樟树天然d龙脑的制备及表征

樟树天然d龙脑的制备及表征

龙脑通常被称为婆罗洲。根据李立如的《本草纲目》，中国有使用龙脑的习惯。当时龙脑精品主要由南洋诸国进贡作为宫庭中香料和贵重药材珍藏,它是从龙脑香树干的树脂蒸馏而得的天然产品。龙脑有通诸窍、散郁火、去翳明目、消肿止痛、开窍醒脑、清热解毒,主治中风口噤、热病神昏、气闭耳聋、喉痹、痈肿等疾患。在香料上是名贵的定香剂和配制高级香水重要原料,此外龙脑有去腐防腐、驱避虫类的效力,在饮料工业上还能作为清凉添加剂。随着科技的发展,人们研究开发了多种龙脑产品,以往我国市场上的天然右旋龙脑(俗称梅片)均靠进口,天然左旋龙脑(艾片)和合成消旋龙脑(冰片、机片)产品国内有生产。其中以机制冰片产量最大,2000~2001年度世界上龙脑或异龙脑混合体消费量约为1000t/a。中国是合成冰片生产大国,产量约500~600t/a,居世界首位,国内实际用量约200t,出口约300t。关于几种龙脑产品的药效及香气问题,湖南省长沙市有机化工厂杨国雄等专程对广州、上海、南京等地进行了调查,先后访问十多名中医和数家医药企业,一致反映右旋龙脑的消炎、镇痛作用优于左旋和消旋冰片,在龙脑香气评定中国外厂商认为右旋龙脑的等级远高于其它冰片产品。随着人们环保意识的增强和生活质量的提高,回归自然已是人心所向,天然右旋龙脑的开发应用正受到重视。本研究是在利用樟树叶提制粗龙脑的基础上,探讨d-龙脑的精制工艺,结合GC、GC/MS测试和扫描电镜观察不同溶剂得到的d-龙脑晶体结构,为生产高纯度d-龙脑工艺提供依据。1材料、实验条件及仪器1.1原料樟树叶原料由湖南省新晃县林业局孙秀泉、向开炎提供。该树种经有关专家鉴定为Cinnamomumglanduliferum(Wall.)Nees,同属云南樟类型。1.2水蒸气蒸馏装置和升华罐自制1.3d-龙脑含量测定仪器GC-7AG型,柱:DB-5毛细管柱(30m×0.32mm);汽化室及检测室温度200℃;柱温100℃;分流比1/50,进样量0.1μL。1.4d-龙脑旋光性测定用上海分析仪器厂生产的自动旋光仪测定,乙醇为溶剂。1.5d-龙脑的定性鉴定仪器:JMS-D300型GC/MScomp;条件:石英毛细管柱SE30(30m×0.25mm);汽化室温度:230℃;柱温130℃(恒温2min)−→−−−5℃/min160℃2min)→5℃/min160℃直到出峰完毕;电离方式EI源,电子能量70eV,加速电压3kV;电离电流300μA,离子源温度190℃,扫描速度2s;扫描质量范围(m/z)35~250,GC/MS接口类型自制;GC/MS接口温度:180℃。1.6d-龙脑结晶的电子显微镜观察采用LBS5型离子溅射仪和SEM-505飞利浦扫描电镜。2结果与分析2.1龙眼脑的改进以新鲜樟树枝叶为原料,采用水蒸气蒸馏和升华得到粗d-龙脑。2.1.1材料物筛选。在一般上曾规定了3由表1得知,7号单株枝叶含d-龙脑较高,无低沸残留物,而6号无性系基本上能保持1号樟的龙脑型遗传特性。这几株选出的优良单株作为种源基因,为建立采穗圃提供了基础。5号樟含樟脑很高,可作为专供提制樟脑种源。2.1.2不同季节中樟叶含龙脑的测定在1997~1998年度,按季度定株采集樟树叶并蒸制龙脑。样本采集系分别采取同株树不同方向叶片混合样。一年中不同季节中樟叶含龙脑测定结果见表2。从得率和d-龙脑含量分析,采集樟叶以冬季为佳,夏季次之。