苦参碱：多方面作用及提取分离方法

15.6.2　苦参碱

苦参碱（matrine）存在于豆科槐属植物苦参（Sophora f lavescens）的根中。在同属的其他植物如越南槐（S. tonkinensis）、砂生槐（S.moorcro f tiane）、苦豆子（S.alopecuroides）等也含有该成分。现代临床及药理研究表明，苦参碱具有抗肿瘤、升白细胞、平喘祛痰以及抗过敏等多方面的作用。苦参中除苦参碱外，还含有氧化苦参碱（oxymatrine）、去氢苦参碱（sophocarpine，异名苦参烯碱、槐果碱）等，氧化苦参碱有抗癌、抗衰老等作用，苦参总碱和鞣酸反应可生成苦参碱鞣酸盐，临床常用于治疗菌痢、肠炎。

1.化学结构

苦参碱，属于喹喏里西啶类生物碱，有α、β、γ、δ4种异构体，常见为α-苦参碱，其基本骨架由两个喹喏里西啶环骈合而成，结构中有两个氮原子。

2.理化性质

（1）性状：见表15-6。

表15-6　苦参碱与氧化苦参碱的性质

注：为α-苦参碱与α-氧化苦参碱性状数据

（2）溶解性：见表15-7。

表15-7　苦参碱与氧化苦参碱的溶解性

3.苦参碱的提取分离

苦参碱的提取方法主要是传统的离子交换树脂法，也有乙醇提取还原转化法。现代技术如超临界流体萃取法、超声波提取法、微波辅助提取及乙醇提取高速逆流分离纯化方法等虽有文献报道，但多为实验室工艺。

（1）离子交换树脂法

【工艺原理】

苦参碱具有较强的碱性，可溶于酸水，利用此性质采用酸水法提取，将酸水液通过阳离子交换树脂柱，生物碱阳离子被交换到柱上，与非离子成分分离。将树脂碱化，使生物碱游离，再用三氯甲烷提取总生物碱。然后利用总碱中各成分的极性差异采用溶剂法和色谱法进行分离。

【操作过程及工艺条件】

1）提取：苦参根粗粉，加0.1%盐酸，混匀，使提取原料充分膨胀，装入渗漉桶中，以4～5m l/min速度渗漉，收集渗漉液。

2）总生物碱的提取与纯化（酸水提取-阳离子交换树脂纯化）：渗漉液通过强酸型阳离子交换树脂，直至流出液无生物碱反应。将树脂用蒸馏水充分洗涤除去杂质，晾干后加10%氨水碱化，搅匀，使树脂充分膨胀。树脂装入连续回流提取器中，加三氯甲烷连续回流至提尽生物碱。回收溶剂，得棕黄色黏稠物（粗生物碱），加丙酮溶解，降温，结晶过滤，得苦参总生物碱。

3）总生物碱的分离：苦参总生物碱加少量三氯甲烷溶解，再加入10倍量的乙醚，沉淀部分加丙酮重结晶，得到氧化苦参碱；醚溶部分流经氧化铝色谱柱，用苯洗脱得去氢苦参碱；用乙醚-甲醇（19∶1）洗脱，收集洗脱液，回收溶剂，余下的物质加丙酮溶解，结晶得到苦参碱。

【生产工艺流程】

1）苦参总生物碱的提取：

2）苦参总生物碱的分离：

【工艺注释】(www.xing528.com)

1）氧化苦参碱是苦参碱的N-氧化物，极性稍大，难溶于乙醚。当将苦参总生物碱溶于少量三氯甲烷，加入约10倍量乙醚时，氧化苦参碱沉淀析出，其他生物碱如苦参碱、去氢苦参碱等仍留于溶液中。

2）离子交换法分离纯化苦参总碱，选用聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂（交联度1×7，即7%），由于市售的阳离子交换树脂为钠型，含水量不足，使用前需进行转型，去杂质和吸水膨胀处理。用蒸馏水洗至水的颜色较浅为止，室温下再加蒸馏水浸泡一天；或于80℃水浴上加热1小时，使树脂充分膨胀；然后倾去水，减压抽干后，加入2mol/L盐酸不断搅拌，浸泡1小时，倾去酸水液，再加2mol/L盐酸400m l浸泡过夜。将树脂装入色谱柱中，再将浸泡用的盐酸全部通过树脂柱（4～5m l/m in），用蒸馏水洗至pH4～5后备用。

3）使用过的树脂再生后仍可重复使用，处理方法是将用过的树脂用蒸馏水洗去杂质，抽干，加2mol/L盐酸浸泡后装在色谱柱中，使酸液通过树脂柱，再用水洗去酸液，然后用2mol/L氢氧化钠溶液浸泡后装在色谱柱中，使碱液通过树脂柱，再用水洗去碱液，然后再次用2mol/L盐酸浸泡，使酸液通过树脂柱，用水洗去酸液即可。

