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秋水仙碱 编辑
中文名:秋水仙碱
外文名:colchicine
别名:秋水仙素
化学式:C22H25NO6
CAS登录号:64-86-8
EINECS登录号:200-598-5
熔点:150至160℃
沸点:725℃
密度:1.32g/cm³
外观:淡黄色结晶性粉末
闪点:392.9℃
安全性描述:S13;S45
危险性符号:T+
危险性描述:R26/28
基本信息
化学式:C22H25NO6
分子量:399.437
CAS号:64-86-8
EINECS号:200-598-5
理化性质
密度:1.32g/cm3
熔点:150-160℃
沸点:726℃
闪点:392.9℃
折射率:1.585
外观:淡黄色结晶性粉末
分子结构数据
摩尔折射率:106.60
摩尔体积(cm3/mol):318.1
等张比容(90.2K):848.1
表面张力(dyne/cm):50.5
极化率(10-24cm3):42.25
计算化学数据
疏水参数计算参考值(XlogP):无
氢键供体数量:1
可旋转化学键数量:5
互变异构体数量:2
拓扑分子极性表面积:83.1
重原子数量:29
表面电荷:0
复杂度:740
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:1
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:1
从植物中提取秋水仙碱的传统方法一般是溶剂提取法。此法的优点是仪器和材料简单易得,方法比较简便,但试剂消耗量大。溶剂提取法的基本原理是:根据秋水仙碱的性质,利用它在不同溶剂中溶解度的差别,按一定的步骤和方法进行分离。根据所用溶剂的不同,传统提取方法可分为水提法、酸提法、有机溶剂提取法。提取出来的含秋水仙碱的混合物还需经柱层析、薄层层析、离子交换色谱等分离方法进行进一步分离纯化。
水提取法
植物粉末经水提尽秋水仙碱,于浓缩的提取液中加碱碱化后,再自其中用与水不相混溶的有机溶剂提取游离秋水仙碱,蒸去溶剂可得浓缩的秋水仙碱粗制品。水当然是最便宜的溶剂,安全是其优点,但也存在一定的局限性。例如,被水溶出的亲水性杂质太多,使后处理困难,秋水仙碱不易被精制提纯。
稀酸提取法
一般用浓度在0.1~1%的稀酸溶液进行提取,因此叫稀酸提取法。此法常用的酸为盐酸、硫酸或醋酸,其目的是使植物中的秋水仙碱(生物碱)转化为盐类,提高其在水中的溶解度,从而易于提取。这种方法是在常温下将样品置于带塞的容器内,准确加入一定量的稀酸,摇匀后静置,浸泡12~48小时。稀酸提取法的优点是不需高温加热,因此不会破坏有效成份,是一种经济而又简便的提取方法。但稀酸提取法和水提取法一样,浸取液中存在着较多的水溶性杂质,如皂贰、蛋白质、糖类、鞭质、水溶性色素等。
有机溶剂提取法
有机溶剂提取法根据所用溶剂是否与水相溶,又分为A、B两种:
A、用与水能混溶的有机溶剂提取用乙醇、甲醇、丙酮等直接从植物中提出秋水仙碱,再回收溶剂,就能得到浓缩生物碱的提取液,其中尤以乙醇的应用最为普遍,用酒精为溶剂的方法具有一定优点:例如酒精易透入中草药组织内部,也容易提尽原料中的生物碱,原料不需要预先用碱溶液处理,简化了操作,同时酒精对溶解植物成分的选择性比水高,提取出的杂质比水少,从而容易进一步提纯。
B、用与水不混溶的有机溶剂提取通常先将中草药粉末加适量稀碳酸钠溶液或稀氨水搅拌湿润,促使秋水仙碱游离,阴干后再用乙醚、二氯甲烷、氯仿、苯或甲苯等有机溶剂自其中萃取。此法的优点是比较容易得到纯品,提取出的杂质比较少,但是缺点不少:如工业生产上的不安全性;溶剂毒性大、价格昂贵;不易提尽原料中的秋水仙碱等。
抑制作用
秋水仙碱可与微管蛋白二聚体结合,阻止微管蛋白转换,使细胞停止于有丝分裂中期,从而导致细胞死亡。
抗炎作用
