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中药汤剂制备过程中的化学变化

2022-07-28
来源:求医网
中药汤剂是中药制剂中最古老、应用最广泛的一种剂型。中药汤剂在制备过程中,由于煎药容器、煎药溶媒和加热过程等影响,常使汤剂中所含药材的化学成分产生各种动态的变化。笔者结合手头资料及本人实践,对汤剂制备过程中所发生的化学变化进行了初步探讨,作为引玉之砖。

1与煎药容器有关的化学

中药汤剂煎药时通常使用砂锅作为煎药容器,这主要是因为砂锅化学性质稳定,受热均匀,传热缓慢,保湿性强,能使煎出液保持原汁原味。但亦有不少患者煎药使用家中的金属锅,其中所含材料如铁、铜、铝、锡,化学性质不稳定,易氧化,在煎药时可释放出一定量的上述金属离子。这些离子几乎可与中药汤剂中所有化学成分发生一系列反应,产生或导致预想不到的结果。

鞣质又称单宁或鞣酸,是存在于中药中的一类分子较大的复杂多元酚类化合物。鞣质的水溶液遇铁、铜、锡、铝等金属离子,产生颜色反应或生成沉淀,使药液颜色加深或从水溶液中析出。因此,在制备含有鞣质的汤剂时,应避免使用含有铁、铝、铜、锡等金属容器,以免发生化学反应,丧失有效成分,进而改变药性。

多糖为聚合度超过10的聚糖。多糖的水溶液可与铜离子反应,生成水不溶性铜复盐而析出。

蒽醌衍生物如果具有2-酚羟基或邻位本酚羟基,则可与金属离子形成络合物,并在一定pH条件下沉淀析出。

多数黄酮类化合物因分子中含有酚羟基,故可与高价铁反应产生绿、黑、紫等颜色变化。黄酮类化合物由于其分子含有酚羟基和γ-吡喃酮结构,可与铅、镁等反应,生成有色络合物。

皂苷、蛋白质的水溶液也可以与铜等金属离子反应,产生沉淀。

某些含金属离子的矿物类药,与煎器释放的金属离子反应,可能产生有毒物质,如Al、Fe、Ca等与朱砂发生置换反应,产生有毒的游离汞等。

中药汤剂中的化学成分与煎器金属离子作用,生成金属络合物,生成的络合物不但物理、化学性质如溶解度、熔点、紫外、红外、核磁共振谱等与游离单体不同,其药效也与游离单体有很大差别。少数络合物的药效明显高于游离体。如黄芩苷与铝盐形成络合物黄芩苷铝,作为抗菌收敛药用于临床,兼有黄芩苷抗菌和铝收敛作用之双重功效。甘草酸铝、甘草酸钠的治疗胃溃疡作用明显高于游离甘草酸。大多数金属离子与游离单体生成的络合物,由于溶解度降低,有效成分利用度低,使药物失去原有的活性。有些络合物或生成物被人体吸收后,蓄积在肝、肾、脑等组织中,产生程度不同的毒副作用。因此,制备中药汤剂要合理选择煎器,忌用易与中药成分发生化学反应的铜、铁、铝、锡等制成的煎器。

2与煎药溶媒有关的化学[1]

溶解性是各种化学物质普遍存在的一种物理、化学性质。中药汤剂中的化学成分的溶解度既由化学成分的自身结构决定,又与溶剂、溶液中共存物质的性质有关。中药汤剂以水为溶媒,中药内的无机盐、糖类、分子不大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、小分子有机酸及其盐、生物碱盐及苷类多能被水溶出。中药复方汤剂煎煮时,由于酸性或碱性物质的引入,改变了溶液的pH值,酸性环境可使难溶于水的游离生物碱生成盐而溶出,碱性环境又可提高有机酸、黄酮、蒽醌、内脂、香豆素及酚类成分的溶解度。含淀粉多的中药在煎煮时,淀粉易糊化,影响其它成分的溶出,应以凉水泡透后再加热煎煮。中药汤剂中成分复杂,可产生某些增溶或助溶现象,增大某些在水中溶解度小的亲脂性成分的溶解度。但有些化合物可与汤剂中的无机盐形成络合物沉淀析出,也有些极性较小的脂溶性成分不能溶出,随药渣废弃,丢失一些有效成分。因此,根据医疗的需要和药物的特点,也有加入酒或醋煎煮药物的。有实验证明,对麻杏石甘汤用半仿生提取法(简称SBE法)和水提取法进行比较,结果麻黄碱、氢氰酸、甘草次酸、钙离子含量及浸膏量均为半仿生提取法大于水提取法。所以,跳出单纯用水作溶媒的因子而改用调节溶媒pH值及极性的方法来提高汤剂药效质量的问题也是值得探讨的。

3与单煎、分煎、合煎有关的化学[1,2]

中药汤剂制备方式不同,对汤剂中化学成分质和量影响也不同。

四物汤由当归、地黄、芍药和川芎组成。研究人员采用多种分析方法测定了四物汤各药单煎、分煎和合煎中的阿魏酸、8种微量元素、17种氨基酸及水溶性煎出物的含量。结果表明,当归和川芎单煎液中的阿魏酸含量之和小于合煎液。阿魏酸在分煎混合液和合煎液中含量基本 一致;水溶性煎出物、氨基酸的含量合煎比分煎混合略高;微量元素在合煎液中的含量,小于在分煎中的含量。

