槲皮素的提取及結(jié)構(gòu)鑒定

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自然藥物化學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)

開題報(bào)告

題目：槲皮素提取及結(jié)構(gòu)鑒定

學(xué)生姓名：舒泉湧

學(xué)號(hào)：202304040125

院（系）：生命科學(xué)與工程學(xué)院

專業(yè)：制藥工程

指導(dǎo)教師：孔陽

一．1．1研究意義

我國北部、華南和西南地區(qū)等地區(qū)都產(chǎn)槐花，尤XX和XX省產(chǎn)量最為豐富。槐花中含有豐富的黃酮類化合物，其蘆丁(nltin)為黃酮中的主要成分，含量為8—20％；槲皮素(quercetin)為蘆丁的苷元。蘆丁和槲皮素具有抗炎作用、抗氧化作用、抗腫瘤作用、抗血小板聚集作用；對(duì)糖尿病的腎臟、胃腸粘膜、器官缺血損傷具有保護(hù)作用；同時(shí)還有抗惆悵、抗心胸肥大、降壓等作用。因此，對(duì)槐花中蘆丁和槲皮素的提取分開研究具有十分重要的研究意義。1．2研究現(xiàn)狀

1．2．1槐花性狀與產(chǎn)地簡介

槐花為豆科植物槐SophorajaponicaL.的枯燥花及花蕾；前者習(xí)稱為“槐花〞，后者習(xí)稱為槐米。落葉喬木，單數(shù)羽狀復(fù)葉互生，長達(dá)25cm，葉柄基部膨大，小葉7—15，卵狀長圓形或卵狀披針形，長2.55cm，先端尖，基部圓形或闊楔形，全緣,上面綠色，下面伏生白色短毛。小葉柄長2.5cm；托葉鐮刀狀，早落?；ò甓鄶?shù)散落，完整花呈飛鳥狀，花瓣5枚，黃色或淡棕色，皺縮，卷曲。雄蕊淡黃色，須狀，有時(shí)彎曲，子房膨大；質(zhì)輕，氣微，味微苦；花期為7—8月。主產(chǎn)于我國北部、華南及西南地區(qū)；XX省產(chǎn)量較豐富，XX主產(chǎn)于鎮(zhèn)江、蘇州、南京、徐州等地。

1．2．2槐花的化學(xué)成份及理化性質(zhì)1．2．2．1槐花中的化學(xué)成份

槐花中含赤豆皂甙（azukisaponin）Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ，大豆皂甙（soyasaponin）I、Ⅲ，槐花皂甙（kaikasaponin）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。還含黃酮類：槲皮素（quercetin），蕓香甙（rutin），異鼠李素（isorhamnetin），異鼠李素-3-蕓香糖甙

（isorhamnetin-3-rutinoside），山奈酚-3-蕓香糖（kaempferol-3-rutinoside）。又含白樺脂醇（betulin），槐花二醇（sophoradiol）?；ㄓ椭泻鹿鹚幔╨auricacid），十二碳烯酸（dodecenoicacid），肉豆蔻酸（myristicacid），十四碳烯酸（tetradecenoicacid）十四碳二烯酸（teradecadienoicacid），棕櫚酸（palmiticacid），十六碳烯酸（hexadecenoicacid），硬脂酸（stearicacid），十八碳二烯酸（octadecadienoicacid），十作碳三烯酸（octadecatrienoic

acid），花生酸（arachidicacid）等脂肪酸和β-谷甾醇（β-sitosterol）。另含鞣質(zhì)。

1．2．2．2蘆丁和槲皮素的理化性質(zhì)

蘆丁(Rutin)又名蕓香苷，紫槲皮苷，維生素P，RmosideVi01aquercitrin，是槲皮素的3一O一蕓香糖昔，屬黃酮類物質(zhì)。分子式C27H30O16，分子量610.51,本品黃色或淡黃、綠色、極微弱的針狀結(jié)晶或粉末，無臭、無味或微帶原植物的特別氣味。在空氣中色漸變深，加熱到185℃一192℃即變?yōu)樽厣哪z狀體，約在215℃分解。難溶于冷水(1：8000)，略溶于熱水(1：200)和冷乙醇(1：600)，溶于熱甲醇(1：7)、冷甲醇(1：100)和熱乙醇(1：30)，難溶于乙酸乙酯、丙酮，不溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等；易溶于堿中呈黃色，酸化后復(fù)析出，也可溶于濃硫酸或濃鹽酸呈棕黃色，加水稀釋后復(fù)析出。含有3個(gè)結(jié)晶水的蘆丁熔點(diǎn)為174-178℃，無水蘆丁的熔點(diǎn)為188℃，本品能保持和恢復(fù)毛細(xì)血管的正常彈性，適用于輔助治療高血壓病及毛細(xì)血管出血性疾息。衛(wèi)生部新頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定蘆丁直接用著藥的標(biāo)準(zhǔn)為：C27H30O16不少于93％。

