我校新開教學(xué)實驗荷包牡丹堿的分離純化的設(shè)計

1、我校新開教學(xué)實驗“荷包牡丹堿的分離純化”的設(shè)計韋琨 蔡樂 劉金 周皓 曹秋娥云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明 650091摘要天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)的重要的專業(yè)必修課程，其配套實驗課程設(shè)計對于該課程的教學(xué)非常重要。云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院新開了一個天然藥物化學(xué)教學(xué)實驗一一荷包牡丹堿的分離純化。本實驗通過甲醇超聲提取、硅膠柱層析劃段和甲醇重結(jié)晶三個步驟，即可從云南傳統(tǒng)中藥地不容中獲得純度較高的荷包牡丹堿。本實驗簡便、高效且易于操作，適合用于制藥工程專業(yè)本科生的實驗教學(xué)。關(guān)鍵詞荷包牡丹堿；提取分離；天然藥物化學(xué)；制藥工程專業(yè)中圖分類號G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-7210(201

2、6)01(b)-0167-03A new teaching experiment that the design of isolation and purification of dice ntrine in our schoolWEI Kun CAI Le LIU Jin ZHOU Hao CAO Qiu eSchool of Chemical Scie nee and Tech no logy, Yunnan Uni versity, Yunnan Provin ce, Kunming 650091, Chin aAbstract Chemistry of n atural medic i

3、ne is an importa nt compulsory course for pharmaceuticabpecialty and the cor-resp onding experiment course is also very important. A new teaching experiment for chemistry of natural medicine isolation and purificati on of dice ntrine is developed in School of Chemical Scie nee and Tech no logy, Yunn

4、an Uni versityn this experime nt,pure dice ntri ne can be obta ined from Stepha ni aepigaeaaccord in gto metha nol ultras onic extractio n,silica gel colum n chromatography,a nd metha nol recrystallizatio n. This experime nt is convenient, effective, and suitableto be a teachi ng experime ntfor the

5、un dergraduateof pharmaceuticale ngin eer ing.Key words Dicentrine； Extraction and purification； Chemistry of natural medicine ；Pharmaceutical engineering天然藥物化學(xué)是制藥工程專業(yè)一門重要的專業(yè) 必修課程，主要研究天然藥物主要有效成分的結(jié)構(gòu)類 型、生源途徑、理化性質(zhì)、提取分離及結(jié)構(gòu)鑒定等 。天 然藥物化學(xué)實驗課程是為了更好地掌握天然藥物化 學(xué)理論課程的教學(xué)內(nèi)容，配套設(shè)計的各類化合物的提 取分離和結(jié)構(gòu)表征實驗，是天然藥化理論知識和實際 操作的紐

6、帶，通過該實驗課程能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生 的實際操作能力和創(chuàng)新能力2。從傳統(tǒng)中藥或者藥用植物中提取分離天然活性成分，不僅可以解決很 多活性化合物的來源以供活性篩選或藥用開發(fā)，而且可以推進(jìn)中藥的現(xiàn)代化和國際化3。因而,進(jìn)行天然活性化合物的提取分離工藝研究，并應(yīng)用于天然藥物化 學(xué)實驗教學(xué)不僅具有很好的實用性，而且還能夠調(diào)動 學(xué)生的實驗興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神?；痦椖吭颇鲜「咝１究平虒W(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項目2013)。通訊作者蔡樂1977-),男,博士，副教授；研究方向：天然 產(chǎn)物化學(xué)。1實驗研究對象的選擇云南大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院制藥工程實驗教學(xué)團(tuán)隊在設(shè)計教學(xué)試驗時注重實用性，力求在

7、傳統(tǒng)實驗教學(xué)中結(jié)合云南省地方特色，開發(fā)新的適合制藥工程專業(yè)的天然產(chǎn)物化學(xué)教學(xué)實驗。地不容Stepha- nia epigaea)是云南著名的傳統(tǒng)中草藥圖1),味苦而辛，性涼，有小毒，功能清熱解毒、鎮(zhèn)靜、理氣、止痛4。 來自于防己科 Menispermacea千金藤屬植物，生長 于濕熱河谷的石灰?guī)r上，俗名山烏龜、地膽、金不換等。在植物分類學(xué)上屬千金藤屬山烏龜亞屬 ，資源較 為豐富5-6。研究表明，地不容中荷包牡丹堿的含量極 高，荷包牡丹堿 dicentrine)屬于異喹啉類阿樸菲生物 堿 圖1),屬于天然藥物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的一類典型 生物堿，具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗癌7-8、腸道平滑肌解痙9、 抗菌1

