一种从黄连中提取盐酸小檗碱的新方法

张武雄

（江门中医药学校，广东 江门 529000）

盐酸小檗碱又称黄连素，存在于小檗科等4科10属的许多植物中[1]。黄连为毛茛科植物黄连、三角叶黄连或云连的干燥根茎，以上3种分别习惯称为“味连”“雅连”“云连”，有清热燥湿、泻火解毒的功效[2]。黄连中含盐酸小檗碱、黄连碱、巴马汀等原小檗碱型生物碱，其中盐酸小檗碱为主要活性成分，盐酸小檗碱已经被广泛应用于治疗敏感病原菌所致的胃肠炎、细菌性痢疾等肠道感染性疾病，后来又发现了盐酸小檗碱有新的作用：如免疫促进、降血压、抗心律失常、降血糖、降血脂等作用[3]。

目前，针对盐酸小檗碱提取工艺的研究比较多，常用的提取方法有酸水常温浸提法、酸水渗漉法、乙醇回流提取法以及微波、超声波辅助的提取法等，已经非常成熟地应用于实验教学，并已实现工业化生产，但这些方法均存在耗时长、操作步骤多等问题[4-6]。

1 新工艺提出的背景及理论指导

1.1 传统提取工艺的局限性

目前，盐酸小檗碱提取工艺改进方面主要集中在调整酸水的浓度（主要是用硫酸水）、使用酸水提取与乙醇提取的比较、药材与溶剂的比例、提取的次数、每次提取的时间、加入食盐的比例、用石灰乳调节pH值的范围以及使用微波或超声辅助提取以加快提取速度等方面[7-9]。

以上提取工艺的改进未涉及提取原理的改变，并未对提取原理的合理性提出质疑。目前教材一般认为小檗碱以盐酸盐的形式存在于黄连中[10-12]，其中酸水提取法的原理根据为：根据游离小檗碱与氢卤酸作用生成的盐在水中溶解度小，其含氧酸盐在水中溶解度比较大的性质进行提取。因此，从植物中提取小檗碱时常用稀硫酸来提取，然后加过量的氯离子，使其硫酸盐转变为盐酸盐而析出。

1.2 小檗碱在黄连中存在的形式

小檗碱是否真的以盐酸盐的形式存在于黄连中呢？这个问题很少有人思考，也没有人怀疑，以至于很多提取工艺仍局限在对硫酸水提取的改进中。笔者做了以下实验，证明小檗碱并非全部以盐酸盐的形式存在。黄连（味连）20 g，加入200 ml水，煎煮20分钟，过滤，静置放冷，无沉淀析出。向滤液中加入4%NaCl，有黄色沉淀析出，抽滤，漂白水试验为樱红色，确定为盐酸小檗碱，水重结晶精制，烘干，得盐酸小檗碱精品0.6 g。经查阅文献[13]，盐酸小檗碱溶于沸水，在冷水中的溶解度较小（冷水1∶500）。如果以盐酸盐的形式存在，按《中国药典》的标准，味连含盐酸小檗碱至少5.5%以上，所以20 g黄连应该至少含有1.1 g盐酸小檗碱，因为盐酸小檗碱溶于沸水，200 ml沸水应该能溶解药材中的大部分盐酸小檗碱，当趁热过滤除掉药渣后放冷，应该会有盐酸小檗碱析出（因为200 ml冷水最多只能溶解0.4 g盐酸小檗碱），但实验并没有观察到有盐酸小檗碱析出。而本实验当加入4%的NaCl后即有盐酸小檗碱析出，说明小檗碱可能并不是以盐酸盐的形式存在，或者只有少数以盐酸盐的形式存在，而大部分以其他盐的形式存在，当用沸水提取后，小檗碱以可溶性的盐存在，当外界加入了NaCl后，人为地引入了Cl-，生成了盐酸小檗碱，当其超过其饱和溶解度时即析出沉淀，并且因为Cl-的同离子效应和NaCl的盐析作用加快了沉淀的析出。

