一種從黃連中提取鹽酸小檗堿的新方法

張武雄

（江門中醫藥學校，廣東 江門 529000）

鹽酸小檗堿又稱黃連素，存在于小檗科等4科10屬的許多植物中[1]。黃連為毛茛科植物黃連、三角葉黃連或云連的干燥根莖，以上3種分別習慣稱為“味連”“雅連”“云連”，有清熱燥濕、瀉火解毒的功效[2]。黃連中含鹽酸小檗堿、黃連堿、巴馬汀等原小檗堿型生物堿，其中鹽酸小檗堿為主要活性成分，鹽酸小檗堿已經被廣泛應用于治療敏感病原菌所致的胃腸炎、細菌性痢疾等腸道感染性疾病，后來又發現了鹽酸小檗堿有新的作用：如免疫促進、降血壓、抗心律失常、降血糖、降血脂等作用[3]。

目前，針對鹽酸小檗堿提取工藝的研究比較多，常用的提取方法有酸水常溫浸提法、酸水滲漉法、乙醇回流提取法以及微波、超聲波輔助的提取法等，已經非常成熟地應用于實驗教學，并已實現工業化生產，但這些方法均存在耗時長、操作步驟多等問題[4-6]。

1 新工藝提出的背景及理論指導

1.1 傳統提取工藝的局限性

目前，鹽酸小檗堿提取工藝改進方面主要集中在調整酸水的濃度（主要是用硫酸水）、使用酸水提取與乙醇提取的比較、藥材與溶劑的比例、提取的次數、每次提取的時間、加入食鹽的比例、用石灰乳調節pH值的范圍以及使用微波或超聲輔助提取以加快提取速度等方面[7-9]。

以上提取工藝的改進未涉及提取原理的改變，并未對提取原理的合理性提出質疑。目前教材一般認為小檗堿以鹽酸鹽的形式存在于黃連中[10-12]，其中酸水提取法的原理根據為：根據游離小檗堿與氫鹵酸作用生成的鹽在水中溶解度小，其含氧酸鹽在水中溶解度比較大的性質進行提取。因此，從植物中提取小檗堿時常用稀硫酸來提取，然后加過量的氯離子，使其硫酸鹽轉變為鹽酸鹽而析出。

1.2 小檗堿在黃連中存在的形式

小檗堿是否真的以鹽酸鹽的形式存在于黃連中呢？這個問題很少有人思考，也沒有人懷疑，以至于很多提取工藝仍局限在對硫酸水提取的改進中。筆者做了以下實驗，證明小檗堿并非全部以鹽酸鹽的形式存在。黃連（味連）20 g，加入200 ml水，煎煮20分鐘，過濾，靜置放冷，無沉淀析出。向濾液中加入4%NaCl，有黃色沉淀析出，抽濾，漂白水試驗為櫻紅色，確定為鹽酸小檗堿，水重結晶精制，烘干，得鹽酸小檗堿精品0.6 g。經查閱文獻[13]，鹽酸小檗堿溶于沸水，在冷水中的溶解度較小（冷水1∶500）。如果以鹽酸鹽的形式存在，按《中國藥典》的標準，味連含鹽酸小檗堿至少5.5%以上，所以20 g黃連應該至少含有1.1 g鹽酸小檗堿，因為鹽酸小檗堿溶于沸水，200 ml沸水應該能溶解藥材中的大部分鹽酸小檗堿，當趁熱過濾除掉藥渣后放冷，應該會有鹽酸小檗堿析出（因為200 ml冷水最多只能溶解0.4 g鹽酸小檗堿），但實驗并沒有觀察到有鹽酸小檗堿析出。而本實驗當加入4%的NaCl后即有鹽酸小檗堿析出，說明小檗堿可能并不是以鹽酸鹽的形式存在，或者只有少數以鹽酸鹽的形式存在，而大部分以其他鹽的形式存在，當用沸水提取后，小檗堿以可溶性的鹽存在，當外界加入了NaCl后，人為地引入了Cl-，生成了鹽酸小檗堿，當其超過其飽和溶解度時即析出沉淀，并且因為Cl-的同離子效應和NaCl的鹽析作用加快了沉淀的析出。

1.3 新的提取工藝的理論指導

受到以上實驗的啟發，筆者大膽設計新的提取工藝，使用食鹽水煎煮法提取黃連中的鹽酸小檗堿，并用沉淀溶解平衡、溶度積、同離子效應、鹽析等理論指導實驗并與傳統的提取方法進行比較，取得了突破性的進展，使提取工藝大大簡化。

2 不同提取方法的比較

2.1 傳統酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸漬24小時，過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加石灰乳調節pH值至10，抽濾，濾液滴加濃鹽酸調節pH值至2～3，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。

鹽酸小檗堿精制：將上述鹽酸小檗堿粗品放入盛有50倍蒸餾水的燒杯中，煮沸，攪拌溶解，趁熱過濾，濾液加鹽酸調節pH值到2～3，放冷即可析出鹽酸小檗堿精制品，過濾，用蒸餾水洗結晶數次，80℃以下干燥，稱重，計算提取率。

2.2 改進的酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸漬24小時，過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統酸水浸提法。

2.3 超聲輔助酸水浸提法

黃連粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，超聲處理20分鐘后過濾，濾渣同法提取1次，合并濾液，加入氯化鈉，使含鹽量約達4%（W/V）的濃度，攪拌使氯化鈉完全溶解，放置即有鹽酸小檗堿沉淀析出，抽濾，得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統酸水浸提法。

2.4 煎煮法

黃連20 g，加入200 ml純化水，煎煮20分鐘，趁熱過濾，加入4%NaCl，攪拌溶解，靜置析晶，濾渣同法提取1次，合并抽濾，即得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統酸水浸提法。