8、0及抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用11-12。荷包牡丹堿 的商品名為痛可寧，用于頭痛、牙痛、小手術(shù)后疼痛及 神經(jīng)衰弱等。文獻(xiàn)調(diào)研未見關(guān)于荷包牡丹堿提取工藝 的研究，將地不容中荷包牡丹堿的提取工藝應(yīng)用于本 科教學(xué)，具有較好的云南地方特色，有利于提高學(xué)生圖1地不容藥材和荷包牡丹堿的結(jié)構(gòu)對天然藥物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。2實驗方案的設(shè)計經(jīng)過大量的前期研究，篩選了不同的提取方法、 柱層析條件和重結(jié)晶條件等，結(jié)合教學(xué)實驗的條件和 要求,最終確定了以下實驗方案： 2.1荷包牡丹堿的提取取地不容藥材粉末50 g,采用甲醇超聲提取3次, 每次使用甲醇200 mL,每次超聲30 mi n。抽濾,合并 甲醇提取液，減壓濃縮回收甲

9、醇得到粗提物。2.2荷包牡丹堿的分離首先是拌樣：取以上粗提物采用甲醇溶解進(jìn)行拌 樣，硅膠Q00-200目)用量為5.0 g,樣品拌至完全干 燥備用。然后是濕法裝柱：硅膠用量為40 g,采用石油 醚150 mL進(jìn)行分散，裝入5 cmX30 cm的層析柱，把石 油醚放至液面高出硅膠面 2 cm左右放出石油醚經(jīng)重 蒸后可回收用于柱層析),靜置30 min使層析柱自然 壓緊。此時把拌好的硅膠通過漏斗緩慢加入層析柱中，放干溶液。最后開始柱層析：采用石油醚-丙酮4 ：) 200 mL進(jìn)行洗脫，棄去此部分洗脫液，繼續(xù)用石油 醚-丙酮-二乙胺 60 ：20 :1 ) 200 mL進(jìn)行洗脫，收集 此部分洗脫液，

10、減壓濃縮，所得物含荷包牡丹堿80%以上。2.3重結(jié)晶取以上主要含荷包牡丹堿的所得物，加入971 mL 甲醇進(jìn)行溶解，若溶解困難可在水浴上微微加熱，溶 解完畢后密閉，在4C冰箱中靜置24 h后 也可直接 放置到下次實驗時間),有沉淀析出，抽濾，用2 mL 甲醇洗滌固體，即可得到純度大于 90%的荷包牡丹 堿，自然陰干后稱重 得量約100 mg)。2.4結(jié)構(gòu)表征所得荷包牡丹堿首先通過與對照品進(jìn)行薄層層 析色譜TLC)比較進(jìn)行確定。顯色劑采用改良碘化鉍 鉀試劑。展開劑選用氯仿-甲醇4：),所得化合物與 對照品Rf值一致，確定所得化合物為荷包牡丹堿 。也 可進(jìn)一步通過核磁共振NMR)進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，以下

11、是荷包牡丹堿的NMR數(shù)據(jù)：荷包牡丹堿伶14： NMR CDCb, 400 MHz):36.42 1H, s, H-3 ), 3.08 QH, m, H-4 a), 2.58 QH, m, H- 4b), 3.04 1H, m, H- 5a), 2.41 1H, m, H-5b),3.01 QH, br s, H-6 a), 2.97 1H, dd, J11.6, 5.8 Hz, H-7a), 2.45 1H,dd,JW1.6, 5.8 Hz,H- 7b), 6.72 1H,s, H-8 ), 7.60 1H,s, H -1 1), 5.82 1H, s, OCH20)a, 5.98 1H, s

