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黃芳
南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院(南京211171)
摘要以橙皮苷和氯化鋅配合物為原料合成橙皮苷-鋅配合物。以產(chǎn)率為考察指標(biāo),通過(guò)單因素和L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定了合成橙皮苷-鋅配合物的最佳反應(yīng)條件。結(jié)果表明,各因素影響次序:橙皮苷用量>反應(yīng)pH>反應(yīng)溫度>反應(yīng)時(shí)間。橙皮苷與氯化鋅用量比為4:1,反應(yīng)pH 100,反應(yīng)溫度45℃,反應(yīng)時(shí)間45 min,此條件下配合物產(chǎn)率達(dá)59.41%0。傅里葉紅外光譜儀對(duì)橙皮苷及其配合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。
關(guān)鍵詞 正交試驗(yàn);橙皮苷-鋅配合物:合成
橙皮苷是一種類黃酮物質(zhì),大量存在于天然植物陳皮、枳實(shí)、柑橘皮中,具有很高的藥用價(jià)值。藥理研究表明,橙皮苷具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、降血脂、維持血管正常滲透壓、增強(qiáng)毛細(xì)血管韌性、保護(hù)心血管等多種功效,在臨床上用于心血管系統(tǒng)疾病的輔助治療,也用于醫(yī)藥工業(yè)中制藥的原料。但橙皮苷在水溶液中不溶,因而影響了其生物利用度。橙皮苷具有雙氫黃酮氧苷結(jié)構(gòu),能與多種金屬離子在一定條件下配合,形成穩(wěn)定的配合物。有研究表明,橙皮苷與金屬離子形成配合物后水溶性和生物利用度都得到了提高。目前,關(guān)于橙皮苷鋅配合物的合成已有報(bào)道,但采用正交試驗(yàn)優(yōu)選橙皮苷-鋅配合物合成工藝還鮮見(jiàn)報(bào)道。
利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)選了橙皮苷-鋅配合物的合成工藝條件,為研究橙皮苷-鋅配合物的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ),也為橙皮苷的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究提供了參考。
1 材料與方法
1.1 主要儀器與試劑
Nicolet 5700傅里葉紅外光譜儀:美國(guó)ThermoNicolet公司;D8-Advance電子天平:日本島津;7DL-4離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;ZD-2 pH計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司;DZF 6021真空干燥箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;水浴鍋:金壇市精達(dá)儀器制造廠。
橙皮苷:國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氯化鋅、甲醇、乙醇、氫氧化鈉,試劑均為分析純;試驗(yàn)用水為二次去離子水。
1.2方法
將0.005 mol/L橙皮苷甲醇溶液與0.005 mol/L的氯化鋅的甲醇溶液按4:1比例混合,充分?jǐn)噭蚝笥? %Na OH甲醇溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH為10.0,于45℃水浴中攪拌回流反應(yīng)45 min,取出后靜置至室溫冷卻,3 000 r/min離心分離5 min。沉淀用甲醇洗滌數(shù)次,以除去殘留的橙皮苷和游離的金屬離子,于60℃真空干燥得配合物粗品。用乙醇對(duì)粗品進(jìn)行重結(jié)晶,60℃真空干燥后得橙皮苷-鋅配合物,稱重計(jì)算配合物的產(chǎn)率。
2結(jié)果與討論
2.1橙皮苷-鋅配合物合成的單因素試驗(yàn)
2.1.1反應(yīng)pH的確定
有文獻(xiàn)表明,堿性條件更利于橙皮苷與金屬離子配合,但pH過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致金屬離子水解。為考察配合反應(yīng)的最佳pH,試驗(yàn)選取不同pH條件進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。從圖中可以看出,隨著反應(yīng)體系pH的增加,配合物的產(chǎn)率逐漸增加。當(dāng)pH達(dá)到10.0時(shí)配合物產(chǎn)率達(dá)到最高,此后再增加反應(yīng)體系的pH,產(chǎn)率呈下降趨勢(shì)。因此選擇反應(yīng)體系pH為10.0。
2.1.2橙皮苷用量的確定
