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大孔吸附树脂纯化草木犀总香豆素工艺研究

2010-05-26万志敏许沛虎张雪琼靳文运朱中佳

中成药 2010年4期
关键词:桂皮香豆素大孔

万志敏, 许沛虎, 张雪琼, 靳文运, 朱中佳

(武汉理工大学化工学院,湖北武汉 430070)

草木犀为豆科(Legum ino sae)草木犀属(Melilotus Mill.)一年或两年生草本植物,该属植物全世界约有20种,其中黄花草木犀主要分布于温带、亚热带、欧亚大陆及地中海地区,是家畜重要的优质牧草之一,同时民间以叶、花制成软膏,用作外伤药;或煎服用于治疗浮肿、腹痛、疟疾等症。具有止咳平喘、清热解毒、解痉止痛、化湿和中的功效。我国《部颁标准》、《藏药标准》和《上海市药材标准》有所收载。本实验主要以总香豆素含量为指标,对大孔树脂的种类及相应的纯化工艺进行筛选,为确定生产工艺参数提供依据。

1 材料与装置

UV1101型紫外分光光度仪(上海天美科学仪器有限公司);BS-124S电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);DW-2控温电热套(江苏通州光学仪器有限公司);水浴锅(余姚市亚星仪器仪表有限公司);SZ-93自动双重水蒸馏器(上海亚荣生化仪器厂);ZK-40AX电热真空干燥箱(上海申光仪器仪表有限公司);

黄花草木犀购自宁夏绿博种子公司;D101-1树脂(药用级);NKA-9树脂(药用级);AB-8树脂(药用级),以上树脂均购自天津海光化工有限公司;蒸馏水实验室自制;香豆素对照品(购自成都曼斯特生物科技有限公司,A1079 Coumarin HPLC≥98%);乙醇、NaOH均为AR级。

2 方法及结果分析

2.1 草木犀总香豆素的测定 精密称取香豆素对照品5.2 mg,置25 mL量瓶中,加乙醇溶解并稀释至刻度,摇匀,精密量取1 mL置10 mL量瓶中,加乙醇稀释至刻度,摇匀,得到浓度为0.020 8 mg/mL的标准品溶液。从中量取1、2、3、4、5 mL分别定容至10 mL量瓶中。以乙醇为空白对照,在275 nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,质量浓度为横坐标绘制标准曲线,得线性回归方程Y=80.865X+0.001,R2=0.999 3表明香豆素在0.002 08~0.010 4 mg/mL与吸光度线性关系良好。

2.2 上柱液的制备 称取草木犀药材100 g,加500 mL 95%乙醇回流提取3 h,提取液回收至无乙醇味,加水定容至1 000 mL,超声处理30 min,使其分散均匀,即得。

2.3 不同吸附树脂对草木犀总香豆素的静态吸附量试验

精密称取已处理好的干树脂约1 g,置100 mL烧杯中,加草木犀样品溶液(质量浓度1.66 mg/mL)20 mL,每隔10 min振摇20 s,持续3 h,然后静置24 h,使其达到饱和吸附,吸取上层液测定总香豆素的质量浓度。按下式计算树脂饱和吸附量:饱和吸附量=

结果见表1。

表1 3种树脂静态饱和吸附量测定结果(n=3)

2.4 不同树脂对草木犀总香豆素静态吸附-洗脱性能试验

结果见表2。

表2 3种树脂静态洗脱测定结果(n=3)

结果说明除NKA-9对草木犀总香豆素的静态吸附量较小外,另外两种树脂的吸附量均在28.5 mg/g以上,能用于草木犀总香豆素吸附分离工艺。在静态洗脱中,D101-1型树脂吸附的草木犀总香豆素较易洗脱,AB-8型树脂的洗脱率相对较低,D101-1型树脂表现出最佳的综合性能。因而选用D101-1型树脂分离纯化草木犀总香豆素。

