一、提取、分离
(一)提取
从中药中提取分离强心苷是比较困难的,主要原因是强心苷含量比较低,且同一植物中常含有许多结构相近,性质相似的强心苷,每一苷又有原生苷、次生苷之分;其次是因为强心苷常与许多糖类、皂苷、鞣质等杂质共存,从而影响了强心苷的溶解度;第三是在提取分离中强心苷易受酸、碱或共存酶的作用,发生水解,脱水,异构化等反应,使生理活性降低,因此在提取时要控制酸碱性和抑制酶的活性。
一般常用的提取溶剂为70%~80%的甲醇或乙醇,油脂及叶绿素多者要先进行脱脂。再用铅盐沉淀法或聚酰胺吸附法除去与其共存的杂质,最后再用CHCl3和CHCl3:MeOH不同比例依次萃取,将强心苷按极性大小分为几个部分,以备进一步分离用。
(二)分离
分离混合强心苷,通常采用溶剂萃取法、逆流分溶法和色谱分离法等,对于少数含量高的成分,可采用反复重结晶的方法得到单体。但在多数情况下往往需要多种方法配合使用,反复分离才能得到单一成分。
1. 溶剂萃取法
利用强心苷在两相溶剂间的分配系数不同而达到分离。
如:毛花洋地黄总苷(混合苷)中苷甲、乙、丙的分离
利用毛花洋地黄苷甲、苷乙、苷丙在氯仿中溶解度不同,采用甲醇-氯仿-水 混合溶剂系统,可将苷丙与苷甲、苷乙分离。
2. 逆流分溶法
也是利用强心苷在两相溶剂间的分配系数不同而达到分离。
3. 吸附色谱法
吸附色谱法一般用于分离亲脂性强心苷(单糖苷或次生苷),常用中性氧化铝(或硅胶)作吸附剂,苯、苯-氯仿、氯仿、氯仿-甲醇作洗脱剂。但C16位有酰氧基的不能用氧化铝色谱,用氧化铝常引起酰氧基消去反应,形成△16(17)不饱和化合物。
弱亲脂性强心苷,常先进行乙酰化,将乙酰化强心苷的混合物进行氧化铝吸附色谱,获得乙酰化苷的单体,再以碳酸氢钾水解去乙酰基而得原苷。
4. 液滴逆流色谱法(DCCC)
也是分离弱亲脂性强心苷的一种有效方法,它是利用混合物中各组分在两液相间的分配系数差别,由流动相形成液滴,通过作为固定相的液柱而达到分离纯化的目的。
二、结构测定
研究强心苷的结构包括研究苷元和糖的结构以及二者之间的结合方式,除上述的水解反应外,色谱法、波谱法和各种化学反应对鉴定强心苷结构也是很有价值的。
1. 纸色谱和薄层色谱
色谱法是分离鉴定强心苷的一种重要手段,最早使用的是纸色谱法。一般将滤纸预先用甲酰胺或丙二醇处理作为固定相,用亲脂性有机溶剂作流动相可分离亲脂性较强的强心苷,用含水有机溶剂系统作流动相可分离亲水性较强的强心苷。
强心苷的薄层色谱法有吸附薄层色谱法和分配薄层色谱法两种。以后者分离效果较好。
吸附薄层常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、氧化镁等,分配薄层常用的支持剂有硅藻土、纤维素、滑石粉等,最常用的固定相是甲酰胺。二者常用的混合溶剂作移动相,用活性亚甲基试剂或三氯乙酸-氯胺T试剂作显色剂。这些试剂均需新配制。
2.波谱分析
(1)强心苷元的UV光谱
具有△αβ五元内酯环的强心苷元即甲型强心苷元在217~220nm(logε4.20-4.24)处呈现最大吸收,结构中双键及羟基位置不同,其UV光谱特征也不同。
具有△αβ,δ六元内酯环的强心苷元即乙型强心苷元在295~300nm (logε约3.93)处有特征吸收,其他孤立羰基的吸收峰因在同一波长区而被掩盖。
(2)强心苷元的IR光谱
α、β五元不饱和内酯环的γc=0峰为特征吸收峰,一般在1800~1700cm-1处有两个强吸收峰,其中在低波数的为正常的吸收峰,在高波数的为非正常的吸收峰。非正常吸收峰可随溶剂的性质而改变,当溶剂极性增大时,非正常吸收峰的吸收强度显著降低,甚至消失。而△αβ,γδ六元内酯环的强心苷元的C=0红外吸收峰与五元内酯环相同,也有两个吸收峰,但由于环内共轭程度增高,导致两个吸收峰向低波数位移。
(3)NMR谱 略
(4)1H-NMR谱
1H-NMR谱是测定强心苷结构的一种极有用的方法,一般水解后除去糖或全乙酰化后测定时常能获得较易解析的图谱,它可用来判断甲基、醛基、羟甲基等上的质子特征,具体信号特征如下:
○1 △αβ-γ-内酯环:C22-H在δ6.00~5.60内,呈宽的单峰,C21-2H在δ5.00~4.50ppm内,呈AB型四重峰,J=18Hz,或宽单峰或三重峰。
○2 C10和C13上的甲基在δ1.00ppm左右均为单峰。
○3 C10上连结的醛基在δ10.0~9.50ppm内为单峰。
○4 C10上连结的羟甲基乙酰化后,在δ4.50~4.00ppm内呈AB型四重峰,J=12Hz。
○5 C16位上无含氧取代时,该位上的二个质子在δ2.50~2.00ppm内呈m峰,C17-H在δ2.80ppm左右,为m峰或dd峰,J=9.5Hz。
○6 C3-H为m峰,在苷元中约在δ3.90ppm,成苷后向低场位移。
○7 糖部分除常见的糖外还有一些特殊的糖,均有一些特征信号可以识别。
(5)13C-NMR谱
13C-NMR谱对研究强心苷结构也十分有用,此外,13C-NMR还有下列用途:
○1 根据13C-NMR可以用来判断甾体A/B环的构象。
○2 C3-OH的构型也可用13C-NMR来判断。
○3 可以确定强心苷分子中各糖基连接顺序。
○4 可以判断强心苷中糖基之间的连接位置。
(6)MS谱
强心苷元裂解方式较多,除RDA裂解、羟基的脱水、脱甲基、脱17位支链和醛基脱CO外,还有一些由较复杂裂解产生的特征碎片,如保留有内酯环的a、b、c、d碎片,含有A、B、C环的e、f碎片以及含有A、B环的g、h碎片等。
在强心苷的EI-MS中,分子离子常难以出现或很弱,而FD-MS的灵敏度高,分子离子峰较强,适用于分子量和糖连接顺序的测定。在CI-MS中,当以氨为反应气体时,有较强的[M+NH4]+和其他高质量离子,而在D/CI-MS(解吸化学电离质谱)中,以氨气作反应气体,可观察到相当于苷和脱去一、二、三分子洋地黄毒糖的离子分别与质子或铵组成的4对强峰。此外,还有一些苷元的碎片。
3. 含强心苷的中药实例 略
含强心苷的中药主要有黄花夹竹桃、滇杠柳、铃蓝、福寿草、羊角拗、万年青等,它们都具有强心作用,其有效成分为强心苷。
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