2019年秋水仙碱的提取纯化

1、前言：生物碱一般是指来源于植物界的一类含氮有机化合物，广泛存在于自然界，大 多具有较复杂的氮杂环结构，并具有生理活性和碱性，是许多药用植物的有效成分， 目前用于临床的生物碱药品已达 80种之多，相当多的生物碱具有抗肿瘤、低毒性和 低成本的特性。生物碱在植物界分布较广，但主要分布在高等植物中，尤其是双子叶植物中的毛 莨科、防己科、罂粟科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科等 100多科的植物中。单子 叶植物中分布较少，裸子植物中更少，低等植物中的蕨类及菌类只有极个别的植物中 存在生物碱。生物碱大多为结晶型固体，只有少数是非结晶型的粉末，一般是无色或白色的化 合物，只有少数有色，多具苦味，一般无挥发性，

2、少数有挥发性。秋水仙碱的提取及分离1秋水仙简介及民间药用情况秋水仙是百合科秋水仙属植物，拉丁名：Colchicum autumnale，多年生草本球根药用花卉，有单瓣和重瓣不同品种。原产于欧洲中部和南部及非洲北部，它的球茎是一个古老的草药，称为“秋水仙”，传统上用于治疗痛风，植株高10厘米左右，81月开花。花蕾呈纺缍形，开放时似漏斗，与春天开放的番红花（属鸢尾科）相似， 白、粉、淡紫色花朵成丛配植，鲜嫩娇丽,疏密自然，优雅别致。秋水仙喜冷凉阴湿气侯，耐寒。忌粘质土壤，宜排水好、肥沃的沙壤土。球茎夏季有休眠习性。我国自七十年代起从国外引进种子和球茎，分别在北京、庐山、昆明等地试种，已取得可喜成果

3、。由于进口的种球价格昂贵，为加速种球的繁殖，现多采用生物工程栽培技术，通过增殖小鳞茎的数量，扩大种植面积，以适应观赏I秋水他及药用需要我国民间常用秋水仙的花及球茎治疗坐骨神经痛和关节炎等。2.秋水仙碱秋水仙碱(colchicine)属于有机胺类生物碱，为淡黄色针状结晶或结晶粉末，口 服 6 毫克秋水仙碱即可致人死亡。 但是同时它是很有效的抗肿瘤药物， 起作用机制是 直接作用于细胞分裂，使纺锤结构无法形成，抑制有丝分裂，使其停止于中期，结果 使细胞发育不正常和畸形，最后导致细胞死亡，分裂旺盛的细胞最先受到影响，高浓 度时可完全使细胞停止于分裂中期。 目前，秋水仙碱在临床上主要用于乳腺癌、 肺癌、

4、 胃癌、皮肤癌及慢性粒细胞白血病和或起劲病的治疗， 此外还可用于缓解痛风的急性 发作。秋水仙碱的毒副作用较大，急性中毒后常见症状为剧烈腹痛、腹泻、恶心、呕 吐，严重者可致呼吸中枢麻痹而死亡。 慢性毒性反应主要表现为对骨髓造血的直接抑 制作用，易引起粒细胞缺乏、再生障碍性贫血等。秋水仙碱在人体内由于水解作用代 谢很快，排泄也很快，因此只要急救措施得当，急性中毒症状可迅速缓解。 3.秋水仙碱的提取及纯化过程在秋水仙花及球茎内含有多种毒性极强的生物碱，主要有石蒜碱、雪花莲胺碱 及秋水仙碱(又称秋水仙素)等，这些生物碱中含量最高的是秋水仙碱，在球茎中的 含量 0.3% 0.5%，秋水仙种子也含多量秋水

5、仙碱， 也是提取秋水仙碱的重要原料。 另 外在我国用山慈菇提取的秋水仙碱注射称“争光 81 号”用于治疗乳腺癌，取得较好 疗效。故常采用山慈菇或秋水仙进行提取，本次用秋水仙进行提取，流程如下：秋水仙粗粉粉末以80%-90%乙醇加热回流，抽滤，再加乙醇回流提取抽滤, 共3次1 r滤渣总滤液 乙醇回收的乙醇水溶液（含总生物碱） T 勺水溶解、过滤仃过滤所得水溶液（含总生物碱）I不溶物1以10%硫酸调PH =2,再用氯仿萃取II q i萃取后的酸性水溶液萃取所得氯仿层溶液（秋水仙碱）（含有酸水可溶性生物碱）,加无水硫酸钠脱水、过滤1氯仿溶液硫酸钠蒸馏回收氯仿氯仿氯仿萃取物（胶状物）具体提取过程（每一