槲皮素(Quercetin)：又名櫟精，槲皮黃素，MeletinSophoretin。分子式C15Hl007，分子量302．23。黃色結(jié)晶(C15Hl0072H20)，mp-313—314℃(分解)，無水物mp316℃。溶于熱乙醇、冷乙醇、甲醇、乙酸乙酯、吡啶等；不溶于石油

醚、苯、乙醚和氯仿，幾乎不溶于水。1．2．3蘆丁和槲皮素的藥理作用1．2．3．1蘆丁的藥理作用

抗炎作用：蘆丁能顯著抑制大鼠刨傷性浮腫，并能阻止結(jié)膜炎、耳廓炎、肺水腫的發(fā)展；對(duì)兔由于芥子油引起的結(jié)膜水腫，有微弱的抑制作用?？寡趸饔茫宏愔疚涞热搜芯空f明，蘆丁可以抑制氧自由基對(duì)膜脂質(zhì)過氧化作用和可顯著提高大鼠血漿重超氧化物岐化酶(Superoxidedismufase，SOD)的活性。

對(duì)心血管系統(tǒng)的影響：蘆丁能夠降低毛細(xì)血管的異常通透性、脆性，可用于高血壓、腦溢血、出血等癥的治療和預(yù)防，能維持血管抗?fàn)幜?；?duì)脂肪浸潤的

肝有祛脂作用，與谷胱甘肽合用祛脂藥效更明顯。

其他作用：蘆丁對(duì)胃腸粘膜、器官缺血損傷具有保護(hù)作用，同時(shí)有鎮(zhèn)痛作用，對(duì)低密度脂蛋白質(zhì)氧化修飾抑制作用等。1．2．3．2槲皮素的藥理作用

抗腫瘤作用：槲皮素能顯著抑制促癌劑的作用，抑制離體惡性細(xì)胞的生長，抑制艾氏腹水癌細(xì)胞DNA/RNA和蛋白質(zhì)合成。構(gòu)效關(guān)系研究說明槲皮素B環(huán)上的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)和2、3位的雙鍵對(duì)其抗增殖活性具有重要作用?？佃F邦等報(bào)導(dǎo)槲皮素可抑制白血病細(xì)胞中的PKC及TPK而產(chǎn)生抗癌作用。

抗血小板聚集作用：顧振綸等采用體外試驗(yàn)觀測(cè)了槲皮素對(duì)血小板的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素可顯著抑制二磷酸腺苷、膠原、鈣離子載體和花生四烯酸誘導(dǎo)的血小板聚集及血小板5一羥色胺的釋放反應(yīng)，并探討了有關(guān)作用機(jī)理。

抗氧化作用：謝海林等通過槲皮素的抗超陰離子作用的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明槲皮素的有抑制黃嘌呤氧化酶的活性而減少超氧陰離子的產(chǎn)生及其超氧陰離子的作用。

其他作用：槲皮素還對(duì)糖尿病的腎臟、腸粘膜具有保護(hù)作用；同時(shí)還有抗惆悵、抗心胸肥大、降壓等作用。1．2．4槐花總黃酮提取工藝的研究進(jìn)展

由于傳統(tǒng)的提取工藝水提法僅限于提取黃酮苷類物質(zhì)，在提取過程中主要

考慮加水量、浸泡時(shí)間、煎煮時(shí)間及煎煮次數(shù)等因素。此工藝提取效率低、成本高、工藝流程長、提取蘆丁的純度差、熾灼殘?jiān)?，提取液中雜質(zhì)較多(如無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖等，給進(jìn)一步分開帶來大量麻煩)等缺點(diǎn)。目前，對(duì)其提取工藝進(jìn)行了改進(jìn)，主要有如下提取方法：1．2．4．1冷堿滲漉法