4）三氯甲烷连续回流提尽生物碱检查方法为：取提取器中部提取筒中的三氯甲烷液滴在滤纸上，喷以改良碘化铋钾试剂，观察斑点颜色是否呈生物碱阴性反应。

（2）乙醇提取还原转化法

【工艺原理】

利用还原剂在活性炭的催化下，将氧化苦参碱和与苦参碱结构相似的槐果碱以及部分槐定碱还原成苦参碱来制备苦参碱的方法。

【操作过程及工艺条件】

1）苦参生物总碱的提取：将原料干燥粉碎成粗粉，用50%～80%乙醇将原料粗粉浸透，置于回流提取器中，在60～80℃温度下，用50%～80%乙醇回流提取2～4次，合并提取液，料渣弃去。

2）苦参碱的还原：按提苦参生物总碱2%～7%的比例向提取液中加入颗粒状活性炭，并在35～55℃温度下，按提苦参生物总碱3%～10%的比例向提取液中缓慢加入80%水合肼进行还原反应，用薄层色谱检查反应液中的氧化苦参碱和槐果碱斑点消失时，反应停止。

3）苦参总生物碱的纯化：将反应液浓缩成浸膏，用0.5%～2%稀酸将浸膏溶解，溶液过强酸型阳离子交换树脂，并控制流速为10～50m l/min，然后用蒸馏水洗树脂，直至水洗液为中性，树脂中再加入碱水碱化后，乙醇洗脱，得乙醇洗脱液。

4）分离苦参碱：乙醇洗脱液减压浓缩成浸膏，用15%～25%酸液将浸膏溶解后，加入碱液碱化至pH9～11，溶液分层，下层水弃去，上层放置结晶，过滤，得苦参碱粗品；母液减压浓缩，丙酮溶解，溶液过氧化铝柱色谱，丙酮洗脱，洗脱液减压回收丙酮，得苦参碱粗品。

5）苦参碱的纯化：合并以上步骤所得的苦参碱粗品，丙酮反复重结晶，得苦参碱纯品。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

乙醇提取还原转化法是在传统的乙醇作为提取溶媒的基础上，提取液在活性炭的催化下与80%水合肼进行强烈还原反应，将氧化苦参碱和与苦参碱结构相似的槐果碱以及部分槐定碱还原成苦参碱，从而制得大量的苦参碱。

（3）大孔吸附树脂法

【工艺原理】

苦参总生物碱中除苦参碱外，还含有氧化苦参碱、槐果碱等，在不同的树脂上有不同的吸附性能，从而可用大孔吸附树脂法进行分离。

【操作过程及工艺条件】

1）将苦参粗粉用pH3.0的稀盐酸水溶液在0.08M Pa真空度下常温减压浸取5次，第1次4小时，其余4次每次浸提2小时，收集浸提液。

2）浸提液用NaOH碱化后，通过SP825型非极性大孔吸附树脂，极性较大的氧化型生物碱如氧化苦参碱等不被吸附，进入流出液中，分别采用水和浓度递增的乙醇洗脱，苦参碱存在于50%～65%乙醇洗脱液中。

3）再用真空液相色谱和重结晶方法获得苦参碱。

【生产工艺流程】

【工艺注释】

1）采用大孔吸附树脂法提取分离苦参碱，研究表明，不同树脂表现的吸咐性能不同，在静态下考察了7种大孔吸附树脂SP825、D4020、D301R、D512、D201、AB-8和NKA-9的吸附性能，采用紫外可见分光光度法，其中SP825吸附量最大，为706.19mg/g，进行洗脱实验由脱附曲线可知乙醇洗脱效果最佳，洗脱条件为：用4BV的50%乙醇进行洗脱，解吸率为81.64%，对苦参碱粗品进行提纯，收率达到27.59%，SP825型大孔吸附树脂综合性能最好，适合于苦参碱的分离纯化。

2）另一研究选择了5种大孔吸附树脂，对苦参水提液中氧化苦参碱的分离效果进行了研究，采用HPLC定量分析法，结果表明，大孔吸附树脂LSA-21和LSA-30的分离效果明显优于LSA-40、H P-10和AB-8，LSA-21在pH10.0和pH 0时吸附效果最好，其动态饱和吸附率为14.52mg/m l，静态饱和吸附率为6.88mg/m l，最适洗脱剂为体积分数30%乙醇，解吸率可达90%以上。静态饱和吸附率随温度的升高而降低，其中在较低温度范围（0～10℃）内影响显著，静态吸附速度随时间的延长而变小，在吸附的前2小时内，吸附速度很大且基本恒定，2小时之后吸附速度变得非常小。

3）大孔吸附树脂法具有物理化学稳定性高、吸附选择性独特、不受无机物存在的影响、再生简便、解吸条件温和、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点。因此，它被广泛应用于天然药物有效成分的提取分离中，在应用于苦参碱的分离中显示出极好的发展前景。