（分析化学专业论文）超临界流体萃取百合中的秋水仙碱.pdf

硕士学位论文 摘要 摘要 本文研究了超临界二氧化碳流体萃取百合中的秋水仙碱的工艺条件，并f 】 正交法对工艺条件进行了优化筛选，找到了超临界二氧化碳流体萃取百合r | j 秋水 仙碱的最佳工艺条件：在4 0 、1 8 m p a 压力条件下，以乙醇为捉携剂萃墩2 h 同时，将各因素对萃取效果影响的大小进行了比较，在选定的工艺条件内，各 因素的影响秩序为：萃取温度 萃取时间 萃取压力 提携剂用量。 通过对紫外分光光度法和高效液相色谱法测定结果的比较，本文认为商 效液相色谱法更适合于萃取物中秋水仙碱含量的分析。并用高效液相色谱法测 得百合中秋水仙碱的含量为o 0 4 9 。 同时，本文用传统的有机溶剂提取法对百合中的秋水仙碱进行了提取研 究，并与超临界流体萃取方法进行了比较。结果表明：超临界流体萃取秋水仙 碱步骤简单、条件温和，一般超临界萃取设备均可达到这些条件，易于实现工 业化。超临界流体萃取不但萃取效率高，而且超临界萃取物中杂质成分较少。 本文对百合食品加工产生的废液进行了提取秋水仙碱的研究，认为从这 种废液中提取秋水仙碱是可行的。 本文研究了用薄层色谱法进一步分离提取物中秋水仙碱的分离、制备条 件，找到了种制备少量样品的合适方法。 使用超i 临界二氧化碳流体萃取百合中的秋水仙碱，不但简化了提取工艺 流程，提高了萃取效率，而且该法产生的“三废”少，对环境友好。因此，此 法可应用于秋水仙碱的提取。 关键词 超临界流体萃取；百合；秋水仙碱：高效液相色谱；薄层色谱 硕士学位论文 a b s t r a c t s u p e r c r i t i c a lc a r b o nd i o x i d en u i de x t r a c t i o no f c o l c h i c i n ef o mt h e b u l b so f l i l yw a s s t u d i e da n dt h ee x t r a c t i o nt e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o n sw e r e o p t i m i z e db y v e n i c a l m e t h o d t h ec o n t e n t so fc o l c h i c i n ei ne x t m c t sw e r e d e t e r m i n e d d i r e c t l yb yh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc l l r o m a t o g r a p h y ( 伊l c ) t h er e s u l ts h o w e dt h a ta t4 0 ，l8 m p aa n dw i t he t h a n o la sp r e s o a k e r ， t h ee x t r a c t i o ne f 五c i e n c yi st h eh i g h e s t a 髓r 王i l yp o w d e r w a sa l k a l i f i e db y a m m o n i al i q u o r u n d e rt h eg i v e n c o n d i t i o n s ，c o l c h i c i n ec o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e dg r e a t l y 矗o mo 0 4 9 i nn a t u r a ls a m p l et o6 4 i ne x t r a c tw i t h s u p e r c r i t i c a ln u i de x 缸甚c t i o n ( s f e ) t h ec o n l p a r i s o no fs f ea l l do r g a n i c s o l v e n te x t r a c t i o ns u g g e s t e dm a tt h ef o n n e fi saq u i c k ，s a f e ，n o n t o x i c a n de n v i r o i m l e n t a l 矗i e n d l ym e t h o dw i t l lh i g h e ry i e i da n d s e l e c t i v i t y s o ： s u p e r c r i t i c a l n u i de x t r a c t i o no fc o l c h i c i n ef r o mm ec o 肌so fl i l y i s p r a c t i c a b l e c o l c h i c i n ew a sa l s o s u c c e s s m l l ye x t r a c t e d 疳o mt l l e w a s t ew a t e r w h i c hw a s p r o d u c