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中药川芎应用与提取工艺的发展研究

发布时间:

第 22 卷第 3 期 Vol 22  No. 3 .

重庆工商大学学报 (自然科学版 )
J Chongqing Technol Business Univ. (Nat Sci Ed )

2005 年 6 月
Jun. 2005

   文章编号 : 1672 - 058X ( 2005 ) 03 - 0233 - 04

中药川芎应用与提取工艺的发展研究
许  惠
(重庆工商大学 环境与生物工程学院 ,重庆 400067 )

摘   : 介绍了川芎的化学成分 , 主要药理作用为 : 缓解中枢神经系统 、 要 解痉 、 抗自由基 、 抑 制血小板聚集 、 。此外 ,还综述了川芎挥发油 ,川芎嗪 、 抗癌 阿魏酚的提取工艺 , 并指出今后其发 展的主要方向 。 关键词 : 川芎 ; 中草药 ; 药理作用 ; 提取工艺 ; 研究进展 中图分类号 : Q 949. 9      文献标识码 : A 川芎为常用的活血化瘀中药之一 , 始载于《神农本草经 》伞形科植物川芎 ( L igusticum Chuanx iong , Hort ) 的干燥根茎 。味辛 、 . 微苦 、 性温 , 有活血化瘀 、 理气止痛 、 降压 、 扩张血管 、 抗血栓 、 镇静及解痉等作 [1] 用 。常用于头痛 、 、 、 肋痛 胀痛 风湿痹痛及心脑血管等疾病的治疗 。由于其独特的药用价值 , 川芎引起 了药学研究者的广泛注意 ,成为中草药研究的热点 。

1  川芎的化学成分
川芎尽管在汉代的《神农本草经 》 上就被列为上品 ,但对川芎化学成分的研究始于 20 世纪 30 年代 。 随着现代分析手段的进步以及波谱学的发展 ,对川芎的化学成分有了较为完善的了解 。川芎中主要含有 内酯 、 (酸 )性成分及含氮化合物 。 酚 ( 1 ) 内酯类 [ 2~3 ] 。主要有藁本内酯 、 - 丁酜内酯 、 3 丁烯酜内酯 、 川芎内酯 、 新蛇床内酯 、 - 羟基 - 3 4 丁酜内酯 、 洋川芎内酯 A ~ Q、 双藁本内酯 、 环氧藁本内酯 、 川芎酚 、 - 丁烯基 - 4, 5 - 二羟基苯酞 、 3 川芎 酞 、 - 丁基 - 3, 6, 7 - 三羟基 - 4, 5, 6, 7 - 四氢苯酞 、 3 丁基苯酞 、 丁烯基苯酞 、 川芎三萜等 。 挥发油作为川芎中一类主要有效成分 , 内酯类化合物是其主要组成 , 其中藁本内酯是其最主要的组 成之一 ,也是其最主要的活性成分 ,约占挥发油总量的 58% ,分子式 C12 H14 O2 ,分子量 190. 