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中药炮制中的化学机理及应用分析

发布:2022-04-23 10:58:50   点击:

中药炮制中的化学机理及应用分析

中药炮制是一门综合性强、实践性强的应用型学科,虽然是一门传统学科,但是相关理论进展较快,因此也属于新兴学科。中药炮制必须对炮制原理足够了解,通过相关理论不断改进炮制工艺,并制定饮片质量标准,提高中药饮片质量,保障中药疗效。中药炮制过程中发生了明显的化学变化,掌握变化规律有利于提高炮制效率,优化中药饮片质量。经过国内外学者多年的研究,中药炮制过程中化学机理的理论不断完善,使中药炮制这门学科展现出更加广阔的应用前景。

1化学机理研究手段

中药炮制前后,药物在药性方面会发生翻天覆地的变化,这主要是由于炮制过程形成了不同的化学成分,化学成分发生变化时会导致结构发生一定程度的变化。通常中药成分较多,由大分子物质和小分子物质构成,必须从质量和数量两方面全面掌握成分变化,才能够真正理解中药炮制机理,优化炮制过程。

更深入地研究中药炮制过程中的化学机理,必须建立在较高的现代分析技术的基础之上,目前比较主流的分析仪器包括GC-MS/MS等,可以对炮制前后中药成分进行定量和定性分析,有利于总结影响因素。炮制过程是一项复杂的过程,涉及若干物理过程,为了加强对中药炮制过程中化学机理应用前景的分析,应当将成分分析和药效机理结合起来,更具有实践意义,也更容易对化学机理做出判断。

研究中药炮制过程中化学机理的影响是一项系统性工作,笔者结合相关研究报道及自身研究取得一些进展。微透析技术、活性成分预测方法等新技术的引入有助于深化该课题的研究,更加透彻地显示化学机理,更深入了解中药炮制过程,优化炮制过程。

2化学机理及应用分析

炮制前后化学成分的变化是由于发生了不同的化学反应,弄清化学反应对中药饮片质量的影响,就必须掌握其中的化学机理。根据以往研究,中药炮制过程中最常见的化学反应如下。

2.1水解反应

通常苷类成分在富含水、温度适宜的情况下,将发生反应速度较小的水解反应,反应后产生了新的化学构成,使中药具备更佳疗效。中药炮制过程中经历了洗、润、蒸、煮等物理过程,这些过程里中药都暴露在水中,每时每刻都发生着水解反应。除了黄酮苷类以外,多糖类、生物碱类、皂苷类、环烯醚萜苷类在适当条件下都会发生水解反应,产生不同化学成分。

2.1.1黄酮苷类成分

黄酮苷类成分是中药使用相当广泛的物质,存在于许多中药材里,随着中药炮制过程的进行,黄酮苷类成分发生较大变化,疗效明显改善。黄酮苷类中药可以清热止咳,也能消除炎症,当黄酮苷类成分完成水解反应之后,将不再含有糖链。通过炮制后,甘草的抗炎效果大幅提升,疗效更加显着。

2.1.2多糖类成分

多糖类成分也是中药的常见成分,因为具备不同的药理活性,应用十分广泛,例如香菇多糖具备抗癌活性。多糖类成分发生水解反应,会使疗效有所改变。例如一般将地黄分为鲜地黄、生地黄和熟地黄这三类,各自具备不同的功效。地黄经过炮制后,化学成分的变化机理十分复杂,尤其经过蒸制后,蜜三糖等会水解出果糖,地黄中也不再含有水苏糖、蜜三糖等。

2.1.3生物碱类成分

生物碱类成分拥有各种不同的药理活性,川乌、附子等是比较典型的生物碱类中药。生物碱类成分大多带有毒性,毒性成分以乌头碱为主。经过中药炮制后,毒性基本消除,反之,抑制疼痛的效果更加明显。

2.1.4皂苷类成分

皂苷类成分多是皂苷元与单个或若干个糖基构成,在中药炮制的炒、蒸、煮等过程里,极易发生糖基的水解反应,直接影响疗效变化。最典型的含有皂苷类成分的中药就是人参,对脾肺有很多益处,还可以大补元气。中医在临床治疗中采用的主要是红参,红参是经过蒸制的药品,可以有效抵抗肿瘤。人参中富含皂苷类成分,炮制成红参后,Rb1、Rb3等的含量急剧减少,原人参中的三醇型皂苷蒸制后不仅有止血的功效,更有补血的作用,极具临床应用价值。

