秋石炼制
炼制秋石,最早可以追溯到东汉末,魏伯阳的《周易参同契》上有“淮南炼秋石”的记载。到了唐代,炼丹盛行,炼制秋石也不例外,白居易曾作“思旧”诗一首,其中有“微之炼秋石,未老身溘然”之句,以怀念诗友元微之;成书于唐代的炼丹书《许真君石涵论·日月雌雄论》中,有“不言咽唾成金液,不炼小便为秋石”的记载,可见,至迟到唐代,已经有人用人尿作原料炼制秋石了。而当时炼制的方法很可能是火炼法。这种火炼法,据唐慎微的《证类本草》记载,主要分两步,第一步是蒸干,这是一个将小便加热蒸浓而减少剂量的过程,也是分解尿素除去性味恶劣的杂质的过程,在最后蒸干的残渣里,磷酸钙、磷酸镁、草酸钙、碳酸钙、食盐等以致密形式析出,而激素、色素等其他成分混于残渣里。第二步是火煅,这是将蒸干的残渣细研成粉末,放入合子内固济后,用火煅烧,去尽黑烟秽气,制得质坚色白的秋石。北宋杰出的科学家沈括著述的《苏沈良方》指出,“凡世之炼秋石者,但得火炼一法而已。”“火炼秋石,人皆能之,煎炼时须大作炉鼎, 鼎炼数日,臭达四邻。”可见,火炼法是一种原始的、严重污染环境、有待改进的炼制方法。所以,到了宋代,人们创造了阴炼法和阳炼法,而成书于11 世纪 60 年代的《苏沈良方》中关于“秋石方阴炼法、阳炼法”的描述, 是我国现存最早的炼制秋石方法的完整记载。
关于阳炼法,沈括云:
“小便不计多少,大约两桶为一担。先以清水挼好皂角浓汁,以布绞去滓。每小便一担,入皂角汁一盏。用竹篦急搅拌,令转千百遭乃止。直候小便澄清,白浊者皆淀底。乃徐徐撇去清者不用,只取浊脚,并作一担桶。又用竹蓖子搅百余匝,更候澄清,又撇去清者不用,十数担不过取得浓脚一二斗。其小便,须是先以布滤过,勿令有滓。取得浓汁,入净锅中煎干,刮下捣碎,再入锅,以清汤煮化,乃于筲箕内,丁淋下清汁,再入锅熬干,色未洁白,更准前滴淋,直候色如霜雪即止。乃入固济砂盒内,歇口,火煅成汁,倾出,如药未成窝,更煅一两遍,候莹白五色即止。细研入砂盒内固济,顶火四两,养七昼夜,久养火尤善,再研⋯⋯”
就是这个秋石方阳炼法,英国科学史学家李约瑟博士和鲁桂珍博士经过
多年深湛的研究,于 1963 年宣称:“在 10—16 世纪之间,中国古代医学化学家以中医传统理论为指导,从大量的人尿中成功地制备了相当纯净的性激素制剂(秋石方),并利用它们治疗性功能衰弱者⋯⋯”美国芝加哥大学生殖内分泌学家威廉斯和雷迪评述说,“中国人在好几百年前就已经勾画出 20
世纪杰出的甾体化学家在 20—30 年代所取得的成就之轮廓。”日本科学史家宫下三郎经过系统的考证,指出,“1061 年沈括记录的炼制方法是年代最早的,特别是利用皂角中的皂甙(saponin)与 3β—OH 甾体化合物的沉淀反应, 从人尿中提取某种雄性激素是划时代的。”而台湾大学教授刘广定则否定阳炼法制取的秋石为性激素,其主要依据可归纳为三点:一、不是所有的皂甙都能与甾体化合物形成沉淀的;二、制取秋石所用的原料都是童尿,几乎不含有性激素;三、秋石在常温下潮解,与甾体性激素的稳定性不吻合。1986 年,中国科技大学张秉伦与孙毅霖选择了沈括当年提炼秋石的所在地安徽宣城作为实验场所,严格按照沈括在书中记载的步骤,对秋石方阳炼法进行了模拟实验,并对最终产物运用气相色谱——质谱联用仪、X 射线衍射仪和 X
