易運(yùn)紅,李 梅,王計(jì)長(zhǎng),吳功慶
(1.廣東藥學(xué)院醫(yī)藥化工學(xué)院,廣東 中山 528458;2.電子科技大學(xué)中山學(xué)院,廣東 中山 528402)
延胡索乙素作為中藥延胡索的主要有效成分之一,有較強(qiáng)的生理活性,具有中樞性鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、安定作用,鎮(zhèn)痛療效可靠,對(duì)慢性、持續(xù)性鈍痛有良好的治療作用,且鎮(zhèn)痛作用不屬于麻醉性鎮(zhèn)痛和消炎解熱鎮(zhèn)痛的范疇[1],同時(shí)還具有降壓、抗心律失常、抗血栓等藥理作用[2-3]。隨著對(duì)延胡索乙素研究的不斷深入,需求量將會(huì)越來(lái)越大,可是中藥延胡索中有效成分延胡索乙素的含量甚微[4]。中藥黃藤中黃藤素(巴馬?。┖靠蛇_(dá)3%,可通過(guò)還原巴馬汀制備延胡索乙素。近年來(lái)由于無(wú)計(jì)劃采挖,黃藤資源急劇減少,而需求量增加,為緩解這一矛盾,降低成本,提高提取率和優(yōu)化還原工藝提高延胡索乙素收率非常必要。目前研究提取黃藤素的工藝[5-8]多采用較便宜的酸水提取堿化鹽析的方法,該方法需要使用大量的氯化鈉,溶液中還溶解有一定的巴馬汀。還原巴馬汀制備延胡索乙素的方法有鋅粉-酸還原[9],甲醇中用硼氫化鉀還原[10],后法的收率比前法約高20%,但后法反應(yīng)太激烈不易控制。
本研究在硫酸溶液中提取黃藤中的巴馬汀,提取液直接用大孔樹脂富集純化得到巴馬汀,巴馬汀損失少,選用較溫和的還原劑硼氫化鈉還原巴馬汀制備延胡索乙素,正交試驗(yàn)優(yōu)選制備延胡索乙素的工藝條件。堿性氧化鋁柱色譜分離后的樣品經(jīng)儀器檢測(cè),結(jié)果表明,純化產(chǎn)物是延胡索乙素。
黃藤飲片(外購(gòu)),延胡索乙素對(duì)照品(HPLC>98%)。
電子天平,數(shù)控超聲波清洗器,數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀,紫外分光光度計(jì),核磁共振儀。
稱取1kg的黃藤粗粉,用0.5%的硫酸水溶液浸提,酸水提取液以8BV·h-1的速度流過(guò)預(yù)處理好的HPD-100大孔樹脂柱,先用1BV水洗,再用60%的乙醇洗脫,收集1200mL的洗脫液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收乙醇,得到濃縮液200mL,過(guò)濾濃縮液并保留濾液,濾渣用95%乙醇回流提取2次,每次2h,趁熱過(guò)濾,合并濾液,用鹽酸調(diào)節(jié)pH=2,靜置過(guò)夜,過(guò)濾得到黃色固體純化巴馬汀。
每次稱取0.50g的純化巴馬汀置于250mL三口燒瓶中,加入25mL乙醇加熱溶解,控制反應(yīng)溫度,加入催化劑,還原劑無(wú)水碳酸鉀用少量水溶解,通過(guò)恒壓滴液漏斗緩慢加入,反應(yīng)2h,反應(yīng)過(guò)程用TLC檢測(cè),薄層板:硅膠G板,展開劑:正己烷∶氯仿∶甲醇∶三乙胺=1∶7∶1.5∶2。根據(jù)乙醇濃度,反應(yīng)溫度、還原劑和催化劑用量設(shè)計(jì)4因素3水平表。同一實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。
根據(jù)正交試驗(yàn)的條件分析結(jié)果的最佳反應(yīng)條件制得反應(yīng)產(chǎn)物,重復(fù)3次。
取2.3驗(yàn)證試驗(yàn)中的反應(yīng)產(chǎn)物適量,用堿性氧化鋁,濕法裝柱,以甲苯、乙醚和甲醇為洗脫劑的組成部分,調(diào)節(jié)洗脫劑組分比例,每隔10mL收集1次,TLC檢測(cè),合并和延胡索乙素對(duì)照品在同一位置的斑點(diǎn),揮干溶劑,得到樣品,待測(cè)。
2.5.1 TLC檢測(cè)
2.4中得到的樣品與延胡索乙素對(duì)照品溶液比較。展開劑:甲苯∶丙酮∶三乙胺=8∶2∶1,硅膠G板。展開,揮干溶劑,碘熏3min,揮發(fā)碘后,在365nm處檢視。
2.5.2 熔點(diǎn)測(cè)定
用X4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)定熔點(diǎn),記錄延胡索乙素對(duì)照品和樣品固體的熔點(diǎn)。
2.5.3 紫外光譜測(cè)定
精密稱取3.30mg的延胡索乙素對(duì)照品,用甲醇溶解,轉(zhuǎn)入10mL的容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻。吸取0.5mL置于50mL的容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖 勻。以甲醇作為空白對(duì)照,在200~300nm范圍內(nèi)掃描波長(zhǎng),記錄掃描的光譜圖。再精密稱取3.92mg的樣品,以同樣方法處理,與延胡索乙素對(duì)照品紫外光譜比較。
