喘平提取液中麻黄碱及伪麻黄碱的挥发动力学研究

2011-05-26索绪斌张志鹏吴婵红朱盛山

中成药 2011年3期

刘艳，索绪斌，张志鹏，吴婵红，朱盛山

(广东药学院中药开发研究所，广东广州 510006)

“喘平”是由麻黄、洋金花为主药的复方，主治支气管哮喘和喘息性气管炎。麻黄的主要有效成分是麻黄碱、伪麻黄碱，具有松弛平滑肌、收缩血管、发汗解热、抗菌、抗病毒、镇咳平喘等作用［1］，两者分子量较小，为无色结晶，都具有较强的挥发性［2-3］。麻黄是中医临床上常用的一味药材，以麻黄进行组方的复方也有很多［4-6］。含麻黄的中药复方在中药提取浓缩过程中，主要成分麻黄碱及伪麻黄碱都面临着挥发损失，成为麻黄制剂产业化的瓶颈。本文通过研究“喘平”提取液中麻黄碱与伪麻黄碱的挥发动力学及挥发活化能的计算，为麻黄复方提取工艺及制剂稳定性质量研究提供参考，促进产业化。关于这方面的研究，目前为止，并无相关文献报道。

1 仪器和材料

Agilent 1100高效液相色谱仪(Agilent，美国);BS124S型电子分析天平(北京塞多利斯仪器系统有限公司);H-S-G-ⅡB-4电热恒温水浴锅(上海仪表(集团)供销公司);麻黄碱对照品和伪麻黄碱对照品(中国药品生物制品检定所);盐酸(上海申翔化学试剂有限公司);氢氧化钠(天津市大茂化学试剂厂);其余试剂为市售分析纯。

2 实验方法

2.1 色谱条件

色谱柱:Gemini 5u C18110A(4.60 mm×250 mm，5 μm，菲罗门);流动相:甲醇－0.4%H3PO4(5∶95);流速:0.8 mL/min;柱温:25℃;检测波长:207 nm;进样量:20 μL。

2.2 标准曲线的制备

精密称取麻黄碱与伪麻黄碱各5 mg，分别溶解于10 mL量瓶中，加甲醇使溶解，摇匀作贮备液。取贮备液用流动相，配制一系列的麻黄碱浓度及伪麻黄碱标准溶液，分别进高效液相检测，记录色谱峰面积的积分值。

2.3 喘平复方的提取

按喘平复方比例称取药材，加水(用盐酸调pH 3.0)分两次煎煮药材，第一次加入13倍量水，煎煮1 h，第二次加水10倍量水煎煮1 h，收集两次煎煮液过滤合并成喘平复方提取液，备用。

2.4 麻黄碱与伪麻黄碱挥发动力学测定

取上述喘平复方提取液，用5%盐酸或者氢氧化钠调节溶液pH分别至2、4和6。精密称取等量调节成不同pH值的溶液置于500 mL烧杯中，分别放入加热至恒温的水浴锅中，待烧杯中溶液温度达到预定温度(50、70、90℃)时，开始计时，每隔0.5 h取样5 mL，并搽干烧杯称重，连续取样8 h，样品进HPLC，按上述色谱条件检测，根据标准曲线计算麻黄碱及伪麻黄碱的含量。

按一级动力学模型(公式1)计算挥发麻黄碱与伪麻黄碱的挥发速度。

其中Ct=Mt残留/V0，C0=M0/V0。Mt残留包括了每次取样取出的麻黄碱与伪麻黄碱。V0为溶液的初始体积。因此公式(1)可以变形为

根据阿仑尼乌斯公式:

其中k为麻黄碱与伪麻黄碱挥发速度常数，Ea为麻黄碱与伪麻黄碱挥发活化能，R为气体常数，T为绝对温度(K)。以挥发常数(k)对1/T作图，根据直线斜率计算麻黄碱与伪麻黄碱的挥发活化能。

2.5 麻黄碱与伪麻黄碱的挥发与水蒸汽蒸发之间关系

以喘平溶液中溶液的减失量(M蒸发)即溶液的蒸发量，对麻黄碱与伪麻黄碱的挥发量(M挥发)之间作图，探讨麻黄碱与伪麻黄碱的挥发与水蒸汽蒸发之间关系。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线

麻黄碱标准曲线为Y=45.8X+194.25，r=0.999 5，在浓度 0.875 2 ～547 μg/mL 范围内线性关系良好;伪麻黄碱标准曲线为Y=48.66X+66.48，r=0.999 7，在浓度 0.577 6～361 μg/mL范围内线性关系良好。

