利血平合成与鉴定
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利血平
利血平,或作利舍平,蛇根碱,是一种用于治疗高血压及精神病的吲哚类生物碱药物,其能降低血压和减慢心率,作用缓慢、温和而持久,对中枢神经系统有持久的安定作用,是一种很好的镇静药。现在已成功的研发成功制成了以其为主要成分的利血平片,并且作为一种降血压要和镇静剂而投入到了市场中。而利血平最初是在萝芙木属植物蛇根木中提取而成。
一.选取萝芙木提取利血平的依据
1.萝芙木生物功能
萝芙木本身即为传统中国药用植物,为夹竹桃科萝芙木属,多种植物的干燥根及茎,含有独特的降压功效,还能治疗感冒发热、咽喉痛、头痛眩晕、沙症、腹痛、吐泻、风痒疮疥等多种疾病,是民间常用的草药,长期以来引起国内外医学、生物学以及有关研究部门的重视,经多年进行筛选引种栽培并已推广应用。正因为萝芙木本身即具有这些生理活性,因而最初才会从其中寻找治疗高血压的药物。
2.萝芙木的化学成分
萝芙木中含有多种生物碱,已分离出的达百种以上。将萝芙木中所含生物碱按碱性强弱可以分为三类:第一类属强碱性(pKa 10.4~11.0),属季铵生物碱,如蛇根碱。第二类为中强碱性(pKa 8.15~8.30),如萝芙木碱。第三类为弱碱性(pKa 6.0~7.5),如利血平、育亨宾碱、利新胺等,我国所产降压灵(萝芙木总碱)即为弱碱性混合生物碱。研究表明,具有降压、镇静和安定作用的生物碱均为弱碱性生物碱。而利血平是目前应用最广泛的抗高血压天然药物之一。
利血平是萝芙木中主要的药用生物碱,有轻度降压功能,作用缓慢而持久,对中枢神经系统有镇静、安定作用,类似氯丙嗪但作用较弱,不用于精神病的治疗。由于利血平的降压作用较弱,又易引起镇静及其他副作用,一般与利尿剂等作成复方,用于轻中度高血压病的治疗。
二.利血平简介
利血平即18-(3,4,5-三甲氧基苯甲酰)利血平酸甲酯,又名血安平、蛇根碱,属吲哚衍生物碱。其分子式为C33H10N2O9,分子量为608.68,分子结构见图1-3。
利血平是由稀丙酮中结晶的长斜方型晶体。一般情况下较稳定,在酸性溶液中也比较稳定,在碱性溶液中加热易发生水解。如在pH 2 时,加热到120℃ 2 h,无水解现象;但在pH 8.5 下,加热115℃20 min,即有30%被水解成利血平酸而失去生物活性。
利血平对光较敏感,光线照射易变色,尤以利血平溶液见光易被氧化而变质。干燥利血平应避免温度过高而分解。
熔点:264~265℃(分解)
比旋度:〔α〕D-118°(氯仿)
溶解性:极难溶于水,易溶于氯仿,可溶于苯、醋酸乙酯,微溶于丙酮、甲醇、乙醚以及醋酸或枸橼酸的水溶液,易溶于冰醋酸中。
其能和一些醛类试剂缩合,产生一定的颜色反应。如与香草醛试剂在盐酸溶液中缩合呈玫瑰红色;与二甲氨基苯甲醛试剂在冰醋酸和浓硫酸溶液中缩合先浅绿色,后转为红色。本品与生物碱显色试剂反应可呈色。如在硫酸溶液中和钼酸钠反应,立即变为黄色,后变为蓝色。
目前有关利血平的测定方法有荧光法、分光光度法、比色法、高效液相色谱法等采用化学发光分析法测定利血平,发现在酸性介质中,高锰酸钾可氧化利血平产生化学发光,但信号很弱。过氧化氢的存在可使这一反应的化学发光强度大大增强,且发光强度与利血平的浓度在一定范围内有良好的线性关系。据此建立了流动注射化学发光测定利血平的新方法。该方法快速简捷,选择性好,仪器设备简单,易于实现自动化操作。