12、, OCH2O), 3.84, 3.86 2 X3H, 2 冶，9, 10-0 CH3), 2.44 3H,s,6- NCH3) 13C NMR CDCI3, 100 MHz):劇6.4 s, C-1 ), 116.4 s, C-1 a), 126.3 s, C-1 b), 141.6 s, C2), 106.6 d, C-3 ), 126.4 s, C-3 a), 29.0 t, C-4 ), 54.4 (,C-5 ), 62.2 d, C- 6a), 34.0 t, C-7 ), 128.2 s, C- 7a), 111.1 d, C- 8), 147.5 s, C- 9) , 148.0

13、 s, C10), 110.3 d,C-11), 123.4 s, C- 11a), 100.4 OCH2O), 55.6 q, 9 - OCH3) , 55.9 q, 10- OCH3), 43.8 q, 6 - NCH3)。3實驗教學(xué)中的注意事項3.1藥材選擇地不容藥材品種較多，本實驗所用藥材為千金藤 屬地不容S. epigaea)15,特別注意不要誤用葫蘆科雪 膽屬植物雪膽16,購買時需準(zhǔn)確辨認(rèn)。此外,其他地不 容中荷包牡丹堿含量不高，比如齒葉地不容17和河谷 地不容18等,不能用于該實驗。3.2粉碎程度藥材粉碎不能過細(xì)，一般過24目篩,或者粉碎成 普通粗粉即可購買藥材時可直接要求粉碎)

14、,粉碎過 細(xì)容易導(dǎo)致抽濾困難，延長試驗時間。3.3提取工藝比較了甲醇回流、甲醇超聲和 0.5 %鹽酸水溶液 滲濾常規(guī)生物堿提取方法19L20)3種提取方法。結(jié)果 表明甲醇回流提取成分復(fù)雜，后續(xù)分離困難，而0.5%鹽酸水溶液滲濾對荷包牡丹堿的提取率很低。所以實驗教學(xué)中采用甲醇超聲提取最佳，既能較完全地提取荷包牡丹堿，而且引入的雜質(zhì)少，有利于后續(xù) 分離。3.4柱層析洗脫劑篩選二乙胺可以極大增加洗脫劑對荷包牡丹堿的洗 脫能力。所以實驗教學(xué)中應(yīng)注意，第1次洗脫不加二 乙胺,可以洗脫大部分雜質(zhì)，而不會洗脫荷包牡丹堿。 第2次洗脫須加入二乙胺，增強對荷包牡丹堿的洗脫 能力，可以集中得到純度高于 80%的荷

15、包牡丹堿。此 部分會混有少量極性更大的青藤堿。3.5重結(jié)晶甲醇用量在保證溶解的情況下，重結(jié)晶溶劑甲醇的用量應(yīng) 該盡量少，可以采用加熱幫助溶解，這樣可以實現(xiàn)高 純度大于90%)高收率的獲得荷包牡丹堿。4實驗教學(xué)心得荷包牡丹堿的分離純化實驗具有容易操作、試劑簡單和結(jié)果可控的優(yōu)點，并于去年應(yīng)用于云南大學(xué)化 學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院制藥工程專業(yè)的實驗教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果。本實驗要求學(xué)生查閱相關(guān)文 獻(xiàn)，了解生物堿的常規(guī)提取方法和硅膠柱層析洗脫條 件選擇的原則。在實驗過程中讓學(xué)生熟悉了天然藥物 化學(xué)的基本操作，包括提取、柱層析和重結(jié)晶等。在實 驗報告的撰寫過程中，要求學(xué)生思考實驗中遇到的問 題，比如抽

16、濾困難與粉碎過細(xì)有關(guān)，提取效率低又和 粉碎粒度、提取時間和溶劑加入量有關(guān)等，結(jié)合實驗 過程能夠讓學(xué)生更好地掌握天然藥物化學(xué)實驗的基 本操作和實驗原理。綜上所述，荷包牡丹堿的分離純化實驗適用于制藥工程專業(yè)天然藥物化學(xué)的實驗教學(xué)。參考文獻(xiàn)1吳立軍.天然藥物化學(xué)M.7版.北京：人民衛(wèi)生岀版社，2011.2梁敬鈺.天然藥物化學(xué)實驗與指導(dǎo)M.2版.北京：中國醫(yī) 藥科技岀版社，2010.3俞媚華，侯愛君，王洋.天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)改革探討J. 實驗室研究與探索，2013, 32 7) 144-145.4Dong JW，Cai L，F(xiàn)ang YS，et al. Proaporphine and apor-

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