e d i nt l l ec o u f s eo f l i l yf o o dp r o d u c t i o n p u r ec o i c h i c i n ew a sp r e p a r e df 硒mt i l e e x t ：r a c t s m r o u g ht h i n 1 a y e r c 1 1 r o m a t o g r a p h ya n d i t sp r 叩e r p r o c e d u r ew a sf o u n d k e yw o r d s s u p e r c 舭a l n u i d e x t r a c t i o n ；c o l c h i c i n e ；l i l y ；h i g h p e r f o m a n c e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ；t 1 1 i n l a y e rc h r o m a t o g r a p h y l v 堡主堂焦堡苎塑量 前言 中药的起源是与人类求生存分不开的。人类在寻找食物的同时也发现了药 物。因此，中药与人类的饮食有着密切的关系，可以说是药食同源。所以，一i f 药 有一部分既是药物又是食物，百合就是其中的一种。故一般中药的副作用比抗生 素、合成药物的要小。同时，中药本身就是人们经过长时间同疾病作斗争的亲身 体验、筛选证实其确有疗效而保留下来的。因而发掘中药的有效成分、加快中草 药现代化的步伐，已愈来愈受到国内外科学家的重视。 然而，中草药化学成分复杂要想研究和应用其中的有效成分，必须先将 它们从中草药中提取出来并加以进一步的分离和精制，得到有效成分的单体“h 于中草药所含成分种类繁多，含量有高有低，所以，中草药有效成分的提取、分 离、精制是一项十分艰巨、细致而又重要的工作。 生物碱是存在于生物体( 主要是植物) 中的一类含氮的碱性有机化合物， 是中草药及药用植物中非常重要的有效成分之一。目前，临床上应用的生物碱有 8 0 多种。 生物碱大多数具有复杂的环状结构，有显著的生物活性，有似碱的性质。 生药中的生物碱的含量一般都较低，大多低于1 ，有少数含量特别低。在植物 体内，生物碱常和植物中的有机酸如草酸、枸橼酸、酒石酸、琥珀酸、鞣酸以及 其它特殊的有机酸如乌头酸、奎宁酸等结合成盐而以盐类状态存在，有些与糖结 合成甙，给提取和分离带来了一定的困难。 中药有效成分的传统提取方法是溶剂提取法。但溶剂提取法步骤多、提取 时间长、产生的“三费”多，已日益不适应当今渐趋严格的环保要求。而且，传 统的提取方法提取率较低，不可避免的溶剂残留也会使其利用受到限制。 二十世纪七十年代发展起来的超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和 临界温度以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展起来的现代化工分离新技 术。它一般利用无残留的二氧化碳作萃取剂，具有提取效率高、萃取选择性好、 对环境友好等优点，因而倍受人们的喜爱。美国e p a 已逐步将超临界流体萃取技 术作为替代溶剂萃取的标准方法。 作为一种先进的新的分离提取技术，在国内外，超i 临界流体萃取技术已运 用于食品、香料等领域。而在中草药领域，由于超临界流体技术起步较晚，因此 还缺乏系统性的研究。在生物碱的提取方面，尤其如此。 在已有的超临界流体萃取研究中，人们认为这一方法不适用生物碱的提取。 因为生物碱一般不溶于二氧化碳，只有分子量小于5 0 0 的小分子化合物才易溶于 硕士学位论文 前言 二氧化碳。因此，寻找提取生物碱的合适的超临界流体萃取条件和工艺，已引起 了中药界的重视。由于秋水仙碱具有广泛的用途和较高的附加值，所以，本文研 究了秋水仙碱的超临界流体萃取方法。 秋水仙碱是一神重要的卓酚酮类生物碱。它可抑制细胞的有丝分裂和d n 的合成，还可抑制癌细胞的生长。临床上可用来治疗癌症，如用于治疗乳腺癌、 皮肤癌、白血病、何杰金氏病、地中海家族热等，并对原发性痛风有特异作用。 在农业上，秋水仙碱广泛用来培育多倍体种子。秋水仙碱还是细胞生物技术的 常用试剂。 ： 目前，国内只有云南从光菇子中提取这种物质，但由于光菇予资源非常有g 艮 因此产量很小，不能满足国内市场需求。而且，秋水仙碱的全合成步骤长、产率 低、成本高。因此，寻找提取秋水仙碱的新的植物源和高效的提取方法非常重要。 掘报道，百合中含有秋水仙碱。因此，可以考虑从百合中提取秋水仙碱。 近年来，百合在湖南龙山、江西万载等地已有较大规模的种植。但由于对百 合的深加工不够，传统的市场容量又有限，因此，农民的经济收益增加缓慢。拓 展百合的市场、深化对百合产业性开发，已成为当地政府、企业和农民密切关注 的问题。 本文以龙山百合为原料，研究了超临界二氧化碳流体萃取百合中秋水仙碱的 工艺条件，并与传统的有机溶剂萃取法进行了比较，同时用高效液相色谱法测定 了萃取液中的秋水仙碱含量，并用薄层色谱法对萃取物进行了进一步的分离纯 化。 研究结果表明：用超临界流体技术萃取百合中的秋水仙碱是可行的，其工艺 条件易于实现。 