三.利血平的提取,分离,纯化
从萝芙木中提取,分离,纯化利血平主要是根据其物理、化学性质来选择方法的。如利用分步结晶法、利用生物碱的衍生物、利用生物碱的酸碱性强弱、利用生物碱中不同官能团用化学法、利用分馏方法或者色谱法进行混合生物碱的分离。
1.利血平的分步提取
利血平粗提液的制备:取干燥的萝芙木根粉加入无水乙醇和硫酸进行浸提,再用树脂进行吸附层析,得到粗提液。
沉淀生物碱:得到利血平粗提液后,蒸去粗提液中的大部分乙醇,再加入一部分水,然后调节pH 到碱性,使包括利血平在内的生物碱沉淀,再进一步纯化。(在沉淀生物碱是要注意加水量的选择、pH 值的选择)
溶解生物碱:沉在生物碱沉淀中加入丙酮-氯仿使沉淀溶解。
沉淀胶质:用乙醚或石油醚-氯仿(1:1),振摇 1 h 沉淀胶质,离心。
粗结晶:这主要需要注意溶剂的选择和甲醇用量的选择。粗结晶一般选用乙酸乙酯或者丙酮。
重结晶:加氯仿或丙酮溶解后,加入甲醇进行重结晶。
2.利血平的传统提取法:
传统的利血平提取工艺是用苯为溶剂,经与强碱性生物碱初步分离后,使利血平转为硫氰酸盐,以达到分离和纯化的目的。利血平传统提取工艺流程见下图。(原理:利血平是一种吲哚衍生物碱,其极性较弱,极难溶于水,易溶于氯仿,可溶于苯、醋酸乙酯,微溶于丙酮、甲醇、乙醚以及醋酸或枸橼酸的水溶液,易溶于冰醋酸中。因而可用苯做提取液进行提取)
萝芙木根粗粉→加水润湿,用苯回流 5 h,提取两次→药渣弃去→苯提取液→减压浓缩(60 ℃)→棕色胶状物→每 1 g 产物溶于甲醇8 ml 及冰醋酸 1.5 ml 中,加水6 ml 稀释,过滤→沉淀弃去→酸性稀甲醇溶液→加硫氰酸钾→利血平硫氰酸盐结晶→加氨水分解→利血平粗品→精制(1 g 加丙酮100 ml 溶解,浓缩至最小体积,加甲醇等体积,放冷)→利血平精品。
四.利血平的鉴别和活力测定
利血平的测定方法一般有荧光法、分光光度法、比色法、高效液相色谱法和化学分析法等。要对提取的利血平的化学结构进行测定分别有以下方法:
①物性测定:测定化合物的溶沸点、比旋光度等物理常数
②色谱分析:采用薄层色谱、纸色谱法进行分析测定。
③谱学特征分析:包括紫外色谱、红外光谱、核磁共振谱、质谱等方法。将得到的物质的谱学特症与文献进行对比,以确定是否为改化合物。
④化性测定:利用利血平的一些特定的化学反应进行测定。如以下两种方法:
1.取制得的利血平晶体约1 mg,加0.1%钼酸钠的硫酸溶液0.3 ml,即显黄青色,约5 min 后转为蓝色。
2.取制得的利血平晶体约0.5 mg,加对二甲基苯甲醛5 mg、冰醋酸0.2 ml 与硫酸0.2 ml,混匀,即显绿色;再加冰醋酸1 ml,转变为红色。
⑤化学发光分析法:在酸性介质中,高锰酸钾可氧化利血平产生化学发光,但信号很弱。过氧化氢的存在可使这一反应的化学发光强度大大增强,且发光强度与利血平的浓度在一定范围内有良好的线性关系。据此建立了流动注射化学发光测定利血平的新方法。该方法快速简捷,选择性好,仪器设备简单,易于实现自动化操作。