2.1.5环烯醚萜苷类成分

环烯醚萜苷类成分发生水解反应的程度和含糖量有关,通常单糖苷水解程度最轻,双糖苷次之。环烯醚萜苷类成分经过炮制后,将不再含有糖基,这与熟地黄的骨架类似。环烯醚萜苷类成分中药最为典型的是山茱萸,其临床疗效较好,对肝肾大有益处,针对山茱萸的炮制手段十分多,采用不同的炮制手法也会取得不同的结果。如果山茱萸在炮制之前是朱红色,炮制后变成紫黑色,则是由于炮制过程中环烯醚萜苷类成分发生水解反应和氧化还原反应,反应程度不同,颜色有所差异。对山茱萸进行炮制后,5-HMF等成分含量有所上升,但是马钱苷含量有所下降,这是由于炮制过程中水解反应造成的。上述物质含量的改变是山茱萸疗效改变的根本原因,经过炮制后,含量上升的5-HMF对肝脏保护起到积极作用。

2.2异构化反应

某种成分转变为异构体的过程通常称为异构化反应,常见的中药成分皂苷类、内酯类等在一定条件下会发生异构化反应,改变中药的临床治疗效果。如人参经过炮制变为红参,通常天然的人参在发生水解反应时会伴随着异构化反应的发生,其中S-构型的皂苷会经过反应变化成为R-构型次级苷。

2.3氧化反应

氧化反应是化学反应中最为常见的现象,是反应物失去电子的反应。在化学理论中解释的氧化反应是某物质结合氧或者失去氢的过程。中药炮制学中的氧化反应速率慢,而且会生成新的物质,导致中药饮片临床疗效产生变化。

马钱子是一种专门用于消肿止痛的中药,因为毒性较大影响正常使用,经过炮制后发现药理作用没有衰减,毒性几乎消失。马钱子经过中药炮制后毒性大大降低的化学机理可以用氧化反应来解释。马钱子中的碱和士的宁在足够高的温度下发生氧化还原反应,另外生成了4种新的生物碱成分,这4种生物碱成分是由其他生物碱转化得到,这一现象在曾经的技术条件下无法考究,直到对士的宁与马钱子在双氧水条件下发生氧化反应的试验完成后,才印证了士的宁在高温条件下部分转变为异士的宁NOx.

2.4置换反应

置换反应是A单质和BC化合物发生反应生成B(或者C)单质与AC(或AB)化合物的过程,在中药炮制过程中发生的有机化学反应同样存在置换反应的规律,即基团和小分子有机物发生置换反应,改变中药的临床疗效。

乌头是中医临床常用的祛寒止痛药物,但是由于毒性剧烈,必须经过炮制处理后才可服用。乌头在炮制过程中,乙酰基和脂肪酰基发生置换反应,产物中的脂类生物碱是毒性远小于乌头的物质,所以经过蒸制后,脂类生物碱含量大幅提高。

甘遂是中医临床用于消除肿块的重要药材,对于缓解体内毒素也有重要功效,甘遂在加热的炮制过程中会由于置换反应生成极少量的酰化二萜类成分,使水溶性得到抑制,毒性得以控制。

2.5分解反应

由于炮制过程通常温度较高,耗时较长,某些化学成分在这种条件下极易发生分解反应,使药物的疗效发生较大改变。鲜人参中饱含皂苷类成分,其中丙二酸单酰基人参经常发生分解反应,产物中主要为乙酰基化合物,该过程发生了脱羧反应。

黄连具有清热解毒的功效,能有效清除头目之火。经过观察和分析得出,黄连里含有小檗碱型生物碱,颜色为红褐色,也称小檗红碱,生黄连中不含有小檗红碱。在高温炮制下,黄连中小檗碱含量逐渐减少,经分析可知,小檗碱发生分解反应生成甲基和小檗红碱,该过程要控制温度不低于150℃。

2.6缩合反应

缩合反应是两个及两个以上有机分子发生反应形成共价键组合为一个大分子的过程,缩合反应通常会伴随着脱水、醇的现象。缩合反应对中药临床疗效影响很大。青黛炮制过程中的化学机理是把前体物质转变为纯度更高的靛蓝。该过程发生了缩合反应,生成的靛蓝将会浮在溶液表面。川芎是用于活血止痛的中药,川芎的炮制过程中也发生了缩合反应,有助于其改善治疗效果。

2.7其他化学反应

上述化学反应基本上都是传统无机化学和有机化学的基本形式,在复杂的中药炮制过程中,还经常发生一些复杂的化学反应,由于化学成分分析技术水平的限制,许多化学反应以目前的理论无法进行准确的阐述,有待后续进一步研究。

3结语

中药炮制学是我国重要的文化财富,该学科的发展离不开学者世世代代的辛勤劳动和智慧火花。中药炮制学理论在漫长的时光里不断被补充与完善。随着科学技术的飞速发展,后人才得以对中药炮制过程中的化学机理进行深入的研究分析,从化学反应和化学成分角度揭示炮制过程的真正含义,对于提升中药临床疗效有突出贡献。笔者相信随着科学技术的发展,人们将会拥有疗效更佳、质量更高的中药饮片。

参考文献:

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