1. 生物鹼如何提取分離
生物鹼的提取過程多種多樣,其中水或酸水提取法因其簡便性而被廣泛採用。首先,通過0.1%至1%的硫酸、鹽酸或醋酸等酸性溶液,可以將生物鹼從植物體內提取出來。這種方法能夠使生物鹼的大分子有機酸鹽轉化為小分子無機酸鹽,從而提高其在水中的溶解度。然而,這種方法也有其局限性,比如提取液的體積較大,濃縮較為困難,同時也會帶入大量的水溶性雜質。因此,提取後通常需要採用陽離子樹脂交換法或萃取法進行進一步的純化。
陽離子樹脂交換法是一種常見的純化技術,它利用生物鹼陽離子與陽離子交換樹脂之間的離子交換反應,將生物鹼固定在樹脂上。隨後,通過中性水或乙醇清洗樹脂,去除雜質,最後用酸水或酸性乙醇洗脫生物鹼。另外,萃取法也可以用於純化,具體操作是將酸水提取液鹼化,使生物鹼游離出來,如果生物鹼不沉澱,可以通過親脂性有機溶劑萃取,回收溶劑後即可得到純化的總生物鹼。
對於醇類溶劑提取法,甲醇、乙醇等有機溶劑能夠有效溶解游離生物鹼或其鹽,適用於多種鹼性的生物鹼提取。然而,這種方法可能會帶入較多的脂溶性雜質,因此通常需要配合酸水-鹼化-萃取法來進一步去除這些雜質。具體操作是將醇提液回收醇後,加入稀酸水攪拌,濾過後調鹼性,再用親脂性有機溶劑萃取,回收溶劑即可得到純化的總生物鹼。
親脂性有機溶劑提取法則適用於大多數游離生物鹼的提取,如氯仿、苯、乙醚等,可通過浸漬、迴流或連續迴流法進行提取。然而,為提高提取效率,往往需要在提取前將葯材用少量鹼水濕潤,以促進生物鹼的游離,增加溶劑對植物細胞的穿透力。此外,對於揮發性生物鹼如麻黃鹼,可採用水蒸氣蒸餾法提取;而對於可升華的生物鹼如咖啡鹼,則可採用升華法提取。
在生物鹼的分離方面,鹼性差異是常用的方法之一。通過pH梯度萃取法,可以將總生物鹼中的不同生物鹼按鹼性強弱依次分離。具體操作是將總生物鹼溶於氯仿等親脂性有機溶劑,以不同酸性緩沖液依pH由高至低依次萃取,生物鹼可按鹼性由強至弱先後成鹽依次被萃取出而分離,隨後分別鹼化後以有機溶劑萃取即可。
另一種分離方法是利用溶解度差異。例如,在苦參中,可以通過利用氧化苦參鹼極性稍大難溶於乙醚,而苦參鹼可溶於乙醚的性質,將苦參總鹼溶於氯仿,再加入10倍量以上的乙醚,使氧化苦參鹼析出沉澱。而在漢防己中,則可以通過冷苯法,利用漢防己乙素極性大於甲素,在冷苯中的溶解度小於甲素的特性,將兩者分離。
此外,特殊官能團的利用也是生物鹼分離的重要手段。酚性或含羧基生物鹼在鹼性條件下成鹽溶於水,可以與一般生物鹼分離;內酯或內醯胺結構的生物鹼在鹼性水液中加熱可開環生成溶於水的羧酸鹽,而在酸性下則可環合成原生物鹼並沉澱。這些方法在生物鹼的研究和應用中具有重要的意義。
色譜法同樣在生物鹼的分離中發揮著重要作用。吸附柱色譜、分配柱色譜、高效液相色譜、制備性薄層色譜、干柱色譜、中壓或低壓柱色譜等方法都可以用於分離生物鹼。這些技術可以根據生物鹼的結構特點,通過不同的選擇性吸附或分配作用,實現高效分離,為生物鹼的進一步研究和應用提供了有力的支持。