tǒng)酸水浸提法。

2.4 煎煮法

黃連20 g，加入200 ml純化水，煎煮20分鐘，趁熱過濾，加入4%NaCl，攪拌溶解，靜置析晶，濾渣同法提取1次，合并抽濾，即得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統(tǒng)酸水浸提法。

2.5 食鹽水煎煮法

黃連20 g，加入200 ml水，同時加入8 g食鹽，煎煮20分鐘，趁熱過濾，靜置析晶，抽濾，濾渣同法提取1次，合并抽濾，即得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統(tǒng)酸水浸提法。

3 實驗結(jié)果（見表1）

表1 使用不同方法提取鹽酸小檗堿的提取率比較

4 討論

4.1 傳統(tǒng)酸水浸提法

設(shè)計目的：以傳統(tǒng)酸水浸提法作為對照。

傳統(tǒng)酸水浸提法需要浸泡過夜，操作步驟多且費時；需要使用硫酸水，容易腐蝕容器；濾液需要用石灰乳除去多余的硫酸，而石灰乳容易腐蝕玻璃容器，且容易造成樣品損失；需要使用濃鹽酸除去多余的石灰乳；樣品損失較多，提取率低，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。一般實驗教學(xué)需要4次課、8個學(xué)時才能完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.2 改進的酸水浸提法

設(shè)計目的：省去石灰乳除硫酸以及濃鹽酸調(diào)酸度步驟。

加石灰乳的目的是為了除去多余的硫酸以及使小檗堿游離出來，而硫酸根并不影響鹽酸小檗堿的析出，所以不必要除去多余的硫酸，而且在酸性條件下，鹽酸小檗堿亦可析出沉淀，故不必使小檗堿游離。因此，可以不用加入石灰乳及濃鹽酸。實驗證實，提取率更高，說明提取工藝改進的可行性。且實驗教學(xué)只要3次課、6個學(xué)時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.3 超聲輔助酸水浸提法

設(shè)計目的：縮短浸提時間，加快提取速度。

利用超聲波產(chǎn)生強烈空化效應(yīng)、機械振動和攪拌作用等原理，破壞植物細胞壁結(jié)構(gòu)，加快鹽酸小檗堿在媒介中的傳遞擴散，使提取迅速達到平衡，從而提高小檗堿的提取效率、縮短提取時間。實驗教學(xué)只要2次課、4個學(xué)時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.4 煎煮法

設(shè)計目的：用沸水代替硫酸水提取，用煎煮代替超聲輔助。

既然小檗堿并不是完成以鹽酸小檗堿的形式存在，而鹽酸小檗堿在沸水中溶解，在冷水中微溶，那么只要用適量的熱水煎煮提取小檗堿的鹽，趁熱過濾，再加入食鹽，人為地引入Cl-，攪拌溶解，使小檗堿以鹽酸鹽的形式析出，即可省去硫酸水浸泡的步驟，同時沸水提取加快了小檗堿的析出，可代替超聲輔助。實驗結(jié)果證實該提取工藝的可行性，步驟簡單，實驗教學(xué)只要2次課、4個學(xué)時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別，并可用于大量生產(chǎn)，該提取分離工藝為筆者首創(chuàng)。

4.5 食鹽水煎煮法

設(shè)計目的：食鹽在煎煮前提前加入，省去后續(xù)的加鹽攪拌溶解步驟。

既然小檗堿并不是完成以鹽酸小檗堿的形式存在，那么只要在煎煮前加入食鹽，先引入Cl-，使小檗堿以鹽酸鹽的形式存在，趁熱過濾，靜置析晶，即可省去溶解食鹽的步驟。實驗結(jié)果證實該提取工藝的可行性，步驟更簡單，實驗教學(xué)只要2次課、4個學(xué)時，可以有充足的時間完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別，并可用于大量生產(chǎn)，該提取分離工藝亦為筆者首創(chuàng)，是筆者提倡的新方法。

4.6 食鹽加入量的推算

鹽酸小檗堿C20H18O4Cl以下簡寫為BCl。鹽酸小檗堿在冷水中的溶解度為1∶500（微溶），分子量為371.5，則其溶度積KSP，BCl=2.9×10-5（KSP，BCl=[B+][Cl-]=S2，S=[B+]=mBCl/（MBCl×V）=1/（371.5×0.5）=5.4×10-3mol/L），如果要有 BCl析出，則必須有大于5.4×10-3mol/L的[Cl-]存在，如果[Cl-]全部依賴于外界加入，則需要加入 NaCl的濃度為：5.4×103mol/L×58.5 g/mol=0.32 g/L；如果要使99%的BCl析出，即1%的BCl留在濾液中，則[B+]=5.4×10-3mol/L×1%=5.4×10-5mol/L，根據(jù) KSP，BCl=[B+][Cl-]=2.9×10-5，則至少要加入 NaCl的濃度為：5.4×10-1mol/L×58.5 g/mol=32 g/L=3.2 g/100 ml，106即3.2%（W/V）。因此，以上實驗均統(tǒng)一加入4%的NaCl，能確保絕大部分鹽酸小檗堿析出，這也解決了加入食鹽的量的問題。以往的工藝均是靠經(jīng)驗或?qū)嶒炄ッ?，并沒有使用沉淀平衡原理、溶度積理論、同離子效應(yīng)等計算食鹽的量，這也是筆者的創(chuàng)新之處。

5 結(jié)語

從黃連中提取鹽酸小檗堿是很多學(xué)校的天然藥物化學(xué)課程或中藥化學(xué)課程開設(shè)的實驗課，常采用醇提法或酸水浸提法進行，耗時長，影響了實驗的連續(xù)性。筆者結(jié)合多年的天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)經(jīng)驗，在實驗的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷改進工藝，并運用了沉淀平衡原理、溶度積理論、同離子效應(yīng)等計算食鹽的加入量，最終設(shè)計了從黃連中提取鹽酸小檗堿的新方法，即用食鹽水煎煮法提取黃連中的鹽酸小檗堿，提取率為5.6%，簡化了提取步驟，使實驗時間大大縮短，由原來需要4次實驗課的實驗縮減為2次實驗課，有利于安排學(xué)生的實驗；同時減少了實驗試劑的使用，降低了成本，無污染及腐蝕性，綠色環(huán)保，適用于工業(yè)生產(chǎn)，有一定的實用價值。