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的 研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学 位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所 作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：日期：年一月一口 关于学位论文使用授权说明 i 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校 可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印 或其它手段保存学校论文；学校可根据国家或湖南省有关部 门规定送交学位论文。 作者签名：导师签名日期：年一月一日 堡主堂垡堡茎至兰生皇苎! ! i 生 第一章文献综述 1 1秋水仙碱的结构特征与应用 研究工作。图卜1 秋水仙碱的结构式 f i g 一l 一1 s t r u c t u r eo fc 0 1 c h i c i n e 秋水仙碱是一种重要的卓酚酮类生物碱。它是一种含有三个环的结构复 杂的化合物：一个三甲氧基苯环( a 环) ；一个7 一位上带有酰胺的七元环( b 环) ； 一个卓酚酮环( c ) ”。 秋水仙碱是种有机胺类生物碱，其氮原子不在环内，而是在侧链上成 酰胺状态，酰胺结构中的氮原子的孤电子对与羰基的n 电子形成p “共扼，碱 性极弱，所以秋水仙碱几乎呈中性反应，p k a = 1 8 一。 秋水仙碱是一种淡黄色鳞片状结晶或粉末，这是由于它含有卜5 个结晶 水的缘故，遇光易变暗色。纯品应为无色。秋水仙碱分子量为3 9 9 4 4 ，熔点为 1 4 2 一1 4 5 ，熔融时同时分解。比旋度为一4 2 5 0 至一4 5 0 。 a 。一1 2 0 8 ( c h c l 。) “”。 秋水仙碱由于具有弱极性而既可溶于水( 在一定浓度的水溶液中能形成半水合物 的结晶析出) ，又可溶于部分有机溶剂中。1 9 秋水仙碱2 2 m 1 水中，2 2 0 m 1 乙醚 中，1 0 0 m 1 苯中。它易溶于乙醇、氯仿，但不溶于石油醚“1 。 秋水仙碱是一种剧毒化合物( l d 。= 1 6 m g k g ) ，往往会产生一定的副作 用，能引起恶心、食欲减退、腹胀，严重者出现肠麻痹、便秘以及胃出血。过量 的注射也会引起动物死亡“”。这在一定程度上限制了它的应用。 在秋水仙碱分子中，由于a 一环与c 一环之间的c c 单键的旋转受到了限 制，因此，它可被认作为是手性轴而使整个分子具有手性特征。根据分子的这种 硕士学位沧文 第一章文献综述 不剥称性，秋水仙碱有四种立体异构体，这四种异构体示如图卜2 。 ( - ) 一( a s 7 s ) 一c o l d l i d i i e ( + ) 一( a r 7 s ) c o l d l d n e ( _ ) 一( a s ，7 r ) 一c o i d i d n e 图1 2 ( + ) 一( 虹t ，7 r ) 一c o i d i i d i i e 秋水仙碱的立体异构体+ f i g 1 2 s t e r e os t r u c t u r e so fc o l c h i c i n e 每对异构体在c 一7 位上都具有r 或s 构型。在秋水仙碱分子中，旋转的位 能大约位2 2 2 4 k j m o l 。 在一定的条件下，秋水仙碱可发生降解，如： i j l i n o 札h c l c c o h 因此，在提取秋水仙碱的过程中，要注意控制适当的条件，以保证秋水 仙碱不降解。 作为种天然活性物质，秋水仙碱在医药、农业、细胞生物技术等领域 有着，“泛的应用。 1 1 1 秋水仙碱在临床医学上的应用 秋水仙碱是抑制细胞有丝分裂的一个典型代表，可抑制d n a 的合成m 。由于 堡主堂壁堡塞 笙二童皇堕堡堕 秋水仙碱能抑制癌细胞的增长，所以临床上广泛用以治疗癌症，特别剥乳腺癌有 一定疗效n 1 ”u “，对皮肤癌、肝癌m 1 、白血病1 和何杰金氏病等亦有一定作川， 对原发性痛风有特异作用m ”- ” ”1 ，可在1 2 2 4 h 内减轻炎症并迅速l l ：痫。秋水 仙碱还被研究用来治疗a l d s ”；秋水仙碱在用于治疗地t i r 海家族热( i ? a r 1 i 1 确l m e d “e i r a n e a nf e v e r ) 、肝硬化、儿茶酚胺异常性周期热、难治性特发+ 陀| f | l 小 板减少性紫瘢、白塞综合症，缓解脊椎盘病变患者的慢性疼痛等方面办仃 定1 1 二 用”- “。秋水仙碱对肝、肿纤维化”42 。“”以及脑梗塞”7 1 也有一定疗效。此外， 秋水仙碱在皮肤病治疗上也显示了肯定的疗效，给银屑病、自塞氏综合症、复发 性阿弗他口腔炎、白细胞碎裂性血管炎和荨麻疹血管炎、大疱性疾病、硬皮痫、 纤维瘤病、急性发热性嗜中性皮炎和淀粉样变性等病患者服用秋水仙碱一i _ 述痫 的症状都可不同程度减轻。 现在，秋水仙碱片剂、秋水仙碱油膏、复方秋水仙碱( 争光8 1 ) 3 应用于i i f i 床，经证实对乳腺癌、皮肤癌有一定的抑制作用。