一种从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱的方法

摘要

本发明公开了一种从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱的方法，所述的方法为：先检测苦参总碱中苦参碱的含量，将苦参总碱溶于水中，加入金属卤化物MY

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱的方法。

(二)背景技术

豆科植物苦参的根、豆科植物越南槐的干燥根和根茎(山豆根)、豆科槐属植物苦豆子都具有清热解毒、祛风杀虫、利咽消肿之功效。这三种植物都含有不同程度的苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱等喹喏里西啶类生物碱，其中以氧化苦参碱含量最高(约占苦参总生物碱的70％)，其次是苦参碱。目前，从科研的角度上来说，苦参生物碱在实验室的分离已经达到了较为精细的程度，能分离出纯度很高的成分。但从生产角度上来说，如何高效、快速地提取和分离苦参碱、氧化苦参碱，满足其在医药、杀虫剂、植物生长调节剂等方面的不断增长的大量需求，这方面的研究还不多，产品多是总碱或氧化苦参碱与苦参碱的混合物，影响了苦参碱和氧化苦参碱药理活性的发挥。所以，从这三种植物中分离单一生物碱，其意义显而易见。

苦参碱与氧化苦参碱的分子式分别如下面式(I)与式(II)所示：

式(I)苦参碱                             式(II)氧化苦参碱

由上述苦参碱、氧化苦参碱的分子结构可以看出，两者的结构式十分相似，用常规的手段很难将两者分开。虽然在实验室中利用层析、离子交换、高效逆流色谱等方法可以从以上三种药用植物中分离出单一生物碱，但存在工艺烦琐、规模小、成本高等弊端，无法应用于大规模生产。

分子识别是指在氢键、范德华力等非共价键作用下，分子间高度选择的相互作用。识别现象既存在固体中，也存在于溶液之中，更是广泛地呈现在生命体系中，往往被描述为包合、亲合、结合、凝聚、附着、融合等。分子识别是化学、药学以及生物学等多学科的中心，在分离中更是显现独特的魅力。

如何将分子识别技术应用于苦参碱、氧化苦参碱单体的分离，是个很值得研究的课题。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种简单、高效的利用分子识别原理从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱单体的方法。

本发明的研究思路为：氧化苦参碱分子中的一个氮原子上连有一个氧原子，而苦参碱分子中该位置的氮原子上没有连接氧原子，这一差异导致了特有的主体客体分子间不同的识别能力。借助这种分子识别现象发展高效的分离方法。

为解决本发明技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱的方法，所述的方法包括以下步骤：(1)先检测苦参总碱中苦参碱的含量，通常用液相色谱测得，得到苦参总碱中苦参碱的量，然后将苦参总碱溶于水中，加入金属卤化物MY_z和氢卤酸HN溶液，所述M为三价Fe、Cu、Zn、Al或Mn，z为M的化合价，Y、N各自独立为Cl、Br或I，在60-100℃温度下搅拌反应，反应结束后，反应液冷却至0-30℃，静置析出晶体，过滤得到滤饼A和滤液A，氧化苦参碱留在滤液A中，滤饼A为苦参碱晶体粗品；所述金属卤化物MY_z与苦参总碱中苦参碱的物质的量比为1～2∶1；所述氢卤酸溶液中HN与金属卤化物的物质的量之比为1～2∶1；(2)步骤(1)得到的滤饼A用重结晶溶剂重结晶后，加少量水溶解，这里的“少量”水是指能使结晶全部溶解的量即可，再用碱液调节pH值为大于或等于7，然后加入有机溶剂A萃取，静置分层，取有机层蒸馏除去溶剂，剩余物质即为单体苦参碱，所述的重结晶溶剂选自下列之一：甲醇、乙醇、丙酮或水；所述的有机溶剂A为二氯甲烷、氯仿或苯。

所述步骤(1)得到的滤液A加入有机溶剂B萃取，静置分层，取有机层蒸馏除去溶剂，剩余物质即为单体氧化苦参碱；所述的有机溶剂B为二氯甲烷、氯仿或苯。

本发明所述的苦参总碱可事先用液相色谱检测其中的苦参碱和氧化苦参碱含量。

本发明所述的金属卤化物MY_z中，M为三价Fe、Cu、Zn、Al或Mn，优选为Fe或Cu，Y为Cl、Br或I，优选为Cl；也就是说，金属卤化物MY_z优选为FeCl₃或CuCl₂。

