虎杖中蒽醌类成分提取分离工艺的改进
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摘要：目的从虎杖中提取并分离蒽醌类成分大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚等。方法用改进的索氏提取法和碱梯度提取法提取分离不同酸性的蒽醌成分。结果改进后的工艺比传统的提取法提高了蒽醌类成分的提取率，缩短了提取时间。结论此法可供较大规模的提取分离蒽醌类成分参考。
关键词：虎杖；蒽醌类成分；提取；分离
中图分类号：R282.71文献标识码：A 文章编号：1672-979X(2007)08-0032-03
虎杖为蓼科植物虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc)的根茎和根。虎杖中含游离蒽醌及蒽醌苷，主要包括大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚等，具有消炎、抗菌、致泻、利尿以及抗肿瘤、抗病毒等作用，临床上用于治疗肝炎、高血脂症、烧伤、烫伤等疾病[1]。对虎杖中有效成分药理作用的研究是目前中草药研究的热点，虽有较多有效成分含量和总蒽醌提取研究的报道，但获取虎杖中蒽醌活性成分的生产工艺研究较少[2]。目前多以乙醇为提取剂采用浸泡、回流、索氏和超声提取虎杖中的蒽醌，这些方法优点是简单快捷，但很难提取到单一的蒽醌活性成分，往往带有酸性相近的蒽醌以及糖类、鞣质、蛋白质、树胶等，使提取液变得黏稠而给后处理带来困难。需通过多次重结晶或色谱分离，才能获得单一蒽醌活性成分，并且收率低。柱色谱法虽然能分离到单一蒽醌活性成分，但此法浪费时间和溶剂，难以形成规模生产[3,4]。
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我们用改进的索氏提取法提取虎杖中的总游离蒽醌，再用改进的碱梯度提取法分离蒽醌类中的大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚等有效成分，优化和改进了虎杖提取物的生产工艺。
1材料
1.1仪器
索氏提取器及冷凝回流装置(天津玻璃仪器厂)；HH-4数显恒温水浴锅(金坛市科兴仪器厂)；SH2-D型循环水式真空泵(河南郑州杜甫仪器厂)；RE-85Z旋转蒸发器(上海青浦沪西仪器厂)。
1.2材料
虎杖药材(购自西安万寿路中药材市场，由西北大学生命科学学院中药学系刘建利教授鉴定)；乙醇、乙醚、无水乙醚、盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠均为分析纯。
2方法与结果
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2.1原材料的处理
称取一定量的虎杖药材在80 ℃烘干，粉碎后过20~30目筛，备用。
2.2总游离蒽醌的提取
准确称取20 g虎杖粗粉，放入索氏提取器的提取筒中，接受瓶内装入70%乙醇，90 ℃水浴，回流2 h，得到的液体为总游离蒽醌粗提取液，然后将提取液减压蒸馏，回收乙醇并浓缩，将得到的类似糖浆状物体置于烘箱50~60℃烘干，得到粉红色粉末，备用。将此粉末放入索氏提取器的提取筒中，用乙醚提取2 h，直到乙醚接近无色。将所得乙醚提取物不断振荡均匀后放置，上层乙醚溶液倾入三角烧瓶，瓶内剩余黏稠液体再加10 mL乙醚，同时加2滴丙酮，振摇，放置，将溶液转移至三角烧瓶。同法操作3次。乙醚溶液中即含有高浓度的游离蒽醌。
2.3大黄酸的分离
将含有游离蒽醌的乙醚溶液移至分液漏斗，加20 mL 5 %的碳酸氢钠水溶液(pH 9.5)提取，放置分层，放出下层碳酸氢钠溶液，置入另一个三角烧瓶。同法操作2次，合并提取液，搅拌下滴入5 mol/L盐酸溶液，调pH至2.0。稍放置即析出沉淀，抽滤，用水洗至中性，干燥，得大黄酸，产率7.12%，熔点为(319~321)℃(文献值321℃)。
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2.4大黄素的分离
留存在分液漏斗中的乙醚溶液，每次用20 mL，5%碳酸钠水溶液提取3次，直至提取液呈色较浅。合并碳酸钠提取液，滴入5 mol/L盐酸溶液，调pH至2.0，放置，待沉淀完全后，抽滤，沉淀，水洗至中性，烘干得大黄素，产率3.21%，熔点为(252~254)℃(文献值252 ℃)。
