紅外光譜法在中草藥研究及生產(chǎn)中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-25
紅外光譜的專(zhuān)屬性、特征性很強(qiáng)，一些具有相同功能團(tuán)的化合物，其紫外光譜具有相同的吸收特征，而紅外光譜則完全能加以鑒別。隨著我國(guó)儀器制造工業(yè)的發(fā)展，紅外分光光度法在中草藥研究及生產(chǎn)中的應(yīng)用已較普遍，中華人民共和國(guó)藥典1977年版已將紅外分光光度法收錄為法定的鑒別方法。此外，在藥源的開(kāi)發(fā)及品質(zhì)優(yōu)劣，真?zhèn)蔚蔫b別以及制劑工藝流程中質(zhì)量的控制等，紅外分光光度法均是一個(gè)重要的手段。
中草藥化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)的研究
在中草藥化學(xué)成分研究中，對(duì)分離后的成分作定性鑒別，來(lái)確定是否為某種已知成分，最簡(jiǎn)捷的方法便是在作初步分析的基礎(chǔ)上，已推測(cè)為某種可能成分時(shí)，取已知成分的標(biāo)準(zhǔn)品與待測(cè)成分樣品在相同的條件下進(jìn)行紅外光譜測(cè)定，然后再對(duì)譜圖進(jìn)行比較后便可作出正確的判斷。如中草藥羅布麻中的提取物槲皮素、虎杖提取物中的大黃素等，分別用標(biāo)準(zhǔn)品槲皮素及大黃素作紅外分析后，比較其光譜的一致性，便可作出鑒別。
在用標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照法鑒別樣品時(shí)，應(yīng)注意由于同質(zhì)多形的影響，使紅外光譜出現(xiàn)差異，此時(shí)應(yīng)分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品進(jìn)行再處理。
此外，由于中草藥的提取物中成分很多，有時(shí)缺少已知成分的標(biāo)準(zhǔn)品，以供對(duì)照測(cè)定，此時(shí)，可將待測(cè)成分的樣品純化后測(cè)定其紅外吸收光譜，然后查閱標(biāo)準(zhǔn)圖譜或文獻(xiàn)資料，作對(duì)比鑒定。
隨著紅外技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展，目前已有許多按分類(lèi)收集匯編的各種化合物的紅外光譜及其索引與光譜數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)光譜有多種查閱及檢索方法，如分子式、化合物名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)式、化合物種類(lèi)、化學(xué)分類(lèi)(官能團(tuán))及吸收峰波長(zhǎng)索引等。在檢索方法上有穿孔卡片及電子計(jì)算機(jī)檢索等種種。
例如中草藥錐子筵的有效成分提取物，從一般理化性質(zhì)觀察，推測(cè)為多元酚類(lèi)化合物，經(jīng)查閱標(biāo)準(zhǔn)光譜對(duì)比后，確證此成分為d-兒茶素。
對(duì)中草藥提取的某種有效成分結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)于發(fā)展其合成，提高制劑質(zhì)量及臨床療效等都有重要意義。當(dāng)然，未知成分化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究與確定，必須配合多種其他的測(cè)試方法，但紅外光譜所提供的基團(tuán)資料及結(jié)構(gòu)信息，是相當(dāng)重要的。例如通過(guò)紅外光譜分析，可確定化合物的類(lèi)別，含有那些官能團(tuán)等，在對(duì)它們作詳細(xì)的分類(lèi)過(guò)程中，同時(shí)也提供了大量關(guān)于各原子團(tuán)的分布、周?chē)h(huán)境及連接方式等信息，這些對(duì)于推測(cè)未知物的結(jié)構(gòu)是非常重要的。在此基礎(chǔ)上，配合其他測(cè)試方法，分析有關(guān)的資料，可對(duì)未知物的結(jié)構(gòu)作出推斷。當(dāng)排列出多種可能的構(gòu)型時(shí)，還可對(duì)紅外光譜進(jìn)行仔細(xì)的分析，找出合理的依據(jù)加以驗(yàn)證。
例如中草藥成分的一個(gè)重要部分——黃酮類(lèi)及其衍生物，利用紅外光譜分析羥基取代的不同位置，對(duì)黃酮類(lèi)成分的結(jié)構(gòu)研究有重要的價(jià)值。如黃酮、黃烷酮及黃酮醇類(lèi)成分，研究它們的羰基及羥基伸縮振動(dòng)頻率，特別是氫鍵對(duì)羰基譜帶位置的影響。如黃烷酮3'-及4'-位上引入羥基，則使羰基譜帶從原有的1680cm-1向低波數(shù)移動(dòng)(如杜鵑素，見(jiàn)圖13-46，移至1620cm-1，這是由于形成M型氫鍵所致)。
中藥材真?zhèn)蝺?yōu)劣的鑒別
自三尖杉屬植物中提取治療急性白血病的有效成分，根據(jù)藥理及臨床研究表明，有效成分為酯堿，如三尖杉酯堿、高三尖杉酯堿等。但在三尖杉屬植物中，并不是都會(huì)有上述各有效成分，或者含量很少，有些其主成分為粗榧?jí)A，藥理及臨床均表明為無(wú)療效。三尖杉酯堿或高三尖杉酯堿均含有羰基吸收峰(1735cm-1左右)，而粗榧?jí)A因不含酯鏈則無(wú)羰基吸收帶。或根據(jù)三尖杉酯堿等含量很少，吸收峰強(qiáng)度弱等特性可以辨別藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣。
又如沒(méi)藥、乳香等樹(shù)脂類(lèi)藥材，在進(jìn)口時(shí)常有與其外形相似的樹(shù)脂假冒或摻雜?？蓪悠氛麴s后所得的油狀物與標(biāo)準(zhǔn)品在相同的條件下涂膜作紅外光譜測(cè)定，比較其光譜的異同，便可確定藥材的真?zhèn)蝺?yōu)劣。
中藥生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制
目前由于天然麝香的藥源短缺，常用合成麝香酮作為代用品。在麝香酮的合成生產(chǎn)過(guò)程中，最后的工藝流程是環(huán)合加氫，其反應(yīng)式如下：
在環(huán)合過(guò)程中，若不完全氫化，則產(chǎn)品的紅外光譜圖上可出現(xiàn)碳-碳雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，并且使羰基的伸縮振動(dòng)的譜帶因共軛效應(yīng)向低波數(shù)移動(dòng)，由原來(lái)的1720cm-1移到1700cm-1。從而達(dá)到對(duì)生產(chǎn)工藝流程的質(zhì)量控制。
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