中国药典( 9 0 版等) 已收载 了秋水仙碱原料药和秋水仙碱片剂。 然而，秋水仙碱毒性较大，往往产生一定的副作用，能引起恶心、食欲减退、 腹胀，严重者出现肠麻痹和便泌以及胃出血，这在一定程度上限制了它的使用。 因此，对其进行结构修饰、研究其构效关系，寻求高效低毒的秋水仙碱类新药是 众多科学工作者研究的目标。经过研究，人们发现秋水仙碱的其它某些类似物或 衍生物也有很高的活性，如秋水仙胺( 脱羰秋水仙碱) ，它能选择性地抑制粒 细胞，多用于治疗慢性骨髓性白血病；对恶性皮肤癌可用油膏外敷；对基底细胞 癌、鲍文氏病( 鳞状细胞原位癌) 有效，而且其毒性较低，t o x = 2 3 7 m g k g 1 。秋 水仙碱的半合成衍生物秋水仙酰胺的抗实验动物肿瘤作用高于秋水仙碱，毒性 小，目前已用于治疗乳腺癌及甲状腺癌1 。秋水仙碱的葡萄糖苷用于使处于陡时 问活跃中的肌肉放松。 1 1 2 秋水仙碱在农业上的应用 除临床上的用处外，由于其独特的性质能阻碍细胞分裂中仿锤体的形成，故 可使植物细胞染色体倍增。因此，秋水仙碱在农业上被广泛用制造拥有二倍染色 体的三倍体、四倍体种子o “”+ ，借此方法，农业专家可做出无籽西瓜、比原来 大的番茄、葡萄以及维生素含量更丰富的蔬菜等农作物。此外，我国科学工作者 还利用秋水仙碱的这个特点，进行了诱变成龄桑”4 】平舌h 菊多倍体。“，以及小麦利， 。、水稻花药培养绿苗再生。”1 等方面进行了研究。 在科学研究方面，秋水仙碱由于能在特定条件下引发某些生物体内某种特 定基因的变异，而被用于细胞生物技术研究上，如用于诱导小鼠骨髓红细胞核： 硕士学位论文 第一章文献综述 秋水仙碱对l p s 诱导巨噬细胞t n f 一2 基因表达的抑制作用等。 正是由于秋水仙碱具有特殊的结构和生理活性，使得它一直受到人们的关 注。“。 1 2 秋水仙碱的化学合成h 2 - 4 硼 由于秋水仙碱具有很强的生理活性，故它一直受到化学家和药理学家们的重 视，但对它的化学结构的认识，则经历了一段曲折的过程。1 9 2 4 年，w i n d a u s 提 i 出了它具有菲环骨架的结构( 图：卜3 ) 。 c h o c 心 图卜3w i n d a u s 提出的结构一 f i g 1 3s t r u c t u r e s u g g e s t d db yw i n d a u s 几年以后，c o o k 认为在w i n d a u s 提出的结构式中，应是七元环而刁i 是六元环 他提出的结构式如图卜4 。 c h o c i 毛 o l i n h c c l 图i 一4c o o k 提出的结构 f i g 1 4s t r u c t u r eo fc 0 1 c h i c i n ep r o p o s e d b yc o o k 直到1 9 5 5 年，d e w a r 才提出了秋水仙碱是c 环具有卓酚酮的结构化合物。这种 结构与秋水仙碱的各种化学反应、谱学数据以及x 一光衍射分析结果都相符合， 硕士学位论文 第一章文献综述 并在1 9 5 5 年对它的绝对构型也加以了确定。 0 c 卜b o c h 3 图卜5d e w a r 提出的秋水仙碱结构式 f i g 1 5s t r u c t u r eo fc o l c h i c i n ep r o p o s e db yd e w a r 正确的结构式的确定为秋水仙碱的全合成工作提供了必要的条件。在这 个生物碱分子中，其结构特点是：有一个连有三个甲氧基的苯环( a 环) ，与苯 环相连的是一个七元环( b 环) ，另一个卓酚酮环与b 环并联。由于环aq 。的一 个甲氧基与环c 靠得太近，有一定的空间位阻，这是造成全合成比较困难的主要 因素之一。 起始原料及合成路线的选择是关系到合成成败的关键。在秋水仙碱的全 合成中，化学家们多选择了2 ，3 ，4 一三甲氧基苯并环庚一6 一酮( 图卜6 ) 作为起 始原料。 o c h 3 7 图卜6合成秋水仙碱的起始原料 f i g 卜6s t a r tm a t e r i a l 一f o rs y n t h e s i so fc o l c h i c i 几e s 在化合物( 4 ) 中，已经具备了秋水仙碱分子中的环a 和环b 。并且在环b 的6 位上有一个反应活性基团羰基。因而在b 环上可以发生羰基。一碳上氢的亲 核加成反应，从而建立起环c 。而化合物( 4 ) 可以方便地自l ，2 ，3 一苯三酚开 始合成得到。 堡主堂垫堡兰 笙= 望茎堕堡堕 c h 3 0 c h 3 0 鉴! 鱼2 1 坚2 q - h 3 0 + c h 3 0 - - - - - - - c h 3 0 h 0 全程产卑2 0 o c h 6 硕士学位论文 笫一章文献综述 从上述合成路线及产率可以看出，秋水仙碱的全合成路线较长，产率较低。 因 此，人们努力寻找含秋水仙碱较多的植物资源及其高效实用的提取方法。 1 3 秋水仙碱的植物资源 据报道，许多百合科秋水仙属植物中都含有秋水仙碱“。此外，百合科 其它植物如安圭拉氏兰属( a u g u i l l a r i a ) 、嘉兰属( g l o “o s a ) 、益辟坚属 ( z p h i g e n i a ) 等也含有秋水仙碱类生物碱。