1。纯品藁本 内酯在室温下极不稳定 ,可发生脱氢 、 、 、 氧化 水解 降解等异构化反应 。 [ 2, 5 ] ( 2 ) 酚 (酸 )性成分 。主要有阿魏酸 、 瑟丹酸 、 香草醛 、 香草酸 、 咖啡酸 、 原儿茶酸 、 棕榈酸 、 亚油酸 、 对羟基苯甲酸 、 - 甲氧酸基 - 4 - 羟基苯乙烯 、 - ( 3 - 甲氧基 - 4 - 羟基苯基 ) - 乙醇 、 3 1 大黄酚 、 - 甲氧 2 基 - 4 - ( 3 - 甲氧基 - 1 - 丙基 ) - 苯酚 、 7 二羟基丁基苯酞等 。 4, 阿魏酸是川芎中一主要有效成分 ,约占生药含量的 0. 1% ~0. 2% ,化学名称 : 4 - 羟基 - 5 - 甲氧基苯 丙酸 ,分子式 C10 H10 O4 ,分子量 192. 30,无色或浅黄色结晶 ,一般没有挥发性 ,可溶于热水 ,乙醇及乙酸乙 酯 ,尚易溶于乙醚 ,微溶于石油醚和苯 。 ( 3 ) 含氮化合物 [ 2 ] 。主要有川芎嗪 、 三甲胺 、 腺嘌呤 、 腺苷 、 胆碱 、 尿嘧啶 、 - 乙酰基 - β - 卡啉 、 1 1 ( 5 - 羟甲基 - 1 - 丙基 ) - β - 卡啉 、 - 缬氨酰 - L - 缬氨酸内酰胺 、 L 异亮氨酰缬氨酸内酰胺等 。 其中 ,川芎嗪又名川芎 1 号碱 ,作为含氮化合物的一种 , 是川芎中最主要有效成分之一 , 约占生药含 [6] 量的 0. 1% ~0. 2% ,化学名称 : 2, 3, 5, 6 - 四甲基吡嗪 ,分子式 C8 H12 N2 ,分子量 136. 20,无色针状结晶 ,
收稿日期 : 2004 - 09 - 16; 修回日期 : 2004 - 12 - 06。 作者简介 : 许惠 ( 1978 - ) ,女 ,安徽宿松人 ,硕士 ,助教 ,主要从事中草药提取等研究 。 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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熔点 80 ~82 ℃,沸点 190 ℃,具有特殊异臭 ,属于吡嗪类生物碱 。有吸湿性 ,易升华 ,溶于热水 、 石油醚 、 氯 [6] [6] 仿、 稀盐酸等 ,不溶于水 。川芎嗪主要有盐酸川芎嗪 ( T PH ) 和磷酸川芎嗪 ( T PP ) 两种形式 , 北京 M M 制药工业研究所早在 20 世纪 70 年代就从川芎提取物中获得了川芎嗪单体 ,现已可人工合成 。此外 ,川芎 [7] 中还含有洋川芎酮 、 松柏醇阿魏酸酯 、 脂肪酸甘油酯 、 维生素 A、 蔗糖等 。