1.3 新的提取工艺的理论指导

受到以上实验的启发，笔者大胆设计新的提取工艺，使用食盐水煎煮法提取黄连中的盐酸小檗碱，并用沉淀溶解平衡、溶度积、同离子效应、盐析等理论指导实验并与传统的提取方法进行比较，取得了突破性的进展，使提取工艺大大简化。

2 不同提取方法的比较

2.1 传统酸水浸提法

黄连粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸渍24小时，过滤，滤渣同法提取1次，合并滤液，加石灰乳调节pH值至10，抽滤，滤液滴加浓盐酸调节pH值至2～3，加入氯化钠，使含盐量约达4%（W/V）的浓度，搅拌使氯化钠完全溶解，放置即有盐酸小檗碱沉淀析出，抽滤，得盐酸小檗碱粗制品。

盐酸小檗碱精制：将上述盐酸小檗碱粗品放入盛有50倍蒸馏水的烧杯中，煮沸，搅拌溶解，趁热过滤，滤液加盐酸调节pH值到2～3，放冷即可析出盐酸小檗碱精制品，过滤，用蒸馏水洗结晶数次，80℃以下干燥，称重，计算提取率。

2.2 改进的酸水浸提法

黄连粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，浸渍24小时，过滤，滤渣同法提取1次，合并滤液，加入氯化钠，使含盐量约达4%（W/V）的浓度，搅拌使氯化钠完全溶解，放置即有盐酸小檗碱沉淀析出，抽滤，得盐酸小檗碱粗制品。盐酸小檗碱精制同传统酸水浸提法。

2.3 超声辅助酸水浸提法

黄连粗粉20 g，加入0.2%硫酸溶液200 ml，超声处理20分钟后过滤，滤渣同法提取1次，合并滤液，加入氯化钠，使含盐量约达4%（W/V）的浓度，搅拌使氯化钠完全溶解，放置即有盐酸小檗碱沉淀析出，抽滤，得盐酸小檗碱粗制品。盐酸小檗碱精制同传统酸水浸提法。

2.4 煎煮法

黄连20 g，加入200 ml纯化水，煎煮20分钟，趁热过滤，加入4%NaCl，搅拌溶解，静置析晶，滤渣同法提取1次，合并抽滤，即得盐酸小檗碱粗制品。盐酸小檗碱精制同传统酸水浸提法。

2.5 食盐水煎煮法

黄连20 g，加入200 ml水，同时加入8 g食盐，煎煮20分钟，趁热过滤，静置析晶，抽滤，滤渣同法提取1次，合并抽滤，即得盐酸小檗碱粗制品。盐酸小檗碱精制同传统酸水浸提法。

3 实验结果（见表1）

表1 使用不同方法提取盐酸小檗碱的提取率比较

4 讨论

4.1 传统酸水浸提法

设计目的：以传统酸水浸提法作为对照。

传统酸水浸提法需要浸泡过夜，操作步骤多且费时；需要使用硫酸水，容易腐蚀容器；滤液需要用石灰乳除去多余的硫酸，而石灰乳容易腐蚀玻璃容器，且容易造成样品损失；需要使用浓盐酸除去多余的石灰乳；样品损失较多，提取率低，不利于工业化生产。一般实验教学需要4次课、8个学时才能完成盐酸小檗碱的提取、分离、精制与鉴别。

4.2 改进的酸水浸提法

设计目的：省去石灰乳除硫酸以及浓盐酸调酸度步骤。

加石灰乳的目的是为了除去多余的硫酸以及使小檗碱游离出来，而硫酸根并不影响盐酸小檗碱的析出，所以不必要除去多余的硫酸，而且在酸性条件下，盐酸小檗碱亦可析出沉淀，故不必使小檗碱游离。因此，可以不用加入石灰乳及浓盐酸。实验证实，提取率更高，说明提取工艺改进的可行性。且实验教学只要3次课、6个学时就可以完成盐酸小檗碱的提取、分离、精制与鉴别。