為考察橙皮苷用量對(duì)產(chǎn)率的影響,準(zhǔn)確移取0.005mol/L 1.0 m L氯化鋅,加入不同體積0.005 mol/L橙皮苷,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知,配合物產(chǎn)率隨著橙皮苷用量的增加。當(dāng)橙皮苷用量為4 m L,即橙皮苷和鋅離子的體積比達(dá)4:1時(shí),配合物產(chǎn)率最大。因此選擇橙皮苷的用量為4 m L。
2.1.3反應(yīng)溫度的確定
不同的反應(yīng)體系,受溫度的影響程度不同。一般而言,升高溫度可加速反應(yīng)進(jìn)行。為選擇適宜的反應(yīng)溫度,考察溫度對(duì)配合物產(chǎn)率的影響。由圖3可知,隨著反應(yīng)溫度的增加,配合物產(chǎn)率增加。當(dāng)溫度為45℃時(shí)產(chǎn)率達(dá)到最高,但溫度高于45℃后配合物產(chǎn)率呈下降趨勢(shì),可能是溫度過(guò)高影響了橙皮苷的配位能力。因此反應(yīng)選擇45℃為最佳配合溫度。
2.1.4反應(yīng)時(shí)間的確定
如圖4所示,增加反應(yīng)時(shí)間,有利于配合反應(yīng)完全,產(chǎn)率呈上升趨勢(shì)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在45 min時(shí)所得的配合物產(chǎn)率最高。此后,再增加反應(yīng)時(shí)間,配合物的產(chǎn)率反而下降。因此試驗(yàn)選擇反應(yīng)時(shí)間為45 min。
2.2橙皮苷與鋅離子配合工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選反應(yīng)pH、橙皮苷用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間4個(gè)因素作為考察因素,每個(gè)因素選取3個(gè)水平,按L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn),以配合物產(chǎn)率為衡量指標(biāo),優(yōu)選最佳工藝。因素水平表見(jiàn)表1。
從表2正交試驗(yàn)結(jié)果和表3方差分析可以看出,各因素對(duì)配合物產(chǎn)率的影響程度由高到低依次為:B>A>C>D,最優(yōu)組合方案為B2A2C2D2,即橙皮苷用量4 m L、反應(yīng)pH 10.0、反應(yīng)溫度45℃、反應(yīng)時(shí)間45 min。采用正交設(shè)計(jì)助手分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀分析。表3方差結(jié)果進(jìn)一步表明,選取的四個(gè)因素中橙皮苷用量對(duì)產(chǎn)率影響顯著,反應(yīng)pH、反應(yīng)時(shí)間
和反應(yīng)溫度無(wú)顯著性差異。在最佳工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),橙皮苷-鋅配合物產(chǎn)率達(dá)59.41%,RSD值為1.55%,表明該方法重現(xiàn)性較好,利用正交試驗(yàn)優(yōu)選配合反應(yīng)的條件是可行的。
2.3橙皮苷-鋅配合物的紅外吸收光譜
將橙皮苷標(biāo)準(zhǔn)品與純化后的橙皮苷-鋅配合物分別用KBr壓片,采用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5和圖6。從圖中分析可以看出,1 640 cm-1處為C=O的對(duì)稱伸縮振動(dòng),當(dāng)橙皮苷-鋅配合物形成后,該吸收峰發(fā)生明顯紅移,紅移至1 620 cm-1。這是由于羰基上的氧與金屬離子之間形成配位鍵而使C-O電子云密度降低,說(shuō)明4位羰基參與了配位。橙皮苷5位和5 位有兩個(gè)羥基,兩個(gè)羥基的吸收峰部分疊加在一起在3 000~3 600 cm-1范圍內(nèi)形成了較大的吸收峰。橙皮苷-鋅配合物形成之后,這個(gè)吸收峰從原來(lái)的3 430 cm-1移動(dòng)到了3 460 cm-1,說(shuō)明羥基也參與了配位反應(yīng)。
3結(jié)論
采用正交試驗(yàn)優(yōu)選了橙皮苷和鋅離子配位反應(yīng)的試驗(yàn)條件,考察了不同反應(yīng)條件對(duì)配合物產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明,最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)pH 10.0,橙皮苷用量4 m L,反應(yīng)溫度45℃,反應(yīng)時(shí)間45 min。在此條件下,橙皮苷-鋅配合物產(chǎn)率可達(dá)58.43%。對(duì)比橙皮苷與橙皮苷-鋅配合物的紅外光譜可知,橙皮苷-鋅配合物是通過(guò)4位羰基氧和5位羥基氧與鋅金屬離子配位的。
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