阿魏酸在当归和川芎单煎液中的含量之和小于其在分煎液和合煎液的含量,其可能的原因有以下几种:(1)在当归、川芎、地黄、芍药共煎中,由于引入天然表面活性剂,以及天然表面活性剂数量的增加,起到一定的增溶作用,阿魏酸在水中溶解度增加。(2)在四物汤中,群药共煎,由于同系物的增加,根据相溶的原理,起到助溶作用,增加阿魏酸的溶出度。

在合煎液中,氨基酸的含量高于分煎液中的氨基酸的含量,其主要原因可能与增溶与助溶有关。

微量元素在合煎液中的含量小于在分煎液中的含量,可能与微量元素与有机物形成络合物有关。

小青龙汤由麻黄、桂枝、芍药和甘草等组成。测定各药单煎、分煎及合煎中麻黄碱的含量,结果显示,合煎液中麻黄碱含量最低。此系麻黄碱与甘草酸作用生成生物碱有机酸盐产生沉淀所致。但合煎液与分煎液的药效无明显差异,说明虽然甘草酸与麻黄碱作用形成沉淀,但口服后体内仍具有药效。因此,对中药汤剂中产生的沉淀,应慎重考虑取舍。

从以上结果可以看出,中药汤剂单煎、分煎、合煎对其中化学成分的含量,由于增溶、助溶、络合、成盐等诸多因素影响,呈动态变化趋势。有的汤剂合煎因增溶、助溶作用,煎出成分、煎出量增加,有的汤剂合煎因络合成盐,煎出成分、煎出量减少。这大概正是中医用药的灵活性所在。

4与汤剂配伍有关的化学[4]

中药汤剂是由两种或两种以上的单味中药,根据“君、臣、佐、使”的组方原则组合而成。通过配伍,发挥复方中所含中药的综合作用和整体作用,以提高与促进疗效,减低毒性与副作用,适应复杂多变的病情。

四递汤由附子、甘草和干姜组成。笔者对附子与甘草、附子与干姜及3味药配伍前后主要成分进行了定性定量研究。结果表明,附子与干姜配伍时,具毒性的乌头碱类含量升高,而附子与甘草配伍时,乌头碱含量降低,说明中医“附子无干姜不热,得甘草则缓”理论具有一定科学道理。附子与甘草配伍时,乌头碱含量降低可能是由于:(1)附子中乌头碱在煎煮过程中乌头碱中的乙酰基、苯甲酰基被水解成为乌头原碱,毒性大为降低;(2)甘草中甘草次酸能与附子中的生物碱形成复盐,在体内逐渐分解而起作用,降低其毒性。而附子与干姜配伍时,乌头碱含量增高,可能是由于:(1)干姜中所含高分子化合物起到增溶作用,增加了乌头碱的溶出;(2)干姜中所含高分子化合物形成胶体溶液,保护了乌头碱在煎煮中水解减少所致。

中医用黄连和吴茱萸的配伍机率较高,但在不同的复方中2药的配伍比例亦异。如左金丸黄连:吴茱萸6∶1;变通丸1∶1;甘露散2∶1。为探讨两者的配伍机理,笔者研究了2药配伍制备汤剂时的化学变化,结果表明,两者的化学成分具有加和性。水煎液中小檗碱的溶出率由配伍前的82.63%,分别降至45.63%(黄连∶吴茱萸=1∶1)和66.79%(黄连∶吴茱萸=6∶1)。将两者煎液配伍后发现有沉淀产生,该沉淀物系黄连中的小檗碱等生物碱类成分与吴茱萸中的黄酮类成分生成大分子的复合物,这些沉淀物在水煎液中(pH5.4~5.6)比较稳定。可见,同时含黄连和吴茱萸的传统方剂采用丸、散剂型是有道理的。

吴茱萸汤由吴茱萸、生姜、人参、大枣4药组成,是中医临床常用方剂之一。吴茱萸碱和吴茱萸次碱为其主要成分。HPLC分析结果表明,配伍生姜、人参、大枣均可不同程度影响吴茱萸碱和吴茱萸次碱的含量。从分析结果可以看出,吴茱萸与生姜、人参配伍,上述两种生物碱含量最高,其余依次为吴茱萸与生姜,吴茱萸与生姜、人参、大枣,吴茱萸、生姜、大枣配伍合煎与吴茱萸、生姜、人参、大枣单煎后混合两种方法所得吴茱萸碱和吴茱萸次碱最低。说明不同配伍情况下处方中所含化学成分在发生变化。

5汤剂复方中的新成分[3,5]

近年来,随着复方疗效物质基础研究的开展,发现复方配伍中有新的成分生成。

人们对由12味中药组成的复方天麻钩藤饮的研究发现,在复方水煎剂中,牛夕的皂苷与桑寄生中酚性物质之间有明显的化学变化,变化的产物既不具有皂苷的溶血反应,也改变了鞣质及酚性物质遇三氯化铁所呈现的显色反应,还使本来对动物毒性大的桑寄生中的酚性物质明显减弱了毒性。对麻黄汤研究发现,杏仁中苦杏仁苷水解产物苯甲醛和桂枝中的桂皮醛在煎煮时能与麻黄碱发生化学反应,形成两种很易分解的新化合物。

为了探讨生脉散独特疗效的物质基础,对其煎液进行了化学研究,从中分离到一个合煎时产生的成分,经UV、IR、MS及NMR谱鉴定,为5—羟甲基—2—糖醛(5-HMF)