全 文 ：·药剂与工艺·
四逆汤煎煮过程中乌头类生物碱的溶出和水解平衡
王　勇, 石　磊,金东明,宋凤瑞, 刘志强* ,刘淑莹

(中国科学院长春应用化学研究所 新药研究室,吉林 长春　130022)
摘　要: 目的　研究四逆汤中乌头类生物碱的溶出平衡和水解平衡。方法　利用电喷雾质谱分析,比较了制附子、
四逆汤、四逆汤药渣和含有 3 种双酯型生物碱的混合对照品体系中的乌头碱类二萜生物碱。结果　在煎煮过程中
双酯型生物碱溶解并发生水解反应, 而脂类生物碱则难溶于水。乌头碱、中乌头碱、次乌头碱水溶性相近,但是次乌
头碱在水中的热稳定性更高, C19二萜骨架上 C3取代基( -OH 或-H )的变化影响生物碱的稳定性。结论　四逆汤中
的乌头碱类生物碱的种类及含量由其溶解性和化学稳定性共同决定。
关键词: 四逆汤;生物碱; 电喷雾质谱;平衡
中图分类号: R283. 6; R286. 02　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2003) 04 0311 04
Stripping and hydrolyzing balance of aconitic alkaloids in processing of Sini Decoction
WANG Yong , SHI Lei, JIN Dong-ming, SONG Feng-rui, LIU Zhi-qiang, LIU Shu-ying
( New Drug Labor ator y o f Changchun Instit ut e of Applied Chemist ry , CAS, Changchun 130022, China )
Abstract: Object　T o study the st ripping and hydroly zing balance of aconit ic alkaloids in Sini Decoc-
tio n. Methods　Sini Decoct ion, the prepar ed aconite ro ots that had been concocted w ith l iquor ice and dried
ginger, the r esidue of Sini Decoct ion and the mixed reference substance sy stem contained three kind of di-
ester diterpenoid alkaloids ( DDAs) w er e analy zed by electro spray ionizat ion mass spectr ometry ( ESI-M S)
respect iv ely . Results　The results show ed that the DDAs w ere solv ed and reduced by hydro lysis react ion,
and the lipo-alkalo ids w ere dif ficult to be soluted in the Decoction. The further study for the sy stem of
thr ee DDAs including aconit ine, mesaconit ine and hypaconit ine indicated that the solubility of DDA s w as
sim ilar , but hypaconit ine w as more stable in boiling w ater, w hich suggested that the change of C3-subst i-
tute ( -OH or -H) on diterpenoid skeleton w ould inf luence the stability of DDAs evidently . Conclusion 　
The content o f aconit ic alkaloids in Sini Decoct ion and its v ar iety depend on both their solubility and chemi-
cal stability.
Key words : Sini Decoct ion; alkaloids; elect rospr ay ionizat ion mass spect rometr y ( ESI-M S) ; balance
　　中药复方中化学成分的分析已逐渐引起人们重
视,但对煎煮过程中化学成分的变化及其原因研究
较少。复方中化学成分的含量主要由其是否容易溶
出和溶出后是否发生化学反应两种因素决定。溶出
率受煎煮时间、火候、煎煮次数、温度和溶剂用量等