2.5 食鹽水煎煮法

黃連20 g，加入200 ml水，同時加入8 g食鹽，煎煮20分鐘，趁熱過濾，靜置析晶，抽濾，濾渣同法提取1次，合并抽濾，即得鹽酸小檗堿粗制品。鹽酸小檗堿精制同傳統酸水浸提法。

3 實驗結果（見表1）

表1 使用不同方法提取鹽酸小檗堿的提取率比較

4 討論

4.1 傳統酸水浸提法

設計目的：以傳統酸水浸提法作為對照。

傳統酸水浸提法需要浸泡過夜，操作步驟多且費時；需要使用硫酸水，容易腐蝕容器；濾液需要用石灰乳除去多余的硫酸，而石灰乳容易腐蝕玻璃容器，且容易造成樣品損失；需要使用濃鹽酸除去多余的石灰乳；樣品損失較多，提取率低，不利于工業化生產。一般實驗教學需要4次課、8個學時才能完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.2 改進的酸水浸提法

設計目的：省去石灰乳除硫酸以及濃鹽酸調酸度步驟。

加石灰乳的目的是為了除去多余的硫酸以及使小檗堿游離出來，而硫酸根并不影響鹽酸小檗堿的析出，所以不必要除去多余的硫酸，而且在酸性條件下，鹽酸小檗堿亦可析出沉淀，故不必使小檗堿游離。因此，可以不用加入石灰乳及濃鹽酸。實驗證實，提取率更高，說明提取工藝改進的可行性。且實驗教學只要3次課、6個學時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.3 超聲輔助酸水浸提法

設計目的：縮短浸提時間，加快提取速度。

利用超聲波產生強烈空化效應、機械振動和攪拌作用等原理，破壞植物細胞壁結構，加快鹽酸小檗堿在媒介中的傳遞擴散，使提取迅速達到平衡，從而提高小檗堿的提取效率、縮短提取時間。實驗教學只要2次課、4個學時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別。

4.4 煎煮法

設計目的：用沸水代替硫酸水提取，用煎煮代替超聲輔助。

既然小檗堿并不是完成以鹽酸小檗堿的形式存在，而鹽酸小檗堿在沸水中溶解，在冷水中微溶，那么只要用適量的熱水煎煮提取小檗堿的鹽，趁熱過濾，再加入食鹽，人為地引入Cl-，攪拌溶解，使小檗堿以鹽酸鹽的形式析出，即可省去硫酸水浸泡的步驟，同時沸水提取加快了小檗堿的析出，可代替超聲輔助。實驗結果證實該提取工藝的可行性，步驟簡單，實驗教學只要2次課、4個學時就可以完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別，并可用于大量生產，該提取分離工藝為筆者首創。

4.5 食鹽水煎煮法

設計目的：食鹽在煎煮前提前加入，省去后續的加鹽攪拌溶解步驟。

既然小檗堿并不是完成以鹽酸小檗堿的形式存在，那么只要在煎煮前加入食鹽，先引入Cl-，使小檗堿以鹽酸鹽的形式存在，趁熱過濾，靜置析晶，即可省去溶解食鹽的步驟。實驗結果證實該提取工藝的可行性，步驟更簡單，實驗教學只要2次課、4個學時，可以有充足的時間完成鹽酸小檗堿的提取、分離、精制與鑒別，并可用于大量生產，該提取分離工藝亦為筆者首創，是筆者提倡的新方法。

4.6 食鹽加入量的推算

鹽酸小檗堿C20H18O4Cl以下簡寫為BCl。鹽酸小檗堿在冷水中的溶解度為1∶500（微溶），分子量為371.5，則其溶度積KSP，BCl=2.9×10-5（KSP，BCl=[B+][Cl-]=S2，S=[B+]=mBCl/（MBCl×V）=1/（371.5×0.5）=5.4×10-3mol/L），如果要有 BCl析出，則必須有大于5.4×10-3mol/L的[Cl-]存在，如果[Cl-]全部依賴于外界加入，則需要加入 NaCl的濃度為：5.4×103mol/L×58.5 g/mol=0.32 g/L；如果要使99%的BCl析出，即1%的BCl留在濾液中，則[B+]=5.4×10-3mol/L×1%=5.4×10-5mol/L，根據 KSP，BCl=[B+][Cl-]=2.9×10-5，則至少要加入 NaCl的濃度為：5.4×10-1mol/L×58.5 g/mol=32 g/L=3.2 g/100 ml，106即3.2%（W/V）。因此，以上實驗均統一加入4%的NaCl，能確保絕大部分鹽酸小檗堿析出，這也解決了加入食鹽的量的問題。以往的工藝均是靠經驗或實驗去摸索，并沒有使用沉淀平衡原理、溶度積理論、同離子效應等計算食鹽的量，這也是筆者的創新之處。

5 結語

從黃連中提取鹽酸小檗堿是很多學校的天然藥物化學課程或中藥化學課程開設的實驗課，常采用醇提法或酸水浸提法進行，耗時長，影響了實驗的連續性。筆者結合多年的天然藥物化學實驗教學經驗，在實驗的過程中不斷發現問題，不斷改進工藝，并運用了沉淀平衡原理、溶度積理論、同離子效應等計算食鹽的加入量，最終設計了從黃連中提取鹽酸小檗堿的新方法，即用食鹽水煎煮法提取黃連中的鹽酸小檗堿，提取率為5.6%，簡化了提取步驟，使實驗時間大大縮短，由原來需要4次實驗課的實驗縮減為2次實驗課，有利于安排學生的實驗；同時減少了實驗試劑的使用，降低了成本，無污染及腐蝕性，綠色環保，適用于工業生產，有一定的實用價值。