黃酮類物質(zhì)大多具有酚羥基，因此可以用堿性水或堿性稀醇浸出，經(jīng)酸化后得出黃酮類物質(zhì)。主要用的堿性溶液是稀氫氧化鈉和石灰水(氫氧化鈣水溶液)。氫氧化鈉水溶液的浸出能力高，但雜質(zhì)較多，不利于純化。石灰水可以使一些鞣質(zhì)或水溶性雜質(zhì)沉淀生成鈣鹽沉淀，有利于浸液純化；但是浸出效果不如氫氧化鈉水溶液效果好，同時(shí)有些黃酮類化合物能與鈣結(jié)合成不溶性物質(zhì)，不被溶出。文獻(xiàn)報(bào)道,采用冷堿滲漉提取一酸沉淀法從槐米中提取蘆丁，其收率比冷堿分次提取一酸沉淀法提高了5％。滲漉法由于保持一定的濃度差，所以提取效率較高，浸液雜質(zhì)較少；但費(fèi)時(shí)較長，溶劑用量大，操作麻煩。1．2．4．2微波法

微波技術(shù)在人們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用越來越廣泛，此法在黃酮類物質(zhì)的提取上也取得了良好的效果。它的原理是利用磁控管所產(chǎn)生的每秒24．5億次超高頻率的快速震動(dòng)，使藥材內(nèi)分子間相互碰撞、擠壓，這樣有利于藥材有效成份的浸出。龔盛昭等用微波協(xié)同提取槐米中蘆丁的研究說明，協(xié)同提取10min，其提取率94．1％。在銀杏葉中提取黃酮，用60％乙醇溶液做萃取溶劑，僅僅用微波處理15min，用70℃水裕浸提1h便可與70℃水裕浸提4h的黃酮得率相當(dāng)，這大大地降低了成本和時(shí)間。微波在提取過程中具有反應(yīng)高效性和強(qiáng)選擇性等特點(diǎn)，而且操作簡便，副產(chǎn)物少，產(chǎn)率高及產(chǎn)物易提純等優(yōu)點(diǎn)；并且浸出過程中藥材細(xì)粉不凝聚，不糊化，戰(zhàn)勝了熱水法易凝聚易糊化的不足。但微波技術(shù)不適于熱敏性物質(zhì)的提取，而且高頻電場(chǎng)和微波輻射對(duì)人體機(jī)能有不利影響，使用時(shí)應(yīng)防止微波泄露，注意加強(qiáng)安全防護(hù)措施。此外微波提取是否會(huì)影響藥物的穩(wěn)定性、及療效等尚需深入研究和探討。1．2．4_3超臨界萃取法

超臨界C02萃取是一種90年代國際最新的高科技技術(shù)，它是以液態(tài)C02為溶劑進(jìn)行提取的，是一種不同于傳統(tǒng)黃酮類物質(zhì)提取的新工藝，它的提取率與

提取溫度、提取壓力、C02消耗量等因素有關(guān)。它既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又具有與液體相近的密度和對(duì)物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。與水蒸氣蒸餾和溶劑提取法相比，超臨界流體提取是一項(xiàng)具有大量優(yōu)勢(shì)的提取技術(shù)。本法在生產(chǎn)銀杏黃酮內(nèi)臘的技術(shù)上取得了較大的突破。高發(fā)奎等研究說明，用超臨界C02能顯著提取槐花米中的蘆丁；該技術(shù)的主要特點(diǎn)是提取率高、產(chǎn)品不含有害物質(zhì)、無污染。超臨界c02萃取技術(shù)項(xiàng)目的啟動(dòng)符合人們回歸自然的世界潮流，可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)我國化學(xué)溶劑法的技術(shù)改造，促進(jìn)該行業(yè)發(fā)展；但是由于超臨界提取所需設(shè)備價(jià)格昂貴生產(chǎn)成本高，而且提取物中烷基酚含量較高，因此目前仍不能進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。1．2．4．4超聲波法

用超聲波法提取黃酮類物質(zhì)，是～種比較新的方法，它是目前提取黃酮類化合物的發(fā)展方向。超聲波用于槐花米中的蘆丁提取，主要源于超聲波的空化作用，當(dāng)超聲波通過液體時(shí)，在聲波的稀疏階段，液體中含有雜質(zhì)或小氣泡的地方，會(huì)產(chǎn)生斷裂形成～些近真空的小空穴并迅速漲大；在聲波的壓縮階段，這些小空穴又被突然絕熱壓縮直至崩潰，崩潰時(shí)空穴周邊會(huì)形成局部的高溫高壓，其瞬間溫度可達(dá)5000℃，壓力達(dá)到50MPa，溫度的變化率可達(dá)109k/s并伴隨有猛烈的沖擊波，由此有效地粉碎了槐花米的細(xì)胞壁，加速了蘆丁在溶液中的溶解。但整個(gè)系統(tǒng)的溫度并未升高大量，提取可在室溫下進(jìn)行；從而提高了提出率，縮短了提取時(shí)間，并且免去了高溫對(duì)提取成份的影響。由于超聲波所形成的空穴只是在局部，所以必需將提取容器放置在指定位置，否則無明顯效果舊。