6、步的作用、显色追踪） ： 注：秋水仙碱遇浓硝酸显蓝色，以此进行显色追踪，追踪过程中，蓝色是逐步加深的 提取：加60 kg秋水仙粗粉粉末于投料缸中，加80%90%乙醇180L,加热回流4h, 抽滤，再加乙醇回流提取，抽滤，共三次，将三次所得滤液合并。加热回流目的 是增大极性大的物质的溶解度，提取出溶于乙醇的有机物；追踪： 分别取少量滤液和滤渣， 向其中滴加等量浓硝酸， 滤液显蓝色， 即呈阳性， 则保留，滤液滤渣无色，阴性，弃除； 分离 ：将所得总滤液进行减压浓缩，将（上清液）乙醇和与含总生物碱的胶质水 溶液进行分离，并回收乙醇 追踪：分别取少量胶质水溶液和上清液，向其中滴加等量浓硝酸，胶质水溶液

7、显 蓝色，则保留，上清液不显色证明是乙醇，则回收； 除杂质： 向含总生物碱的水溶液加入 35 倍量的水，搅匀后放置，等胶质沉淀后 用布袋过滤，胶质用水洗涤三次，洗液与滤液合并，去除不溶物。追踪： 分别取少量水溶液和不溶物，向其中滴加等量浓硝酸，水溶液显蓝色，保 留，不溶物不显色，弃除； 萃取：滤液用10%硫酸调至pH=2,加氯仿振摇萃取至氯仿萃取液无色为止，氯仿 液用 5%氢氧化钠溶液约 300ml 洗涤一次， 分取氯仿层， 同时分离氯仿不溶物， 即 除去酸水可溶性生物碱。追踪：分别取少量氯仿层溶液和另一种溶液，向其中滴加等量浓硝酸，氯仿层显 蓝色（而且较上三次颜色深，说明秋水仙碱已经初步得到

8、分离） ，则保留，另一种 溶液不显色，弃除； 脱水： 向萃取所得的氯仿溶液中加入无水硫酸钠，过滤，得较纯的氯仿溶液 追踪：分别取少量滤液和滤渣，向其中滴加等量浓硝酸，滤液显蓝色，保留，滤 渣不显色，弃除； 进一步萃取： 蒸馏氯仿至近干，得胶状物，并回收氯仿 追踪：分别取少量胶状物氯仿层和另一种溶液，向其中滴加等量浓硝酸，胶状物 氯仿层显蓝色，保留，另一种溶液不显色，则回收； 进一步除杂质： 取所得胶状物加入 5 倍量乙酸乙酯溶液中，加热溶解后过滤，除 去不溶物质 追踪：分别取少量溶液和不溶物，向其中滴加等量浓硝酸，溶液显色，保留，不 溶物不显色，弃除； 结晶：将上述所得乙酸乙酯溶液放置结晶，抽

9、滤，粗品在低于60C下得到秋水仙碱粗品追踪：分别取少量抽滤后结晶和溶液，向其中滴加等量浓硝酸，结晶显蓝色，保 留，溶液不显色，弃除 重结晶：向秋水仙碱粗品中加入2倍量氯仿，加热溶解后过滤，滤液回收 1/2氯 仿，放置过夜，抽滤至干，先挥除残留氯仿，再于低温干燥，得秋水仙碱结晶追踪：分别取少量结晶和溶液，向其中滴加等量浓硝酸，结晶显蓝色，保留，溶 液不显色，弃除 纯化：向秋水仙碱结晶中加入5倍量乙酸乙酯溶液，加热溶解，放置结晶，过滤， 结晶在低于60C下干燥，得秋水仙碱纯品追踪：取少量结晶，滴加浓硝酸，显蓝色，证明是秋水仙碱。4鉴定实验所得样品是秋水仙碱纯品的依据及过程1）依据一：纯品的理化参数

10、理化数据闪点C392.9密度g/cm31.25熔点C150-160沸点C726° C at 760 mmHg比旋光度-235。至-250 ° （乙醇），-425。至-153 ° （水）溶解性易溶于乙醇、氯仿，溶于水、乙醚、苯，不溶于 石油醚水溶性45 G/L (20 oC)性状淡黄色鳞片状、针状结晶或粉末，无臭；遇光色变深PH5.9（20 oC），碱性较弱分子结构数据摩尔折射率106.6摩尔体积（m3/mol）318.1等张比容（90.2k）848.1表面张力（dyne/cm）50.5极化率(10A-24cm3)42.252）依据二：纯品秋水仙碱的各种光谱图谱数据