3.2 不同pH条件下的麻黄碱与伪麻黄碱的挥发动力学

图1 pH2条件下麻黄碱(A)与伪麻黄碱(B)在喘平溶液中的挥发动力学曲线

3.2.1 pH为2的挥发动力学

根据2.3项方法所测得的数据，在323 K、343 K、363 K对药液中麻黄碱、伪麻黄碱含量的对数与水浴时间作图(见图1)。

根据公式(3)，以挥发常数对1/T作图，其方程分别为Y=－3 632.9X+7.295 4，r=0.956 6;Y= －2 188.3X+2.959 4，r=0.928 6。由此算出在pH 2的条件下麻黄碱与伪麻黄碱的挥发活化能Ea分别为30.204 kJ/moL和18.193 kJ/moL。

图2 pH4条件下麻黄碱(A)与伪麻黄碱(B)在喘平溶液中的挥发动力学曲线

3.2.2 pH为4的挥发动力学

根据2.3项方法所测得的数据，在323 K、343 K、363 K对药液中麻黄碱、伪麻黄碱含量的对数与水浴时间作图(见图2)。

根据公式(3)，以挥发常数对1/T作图，其方程分别为Y=－2 994.465X+5.984，r=0.977 8;Y= －1 850.405X+2.365，r=0.977 8，由此算出在pH 4的条件下麻黄碱与伪麻黄碱的挥发活化能Ea分别为24.896 kJ/moL和15.384 kJ/moL。

3.2.3 pH为6的挥发动力学

根据2.3项方法所测得的数据，在323 K、343 K、363 K对药液中麻黄碱、伪麻黄碱含量的对数与水浴时间作图(见图3)。

根据公式(3)，以挥发常数对1/T作图，其方程分别为Y= －2 868.5X+5.671 9，r=0.944 1;Y= －1 717.5X+2.032 4，r=0.948 1;由此算出在pH6的条件下麻黄碱与伪麻黄碱的挥发活化能Ea分别为22.206 kJ/moL和14.279 kJ/moL。

从图1～3中可以看出药液中伪麻黄碱含量的对数与挥发时间成正比，且随着温度的升高伪麻黄碱挥发速度越快。从药液中麻黄碱及伪麻黄碱挥发速率方程可看出:在相同的条件下，麻黄碱的挥发速率大于伪麻黄碱的挥发速率，温度的升高对麻黄碱影响比伪麻黄碱大。

图3 pH6条件下麻黄碱(A)与伪麻黄碱(B)在喘平溶液中的挥发动力学曲线

我们采取零级、一级和二级进行麻黄碱与伪麻黄碱的挥发的模型拟合，以一级模型拟合最好(r值最大)，因此本实验以一级模型拟合麻黄碱与伪麻黄碱的挥发过程。随着喘平溶液pH值升高，麻黄碱与伪麻黄碱的挥发活化能(Ea)均降低，说明中性条件下，麻黄碱与伪麻黄碱更容易挥发，其可能的原因在于麻黄碱与伪麻黄碱主要以单体形式挥发，麻黄碱及伪麻黄碱在溶液中容易与酸形成盐，游离生物碱(麻黄碱及伪麻黄碱)与生物碱盐的相互转化是一种动态平衡，加酸(pH降低)使平衡向盐方向移动，游离生物碱浓度降低，挥发性降低，挥发活化能(Ea)升高，因此酸性有利于溶液中麻黄碱与伪麻黄碱含量的稳定，所以工业化生产时，往往调节“喘平”溶液成酸性。各pH值条件下，伪麻黄碱与麻黄碱的挥发速率不一致，前者略高，可能与它们与酸成盐的动态平衡常数不同有关，这方面有待进一步地验证和研究。

3.3 麻黄碱与伪麻黄碱的蒸发与水蒸汽蒸发之间关系

在0～8 h内，喘平溶液(pH 4)中水蒸汽的蒸发与麻黄碱和伪麻黄碱的挥发量之间的关系见图4。从图中可以看出，“喘平”溶液中有效成分的挥发与水蒸汽的蒸发之间存在良好的线性关系。其他不同酸性(pH 2和pH 6)溶液中麻黄碱与伪麻黄碱的挥发与水蒸汽的挥发之间也同样存在线性关系，只是斜率稍有差异。其可能的原因在于游离麻黄碱与伪麻黄碱都是容易挥发的小分子物质，表现出生物碱类挥发油的性质［7］，可随着水蒸汽以“共沸物”的形式挥发出来，所以在本试验出现了两种生物碱随水分的蒸发成正比降低的现象。