因素影响,并建立了溶出率与以上因素之间的数学
模型[ 1, 2]。复方中的化学反应包括水解、络合和氧化
等,但将溶出和水解同时考虑的研究不多。四逆汤由
制附子、炙甘草、干姜 3味中药组成,是中医临床的
经典方剂,乌头生物碱是其中主要活性成分。电喷雾
质谱技术在药物分析中被广泛应用 [ 3]。本实验以四
逆汤为体系, 采用电喷雾质谱技术研究了溶出和水
解这两种因素对复方中乌头生物碱的影响。
1　实验部分
1. 1　仪器与试剂:美国 Finnign LCQ 电喷雾质谱
仪。仪器条件: 毛细管温度: 180℃;喷雾电压: 5 kV;
鞘气(氮气)流速: 60 L/ h; 毛细管电压: 38 V; 注射
泵流速: 3
L/ m in。制附子、炙甘草和干姜购于长春
市药店, 乌头碱( 0720-9807)、中乌头碱( 799-9403)
和次乌头碱( 798-9403)对照品购于中国药品生物制
品检定所,其他试剂均为分析纯。
1. 2　生物碱的提取
1. 2. 1　制附子中生物碱的提取:取 5 g 制附子, 100
mL 无水乙醇浸泡 48 h, 提取液用甲醇稀释 5倍后,
得 0. 01 g 生药/ mL 溶液,电喷雾质谱仪检测。
1. 2. 2　四逆汤中生物碱的提取:取 6 g 制附子、6 g
·311·中草药　Chinese T raditional and Herbal D rug s　第 34 卷第 4 期 2003年 4月

收稿日期: 2002-07-12基金项目:国家自然科学基金资助项目( 30271600)
* 通讯作者
炙甘草和 4 g 干姜, 200 mL 蒸馏水煎煮 3次,每次
40 min,浓缩至 45 mL。向煎煮液中加入 180 mL 无
水乙醇,静置, 24 h 后抽滤分离多糖等大分子,溶液
减压蒸干后用 50 mL 蒸馏水溶解, 氨水调至 pH=
10,氯仿萃取( 30 mL×3)后合并。氯仿溶液用甲醇
稀释 5倍后电喷雾质谱仪检测。
1. 2. 3　制附子煎煮后药渣中残留生物碱的提取:将
上述四逆汤中的制附子从药渣中挑出,蒸馏水洗净
后用 10 mL 无水乙醇浸泡 48 h,得残留生物碱的乙
醇提取液,该溶液用甲醇稀释 5倍后电喷雾质谱仪
检测。
1. 2. 4　3种对照品的水溶性和热稳定性:称取 1. 16
mg 乌头碱、0. 92 mg 中乌头碱和 0. 89 mg 次乌头
碱,氯仿定容于 50 mL 容量瓶中,该溶液以甲醇稀
释 10倍后用电喷雾质谱仪检测;取 5 mL 混合生物
碱氯仿溶液,用 5 mL 蒸馏水萃取 3次,取水层以甲
醇稀释 3倍,用电喷雾质谱仪检测; 另取 5 mL 混合
生物碱氯仿溶液,减压蒸干后用 100 mL 蒸馏水溶
解,加热 15 m in 后,用甲醇稀释 2倍,采用电喷雾质
谱仪检测。
2　方法和结果
附子中的乌头生物碱包括双酯型二萜生物碱
( diester-diterpenoid alkaloids, DDA) 和脂类生物
碱 (脂碱, lipo-alkaloids) [ 4]。DDA 包括乌头碱( a-
conit ine, A C)、中乌头碱( mesaconit ine, MA)和次
乌头碱( hypaconitine, HA)等。脂碱是 DDA 的 C8
位上乙酰基被棕榈酰基、亚油酰基或油酰基等脂肪
酰基取代所形成的衍生物。GC-M S 技术证明 DDA
煎煮后水解为单酯型生物碱 ( monoester-diter -
penoid alkaloids, MDA)
[ 5] ,但附子中脂碱在复方中
变化规律的研究以及 DDA 结构的差异对水解反应
的影响未见报道。我们通过分析和比较制附子、复方
和煎煮后的制附子中生物碱的相对含量试回答以上
问题, 并利用 3种对照品验证生物碱的结构与稳定
性的关系。
2. 1　制附子中生物碱的 ESI-M S 分析:见图 1。由
图 1所见,在制附子乙醇提取液的电喷雾质谱图中
观察到以下质子化的生物碱分子: 苯甲酰次乌头原
碱( benzoylhypaconine, BH, m/ z 574)、苯甲酰中
乌头原碱( benzoylmesaconine, BM , m/ z 590)、苯
甲酰乌头原碱 ( benzoy laconine, BA, m/ z 604)、
HA ( m/ z 616)、去氧乌头碱( DA, m/ z 630)、AC
(m/ z 646)、8-棕榈酰-苯甲酰次乌头原碱 ( HAP,
m/ z 812)、8-亚油酰-苯甲酰次乌头原碱 ( HAL,
m / z 836)、8-亚油酰-苯甲酰中乌头原碱( MAL, m/ z
852) 和 8-亚油酰-苯甲酰乌头原碱 ( ACL, m/ z
866)。m/ z 770离子的归属尚未确定。这些生物碱结
构相似,所以电离效率相近,其质谱峰的相对丰度可
以近似地反映它们的相对含量。[ HA + H ] + ( m/ z