表卜1 为秋水仙碱的植物资源及其 含量。 表卜l 秋水仙碱的植物资源及其含量 t a b l e1 1p 】a n tr e s o u r c e sa n dt h e j rc o 】c h ic in ec o n t e n t s 植物名部位含量( ) 秋水仙属 c 0 1 c h i c u m a u t u m n a l e c c c c c c c d o e r f l e r i k e s s e l r i n g i i l u t e u m l u s i t a n u m m a c e d o n i c u m s p e c l o s u m t u r c i c u m c v i s i a n i 嘉兰属 g l o r i o s a r o t h s c h i l d i a n a g s u p e r b a 盏辟坚属 球茎 花 球茎 地上 地下 叶子 化 种子 种子 种子 地上 种子 种子 全株 球茎 花 鳞茎，花 块茎 种子 o 8 0 5 一o 8 1 6 0 0 5 3 o 0 1 4 o 1 o 0 1 2 o 1 9 6 o 3 2 7 o 1 9 0 1 8 0 4 o 1 2 0 0 0 3 o 0 5 o 2 堡主堂垡堡苎 塑二皇皇堕堕 i p h i g e n i a s t e l l a t a i i n d i ak u n t he tb e n t h 天南星属 a r i s a e m a c u r v a t u mk u n t h 安圭拉氏兰属 w u r m b e a d e s e r t i c o l a w d i o i c a w i n f r a m e d i a n a w t e n e l l a 种子 鳞茎 果实 全株 全株 全株 全株 o 0 6 o 2 l 0 17 o 0 4 o 1 2 o 0 3 目前，国内只有云南从丽江山慈菇( i p h i g e n i ai n d i c ak u n t he tb e n t h ) 的球茎中提取秋水仙碱。但由于山慈菇资源非常有限，因此产量很小，不能满足 国内市场需求。另外，云南昭通地区已开始从欧洲引种秋水仙。 据报道，百合中含有微量秋水仙碱，但尚未见关于其具体含量的报道。因 此，本文研究了超l 临界c 0 2 流体萃取百合中的秋水仙碱，并对其含量用高效液相 色谱法进行了测定。 1 4 秋水仙碱的传统提取与检测方法 从植物中提取秋水仙碱的传统方法一般是溶剂提取法。此法的优点是仪 器和材料简单易得，方法比较简便，但试剂消耗量大。溶剂提取法的基本原理是： 根据秋水仙碱的性质，利用它在不同溶剂中溶解度的差别，按一定的步骤和方法 进行分离。根据所用溶剂的不同，传统提取方法可分为水提法、酸提法、有机溶 剂提取法。提取出来的含秋水仙碱的混合物还需经柱层析、薄层层析”、离子交 换色谱等分离方法进行进一步分离纯化。 1 4 1 水提取法” 植物粉末经水提尽秋水仙碱，于浓缩的提取液中加碱碱化后，荐自其中用 与水不相混溶的有机溶剂提取游离秋水仙碱，蒸去溶剂可得浓缩的秋水仙碱粗制 品。水当然是最便宜的溶剂，安全是其优点，但也存在一定的局限性。例如，被 水溶出的亲水性杂质太多，使后处理困难，秋水仙碱不易被精制提纯。 1 4 2 稀酸提取法 一般用浓度在o 卜1 的稀酸溶液进行提取，因此叫稀酸提取法。此法常用 的酸为盐酸、硫酸或醋酸，其目的是使植物中的秋水仙碱( 生物碱) 转化为盐类， 提高其在水中的溶解度，从而易于提取。这种方法是在常温下将样品置于带塞的 硕士学位论文 笫一章文献综述 容器内，准确加入一定量的稀酸，摇匀后静置，浸泡1 2 4 8 小时。稀酸提取法的 优点是不需高温加热，因此不会破坏有效成份，是一种经济而又简便的提耿方法。 但稀峻提取法和水提取法一样，浸取液巾存在蔚较多的水溶性杂质，如皂甙、蛋 白质、糖类、鞣质、水溶性色素等。 1 4 ，3有机溶剂提取法 有机溶剂提取法根据所用溶剂是否与水相溶，又分为a 、b 两种： a 、 用与水能混溶的有机溶剂提取 f ； j 乙醇、甲醇、丙酮等直接从植物中提出秋水仙碱，再列收溶剂， 就能得到浓缩生物碱的提取液，其中尤以乙醇的应用最为普遍，用酒精为溶剂的 方法具有定优点：例如酒精易透入中草药组织内部，也容易提尽原料中的生物 碱，原料不需要预先用碱溶液处理，简化了操作，同时酒精对溶解植物成分的选 择性比水高，提取出的杂质比水少，从而容易进一步提纯。 b 、 用与水不混溶的有机溶剂提取 通常先将中草药粉末加适量稀碳酸钠溶液或稀氨水搅拌湿润，促 使秋水仙碱游离，阴干后再用乙醚、= 氯甲烷、氯仿、苯或甲苯等有机溶剂自其 中萃取。 此法的优点是比较容易得到纯品，提取出的杂质比较少，但是缺点不少： 如工业生产上的不安全性；溶剂毒性大、价格昂贵；不易提尽原料中的秋水仙碱 等。 植物中秋水仙碱的提取与分离可用图卜7 的流程说明。 浓缩液 厂蝴弩取 次提取 溶剂( 回收) ) 分离 秋水仙碱残渣 图卜7 植物中秋水仙碱的提一般提取分离流程 f i g 卜7p r 。