4.3 超声辅助酸水浸提法

设计目的：缩短浸提时间，加快提取速度。

利用超声波产生强烈空化效应、机械振动和搅拌作用等原理，破坏植物细胞壁结构，加快盐酸小檗碱在媒介中的传递扩散，使提取迅速达到平衡，从而提高小檗碱的提取效率、缩短提取时间。实验教学只要2次课、4个学时就可以完成盐酸小檗碱的提取、分离、精制与鉴别。

4.4 煎煮法

设计目的：用沸水代替硫酸水提取，用煎煮代替超声辅助。

既然小檗碱并不是完成以盐酸小檗碱的形式存在，而盐酸小檗碱在沸水中溶解，在冷水中微溶，那么只要用适量的热水煎煮提取小檗碱的盐，趁热过滤，再加入食盐，人为地引入Cl-，搅拌溶解，使小檗碱以盐酸盐的形式析出，即可省去硫酸水浸泡的步骤，同时沸水提取加快了小檗碱的析出，可代替超声辅助。实验结果证实该提取工艺的可行性，步骤简单，实验教学只要2次课、4个学时就可以完成盐酸小檗碱的提取、分离、精制与鉴别，并可用于大量生产，该提取分离工艺为笔者首创。

4.5 食盐水煎煮法

设计目的：食盐在煎煮前提前加入，省去后续的加盐搅拌溶解步骤。

既然小檗碱并不是完成以盐酸小檗碱的形式存在，那么只要在煎煮前加入食盐，先引入Cl-，使小檗碱以盐酸盐的形式存在，趁热过滤，静置析晶，即可省去溶解食盐的步骤。实验结果证实该提取工艺的可行性，步骤更简单，实验教学只要2次课、4个学时，可以有充足的时间完成盐酸小檗碱的提取、分离、精制与鉴别，并可用于大量生产，该提取分离工艺亦为笔者首创，是笔者提倡的新方法。

4.6 食盐加入量的推算

盐酸小檗碱C20H18O4Cl以下简写为BCl。盐酸小檗碱在冷水中的溶解度为1∶500（微溶），分子量为371.5，则其溶度积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，则必须有大于5.4×10-3mol/L的[Cl-]存在，如果[Cl-]全部依赖于外界加入，则需要加入 NaCl的浓度为：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留在滤液中，则[B+]=5.4×10-3mol/L×1%=5.4×10-5mol/L，根据 KSP，BCl=[B+][Cl-]=2.9×10-5，则至少要加入 NaCl的浓度为：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，以上实验均统一加入4%的NaCl，能确保绝大部分盐酸小檗碱析出，这也解决了加入食盐的量的问题。以往的工艺均是靠经验或实验去摸索，并没有使用沉淀平衡原理、溶度积理论、同离子效应等计算食盐的量，这也是笔者的创新之处。

5 结语

从黄连中提取盐酸小檗碱是很多学校的天然药物化学课程或中药化学课程开设的实验课，常采用醇提法或酸水浸提法进行，耗时长，影响了实验的连续性。笔者结合多年的天然药物化学实验教学经验，在实验的过程中不断发现问题，不断改进工艺，并运用了沉淀平衡原理、溶度积理论、同离子效应等计算食盐的加入量，最终设计了从黄连中提取盐酸小檗碱的新方法，即用食盐水煎煮法提取黄连中的盐酸小檗碱，提取率为5.6%，简化了提取步骤，使实验时间大大缩短，由原来需要4次实验课的实验缩减为2次实验课，有利于安排学生的实验；同时减少了实验试剂的使用，降低了成本，无污染及腐蚀性，绿色环保，适用于工业生产，有一定的实用价值。