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高速逆流色谱在植物有效成分分离中的应用-国家自然科学基金资助项目

来源:中国色谱网 作者:袁黎明(云南师范大学化学系 昆明 650092)傅若农(北 2007-5-18
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摘要: 高速逆流色谱(High-speedCountercurrentChromatography,简称HSCCC)是由美国国家医学院YiochiroIto博士于1982年首先开始的。高速逆流色谱具有两大突出优点:1。聚四氟乙烯管中的固定相不需要载体,因而消除了气液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象,特别适用于分离极性物质和具有生物活性的物质2。由于其与一般色谱的分......


高速逆流色谱(High-speed Countercurrent Chromatography,简称HSCCC)是由美国国家
医学院Yiochiro Ito博士于1982年首先开始的。到目前为止,此项技术已用于生物化学、
生物工程、医学、药学、天然产物化学、有机合成、化工、环境、农业、 食品、材料等
领域。开展此项技术研究的科学家遍及美国、日本、中国、俄罗斯、法国、英国、瑞士等地。

高速逆流色谱具有两大突出优点:1.聚四氟乙烯管中的固定相不需要载体,因而消除了气
液色谱中由于使用载体而带来的吸附现象,特别适用于分离极性物质和具有生物活性的物质
2.由于其与一般色谱的分离方式不同,使其特别适用于制备性分离。最近的研究结果表明:
一台普通的高速逆流色谱仪一次进样可达几十毫升,一次可分离近10g的样品。因此,在80年代
后期被广泛地应用于植物化学成分的分离制备研究,本文就其在这方面的成果作一综述。
1 生物碱

 生物碱是植物中一类重要的化学成分,在植物中分布非常广泛,至少有50多科120属以上的
植物中已证明有生物碱存在,已知的生物碱种类也至少在2000种以上。到目前为止,用高速逆
流色谱研究天然产物化学成分也以生物碱的研究报道得最多。

 正丁醇—丙酮—水(8∶1∶10)曾用于从委内瑞拉的箭毒中分离马枯素和Panarine,样品进样达
700mg;正丁醇—氯化钠(0.1mol/L)(1∶1)的两相溶剂体系用于从Strychnos usambarensis
(马钱科)的树干和树皮中分离10-羟基-Nb-甲基-柯楠醇;用正己烷—乙酸乙脂—甲醇—水
(3∶7∶5∶5)在70min内以1800r/min的转速从粉防已干根的提取物中分离了粉防己碱、
去甲粉防己碱和轮环藤酚碱;从小蔓长春花植物的叶子中用正己烷—乙醇—水(6∶5∶5)
体系分离长春胺和长春辛;分别用正己烷—乙酸乙脂—乙醇—水(6∶3∶2∶5)和
正己烷—乙酸乙酯—甲醇—水(1∶1∶1∶1)从红豆杉的粗提物中分离纯化了紫杉醇、
cephalomannine、巴卡亭Ⅲ;以石油醚(bp.40~65℃)—乙酸乙脂—甲醇—水
(50∶70∶80∶65)为两相体系从紫杉醇的混合物中分离得到了纯的紫杉醇和cephalomannine。

  有学者对粉防己的粗提物也进行了分离;从苦参总碱中分离了苦参碱和氧化苦参碱,从洋
金花总碱中分离了莨菪碱、东莨菪碱及待定成分;从峨眉千里光粗碱中分离了金缘千里光碱
、阔叶千里光碱和新阔叶千里光碱;从三尖杉总碱中分离异三尖杉酯碱、高三尖杉酯碱和三
尖杉酯碱。

 氯仿—甲醇—水(5∶4∶3)体系曾用于感染了枝顶孢属内部寄生菌的睡眠草,分离得到了麦
角生物碱。Ito于1994年用新型的pH区带提取CCC技术从Crinum moores的抽取物中进样3g得
到了3个纯的生物碱,此技术是HSCCC的一个较大的突破,它使植物的分离提取每次很方便地
就达到了克量级。
2 黄酮类似物

 黄酮类似物是一类比较重要的植物化学成分,它包括黄酮、异黄酮、二氢黄酮、花色苷元
、儿茶精和属于黄酮异构体的橙酮,以及由它们所衍生的各式各样的衍生物。

用氯仿—甲醇—水(4∶3∶2)体系曾从芫花总黄酮中一次进样100mg分离得到了3’-羟基芫花素、
洋芹素、木犀草素;从山楂叶粗提物中分离金丝桃苷、槲皮素、芦丁、牡荆素、异牡荆素;
以氯仿—甲醇—水(33∶40∶27)体系,700r/min转速,在70min内从黄酮混合物中分离出橙
皮素,四羟基黄酮和槲皮黄酮,并有效地利用了梯度洗脱技术;Vanhaelen等将HSCCC与
HPLC相结合从500mg的Ginkgo biloba(银杏属)的叶子萃取物中一次分离出了7个黄酮苷,
其以水为固定相,开始以乙酸乙酯为流动相,然后在流动相中逐渐添加异丁醇,到分离结
束时乙酸乙酯与异丁醇之比为(6∶4);Oka等以氯仿—甲醇—水(4∶3∶2)的体系在3500r/min
下在8min内从See buckthourn的果实萃取物中分离得到了5个主成分,其分离速度完全可与
HPLC相比较;还有学者也从大黄羟基蒽醌总苷元中分离了大黄酸、芦荟大黄素、大黄素、
大黄素甲醚、大黄酚等;用正己烷—乙酸乙酯—甲醇—水(9∶1∶5∶5)在1800r/min转速下
在70min内从掌叶大黄的根茎中分离出大黄素甲醚、芦荟大黄酸、大黄酸、大黄酚和大黄素;
将Epilobium parviflorum(柳叶菜属)的甲醇萃取物进样2g分离得到了槲皮
苷、杨梅苷、异杨梅苷和没食子酸,两相系统为氯仿—甲醇—水(7∶13∶8)。