2  川芎的药理作用
川芎有效成分多 ,具有多种药理作用 , 开展其药理研究 , 为其防治各种疾病提供了科学依据 , 开拓了 川芎防病治病的新领域 ,已广泛应用于各种疾病的治疗 ,如脑血管疾病 、 肺心病 、 慢性肾病与肝病 、 神经性 疼痛等病 ,并取得了很好的疗效 。 ( 1 ) 对中枢神经系统的作用 [ 8 ] 。用川芎水煎剂 25 ~50 g / kg灌胃能抑制大白鼠的自发活动 , 延长戊 巴比妥的睡眠时间 ,并能抵抗咖啡因导致的兴奋作用 。川芎的 70%甲醇提取物给大鼠大剂量口服对动物 有镇静及肌弛缓作用 ,表现为抑制交叉性伸展反射反应 ,说明它属于中枢性肌弛缓作用 ,此抑制作用活性 集中于川芎中的藁本内酯 ,蛇床内酯 。 [ 9 ~10 ] ( 2 ) 对血液系统 、 心血管系统的作用 。川芎水提取物有扩张冠状动脉 、 增加冠状动脉流量 、 改善 心肌供氧 、 降低心肌耗氧的作用 ,对于缓解冠心病 、 心绞痛有较好疗效 。川芎的有效成分川芎嗪和阿魏酸 可抑制血小板聚集 ,降低血小板表面活性 ,提高红细胞和血小板表面电荷 , 降低血液粘度 、 改善血液流动 性 ,抑制体外形成的血栓 、 抗血小板聚集等作用 ; 在促进功能恢复 、 调节血凝状态 、 改善血液流变性等方面 有较好的疗效 ,可用于治疗脑血管病 、 高血压等病症 。 [ 11 ] ( 3 ) 解痉作用 。川芎浸膏的 10%水溶液能抑制小肠和妊娠动物子宫的收缩 , 解除静脉及毛细血 管痉挛 。其生物碱 ,阿魏酸 ,川芎内酯等成分都有解痉作用 ,藁本内酯是解痉的主要成分 。川芎内酯可解 降除乙酰胆碱组织胺引起的气管平滑肌痉挛 ,阻止免疫复合物的形成 ,对炎症有限制作用 ,对中性粒细胞 释放溶酶体酶功能有明显抑制作用 ,用于哮喘持续状态疗效显著 ,阿魏酸在体内外实验显示对子宫平滑 肌有解痉作用 ,可用于调经止痛 。 ( 4 ) 对胃功能的影响 。万军力等 [ 12 ]报道 ,在大鼠浸水应激性溃疡模型上发现 , 10 ~40 mg / kg川芎嗪 [ 13 ] 可明显抑制此种浸水应激性胃溃疡的发生 。邓翠娥 发现 20 mg / kg川芎嗪可促进胃液分泌量的增加 、 但对胃酸分泌无影响 ,却通过抑制胃运动来抗胃溃疡的发生 。 ( 5 ) 抗自由基的作用 。自由基是具有不成对电子的分子或原子团 。由于电子不配对 , 故很不稳定 , 反应性很强 ,在体内容易伤害细胞成分 。在某些疾病如慢性肝病患者的血脂质过氧化物增多 , 而酯质过 氧化作用产生自由基 ,川芎嗪可降低患者的血脂质过氧化物 , 故有抗自由基作用 。体内存在可消除自由 [ 14 ] 基的抗氧化酶与抗氧化剂 ,使体内不致有多余的自由基 。例如 ,超氧化物歧化酶 ( SOD )属于这一类 ,川 芎嗪可影响血浆中 SOD 的含量 。 ( 6 ) 抑制血小板聚集 。在病理情况下 , 不少因素可引起血小板发生聚集 , 从而可导致微循环障碍 。 [ 15 ] 川芎嗪可抑制血小板聚集 ,改善微循环 ,有利于疾病痊愈 。王少嫒等 应用川芎嗪治疗肺心病急性加重 期患者后 ,患者身上血小板聚集率 、 血栓素 B2 ( TXB2 ) 、 - 酮 - 前列腺素等指标均明显下降 , TXB2 与 6 6 酮 - 前列腺素升高 ,可促进血小板聚集 。由于川芎嗪有抑制血小板聚集和降低血粘稠有作用 , 故用来活 [ 15 ] 血化瘀 。 ( 7 ) 抗癌作用 。川芎的抗癌作用主要体现在 [ 1 ]降低肿瘤细胞表面活性 ,使其不易粘附成团而易于在 血注解中被单个杀灭 ; 改变癌症患者血液循环的“ 高凝状态 ”使癌细胞在血流中不易粘着停留 、 , 着床 , 易 于被杀灭 ; 改善微循环 ,增加放射损伤部位血氧供应 ,抑制胶原合成 ,减轻放射性病理变化 ,有利于化疗药 物到达病所 ,杀灭癌细胞 。

