红外光谱法在中草药研究及生产中的应用
实验室k / 2019-07-25
红外光谱的专属性、特征性很强，一些具有相同功能团的化合物，其紫外光谱具有相同的吸收特征，而红外光谱则完全能加以鉴别。随着我国仪器制造工业的发展，红外分光光度法在中草药研究及生产中的应用已较普遍，中华人民共和国药典1977年版已将红外分光光度法收录为法定的鉴别方法。此外，在药源的开发及品质优劣，真伪的鉴别以及制剂工艺流程中质量的控制等，红外分光光度法均是一个重要的手段。
中草药化学成分及结构的研究
在中草药化学成分研究中，对分离后的成分作定性鉴别，来确定是否为某种已知成分，最简捷的方法便是在作初步分析的基础上，已推测为某种可能成分时，取已知成分的标准品与待测成分样品在相同的条件下进行红外光谱测定，然后再对谱图进行比较后便可作出正确的判断。如中草药罗布麻中的提取物槲皮素、虎杖提取物中的大黄素等，分别用标准品槲皮素及大黄素作红外分析后，比较其光谱的一致性，便可作出鉴别。
在用标准品对照法鉴别样品时，应注意由于同质多形的影响，使红外光谱出现差异，此时应分别对标准品及样品进行再处理。
此外，由于中草药的提取物中成分很多，有时缺少已知成分的标准品，以供对照测定，此时，可将待测成分的样品纯化后测定其红外吸收光谱，然后查阅标准图谱或文献资料，作对比鉴定。
随着红外技术与应用的发展，目前已有许多按分类收集汇编的各种化合物的红外光谱及其索引与光谱数据。标准光谱有多种查阅及检索方法，如分子式、化合物名称、结构式、化合物种类、化学分类(官能团)及吸收峰波长索引等。在检索方法上有穿孔卡片及电子计算机检索等种种。
例如中草药锥子筵的有效成分提取物，从一般理化性质观察，推测为多元酚类化合物，经查阅标准光谱对比后，确证此成分为d-儿茶素。
对中草药提取的某种有效成分结构的研究，对于发展其合成，提高制剂质量及临床疗效等都有重要意义。当然，未知成分化学结构的研究与确定，必须配合多种其他的测试方法，但红外光谱所提供的基团资料及结构信息，是相当重要的。例如通过红外光谱分析，可确定化合物的类别，含有那些官能团等，在对它们作详细的分类过程中，同时也提供了大量关于各原子团的分布、周围环境及连接方式等信息，这些对于推测未知物的结构是非常重要的。在此基础上，配合其他测试方法，分析有关的资料，可对未知物的结构作出推断。当排列出多种可能的构型时，还可对红外光谱进行仔细的分析，找出合理的依据加以验证。
例如中草药成分的一个重要部分——黄酮类及其衍生物，利用红外光谱分析羟基取代的不同位置，对黄酮类成分的结构研究有重要的价值。如黄酮、黄烷酮及黄酮醇类成分，研究它们的羰基及羟基伸缩振动频率，特别是氢键对羰基谱带位置的影响。如黄烷酮3'-及4'-位上引入羟基，则使羰基谱带从原有的1680cm-1向低波数移动(如杜鹃素，见图13-46，移至1620cm-1，这是由于形成M型氢键所致)。
中药材真伪优劣的鉴别
自三尖杉属植物中提取治疗急性白血病的有效成分，根据药理及临床研究表明，有效成分为酯碱，如三尖杉酯碱、高三尖杉酯碱等。但在三尖杉属植物中，并不是都会有上述各有效成分，或者含量很少，有些其主成分为粗榧碱，药理及临床均表明为无疗效。三尖杉酯碱或高三尖杉酯碱均含有羰基吸收峰(1735cm-1左右)，而粗榧碱因不含酯链则无羰基吸收带。或根据三尖杉酯碱等含量很少，吸收峰强度弱等特性可以辨别药材的真伪优劣。
又如没药、乳香等树脂类药材，在进口时常有与其外形相似的树脂假冒或掺杂。可将样品蒸馏后所得的油状物与标准品在相同的条件下涂膜作红外光谱测定，比较其光谱的异同，便可确定药材的真伪优劣。
中药生产过程中的质量控制
目前由于天然麝香的药源短缺，常用合成麝香酮作为代用品。在麝香酮的合成生产过程中，最后的工艺流程是环合加氢，其反应式如下：
在环合过程中，若不完全氢化，则产品的红外光谱图上可出现碳-碳双键的伸缩振动吸收峰，并且使羰基的伸缩振动的谱带因共轭效应向低波数移动，由原来的1720cm-1移到1700cm-1。从而达到对生产工艺流程的质量控制。
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