所述的氢卤酸的浓度为5～12mol/L，优选为8～10mol/L氢卤酸HN为HCl、HBr或HI，优选为HCl。

所述步骤(1)中水的用量以苦参总碱中苦参碱的质量计为20～30ml/g，优选为25ml/g。

所述步骤(1)中搅拌反应时间通常为1～2分钟。

所述步骤(1)中的静置析出晶体的时间为6-10天。

本发明所述步骤(2)中的重结晶溶剂选自下列之一：甲醇、乙醇、丙酮或水；优选为甲醇或丙酮。

所述步骤(2)中的碱液为饱和碳酸氢钠溶液或饱和碳酸钠溶液。

所述的有机溶剂A优选为二氯甲烷或氯仿；有机溶剂B优选为二氯甲烷或氯仿。

较为具体的，推荐本发明所述的从苦参总碱中分离苦参碱和氧化苦参碱的方法按照如下步骤进行：

(1)用液相色谱检测苦参总碱中苦参碱的含量，得到苦参总碱中苦参碱的量，然后将苦参总碱溶于水中，加入金属卤化物MY_z和盐酸，所述MY_z为FeCl₃或CuCl₂，在60-100℃温度下搅拌反应1～2分钟，反应结束，反应液冷却至0-30℃，静置6-10天，析出晶体，过滤得到滤饼A和滤液A，氧化苦参碱留在滤液A中，滤饼A为苦参碱晶体粗品；所述金属卤化物MY_z与苦参总碱中苦参碱的物质的量比为1～2∶1；所述盐酸中HCl与金属卤化物的物质的量之比为1～2∶1；所述盐酸的浓度为5～12mol/；所述水的用量以苦参总碱中苦参碱的质量计为20～30ml/g；(2)步骤(1)得到的滤饼A用重结晶溶剂重结晶后，加少量水溶解，再用碱液调节pH值为大于或等于7，然后加入有机溶剂A萃取，静置分层，取有机层蒸馏除去溶剂，剩余物质即为单体苦参碱；所述重结晶溶剂选自下列之一：甲醇、乙醇、丙酮或水；所述碱液为饱和碳酸氢钠溶液或饱和碳酸钠溶液；所述有机溶剂A为二氯甲烷、氯仿或苯；(3)步骤(1)得到的滤液A加入有机溶剂B萃取，静置分层，取有机层蒸馏除去溶剂，剩余物质即为单体氧化苦参碱；所述有机溶剂B为二氯甲烷、氯仿或苯。

与现有技术相比，本方法基于超分子组装的基本原理，利用主体分子与客体分子之间拓扑学上的相匹配，使得苦参碱在氢卤酸溶液中选择性地与金属卤化物形成稳定的分子晶体，从而实现高效、迅速的分离作用，其优点主要在于：

a)拆分的效率比较高。由于分子识别的高度选择性，只需要一次结晶，苦参碱和氧化苦参碱单体的收率可在90％-95％之间，其纯度在95％-99％之间。

b)操作简单，重复性好，实施成本低，有利于工业放大。

(四)具体实施方式

下面以具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入4.8克三氯化铁和36％的盐酸6ml，在搅拌下加热至100℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置七天，有黄棕色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经甲醇重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入氯仿萃取，静置分层，得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂，剩余物质即为苦参碱单体3.26克，收率94.7％。将保留的滤液加入氯仿进行萃取，静置得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂，剩余物质即为氧化苦参碱单体9.25克，收率92.0％。苦参碱纯度：98.1％，氧化苦参碱纯度：97.2％，检测方法为液相色谱。

实施例2：

在500ml烧杯中，将20克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入92ml水中，然后加入4.0克氯化锌和36％的盐酸3ml，在搅拌下加热至80℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置九天，有无色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经乙醇重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入氯仿萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂，剩余物即为苦参碱单体4.15克，收率90.2％。将保留的滤液加入氯仿进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂，剩余物即为氧化苦参碱单体11.88克，收率88.7％。苦参碱纯度：96.5％，氧化苦参碱纯度：95.8％，检测方法为液相色谱。

实施例3：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入2.55克二水合氯化铜和36％的盐酸3ml，在搅拌下加热至100℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置六天，有黄棕色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经丙酮重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入二氯甲烷萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂，即得苦参碱单体3.22克，收率93.3％。将保留的滤液加入二氯甲烷进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得氧化苦参碱单体9.20克，收率91.5％。苦参碱纯度：98.6％，氧化苦参碱纯度：97.4％，检测方法为液相色谱。

实施例4：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入5.9克四水合氯化锰和40％的氢溴酸4.3ml，在搅拌下加热至100℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置七天，有无色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经水重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入氯仿萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得苦参碱单体3.15克，收率91.2％。将保留的滤液加入氯仿进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得氧化苦参碱单体8.79克，收率87.5％。苦参碱纯度：96.7％，氧化苦参碱纯度：95.8％，检测方法为液相色谱。

实施例5：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入4.8克三氯化铁和40％的氢溴酸4.3ml，在搅拌下加热至100℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置八天，有黄棕色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经乙醇重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入氯仿萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得苦参碱单体3.20克，收率92.7％。将保留的滤液加入氯仿进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得氧化苦参碱单体9.08克，收率90.3％。苦参碱纯度：97.4％，氧化苦参碱纯度：95.2％，检测方法为液相色谱。

实施例6：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入5.2克二水合氯化铜和40％的氢溴酸4.3ml，在搅拌下加热至60℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置六天，有黄棕色、透明的晶体析出，过滤得到苦参碱晶体粗品，保留滤液；苦参碱晶体粗品经甲醇重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入苯萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得苦参碱单体3.16克，收率91.6％。将保留的滤液加入苯进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得氧化苦参碱单体8.74克，收率87％。苦参碱纯度：97.5％，氧化苦参碱纯度：96.7％，检测方法为液相色谱。

实施例7：

在500ml烧杯中，将15克苦参总碱粉末(经液相色谱检测，苦参碱含量为23％，氧化苦参碱的含量为67％)溶入105ml水中，然后加入7.23克六水合氯化铝和36％的盐酸6ml，在搅拌下加热至100℃，保温反应2min得到澄清溶液，冷却至室温，室温下放置七天，有无色、透明的晶体析出，过滤得到晶体粗品，保留滤液；晶体粗品经水重结晶后溶解于水中，再用饱和碳酸氢钠溶液调节至pH值为7，然后加入氯仿萃取，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得苦参碱单体3.20克，收率92.7％。将保留的滤液加入氯仿进行萃取，得到分层溶液，分离得到水层和有机层，有机层经蒸馏除去溶剂即得氧化苦参碱单体9.26克，收率90.1％。苦参碱纯度：96.1％，氧化苦参碱纯度：94.8％，检测方法为液相色谱。