616)是基峰,说明HA 是制附子中主要的双酯型生物
碱,这也与液相色谱-质谱联用的分析结果一致[ 8]。
图 1　制附子乙醇提取液的电喷雾质谱
Fig. 1　ESI-MS of ethanol extract
of prepared aconite roots
2. 2　四逆汤中生物碱的 ESI-MS 分析: 见图 2。由
图 2可见,四逆汤中的二萜生物碱可以分为 3类, 即
MDA ( m/ z 500～600) , DDA (m / z 600～700)和脂
碱( m/ z 800～900)。MDA 在四逆汤中含量较高,
[ BH+ H]
+
( m/ z 590)是基峰;双酯型生物碱的含量
次之, [ HA+ H ] + 的丰度为 25%, 并且没有观察到
DA 和 AC。值得注意的是,在四逆汤中发现了少量
的脂类生物碱(丰度< 10% ) , 部分该类生物碱在人
参四逆汤中虽有报道,但未分得纯品[ 6]。
图 2　四逆汤中乌头生物碱的电喷雾质谱
Fig. 2　ESI-MS of aconitic alkaloids in Sini Decoction
2. 3　制附子煎煮后药渣中残留生物碱的 ESI-M S
分析:在四逆汤中的脂碱的相对含量低于附子,一种
可能是脂碱因为其长链脂肪酰基的存在而难溶于
水。为验证该假设,将与炙甘草和干姜共煎后的制附
子挑出后提取其中的生物碱。由图3可见,脂碱的含
量最高, M DA 次之,未检测出HA。这些结果说明在
煎煮过程中脂碱成为煎煮后附子中的主要生物碱,
在煎煮过程中不易溶出, 而大部分的 HA 已溶出。不
难看出生物碱二萜骨架上 C8 位取代基是长链脂肪
·312· 中草药　Chinese T raditional and Herbal D rug s　第 34 卷第 4 期 2003年 4月
酰基或乙酰基,显著影响水溶性,复方中HA 的含量
低于制附子中相应的生物碱的原因在于水解,脂碱
的含量低则由溶出平衡所决定。
图 3　煎煮后制附子乙醇提取液的电喷雾质谱
Fig. 3　ESI-MS of ethanol extract of residues
of prepared aconite roots af ter decocting
2. 4　次乌头碱、中乌头碱和乌头碱的水溶性差异:
据报道生附子所含的 DDA 中 MA 和 AC 的含量较
高[ 7] ,而在制附子和含有制附子的中成药中, HA 含
量较高 [ 8]。本实验在制附子中也主要检测到 HA。为
说明这种现象是具有必然性还是可能存在样品差
异,为制附子的质量控制提供依据,下面从水溶性和
水解性两个方面进行分析。
因为在煎煮过程中, 附子中 DDA 溶出的同时
还伴随水解反应, 比较它们的水溶性较困难,所以通
过比较 HA与 MA和 AC在氯仿层的分子离子峰丰
度(图 4)和它们在水萃取层的分子离子峰丰度(图
5)考察它们的水溶性差异。在图4中, [ AC+ H ] +∶
[ MA + H ]
+ ∶ [ HA + H ] + 的丰度比是 100∶70∶
67,而它们的物质的量比是 100∶79∶77,这表明对
于生物碱来说,可以用分子离子峰的丰度定性地反
映出它们的相对含量。由图 5可见, [ AC+ H] + ∶
[ MA+ H ]
+ ∶[ HA + H] +的丰度比变为 100∶80∶
90, [ AC+ H]
+仍为基峰,但 MA 和 HA 的含量有所
增加,特别是 HA 含量增加较多, 说明 HA 比 MA
和 AC 更易溶于水,水溶性差异不是制附子中 HA
含量较高的原因。
2. 5　次乌头碱、中乌头碱和乌头碱的水解性差异:
为比较 3种对照品在水中的稳定性,将生物碱的氯
仿溶液减压蒸干后用蒸馏水溶解,加热 15 min 后进
行 ESI-M S 分析(图 6)。加热后,乌头碱和中乌头碱
显著减少, [ A C+ H] + ∶[ MA + H] + ∶[ HA + H ] +
的丰度比变为 45∶35∶100, 即基峰由加热前的
[ AC+ H] + 变为[ HA + H ] +。可见, HA 比 AC 和
MA 具有更高的热稳定性,由于 HA 的 C3位是-H,
而 AC 和 MA 的 C3位是-OH,说明结构上的差异对
它们的化学稳定性影响较大, 进而影响平衡移动和
图 4　乌头碱、中乌头碱和次乌头碱混合对照品
(氯仿溶液)的电喷雾质谱
Fig. 4　ESI-MS of mixed of reference substances aconi-
tine, mesaconitine and hypaconitine ( CHCl3)
图 5　混合对照品氯仿液水萃取层的电喷雾质谱
Fig. 5　ESI-MS of mixed reference substances
in H2O extract layer of CHCl3