11、 红外光谱(IR):入max (cm-1 ):3450,3230,2940,1670,1610,1590,1560,1490,1470,1390,1350,1320,1280,1250,1190,1180,1140,1090,1040,1020,990,920,900,8509083OU esg E S U JSg2010I4200 3900 3600 330D 3000 2700 24D0 2100 1800 1500 1200 900 600 30Wavenumber(cm-I)m $6 lists 2D射1曲II1131J H1010 so風J!曲419B6 5$刖Bini mKO 10

12、m KmiK h1J2J KB ItMl K胎291019hw M质谱（MS）MS-NW-22SG- « _ o o6 4相对强度>20-120 160源温230L， C 样品温度:190G C原子能量* 75ev14o 1SO 170 IS . 0 2702今0 30.031. Q 32 390 £00d . p £；3 0 电L0 £5052 S30 550 5G0 57059 - 600 £30 6SQ 69,0 70 - 730740 75Q0770700S4 0 870 88a0 90.091 Q9S g弩o 丄000 101

13、0 107 103.0 .104 0 112 0113 0114 O115 0116 0 117 0126-0139 - O140 0141 0142 0 143,0 147 140 0 140 5 19 0 150,0151 0152 0153 0154 , Q155 - O156 0157 0 163 0 164,0165 - O166 0 1石70 168,0 169,0170 171 0172 0 17(5 O 177 , O 17B O 179 D 180.0 181,0182 O183 0184 0185 0 190.0191 O192 0193 0194 0 195.0 196

14、0 17 0 196 0199 0200 . O205 0206 0207 Q208 Q209 - O210 0 2110 212 0226.0227 0228 0234 0 235.0 23 O237 Q238 0239 0 20,0241 0242 0243 02-19 0250+ 0251 252 0253 0254 0 2550 之5话02S7 02 63 02 4 Q265 D2 67 02 «8 0270.0271 0272 0278 Q279 0 2S0,0 231.02B2 O 总B30284 02 85.02S + 02S7,0NP3 0294 0295.0236.

15、02 97.0298 02 99 0 300.0 3D1 亠 O 307.030S 0309 0310.04.84.314,95 + 83-71.71.31.74.948.17.712 - 39.64.21.21.32.73.230.S15*627B-0 279-0 2S0 0 281 0 282 Q 283,0 234 O 2SS 0 286 0 287 0 293.0294 O295 0 296 0 2 97 0 29S . O0 300 0 301 0 07 0 303 - O 30 0 310 0 311 0 312,0 313-0314 0315 0 32 2 0 32 3,0 32

16、4.0325 0326 0327 * 0 325.0 32 0 330 0 339.0340 . O341 O342 0 ”30 353 0 356 - O 35?0 ssa o 370.0371 Q372 - O373 0 381 0 385 0 399.0400 . O401 0核磁图(1AHNMRNMR(CDCI3£ 20, 2.4, 3.7, 4.6, 6.6, 6.9, 7.4399JS5 MHZ片工耳化学MPGw)HzP1*"Iiit.3422.128 563433415.B98 54046日口“亠7-67 6122953,007_3699S2942 ” 1-4

17、7' 36211Z2773.44. 940802162 * 2 1 91273Z19 _ SI . SS5196L10.964.0314541579.3.9S410004 L * f出嗎np& b 4 1匚92 0&3亠专c七？爭d丄3. 6693 521QC5.522.52J3954 7 12,3S94阴 9 . es2*3757473& £21 96S913）验证实验中所提取出的样品是秋水仙碱的推论过程 我们可以测得样品的熔点、折射率、比旋光度和 PH值等物性参数，将其与已知纯 品秋水仙碱的物性参数进行比较，做初步判定。 红外光谱法是利用分子和红外

18、辐射的作用，使分子产生振动和转动能级的跃迁所得到的吸收光谱。在红外光谱图中，吸收峰在横轴的位置、形状以及强度反映了分子结 构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其官能团，而吸收谱带的吸收强度与分子组成或官能团的含量有关， 也可用于定量分析和纯度鉴定。生物碱的红外光 谱数据共同特征不多，有一点共同特征是：酮基V c=o吸收在16801660 cm-1区域， 比正常酮基吸收波数低。所以我们可以对样品进行红外光谱图绘制，与纯品秋水仙碱的红外光谱图进行比较，再次对样品进行判定。 因为实验过程中存在各种因素会产生误差， 使所得样品不可能与纯品完全一致， 所 以如果所得样品的物性参数及红外光谱图数据与纯品秋水仙碱的数据相差不大， 便可 以推断实验所提取出的物质就是我们想要的秋水仙