2.5.4 核磁共振光譜測(cè)定
取20mg產(chǎn)物樣品,置于核磁管中,加入1mL氘代氯仿,振搖使之充分溶解制成樣品液。以TMS為內(nèi)標(biāo),在核磁共振儀中檢驗(yàn),分析結(jié)果。
根據(jù)表1的正交表?xiàng)l件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以制得的延胡索乙素粗品計(jì)算粗產(chǎn)率,結(jié)果見表1和表2。從極差R的大小看出,延胡索乙素粗產(chǎn)率影響因素強(qiáng)弱順序?yàn)镃>D>A>B。從表2中找出最佳路線是A1B3C2D3。
表1 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)表Tab.1 The results of orthogonal test
表2 正交綜合分析表Tab.2 results analysis of the orthogonal test
TLC檢測(cè)結(jié)果(圖1)表明,產(chǎn)物與延胡索乙素對(duì)照品在相應(yīng)位置上只有1個(gè)斑點(diǎn)。產(chǎn)物熔點(diǎn)mp:149~150℃,樣品和對(duì)照品等量混合,熔點(diǎn)mp:149~150℃,而文獻(xiàn)報(bào)道延胡索乙素熔點(diǎn)mp:148~149℃。從結(jié)果看,樣品的熔點(diǎn)和對(duì)照品熔點(diǎn)接近,熔程小,混合熔點(diǎn)不下降,初步判斷樣品為延胡索乙素。紫外光譜檢測(cè)結(jié)果:在200.0~300.0nm的范圍內(nèi)掃描光譜,延胡索乙素和樣品UV(CH3OH)λmax:282nm,221nm。1H-NMR(CDCl3)δ:6.62(1H),6.73(1H),6.80(1H),6.87(1H),2.66(2H),3.85(3 H),3.86(3H),3.87(3H),3.89(3H),3.56(2H),3.28(2H),2.66(2H),4.26(1H),3.54(1H),3.23(3H)。13C-NMR(CDCl3)δ:108.6(C-1),147.4(C-2),147.5(C-3),110.9(C-4),129.7(C-5),128.7(C-12a),123.8(C-12),127.7(C-8a),126.8(C-5),150.2(C-9),51.5(C-6),54.0(C-8),145.0(C-10),111.3(C-11),36.3(C-13),59.3(C-13a),60.2(OCH3),56.1(OCH3), 55.9(OCH3),55.8(OCH3)。氫譜數(shù)據(jù)和碳譜數(shù)據(jù)及其歸屬與 文獻(xiàn)[11]報(bào)道的基本一致,判定產(chǎn)物是延胡索乙素(C21H25NO4)。
圖1 產(chǎn)物(1)和對(duì)照品(2)TLC圖
圖2 產(chǎn)物的1H-NMR圖
圖3 產(chǎn)物的 13C-NMR圖
氫化還原制備延胡索乙素的正交試驗(yàn)中考察的4個(gè)因素(乙醇濃度、反應(yīng)溫度、還原劑用量、催化劑用量)的極差 R 分別為 5.96、4.67、16.96、8.56,由此可以看出還原劑用量影響較大,是影響產(chǎn)率的主要因素,催化劑的用量為次要因素,乙醇濃度和反應(yīng)溫度影響最小。最佳的氫化制備延胡索乙素的條件是A1B3C2D3,即乙醇濃度為80%,回流,還原劑∶巴馬汀=3∶1;催化劑∶巴馬汀=1.5∶1。
反應(yīng)機(jī)理推測(cè):
本研究利用NaBH4還原巴馬汀中的,一般認(rèn)為,NaBH4對(duì)C=N的還原類似對(duì)C=O的還原,屬于親核加成,氫負(fù)離子進(jìn)攻C=N的碳原子,硼作為缺電子原子與氮結(jié)合,1分子的NaBH4還原4分子的C=N。由于受C=N的影響,β碳原子正電性增加,氫負(fù)離子進(jìn)攻β碳原子。
根據(jù)文獻(xiàn)[12],過(guò)量反應(yīng),升高反應(yīng)溫度,加入弱堿性物質(zhì)均能夠提高還原劑NaBH4的還原活性。本研究還原巴馬汀的正交試驗(yàn)結(jié)果也表明,采用過(guò)量的還原劑,催化劑無(wú)水碳酸鉀提供弱堿性環(huán)境,提高還原劑的活性,回流條件下反應(yīng),是還原巴馬汀的優(yōu)化條件,既還原了碳碳雙鍵,也還原了C=N。
本文研究的從黃藤中提取巴馬汀制備延胡索乙素的方法可操作性較強(qiáng),產(chǎn)率高,反應(yīng)條件溫和可控,路線環(huán)保經(jīng)濟(jì),為生產(chǎn)制備延胡索乙素提供良好的參考依據(jù)。
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