c e d u r eo fe x t r a c t i o na 丌d s e p a r a t i 。no fc o l c h i c i n ef r o l p l a n t s 硕_ 二学位沦文第一章文献综述 1 4 4秋水仙碱的分离方法 不论用何种方法提取出的粗品。均需要进一步精制分离，因粗品除台有秋 水仙碱外，还含有其它物质，可能包括其它生物碱、树脂、色素、皂甙等成分。 秋水仙碱的精制分离，可利用其在水中与有机溶剂中的溶解度的不同， 反复萃取转溶，达到去除大部分杂质的目的。文献 4 8 给出了用乙醇提取，氯仿 萃取秋水仙碱的工艺流程：刖8 0 一9 0 的乙醇回流从丽江山慈菇球茎粉末中提取， 浓缩，浸膏用适量水提取过滤，水液用2 的硫酸调至p h 约为2 ，氯仿萃取， 5 n a o l 溶液洗涤，n a ：s o t 干燥，浓缩，得胶状物。经乙酸乙酯、三氯叶f 仿结品和 重结晶可得秋水仙碱，工艺流程见图卜8 。 华西医科大学制药厂的唐昌炯等“”提出了用工业副产物甲醛酯从百合科 山慈菇属植物光菇子球茎中来提取秋水仙碱。工艺流程如下： 、回收甲醛酯 膏状漱缩物 0 水提水提液过滤 水提社 0 氯仿萃取稀酸调p h = 2 氯仿提取液 上，浓缩、干燥、回收氯仿 1 一 胶状物 j 结晶 乙酸乙酯 粗品 r 围1 8 从光菇子中提取秋水仙碱的工艺流程 f i g l 8 e x t r a c t i o np r o c e d u r eo fc o l c h i c i n ef r o m i p h i g e n i a 1 4 5 秋水仙碱的检测方法 测定秋水仙碱的方法较多，主要有：荧光光度法w 、紫外光度法w 、碳 汉提 粉酯 液 细醛 取 子甲 提 菇i t 酯 光流匣 甲 缩 酯 浓 醛 、 甲 滤 尽 过 芟挥 r 强 浓 硕士学位论文 第一章文献综述 糊电极阳极伏安法、l 吸附伏安法呻“、薄层色谱扫描法、微分脉冲极谱法、 差示脉冲极谱法、容量滴定法等。 1 5 临界流体萃取萃取技术 传统的有机溶剂萃取法虽然可以提取出百合中的秋水仙碱，但它弃左了 百合的其它有效成分，提取过程中加入的多种化学试剂限制了废料的综合利用与 开发。因此，寻找新的合适的环境友好的高效的萃取方法对秋水仙碱的提取和百 合的综合开发意义重大。而超临界流体萃取技术正可解决这一问题。 i 1 5 1 超临界流体萃取技术的发展”1 超临界流体萃取过程是利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有特 异增加的溶解能力而发展起来的现代化工分离新技术。所谓超临界流体是指热力 学状态处于临界点( p c 、t c ) 之上的流体，临界点是气、液界面刚刚消失的状态 点。超临界流体具有十分独特的物理化学性质，它的密度接近于液体，粘度接近 于气体，因而具有扩散系数大、粘度小、介电常数大等特点。这些特点可使其分 离效果较好，可当做很好的溶剂。 早在l o o 多年前，j b h a n 舱y 就发现了无枫盐在高压乙醇或乙醚中溶解 度特异增加的现象( 英，皇家学会志，1 8 7 9 ) 。到2 0 世纪6 0 年代已有不少学者 从各方面研究这一溶解度特殊增加的现象。1 9 7 8 年，联邦德国建成从咖啡聂脱 除咖啡因的超临界c o ：萃取工业化装置。同年在联邦德国e s s e n 首次榴开“超临 界流体萃取”国际会议，从基础理论、工艺过程、设备等方面讨论了这项新技术。 2 0 世纪8 0 年代，国际上投入大量人力、物力进行此项研究，研究范围涉及食品、 香料、医药、化工等领域，并取得了一系列进展。 我国超临界流体萃取研究开始于2 0 世纪8 0 年代，从基础数据、工艺过程、 实验设备等方面逐步发展。现在，我国超临界流体萃取技术研究与应用已取得显 著成绩。超临界流体萃取在我国已逐步走向工业化，有多种产品走向市场，其发 展方兴未艾。 1 5 2 超临界流体萃取过程简介 超临- 界c o 。萃取工艺过程见图卜9 一 瘴甚临界c o 誊1 攀取蔫蓉本滩穆盟 硕士学位论文 第一章文献综述 图1 _ 9 超临界流体莩取流程 f i g 1 9 b a s i cp r o c e d u r eo fs u p e r c r i t i c a lf h j i de x l r a c t i o n 被萃取原料装入萃取釜。采用c o ，为超临界溶剂。c o ：气体经热交换提器冷 凝成液体，用加压泵把压力升到工艺过程所需的压力( 应高于c o z 的临界压力) ， 同时调节温度，使其成为超临界c o 。流体。c 0 ：流体作为溶剂从萃取釜底部进入， 与被萃取物质充分接触，选择性地溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物的高j r c o ：流体经节流阀降压到低于c o ：临界压力以下，进入分离釜。由于c 0 ：溶解度急 剧下降而析出溶质，而自动分离成溶质和c o ：气体部分。溶质部分为过程产品， 可定期从分离釜底部放出。c o ：气体经热交换器冷凝成c o 。液体可再循环使用。整 个萃墩过程就是利用c 0 2 流体在超临界状态下对有机物有特异增加的溶解度，而 低于临界状态时对有机物基本不溶解的特性，将c o 。