 Chen1992年利用氯仿—甲醇—水(4∶3∶2)的两相系统对5个黄酮类化合物进行了分离并进行了
定量分析;Kapadia 1994年利用正己烷—乙酸乙酯—甲醇—水(1∶4∶2.5∶2.5)从
Garcinia Kola(藤黄属)种子中也分离出了多个双黄酮。
3 萜类

 萜类是具有(C5H8)n通式的天然化合物,以及含氧及饱和程度不等的衍生物。Wallach曾提出异戊
二烯法则,根据分子中可分异戊二烯的多少分别称为单萜、倍半萜、二萜、三萜等,植物中
存在的橡胶、某些色素、挥发油、树脂、苦味素等类型成分,大多属于萜类或含有萜类成分


 有人从青蒿中纯化出了Artemisinin,实验以异辛烷—乙酸乙酯(7∶3)为固定相,甲醇—水(6∶
4)作为流动相;以异辛烷—甲醇—水(10∶7∶3)为固定相和流动相从青蒿中分离了epideoxyarteannu
in;利用四氯化碳—甲醇—水(5∶4∶1)的溶剂系统以800r/min的转速,将Cochlospermum tinctorium
(卷胚属)的根的甲醇萃取物500mg溶解在10ml的1∶1的两相溶剂系统中一次进样得到纯的
cochloxan-thin和dihydrocochloxanthin;以氯仿—甲醇—水(9∶12∶8)从龙胆的根的甲
醇萃取物中分离得到了1个裂环烯醚萜苷,从Halenia campanulata中分离得到了2个裂环烯
醚萜苷类;以氯仿—甲醇—水(7∶13∶8)从Abrus fruticulosus的叶中分离出了4个甜味三
萜苷;从非洲植物Sesamum alatum中分离出了18,19-secoursane clisaccharide,两相系统
为氯仿—甲醇—戊醇-2—水(5∶6∶1∶4);用氯仿—甲醇—异丁醇—水(7∶6∶3∶1)的系统
从积雪草的抽提物中分离了2个结构非常相似的皂角苷,1个是积雪草苷、1个是
madecassoside,它们仅在同一支链上前者是H,后者是OH。
4 木脂素

  木脂素是一类由被子植物和裸子植物中分离出的植物成分,隐花植物中很少存在,它一般
在木部和树脂中存在得比较广泛,所以称为木脂素类。Marrston等1988年以1g的进样较大范围地分
离制备了肉桂酸、阿魏酸和咖啡酸,采用的溶剂系统为正己烷—乙酸乙酯—甲醇—水(3∶7∶
5∶5),转速700r/min。

以正己烷—甲醇—水(6∶5∶5)的两相系统以1500r/min的转速在80min内曾从江花五味子果实的核
的乙醇萃取物中分离了2个结构十分相似的木脂素的成分—schisanhend和它的乙酸化物;以氯仿
—甲醇—水的溶剂系统从西伯利亚人参的根中分离得到了纯的eleutheroside。

 Nitao等于1991年主张用正己烷—乙腈—乙酸乙酯—水(8∶7∶5∶1)的两相系统从Magnolia virginia
n中进行neelignans的最初纯化,它比传统的柱色谱更快、更有效、更经济。
5 香豆素类

      香豆素及其衍生物广泛分布于植物界。曾用氯仿—甲醇—水(13∶23∶16)的两相系统一次进
样440mg来自于Lomatium dissectum的样品得到了3个香豆素的苷和1个黄酮苷;用氯仿—甲醇—水
(13∶7∶8)的两相体系分离并分析了香豆素混合物中甲醚散形酮、7-甲氧(基)香豆素、7-羟基-6-
甲氧基香豆素和7-羟基香豆素;俞维乐等1995年从Artemisia dalailamae kraschen中以氯仿—甲
醇—水(2∶1∶1)分离出了纯的7-羟基-6-甲氧基香豆素以及isofraxdin和taxaxeryl-acetate,
达到了很好的分离效果。
6 其它

 除了上述主要的五大类外,HSCCC在其它植物成分的分离中也有应用,如有学者以氯仿—甲
醇—乙酸—水(5∶3∶1∶3)的两相系统,以800r/min的转速从90mg的商品毛地黄皂苷中分离出了几
个强心苷的化合物;用HSCCC分离鞣酸;用正己烷—乙腈—叔丁基甲基醚(10∶10∶1)从香芹菜中
分离falcarind和falcarindiel;还从香芹菜中分离得到了2个C20化合物。
7 结语

      综上所述,HSCCC在天然产物中的分离制备是很成功的。既可分离又可定量,进样量可从毫
克级到克级,进样体积可从几毫升到几十毫升;不但适用于非极性化合物,而且适用于极性
化合物的分离;它可用于天然产物粗提物的去除杂质,也可用于最后产物的精制,甚至直接
从粗提物一步纯化到达纯品;当加快仪器转速如1800r/min,其分离速度可与HPLC媲美,用于天然
产物化学成分的分离始于1985年,到1988年、1989年达到一个高潮,发表了大量的文章,目前处
于平稳发展阶段。1994年HSCCC创始人Ito又发展了pH-zone-refining CCC,使HSCCC的进样量又
大大地前进了一步,能方便地分离克量级的样品,使其更加有利于天然植物的分离制备。因此,
我们可以说,HSCCC已为天然植物的分离制备开辟了一个十分广阔的新天地。
参考文献

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