二．2.1試驗(yàn)?zāi)康募耙饬x2.1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>

2.1.1.1把握槐米中槲皮素的提取和提取方法2.1.1.2了解槲皮素的藥理作用和應(yīng)用價(jià)值2.1.1.3把握槲皮素的純度檢測(cè)及結(jié)構(gòu)鑒定的方法

2.1.1.4鍛煉自己的設(shè)計(jì)能力和試驗(yàn)操作能力2.1.2試驗(yàn)意義

通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段培養(yǎng)學(xué)生的自我創(chuàng)新能力，讓學(xué)生養(yǎng)成勤動(dòng)腦，勤動(dòng)手，勤查資料的好習(xí)慣；試驗(yàn)階段通過學(xué)生的自我操作，提高學(xué)生的試驗(yàn)操作，分析問題，解決問題的能力，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，拓展學(xué)生的思維和對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的再認(rèn)識(shí)。2.2試驗(yàn)原理

采用堿提取一酸沉淀法提取蘆丁。蘆丁結(jié)構(gòu)含4個(gè)酚羥基，特別由于7位羥基和4’位羥基的存在，使得蘆丁有較強(qiáng)的酸性，可與堿反應(yīng)，生成鹽而溶于水；向此鹽溶液中參與酸，蘆丁又沉淀析出.蘆丁經(jīng)酸水解即得槲皮素。2.3試驗(yàn)流程圖

2.4試驗(yàn)用品

2.4.1試驗(yàn)藥品：槐花NaOH顆粒濃硫酸蒸餾水無水乙醇甲醇a-萘酚鎂粉AlCl3氯化鋯枸櫞酸硅膠G甲苯醋酸乙酯KBrPH試紙槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品2.4.1試驗(yàn)儀器：紫外分光光度儀紅外分光光度儀乳缽電熱套電子天平熔點(diǎn)測(cè)定儀紫外燈水浴鍋抽濾瓶真空泵布氏漏斗濾紙紗布燒杯（1000ml250ml50ml）燒瓶（500ml）蒸餾頭尾接納溫度計(jì)溫度計(jì)套管直行冷凝管三口燒瓶（500ml）球形冷凝管乳膠管攪拌器玻璃塞玻璃棒膠頭滴管量筒（10ml50ml100ml各一個(gè)）2.5試驗(yàn)步驟2.5.1粗蘆丁的制備

槐米粗粉150g，加水800ml加熱，加氫氧化鈉調(diào)PH8-8.5，升溫至80℃，加硼砂3.2g，攪拌加熱,95℃保溫50min，趁熱過濾，濾渣再如上提取一次。合并濾液。向?yàn)V液參與10%HCL調(diào)PH4-5，放置過夜，抽濾。用冷蒸餾水洗滌濾渣至中性，至于80℃枯燥得粗蘆丁。2.5.2粗蘆丁的水解

至粗蘆丁于500ml三口燒瓶中，參與原生藥4倍量4%硫酸，微沸回流95min，之后參與適量的水稀釋，靜置，過濾。用水洗濾渣至無酸性，至80℃枯燥，得槲皮素粗品。

至粗品于500ml三口燒瓶中，參與20倍量95%乙醇，加熱回流，使其溶解，趁熱過濾，取濾液用20倍量蒸餾水稀釋，靜置24h，濾過。得槲皮素精品。2.6純度檢測(cè)

2.6.1測(cè)熔點(diǎn)：取槲皮素精品少量，用熔點(diǎn)測(cè)定儀測(cè)其熔點(diǎn)，觀測(cè)熔距的大小熔距越小，純度越高（m.p.313—314℃）.

2.6.2紙層析:新華一號(hào)濾紙,正丁醇:醋酸:水4:1:5為展開劑，可見光下觀測(cè)只

顯示單一的黃色斑點(diǎn)

2.6.3薄層色譜法：硅膠G板，用甲苯-醋酸乙酯-甲酸（5:4:1）展開；3%三氯

化鋁乙醇液檢識(shí)，紫外燈（365nm）觀測(cè)，經(jīng)展開，顯色僅顯示槲皮素的斑點(diǎn)2.7結(jié)構(gòu)鑒定

2.7.1槲皮素的理化鑒定

黃綠色結(jié)晶，熔點(diǎn)315-317℃（分解），紫外燈下顯蘭色熒光，加AlCl3乙醇溶液螢光變黃綠色，鹽酸鎂粉反