流体不断地在萃取釜和分离 釜之间循环，从而有效地将所需组分从原料中分离出来。 1 5 3 超临界流体萃取技术的特点与不足 、 超临界流体萃取有如下优点m 1 ： ( 1 ) 具有广泛的适应性。由于超i i 蠡界状态流体溶解度特异增加的现象是普遍 存在的，因而在理论上超l 临界流体萃取技术可作为一种通用的、高效的分离技术 而应用。 ( 2 ) 萃取效率高，操作范围广，过程易于调节。超临界流体兼具气体和液体 的性质，因而超临界流体既具有液体的溶解能力，又具有气体良好的流动性能和 传递性能。且在临界点附近，压力和温度的少量变化，有可能显著地改变流体的 溶解能力，控制分离过程。 ( 3 )c o t 的临界温度只有3 1 6 所以，操作温度低，分离过程有可能在接近 室温下完成。这对热敏性天然产物尤为适宜，而且，萃取过程中排除了氧氧化和 见光反应的可能性。 ( 4 ) c o ：临界压力适中，且一般工艺过程中使用的压力条件也较适于工业化生 产过程。 ( 5 ) 萃取选择性好，可通过调节压力和温度，有针对性地、选择性地萃取所 需成分。 ( 6 ) c 0 2 无毒、无味、不燃，价廉易得，对环境友好，可循环使用。 ( 7 )萃取速度快。 当然，超临界流体萃取也有一定的缺点： ( 1 ) 必须在高压条件下操作，设备及工艺技术要求高，一次性投入比较大。 ( 2 ) 萃取釜无法连续操作造成设备的时空产率比较低。 ( 3 ) 过程消耗指标不容忽视。 硕士学位论文 第一章文献综述 1 5 4对超临界流体技术的展望 当今，随着人们生活水平的提高和对工业污染的普遍关心，以及世界各地对 食品、药品卫生管理法规h 趋严格的趋势，天然产物将取得不断的发展。但足， 我国的天然药物发展较慢，从全世界天然药物的贸易额来看，中国仅占： z 一! 右， 与天然药物主产国的地位极不相称。传统的天然产物分离、精制加工工艺中的压 榨、加热、水蒸气蒸馏和溶剂提取等手段往往会造成破坏和带来溶剂钱留造成的 污染。因此，超临界流体萃取技术在中药现代化、天然产物的提取与开发等力面 将大有作为”。 1 6百合的化学成分及其开发价值 百合属百合科( l i l i a c e a e ) 草本植物，其地下鳞茎为扁平或近圆形，鳞片 肉质肥厚，色白或微黄。作为一种常用中草药，百合最早收载于神农本草经， 尔后历代本草如金匮要略、本革纲目等均有记载。李时珍在本草纲目 ( 1 5 7 8 年) 中对百合的药性作了如下记述：“味甘平无毒，主治邪气、腹胀、 心痛，利大小便，补中益气。除浮肿胪胀，痞满寒热，通身疼痛，及乳难喉痹， 止涕泪。百邪鬼魅，涕泪不止，除心下急满痛，治脚气热咳。安心定胆益志，养 五脏，治颠邪狂叫惊悸，产后血狂运，杀虫毒气，胁痈乳痈发背诸疮肿，心急黄， 宜蜜蒸食之。治百种病，温肺止咳；捣粉作面食，最益人；和肉更佳。” 百合药用价值高，营养成分也很丰富1 。其化学成分“”有： ( 1 ) 酚酸甘油酯及丙酸酯衍生物 包括2 ，3 一二羟基一3 一o 一反式一对香豆酰基一l ，2 一丙二酸( 2 ， 3 一d i h y d r o x y 一3 0 一p c o u m a r o y l l ，2 一p r o p a n e d i c a r b o x y l i c a c i d ； l ， 3 一o 一二阿 魏酰基甘油 1 ，3 一o d i f e r u l o y g l y c e r 0 1 ；1 ，2 一o - 二阿魏酰基甘油 1 ，2 一o - d i f e r u l o y 9 1 y c e r 0 1 ；卜o 一阿魏酰基一3 0 一对香豆酰基甘油 卜o f e r u l o y 卜3 0 _ p c o u 咐r o y l g l y c e r 0 1 ；卜0 一阿魏酰基一2 一o 一对香豆酰基甘 油 卜o f e r u l o y l 一2 一o _ p c o u m a r o y l g l y c e r 0 1 ；l o 一阿魏酰基甘油 卜o _ f e r u l o y l g l y c e r 0 1 ；卜0 一对香豆酰基甘油 卜o _ p c o u m a r o y l g l y c e r 0 1 。 ( 2 )酚酸的糖甙和酚酸甘油酯糖甙1 ”7 6 。7 ” - 有3 ，6 一二阿魏酰基蔗糖：拉哥罗甙 r e g a l o s i d e ：拉哥罗甙a 、b 、c 、d 、 e 、f r e g a l o s i d ea ，b ，c ，d ，e ，f ；麝香百合甘a 1 i l i o s i d ea 1 。 ( 3 ) 甾体糖甙”8 ”1 含( 2 2 s ，2 5 s ) 一2 6 一o b d 一吡喃葡萄糖一2 2 ，2 5 一环氧呋哺甾体一5 一烯一3b ， 2 6 一二醇一3 0 一 a l 一毗喃鼠李糖( 1 2 ) 卜b d 一毗喃葡萄糖甙 ( 2 2 s ，2 5 s ) 一2 6 0 一吡喃葡萄糖一2 2 ，2 6 e p o x y f u r o s t 一5 一e n 一3b ，2 6 一d i o 卜3 一o a 】3 堡主堂垡笙壅 ：苎二里壅堕堡堕 一l l h a m n o p y r a n o s y l ( 1 2 ) 卜p d 9 1 u c o p y r a n o s i d e ；2 6 0 一p d 一吡喃葡萄糖 基一奴阿皂甙元一3 一o 一一l 一毗喃鼠李糖基一( 1 2 ) 一b d 一吡喃葡萄糖甙 2 6 一o 一 口 一d g l u c o p y r a n o s y l n u a t i g e n i n 一3 一o a l r h a m n o p y r a n o s y l ( 1 2 ) 一 b d g l u c o p y r a n o s i d e ；2 6 0 一b d 一吡喃葡萄糖基一奴阿皂甙元一3 一o a l 一吡喃鼠 李糖基一( 1 2 ) 一o 一 b d 一吡哺葡萄糖基( 1 4 ) 卜b d 一吡喃葡萄糖甙 2 6 一( ) 一 p d g l u c o p y r a n o s y l n u a t i g e n i n 一3 一o a l r h a m n o p y r a n o s y l ( 1 2 ) 一o 一 0 一d 9 1 u e o p y r a n o s y l 一( 1 - 4 ) 卜 b d g l u e o p y r a n o s i d e ：百合皂甙 ( b r o w n i o s i d e ) ；去酰百合皂甙( d e a c y l b r o w n i o s i d e ) ；2 7 一o 一( 3 一羟基一3 一 甲基戊二酸单酰基) 一异呐索皂甙元一3 一o 一一l 一毗喃鼠李糖基一( 1 2 ) 一0 一 b d 一 吡喃葡萄糖基一( 1 4 ) 卜8 一d 一吡哺葡萄糖甙f 2 7 0 一( 3 一h y d r o x y 一3 一 m e t h y l 9 1 u t a r o y l )i s o n a r t h o g e n i n 一3 一o a l r h a m n o p y r a n o s y l ( 1 - 2 ) 一o 一 p d g l u c o p y r a n o s y l 一( 1 4 ) 卜b d g l u c o p y r a n o s i d e ) ；胡萝卜目；正丁醇一b d 一 吡哺果糖甙；2 6 0 一b d 一毗喃葡萄糖基38 ，2 6 一二羟基一5 一胆甾烯一1 6 ，2 2 二氧 3 一o n l 一吡喃鼠李糖一( 1 2 ) 一6 一d 一吡喃葡萄糖甙；2 6 0 一b d 一吡喃葡萄糖基 3b ，2 6 一二羟基胆甾烯一1 6 ，2 2 二氧3 0 一一l 一毗哺鼠李糖一( 1 2 ) 一b d 一吡喃 葡萄糖甙。 ( 4 )生物碱及其糖甙”? 2 百合中生物碱含量一般在0 ，1 左右，有的也可高达0 3 5 8 。百合中生物碱 的含量与百合的品种、产地、气候、旆肥方式与种类、土壤、阳光、收获时间等 因素有关。包括秋水仙碱( c o l c h 沁i n e ) ；口。一澳洲茄边碱( b ，一s 0 1 a m a r g i n e ) ； 澳洲茄胺一3 一旷n l 一吡喃鼠李糖基一( 1 2 ) 一旷 b d 一吡喃葡萄糖基( 1 4 ) 卜 b d 一吡喃葡萄糖甙f s 0 1 a s o d i n e 一3 0 一a l r h a 【i n o p y r a n o s y l ( 1 2 ) 一o 一 b d 9 1 u c o p y r a n o s y i 一( 1 - 4 ) 卜b d 9 1 u c o p y r a n o s i d e 以及吡咯类生物碱等。 ( 5 )磷脂类“3 3 含溶血磷脂酰胆碱( l p c ) ；鞘磷脂( s m ) ；磷脂酰胆碱( p c ) ：磷脂酰肌 醇( p i ) ；磷脂酰乙醇胺( p e ) ：双磷脂酰甘油( d p g ) ；磷脂酸( p a ) 等。 ( 6 )氨基酸 百合属多种植物均含有1 7 1 9 种以上游历氨基酸，其中6 7 种为人体必需 的氨基酸尤以精氨酸、脯氨酸、谷氨酸含量较高。 ( 7 )无机成分 含有人体必需的多种微量元素，其中c a ，m g f e ，a l ，k ，p 等含量较高。 ( 8 )其它成分 含淀粉、蛋白质、b 一谷甾醇等。 当然，由于百合品种、产地、栽培方式等的不同，其化学成分及含量会有 硕士学位论文 第一章文献综述 r 不i 司。 近年来，百合在湖南龙山等地已有大规模的种植，百合生，“周期短( 一年 生) ，产量高，给当地农民带来了一定的经济效益。但随着产量的增加，百合的 销售与深加工问题显得日益突出。 要提升百合的价值，就必须走深加之路。除将百合加工成各种食品”“。”i 如百合粥、百合粉、百合罐头、百台干、百合饮料、多维百合晶、百合果铺等外， 提取百合中的活性成分，如具有抗癌活性的甙( 苷) 类。，也可显著地提升其经 济价值。调查发现，秋水仙碱是其中一种高附加值的成分，其市场需求量较大 目前市价为4 2 5 元克( 进口分装) 。因此，本文对超l 临界流体萃取秋水仙碱进行 了研究，以期找到一种高效、经济、环境友好的提取方法 硕士学位论文第二章超临界流体萃取百合中的秋水仙碱 第