3  川芎中有效成分提取工艺
由于川芎化学成分复杂 ,且各种有效成分的药效各异 ,在进行川芎有效成分提取时 ,通常将川芎中有
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效成分分为挥发油和非挥发油两大类分别进行提取 。 3. 1   挥发油的提取 在提取川芎挥发油时较多采用水蒸汽蒸馏法 ,其主要过程是 : 取川芎饮片 1 kg,加 5 倍量水 ,浸 泡 24 h,用挥发油提取器水蒸气蒸馏 4 h,得油水混合物 ,除去杂质 ,用无水 Na2 SO4 脱水 ,得黄色液状挥发 油 。另外煎煮法和超临界萃取法也被应用于川芎挥发油的提取 。曹兆军等 研究了不同煎煮方法和时 间对川芎挥发油收率的影响 。他们认为当以挥发油为主要疗效时 , 煎煮时间不宜超过 10 m in, 且以先浸 泡再加沸水进行煎煮的方式所得挥发油的收率最高 。超临界 CO2 萃取技术是利用处于临界温度和临界 压力以上的流体 CO2 对某些溶质具有增加的溶解特性而进行分离纯化的操作 , 具有萃取效率高 、 成分保 留全 、 工艺流程简单的特点 ,特别适用于提取精制热敏性和易氧化的物质 。原承芳等 通过五因素 — 四 水平正交实验 ,用超临界流体萃取技术对川芎中的挥发油萃取条件进行了优化选择 , 同时他们将该法与 水蒸馏法相比较 ,认为该法具有耗时少 ,提取完全的优点 。 3. 2   川芎嗪 、 阿魏酸的提取 目前 ,川芎中非挥发油成分川芎嗪 、 阿魏酸的提取与分离工艺主要有溶剂法和超临界 CO2 萃取法两 种 。溶剂法是获得川芎总提物最常用的一种方法 。该法是将药材粉碎后 ,用有机溶剂 (一般为乙醇 ) 浸泡 后 ,多次回流提取 ,提取液过滤浓缩后 , 再流经大孔吸附树脂柱 , 收集 30%乙醇洗脱液 , 得到川芎总提取 物 。该法操作简单 ,工艺成熟 ,是目前常用的工业方法 。赵丽恋等 采用均匀设计法 ,以川芎嗪提取转移 率为评价指标 ,确定了川芎乙醇提取工艺条件 , 他们最佳的提取条件为 : 以 80%乙醇为提取溶剂 , 提取 2 次 ,加醇量分别为 8 倍量 、 倍量 ,提取时间分别为 2 h 、 5 h,川芎嗪的总提取转移率可达 82% 。杨广德 6 1. [ 21 ] 等 以阿魏酸提取率为指标 ,用高效液相色谱法对川芎中阿魏酸提取所用的溶剂种类 、 极性和提取方式 进行了系统研究 ,并认为溶剂种类和提取方式对川芎中阿魏酸的提取效率有较大影响 , 用 8 倍量 40%乙 [ 22 ] 醇回流提取 3 h的方法提取川芎中的阿魏酸可以获得较高提取效率 。马双成等 对川芎的提取 、 纯化工 艺条件进行了研究 ,最终选用乙醇回流 ,减压浓缩 , 而后用大孔树脂分离的方法 , 得到质量和收率稳定的 川芎总提取物 ,收率为 0. 6% ,其中川芎嗪 5% ~7% ,阿魏酸 20% ~22% 。溶剂法还常用于川芎中某些单 [6] 体如川芎嗪单体 的研究 。 [ 23 ] 超临界萃取法也被用于川芎中非挥发油类成分的提取 。张虹等 开展了超临界萃取法提取川芎中 有效成分的研究 。采用正交实验法 ,以提取液中阿魏酸含量为指标 , 讨论了超临界萃取条件对阿魏酸提 取率的影响 。在 70 ℃、 M Pa萃取温度和压力下 ,以 25 kg / h CO2 流量萃取 25 h可以得到最佳的阿魏酸 35 萃取率 ,并且认为超临界 CO2 萃取具有效率高 、 传质速度快 、 选择性高 、 提取物干净 、 省时的优点 。吴清 等 在确定当归 、 川芎的提取工艺时 ,将双提法 、 醇提法以及 CO2 超临输萃取法进行了比较 ,认为 CO2 超 临界萃取法对有效成分提取较全 ,且出膏率较低 ,有利于制剂成型 ,但是生产成本高 。 尽管超临界萃取存在着设备投资大 , 操作压力高等问题 , 还尚未用于川芎有效成分的工业化大规模 生产 。但从目前的研究状况看 ,将现代化工分离技术应用于川芎有效成分的提取 , 研究新的川芎提取分 离工艺 ,应是今后的研究方向 。 参考文献 :
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App lication and research p rogress of ligusticum chuanxiong
XU Hu i
( College of Environm ental and B iological Engineering, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400033, China ) Abstract : This paper introduces chem ical constituents and main phar acological function of ligusticum m tim , and anti - cancer The extraction technology of phar . malological constituents of ligusticum chuanxiong is also introduced Keywords: is also introduced; chinese herbal m edicine; pharmacological function; research p rogress such as relieving central nervous system , spas molysis, free radical scavenging, inhition of blood p latelet coacerva2
责任编辑 : 田   静 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.



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