秋水仙碱通过干扰溶酶体脱颗粒降低中性粒细胞的活性、黏附性及趋化性,抑制粒细胞向炎症区域的游走,从而发挥抗炎作用。另外,它干扰细胞间黏附分子及选择素的表达,从而阻碍T淋巴细胞活化及对内皮细胞的黏附,抑制炎症反应。秋水仙碱还可通过减少E-选择素、L-选择素及内皮素的表达,发挥其抗炎作用。
抑制作用
动物实验发现秋水仙碱能降低中毒性肝坏死的雄鼠死亡率,阻止四氯化碳引起的大鼠肝纤维化并改善其肝功能,国内实验也证实秋水仙碱可减少肝脏胶原纤维的形成,减轻肝纤维化。临床试验证明秋水仙碱确具有改善症状,缩小肝脾,使肝内纤维组织减少,肝血流量有所增加。总之,体内外实验表明,秋水仙碱能够明显抑制成纤维细胞增生,抑制胶原(Ⅰ、Ⅲ型)mRNA表达及蛋白合成分泌,促进胶原酶活性,促进基质金蛋白酶MMP-1,MMP-9活性增强,从而减少胶原的产生和沉积,促进胶原分解,起到抗纤维化的作用。
抑制肥大细胞释放组胺颗粒、抑制胰岛β细胞释放胰岛素,并抑制黑色素细胞内黑色素颗粒的移动。
其他作用
秋水仙碱可以降低体温,抑制呼吸中枢、增强拟交感药物的作用,收缩血管、升高血压。秋水仙碱还可通过神经元刺激增强胃肠道功能以及改变神经肌接头的功能。由于秋水仙碱有抑制细胞分裂,同时还可以干扰肿瘤细胞的蛋白质代谢,抑制RNA多聚酶活力以及细胞膜类脂质的合成和氨基酸在细胞膜上的转运,从而诱导多种实体肿瘤细胞凋亡。研究发现秋水仙碱在体外对胶质瘤细胞生长有明显的抑制和诱导凋亡作用,但体内的效果尚待临床研究。
(1)用于中期核型分析(浓度较高)
抑制有丝分裂,破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期。
作用机理:秋水仙碱可与微管蛋白二聚体结合,阻止微管蛋白转换,使细胞停止于有丝分裂中期,从而导致细胞死亡。
时间:施放于前期,作用于中期。
(2)用于诱变植物多倍体(浓度较低)
作用部位:常用于处理种子、茎生长点、幼芽、花芽、花粉粒和卵细胞等。
浓度:0.2%浓度的水溶液
处理时间:一天
作用机理:当细胞进行分裂时,一方面能使染色体的着丝点延迟分裂,于是已复制的染色体两条单体分离,而着丝点仍连在一起,形成“X”形染色体图象(称为C-有丝分裂,即秋水仙效应有丝分裂);另一方面是引起分裂中期的纺锤丝断裂,或抑制纺锤体的形成,结果到分裂后期染色体不能移向两极,而重组成一个双倍性的细胞核。这时候,细胞加大而不分裂,或者分裂成一个无细胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。经过一个时期以后,这种染色体数目加倍了的细胞再分裂增长时,就构成了双倍性的细胞和组织。
1、秋水仙碱是诱变多倍体效果最好的药剂之一。
2、着丝点的分离与纺锤体无关,因为在用秋水仙碱处理,破坏微管的情况下,两条单体也可以分开。这是由于Ca离子的诱导,使着丝点分开后,再由纺锤体牵引移向两极,也就是说纺锤体只起牵引染色体的作用。
此外,秋水仙素还有加快染色体运动,使染色体更快的到达两极的作用(浓度很低)。
秋水仙碱能抑制有丝分裂,破坏纺锤体,使染色体停滞在分裂中期。这种由秋水仙碱引起的不正常分裂,称为秋水仙碱有丝分裂(C-mitosis)。在这样的有丝分裂中,染色体虽然纵裂,但细胞不分裂,不能形成两个子细胞,因而使染色体加倍。自1937年美国学者布莱克斯利(A.F.Blakeslee)等,用秋水仙碱加倍曼陀罗等植物的染色体数获得成功以后,秋水仙碱就被广泛应用于细胞学、遗传学的研究和植物育种的工作中。例如,小麦与黑麦杂交,杂种是不育的,用秋水仙碱处理,使染色体加倍,就能变成可育的异源八倍体小黑麦,在云贵高寒地区种植,产量和品质都比小麦和黑麦好。50年代日本用秋水仙碱处理一般甜菜得到了四倍体,后者与二倍体品种相间种植,从四倍体植株上收获到三倍体种子。推广种植三倍体甜菜,获得了很大的经济效益。