2.5 D101-1树脂对草木犀总香豆素的动态吸附性能与最大上样量的考察 将浓度为0.1 g/mL的样品液以1.0 mL/min的流速通过树脂柱(树脂干重为6 g,径高比1∶7),分段收集残留液,测定总香豆素含量,结果见表3。

表3 最大上样量考察结果

动态吸附性能考察结果:从泄露曲线可得第8流份残留液中总香豆素明显增多,说明上样至第7流份时总香豆素开始明显泄露。故确定草木犀样品液的最大上样量为5 g生药/g干树脂。

图1 草木犀泄漏曲线

2.6 去杂溶剂种类与去杂性能的考察 分段(每段50 mL)收集蒸馏水、10%乙醇、20%乙醇的去杂洗脱液(上样流速为1 mL/min,径高比1∶7),测定其不同流份的总香豆素浓度,结果见表4,并绘制去杂曲线,见图2。

表4 去杂溶剂种类考察结果(n=3)

图2 不同去杂溶剂的去杂曲线

由去杂曲线可知,蒸馏水和10%乙醇洗脱液中草木犀总香豆素较少,当乙醇浓度增大到20%时,总香豆素损失明显,又因为10%乙醇极性与树脂极性更相似,故其去杂能力更强,所以确定300 mL10%乙醇为去杂溶剂(第6流份洗脱液基本为无色,故确定去杂溶剂体积为300 mL)。

2.7 洗脱剂种类与洗脱性能的考察 分段(每段50 mL)收集含0.5%NaOH的10%乙醇、20%乙醇、30%乙醇的洗脱液(上样流速为1 mL/min,径高比1∶7),用稀盐酸调节pH值至3~4,测定其不同流份的总香豆素浓度,结果见表5,并绘制洗脱曲线,见图3。

表5 洗脱溶剂种类考察结果(n=3)

图3 不同洗脱剂的洗脱曲线

含0.5%的乙醇溶液解析能力较强,当乙醇浓度达30%时解析比较充分,因此选其为洗脱剂,又因为从第4流份开始,解析的总香豆素明显减少,故洗脱剂的用量为200 mL。2.8 验证性实验 取草木犀药材粉末30 g,500 mL95%乙醇回流提取3 h,过滤,滤液回收乙醇至无乙醇味,加水定容至300 mL,将已处理好的6 g D101-1型大孔树脂装柱,以1.0 mL/min的流速将300 mL草木犀上柱液上大孔树脂柱,静置吸附30 min,后用300 mL10%乙醇以1.0 mL/min的流速去杂,弃除杂液,再用200 mL含0.5%NaOH的30%乙醇溶液洗脱,收集洗脱液,用稀盐酸调pH值至3~4,回收乙醇,真空干燥得黄棕色粉末,后用无水乙醇洗涤,回收乙醇,真空干燥得产物为深棕色粉末,平行实验3份,结果见表6。

表6 验证性实验结果(n=3)

经验证实验,RSD<2%,工艺稳定可行。

3 讨论

草木犀主要抗炎活性成分为香豆素类物质,香豆素的α-吡喃酮环具有α-β-不饱和内酯性质,在稀碱液中渐渐水解成黄色溶液,生成顺式邻羟桂皮酸(coumarinic acid)的盐。其盐的水溶液一经酸化即闭环恢复为内酯。在这一过程中香豆素的分子形态发生变化,分子极性发生显著改变,结合大孔树脂分离纯化原理设计本实验纯化工艺,通过改变洗脱溶剂的pH值,使吸附在大孔树脂上的香豆素转变为顺式邻羟桂皮酸形态,大孔树脂对顺式邻羟桂皮酸的吸附能力变弱,故30%的乙醇即可很好解吸,通过调节洗脱液的pH值,可使顺式邻羟桂皮酸恢复到香豆素形态,即达到了纯化目的,此方法为香豆素类物质的纯化提供了一个新思路。

又因为顺式邻羟桂皮酸不容易游离存在,长时间碱液中放置或UV照射可转为稳定反式邻羟桂皮酸,反式邻羟桂皮酸在酸性环境中不易闭环恢复为内酯,故解吸后的洗脱液因尽快调节pH值至3~4,同时实验应在避光处进行。

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