射线莹光光谱仪进行物理检测以及化学检测,结果表明,阳炼法制取的秋石, 不是甾体性激素,而是以硫酸钙、磷酸镁等无机盐为主要成分的药物。他们又进一步分析了皂角汁的成分,发现皂角汁中皂甙为三萜皂甙,而三萜皂甙与甾体化合物作用不能产生沉淀反应。中国古代医学化学家所以在人尿中加入皂角汁,张秉伦和孙毅霖认为,很可能是中国古人在炼制秋石时,把皂角汁作为一种去除人尿中污秽的洁净剂。
关于阴炼法,沈括云:
“小便三、五石,夏月虽腐败亦堪用,分置大盆中,以新水一半以上相和,旋转搅数百匝,放令澄清,撇去清者,留浊脚。又以新水同搅,水多为妙。又澄,去清者,直候无臭气,澄下秋石如粉即止,暴干刮下,如腻粉光白,粲然可爱,都无臭味为度,再研⋯⋯”
秋石阴炼法简单易行,没有蒸发、升华过程,只需在人尿中和以新水即
可。为什么要加水呢?孙毅霖认为,“尿本身是一种水溶性胶体,加入水以后,将水溶性胶体的浓度稀释,这样就促进了尿中磷酸根离子、草酸根离子和钙离子的沉淀。”通过秋石阴炼法模拟实验并将最终产物用理化手段加以检测,结果表明阴炼法秋石的主要成分是硫酸镁、磷酸钙等无机难溶药物。到了明朝,炼制秋石进入鼎盛时期,各种炼制秋石的方法散见于明代出
版的《本草纲目》、《遵生八笺》、《本草原始》、《药性大全》、《本草蒙筌》等二十一本医药书上。其中最有影响的炼制方法之一是石膏法,石膏法载于《本草蒙筌》,为明代著名药学家陈嘉谟首创,陈云:
“炼,务在秋时,聚童溺多着缸盛⋯⋯每溺一缸,投石膏末七钱,桑条搅混二次,过半刻许,其精英渐沉于底,清液自浮于上,候其澄定,将液倾流, 再以别溺满搀,如 前投末混搅,倾上留底,俱勿差违⋯⋯方入秋露水一桶于内, 亦以桑条搅之,水静即倾,如此数度,滓秽洗涤,污味咸除,制毕,重纸封, 面灰渗,待干成块,坚凝囫囵取出之。英华之轻清者,自浮结面上,质白。原石膏末并余滓之重浊者,并聚沉底下,质缁而暗面者留用,底者刮遗。”
石膏炼法与阴炼法相比较,有两个特点,一是使用童尿为原料,童尿比
较纯净,可以避免成人尿中可能存在的多种疾病。二是使用了石膏末作为沉淀剂。现在已经知道,尿溶液是一种胶体溶液,而石膏末是一种难溶的电解质(其溶度积 K =2.45×10-5),它可以破坏胶体微粒上的双电层,打破胶态
系统内的稳定性,使大量悬浮在胶体溶液中的溶积度较小的无机盐得以沉淀。用理化手段对石膏炼法所得的最终产物加以检测,其主要成分与阴炼法所制得的秋石相差无几,基本上是以硫酸钙、磷酸镁、草酸钙为主的难溶无机盐。
明末以降,炼制秋石渐趋衰落,开始出现以盐取代人尿作为提炼秋石的原料。就是在今天,安徽省桐城县生产秋石所用的原料就是食盐,其工艺过程分两步进行,首先,用洁净泉水加热溶解食盐,滤去杂质,熬干后制成白色的秋霜。第二步,将秋霜装入瓷杯,覆以瓷盖,然后放在炉中炼烤 2 小时, 待秋霜熔解为液体后取出,当冷凝成晶亮固体时,即成“秋石”。这种秋石的主要成分,经测定 99.9%是氯化钠。