1951年,日本学者木原均,用同样方法培育成功三倍体无籽西瓜,秋水仙碱也起了重要作用。秋水仙碱有剧毒,使用时要小心。秋水仙碱是诱变多倍体效果最好的药剂之一。它的作用机理是:当细胞进行分裂时,一方面能使染色体的着丝点延迟分裂,于是已复制的染色体两条单体分离,而着丝点仍连在一起,形成“X”形染色体图象(称为C-有丝分裂,即秋水仙效应有丝分裂);另一方面是引起分裂中期的纺锤丝断裂,或抑制纺锤体的形成,结果到分裂后期染色体不能移向两极,而重组成一个双倍性的细胞核。这时候,细胞加大而不分裂,或者分裂成一个无细胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。经过一个时期以后,这种染色体数目加倍了的细胞再分裂增长时,就构成了双倍性的细胞和组织。
秋水仙碱不论是破坏还是抑制纺锤体的形成,作用都是一时的。秋水仙碱可以抑制纺锤体的形成,导致细胞不分裂,——然后过一段时间秋水仙碱代谢掉,不再起作用,细胞继续分裂,——然后才是“染色体数目加倍”(着丝点的分裂)。着丝点的分离与纺锤体无关,因为在用秋水仙碱处理,破坏微管的情况下,两条单体也可以分开。这是由于Ca离子的诱导,使着丝点分开后,再由纺锤体牵引移向两极,也就是说纺锤体只起牵引染色体的作用。
中毒症状与砷中毒类似:中毒后2至5小时出现症状,包括口渴和喉咙有烧灼感,发热,呕吐,腹泻,腹疼和肾衰竭。随后伴有呼吸衰竭并引起死亡。虽然存在各种各样的治疗方法,但现阶段还没有能够应用于临床的解毒剂。在2007年的三月和四月,不当标记秋水仙碱素导致了3位西北太平洋病人死亡。
适应症
1、痛风
本品可能是通过减低白细胞活动和吞噬作用及减少乳酸形成从而减少尿酸结晶的沉积,减轻炎性反应,而起止痛作用。主要用于急性痛风,对一般疼痛、炎症和慢性痛风无效。
2、抗肿瘤
可抑制细胞的有丝分裂,有抗肿瘤作用,但毒性大,现已少用。对乳腺癌疗效显著,对子宫颈癌、食管癌、肺癌可能也有一定疗效。部分病人的肿瘤缩小,有利于手术切除。
用法用量
1、治疗急性痛风:口服首剂1mg,以后1~2小时0.5mg,直至症状缓解或出现不良反应。用于治疗急性痛风性关节炎发作时24小时内不可超过6mg。并在症状缓解后48小时内不需服用,72小时后每日0.5-1mg服用,服用7天。
2、预防痛风急性发作:每日或隔日0.5~1mg。
3、在应用别嘌醇或促尿酸排泄药物治疗慢性痛风时,亦可同时给予本品以预防发作。(注意:在使用秋水仙碱治疗急性痛风性关节炎时,应避免与别嘌醇同用,因为在急性发作期,别嘌醇促使尿酸结晶溶解会加重疼痛症状,应在平稳期服用别嘌醇等药物控制尿酸水平。)
不良反应
秋水仙碱有剧毒,常见恶心、呕吐、腹泻、腹痛、胃肠反应是严重中毒的前驱症状,症状出现时即行停药,肾脏损害可见血尿、少尿、对骨髓有直接抑制作用、引起粒细胞缺乏、再生障碍性贫血。
1、消化道反应:是最常见的副作用。许多痛风病人在服用秋水仙碱后出现恶心、食欲减退、呕吐、腹部不舒适感以及腹泻。有的病人因恶心呕吐或者腹泻较为严重而无法坚持用药。
2、骨髓毒性反应:主要是对骨髓的造血功能有抑制作用,导致白细胞减少、再生障碍性贫血等。
为减轻秋水仙碱的副作用,也可以在急性期使用芬必得、双氯芬酸钠等止痛片,如果有肝肾功能损害就只能使用天然的消炎药物如天然虾青素(asta)、二甲基砜(DSM)等,能提高30%尿酸排出率。
用药须知
3、胃肠道反应通常是对本品不能耐受或中毒的前驱症状,应及时减量或停药。
5、噻嗪类利尿药与秋水仙碱同时应用,会影响其抗痛风疗效。
6、有文献报道,本品通过免疫抑制作用,治疗慢性、活动性肝炎有效。
7、孕妇可致畸胎,老年人易发生积蓄中毒,应慎用。
来源
本品为百合科植物丽江山慈菇 Iphigenia indica Kunthet Benth. 的球茎中提取得到的一种生物碱,按无水、无溶剂物计算,含C22H25NO6不得少于97.0%。
性状
本品为类白色至淡黄色结晶性粉末,无臭,略有引湿性,遇光色变深。
本品在乙醇或三氯甲烷中易溶,在水中溶解(但在一定浓度的水溶液中能形成半水合物的结晶析出) ,在乙醚中极微溶解。
比旋度
取本品,精密称定,加乙醇溶解并定量稀释制成每1mL中约含10mg的溶液,依法测定(通则0621),按无水、无溶剂物计算,比旋度为-210°至-250°。
鉴别