故建立樟树叶用林基地可以采用1年二次采叶作业法。2.2龙脑的结晶与鉴定用樟树枝叶蒸馏升华出的龙脑含量较低,有些还含低沸点残留物。为了提高龙脑的价值,必须对粗龙脑进行精制提纯。如Sigma公司发布价格,85%含量的d-龙脑100g价为39.0美元,而98%含量(GC)的d-龙脑250mg价达13.9美元,可见提高产品纯度可以提高价格档次,取得更高的经济效益。为此进行了粗制龙脑的提纯工作。2.2.1结晶次数与d-龙脑含量影响将前述试验中所得粗龙脑在溶剂中溶解,经洗涤脱水后置于溶剂中结晶,观察其结晶情况,结果列于表3。表3显示,80%粗d-龙脑一次结晶其有效成分含量可达92%以上,残母液再结晶时含量逐步降低,其外形也由大片状转向疏松状。2.2.2溶剂比对d-龙脑结晶质量的影响粗龙脑中含有多种成分,充分溶解龙脑,并进行适当洗涤,尽可能除去杂质,提供良好的结晶条件,是提高龙脑纯度的有效措施,为此进行了物料与溶剂比试验,结果列于表4。从表4结果可看出,结晶时溶剂比例越大,龙脑结晶状况越优良,考虑到工艺上经济成本和溶剂回收等问题,采用1∶1.7~2.0的溶剂比,产品含量可达95%以上。2.2.3结晶时间对d-龙脑品质的影响将粗龙脑100g(81%)溶解后,经洗涤去杂质,再加入溶剂进行提纯结晶,产品外观性状和龙脑含量随着结晶时间而改善。结果表明,经4d以上结晶的产品龙脑含量达95%以上,外观形状呈片状,符合中药传统检定要求,见表5。2.2.4高纯度d-龙脑的制备根据上述试验结果,在采用最佳溶剂、结晶时间、溶剂用量等条件下制备的d-龙脑含量可达99%以上(GC),[α]20D+37(C2H5OH)。产品定性鉴定GC/MS由江苏省生产力促进中心检测,(98)量认(苏)字(20554)号。产品定量测定由原林业部林化产品质量监督检查站进行。(95)量认(国)字(V0236)号,其分析图谱见图1、图2。2.2.5精制d-龙脑有关质量指标分析由于以往我国d-龙?脑靠进口,迄今对该产品尚无国家标准,仅有合成冰片标准。本项目所研制的精制d-龙脑其有关指标分析结果分别为:外观呈白色片状结晶,龙脑含量>99%,旋光度[α]20DD20>+37°,熔点205~209℃,重金属含量<5×10-6,砷(As)含量<2×10-6。2.2.6d-龙脑晶体的电子显微镜观察由于市场上龙脑产品混杂,增加了商家和用户识别困难。有条件的单位虽可用旋光仪和GC检定其品质好坏,但在流通领域甚感费事。王强等曾对冰片作过鉴定分析研究,但对电子显微镜扫描观察d-龙脑晶体结构至今尚未见有报道。作者在制备d-龙脑过程中,分别对用不同溶剂结晶得到不同纯度的几种d-龙脑晶体作了电镜观察,并与合成的消旋冰片进行对比。电镜扫描图列于图3。从图3明显看出,用乙醇结晶得到的d-龙脑外形成团簇状(A);用石油醚结晶的d-龙脑呈板根状(B);水蒸气蒸馏直接升华的粗d-龙脑可见到两层结构,上层为网状,下层为结晶体(C);99%高纯度d-龙脑为菱形单晶体,呈线型排列(D);而合成的消旋冰片呈椭圆形,晶体中心有圆环(E)。以上结果可供今后制订d-龙脑标准作参考。3粗、细龙脑的制备3.1本研究中筛选的富含d-龙脑优株樟树,其枝叶中含d-龙脑1.11%~2.20%,通过水蒸气蒸馏升华得到的粗龙脑含量>80%。实际分析表明,该种樟树叶一年四季中所含d-龙脑有明显差别。采集以冬季为佳,夏季次之,生产时可采用1年二次采叶作业法。3.2粗龙脑的精制可提高产品价值