2.5大黄酚和大黄素甲醚混合物的分离
留存在分液漏斗中的乙醚溶液，以每次10 mL，2% 氢氧化钠(pH13)的水溶液提取2~3次，再用蒸馏水提取2次洗去碱液，合并氢氧化钠和水的提取液。滴入5 mol/L盐酸溶液，调pH至2.0，放置，使之沉淀完全，抽滤，水洗至中性，烘干得大黄酚和大黄素甲醚混合物，产率2.06%。
3结果
改进后的索氏提取法和浸泡回流提取法实验产量和产率比较见表1。
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经实验筛选，提取并分离虎杖中蒽醌类工艺是先用70%乙醇提取2 h，再用乙醚，最佳提取温度为90 ℃。虎杖中主要蒽醌成分的提取用索氏提取法，分离用改进的碱梯度提取法，其提取率比用其它方法高。为了降低温度和减少加热时间采用了减压蒸馏、真空浓缩或喷雾干燥、真空干燥等工艺，提高了大黄素、总蒽醌的保留率。此工艺具有流程简单，生产周期短，提取效率高，生产成本低等优点，因此，可通过扩试，供工业化生产参考。
4讨论
4.1总游离蒽醌的提取
4.1.1提取溶剂根据虎杖中各种成分的溶解性，分别用石油醚、乙醚、乙醇、水4种溶剂同步提取，比较蒽醌类的提取率，不经过水解在几种溶剂中直接提取时，随着溶剂极性增强，提取率增加，但溶剂极性过强，提取率反而降低。以乙醇提取率最高，这是因为虎杖中的蒽醌大多与糖类结合成苷类，具有较强的亲水性。若先对虎杖水解再提取，这时结合态的蒽醌被游离，游离蒽醌为亲脂性物质，在极性小的石油醚、乙醚中容易提取，其中乙醚提取率最高。同时，分别用浓度为20%，40%，60%，70%，80%，90%的乙醇提取虎杖中的蒽醌成分，当乙醇浓度为70%时提取率最高。这是因为活性物质的提取不仅与溶剂的溶解能力相关，而且与溶剂对药材植物细胞的溶胀、穿透能力相关，70%乙醇的溶解能力和溶胀、穿透能力均达到最佳。
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4.1.2提取工艺和时间根据提取溶剂的实验结果，蒽醌提取时先后用乙醇、乙醚2种溶剂连续以索氏提取法提取虎杖中的总游离蒽醌，由于每次提取都用新鲜纯溶剂，保持了较大的浓度差，其提取率比其他方法高且速率快，提取液杂质少。同时，通过对不同提取时间内蒽醌类提取量的比较，以70%的乙醇为溶剂时，在提取开始阶段提取率增加很快，随着时间延长提取率逐渐降低，以2.0 h时效率最高。
4.1.3药材粉碎度对提取率影响药材粉碎得越细，药材粉末的表面积越大，提取速度和效率就越高。但药材粉末过细(>100目)，表面吸附增强，反而降低提取率。同时，用乙醇和乙醚作溶剂时，粉末过细，大量糖类、鞣质、蛋白质、树胶等被提取，使提取液变得黏稠而给后处理带来困难，故以20~30目为宜。
4.2主要蒽醌成分的分离
经实验筛选，虎杖中主要蒽醌成分的分离是用改进的碱梯度提取法，此法是分离中草药中天然蒽醌化合物最常用的方法。根据天然蒽醌酚羟基的酸性及蒽醌环上羟基酸性的差异，依次用5%碳酸氢钠、5%碳酸钠、2%氢氧化钠提取，酸性较强的化合物能被碳酸氢钠溶液提取，酸性较弱的化合物能转溶于碳酸钠溶液，酸性更弱的化合物则能溶于2%氢氧化钠溶液。因此，先用5%碳酸氢钠溶液把夹带有大黄素的大黄酸洗脱，再用5%碳酸钠溶液分段洗脱，前段洗脱下来的是大黄素，后段洗脱下来的是夹带大黄素甲醚的大黄酚。对用碱梯度提取法难以获得纯大黄素的方法进行改进，通过回收大黄酚和大黄素甲醚混合物，提高了原料利用率。
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参考文献
[1]张喜云. 虎杖的化学成分药理作用与提取分离[J]. 天津药学，1999，(3)：13-14.
[2]汪淙. 虎杖中游离蒽醌衍生物的提取及利用[J]. 贵州师范大学大学学报(自然科学版)，1998，(2)：47-49.
[3]袁珂，杨中汉，殷鹏辉，等. 虎杖提取物的生产工艺优化及其质量检测[J]. 中国现代应用药学，2000，(6)：444-446.
[4]陆豫，黄志纾，马林，等. 虎杖中主要蒽醌的提取分离及HPLC分析测定[J]. 应用化学，2004，(5)：433-436., 百拇医药(石 梅 郝 红 李 中)