1、取本品,加乙醇溶解并稀释制成每1mL中约含10µg的溶液,照紫外-可见分光光度法(通则0401),在243nm与350nm的波长处测定吸光度,243nm波长处的吸光度与350nm波长处的吸光度的比值应为1.7~1.9。
2、本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱(光谱集277图)一致。
检查
照高效液相色谱法(通则0512)测定,避光操作。
供试品溶液:取本品适量,加水-甲醇(1:1)溶解并稀释制成每1mL中约含1mg的溶液。
对照溶液:精密量取供试品溶液适量,用水-甲醇(1:1)定量稀释制成每1mL中含10µg的溶液。
灵敏度溶液:精密量取供试品溶液适量,用水-甲醇(1:1)定量稀释制成每1mL中含0.5µg的溶液。
色谱条件:用辛基硅烷键合硅胶为填充剂,以水为流动相A,以甲醇-水(55:45)为流动相B,流速为每分钟1.0mL,检测波长为254nm,进样体积20µL,先以流动相A-流动相B(30:70)等度洗脱,柱温20°C,待秋水仙碱峰洗脱完毕后立即按下表进行梯度洗脱。
时间(分钟) | 流动相A(%) | 流动相B(%) | 柱温(℃) |
0~10 | 30→10 | 70→90 | 30 |
10~ | 10 | 90 | 30 |
系统适用性要求:理论板数按秋水仙碱峰计算不低于5000,杂质Ⅰ峰(相对保留时间约为0.9)与秋水仙碱峰的分离度应符合要求,灵敏度溶液色谱图中,秋水仙碱色谱峰信噪比不小于10。
测定法:精密量取供试品溶液、对照溶液与灵敏度溶液,分别注入液相色谱仪,记录色谱图至秋水仙碱峰保留时间的2.5倍。
限度:供试品溶液色谱图中,杂质Ⅰ的峰面积不得大于对照溶液主峰面积的3.5倍(3.5%),其他单个杂质峰面积均不得大于对照溶液主峰面积(1.0%),各杂质峰面积的和不得大于对照溶液主峰面积的5倍(5.0%),小于灵敏度溶液主峰面积的峰忽略不计。
去甲秋水仙碱
取本品0.05g,加水5mL溶解后,加三氯化铁试液0.1mL,摇匀,如显绿色,与同体积的对照溶液(取比色用氯化钴液1mL、比色用重铬酸钾液1.5mL与比色用硫酸铜液2.5mL,摇匀,即得)比较,不得更深。
残留溶剂
照残留溶剂测定法(通则0861第一法)测定。
供试品溶液:取本品约0.3g,精密称定,置20mL顶空瓶中,精密加水10mL使溶解,密封。
对照品溶液:分别取乙酸乙酯与三氯甲烷各适量,精密称定,加水定量稀释制成每1mL中约含0.75mg与3µg的混合溶液,精密量取10mL,置20mL顶空瓶中,密封。
色谱条件:以聚乙二醇(PEG-20M)(或极性相近)为固定液,柱温为75℃,进样口温度为200℃,检测器温度为250℃,顶空瓶平衡温度为80°C,平衡时间为30分钟。
系统适用性要求:对照品溶液色谱图中,乙酸乙酯峰与三氯甲烷峰分离度应符合要求。
测定法:精密量取供试品溶液与对照品溶液分别顶空进样,记录色谱图。
限度:按外标法以峰面积计算,含乙酸乙酯不得过6.0%,含三氯甲烷不得过0.01%。
水分
取本品,照水分测定法(通则0832第一法1)测定,含水分不得过2.0%。
炽灼残渣
不得过0.1%(通则0841)。
含量测定
取本品约0.25g,精密称定,加无水冰醋酸50mL使溶解,加醋酐5mL,照电位滴定法(通则0701),用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正,每1mL高氯酸滴定液(0.1mol/L)相当于39.94mg的C22H25NO6。
类别
抗痛风药,抗肿瘤药。
贮藏
遮光,密封保存。
制剂
秋水仙碱片。
安全术语
S13:Keep away from food, drink and animal feeding stuffs.
远离食品、饮料和动物饲料保存。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。
风险术语
R26/28:Very toxic by inhalation and if swallowed.
吸入和吞食有极高毒性。