它们在药材组织中的剩余量, HA 成为制附子中主
要的 DDA,具有化学上的必然性。
图 6　乌头碱、中乌头碱和次乌头碱混合对照品
加热 20 min后的电喷雾质谱
Fig. 6　ESI-MS of mixed referene substances
of aconitine, mesaconitine and
hypaconitine decocted in 20 min
3　讨论
　　传统的植化分离方法已从含有附子的复方中分
离出苯甲酰中乌头碱和乌头碱[ 9] ,但对其他单酯和
双酯型生物碱报道较少, 并且该方法从乌头属植物
中难以得到脂类生物碱的纯品 [ 10] , 从水煎液中分离
出脂碱的难度更大。由于脂碱结构非常相近, 在液相
色谱上也较难分开, 因此,电喷雾质谱是较合适的分
析四逆汤中乌头类生物碱的方法,各质子化分子离
子峰的归属可通过串联质谱进一步证明(文中未给
出)。由于同时检测生物碱,分子离子峰的丰度可以
半定量地反映出生物碱含量的变化。
·313·中草药　Chinese T raditional and Herbal D rug s　第 34 卷第 4 期 2003年 4月
　　为讨论方便,可以近似认为煎煮过程中只发生
MDA 的溶出、脂碱的溶出和 DDA 的溶出及水解反
应 3种情况, 下面以 DDA 为例列出平衡方程。
　　 　
t= 0
t= t
MDA
0
a
K 2
DDA
0
b
( so lution)
K 1
DDA
C0
c
( ma terial)
　　c= C0- a- b　K 2= ba 　K 1=
C0- a- b
b
　　K 1K 2= C0- a- K 2aa
　　a= C0
K 2+ K 1K 2+ 1
=
1
K 2( 1+ K 1 ) + 1
C0 ( 1)
　　b= K 2
K 2( 1+ K 1) + 1
C0 ( 2)
　　c= K 1K 2K 2( 1+ K 1) + 1C0 ( 3)
　　上式中设 C0 为 DDA 的初始浓度,即附子中的
DDA 全部溶解且不发生水解反应的理论浓度, 未加
热时, t= 0;加热 t时间后,煎煮液中苯甲酰单酯型
生物碱、双酯型生物碱和药材组织中未煎出的双酯
型生物碱浓度分别为 a, b 和 c。固定投药量和最后
的煎煮体积, 则 C0为定值。如果已知双酯型乌头碱
的溶出平衡常数 K 1和水解平衡常数 K 2, 则可推导
出 t时刻 a, b和 c的值。调整K 1、K 2 的值, 还可以用
以上平衡表示单酯型生物碱和脂碱的溶出过程。
　　但因为复方体系和煎煮过程非常复杂, 即使单
一生物碱的 K 1和 K 2的精确值也很难确定, 对每种
组分都确定出其 K 1 和K 2难度更大。但可以根据组
分是否易溶出和是否稳定估计平衡常数的值进行半
定量分析。如果生物碱容易溶出和水解,则K 1和K 2
的值都很小, 根据以上公式, c 值将很小, b 次之, a
最大,这种情况对 MA 和AC 适用;如果生物碱容易
溶出但较难水解, 则 K 1 小,但 K 1和 K 2较大, b 和 c
的值将增加, a 减小, 这对 HA 适用; 如果生物碱不
易溶出, K 1较大, 这适用于脂碱, 结合图 3和公式
( 3) ,还可以推测脂碱应不易水解,否则平衡将向左
移动。可见,附子中生物碱在复方中的变化可半定量
地表示出来,这对理解煎煮过程中的平衡非常有益。
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均匀设计优选微波辅助萃取何首乌中有效成分的研究
王　娟1, 2 ,沈平 2,沈永嘉1

( 1. 华东理工大学化学与制药学院,上海　200237; 2. 国家中药制药工程技术研究中心, 上海　201203)
摘　要:目的　研究微波辅助萃取何首乌的提取工艺。方法　以总蒽醌和 2, 3, 5, 4′-四羟基二苯乙烯-2-O-
-D-葡萄
糖苷(二苯乙烯苷)的含量为指标, 通过均匀设计的方法,采用连续微波辐射方法进行微波萃取工艺的优化。结果　
微波功率、微波辐射时间、溶剂浓度、溶剂用量、原料浸泡时间对何首乌中有效成分的提取具有交互作用, 优选出的
最佳工艺条件为 :微波功率 340 W、微波辐射时间 10 min、溶剂乙醇浓度 95%、固液比为 1∶5、浸泡时间 1 h。结论　
通过验证实验表明, 所建立的数学模型是合理的。
·314· 中草药　Chinese T raditional and Herbal D rug s　第 34 卷第 4 期 2003年 4月

收稿日期: 2002-08-13基金项目:国家重点科技攻关项目( 99-929-02-14)作者简介:王　娟( 1966—) ,女,副教授,在读博士,研究方向为中药的研究与开发。
T el: ( 021) 50801190　E-mail: jw ang@ nercm tcm. com