全 文 :天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2012,24:1787-1790
文章编号:1001-6880(2012)12-1787-04
收稿日期:2012-05-24 接受日期:2012-10-18
基金项目:国家大学生创新性实验计划(101029504)
* 通讯作者 Tel:86-510-85917795;E-mail:mchyang2008@ yahoo. com. cn
高速逆流色谱制备玫瑰红景天中的三种酚性化合物
马朝阳1* ,傅倩云2,栾 霄1,黄 超1
1江南大学食品学院;2 江南大学医药学院,无锡 214122
摘 要:采用高速逆流色谱方法(HSCCC,High-speed Counter-current Chromatography)同时分离三种玫瑰红景天
酚性化合物。玫瑰红景天提取物经聚酰胺吸附多酚后经硅胶柱分级得预分离样品,采用正己烷∶ 乙酸乙酯∶ 甲
醇∶水(4∶ 5∶ 4∶ 5,v /v /v /v)组成的两相溶剂系统对预分离样品进行分离纯化,一次进样 150 mg,一次色谱分离得
到化合物 1:68. 5 mg、化合物 2:8. 5 mg、化合物 3:45. 5 mg,纯度都超过 98%。通过 ESI-MS、1H NMR对其结构进
行鉴定化合物 1 为没食子酸(Gallic acid) ,化合物 2 为没食子酸甲酯(Methyl gallate) ,化合物 3 为山奈酚
(Kaempferol)。结果表明利用 HSCCC可以成功分离三种酚性化合物,分离效果好,产品纯度高。
关键词:高速逆流色谱;酚性化合物;玫瑰红景天
中图分类号:Q946. 889 文献标识码:A
Isolation of Phenolic Compounds from Rhodiola rosea by
High-speed Counter-current Chromatography
MA Chao-yang1* ,FU Qian-yun2,LUAN Xiao1,HUANG Chao1
1Jiangnan University,School of Food Science and Technology;
2Jiangnan University,School of Medicine and pharmaceutics,Wuxi 214122,China
Abstract:A high-speed counter-current chromatography (HSCCC)method was used to separate three phenolic com-
pounds from Rhodiola rosea. The sample was pre-separated by polyamide column and followed by silica column chroma-
tography. Further separation was applied on the pre-separated sample by HSCCC using a solvent system consisting of
hexane-ethyl acetate-methanol-water at a ratio of 4∶ 5∶ 4∶ 5. By one run,68. 5 mg of compound 1,8. 5 mg of compound 2,
and 45. 5 mg of compound 3 were obtained from 150 mg of the pre-separated sample. The purities of the three isolated
compounds were all higher than 98% . By ESI-MS and1H NMR analyses,these compounds were identified as gallic acid
(1) ,methyl gallate (2)and kaempferol (3). The results showed that the HSCCC is an effective technique for the sepa-
ration of three phenolic compounds with high purity.
Key words:HSCCC;phenolic compounds;Rhodiola rosea
玫瑰红景天(Rhodiola rosea)在中国和东欧国家
是一种有名的传统药用植物,具有去疲劳、增强学习
和记忆、兴奋中枢神经系统、提高工作效率、耐缺氧、
改善睡眠、预防高原病、抗癌等多种生理功能[1],目
前是一种很受欢迎的药食两用“适应原”植物。多
酚是其抗氧化活性成分。目前对玫瑰红景天酚性成
分分离的主要方法是多步柱色谱[2,3],其主要的缺
点是分离过程复杂、回收率低、大量消耗有机溶剂。
近来,高速逆流色谱(HSCCC)作为一种现代分离技
术可以很好弥补柱色谱技术的缺陷,在天然活性成
分的分离上正得到越来越广泛的应用。
HSCCC是 20 世纪 80 年代初期发展起来的一
种连续高效的液-液分配色谱分离技术。由于不使
用固态支持介质,避免了因不可逆吸附引起的样品
损失、失活变性等现象,具有样品无损失、无污染、高
效、快速等优点。目前,高速逆流色谱已被广泛应用
于天然药物成分的分离制备和中药的分析鉴定中,
应用 HSCCC 可以分离纯化黄酮、生物碱、皂苷等有
效成分[4]。同时具有制备量大,分离效果好,速度
快等优势。
目前还没有使用 HSCCC 方法分离玫瑰红景天
酚性化合物的报道。本研究的主要目的是形成一种
简单有效的 HSCCC 方法同时纯化玫瑰红景天提取
物中的三种酚性化合物。
DOI:10.16333/j.1001-6880.2012.12.020
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
样品的提取及 HSCCC 分离的试剂(正己烷、乙
酸乙酯、乙醇、甲醇)均为分析纯;水为二次蒸馏水;
UPLC流动相为色谱纯试剂;玫瑰红景天提取物(西
安小草科技有限公司)。
1. 2 仪器与设备
TBE-300A 高速逆流色谱仪(上海同田生化技
术有限公司) ;KTA泵系统配有紫外吸收检测器和
分步收集器(瑞士通用电气医疗集团) ;HX-1050 恒
温循环器(北京博医康实验仪器有限公司) ;WA-
TERS ACQUITY UPLC 超高效液相色谱仪(美国沃
特世公司) ;BC-202B旋转蒸发仪(上海贝凯生物化
工设备有限公司) ;DL-360B 超声波清洗器(上海之
信仪器有限公司) ;TOF-MS质谱仪(沃特世公司,美
国)。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 溶剂系统的选择
本实验使用 UPLC法来测定三种红景天多酚样
粗品中各组分的分配系数 K 值,来确定用于高速逆
流色谱分离的两相溶剂体系。测定方法如下:配得
不同比例的溶剂体系 10 mL,加入 2. 5 mg 玫瑰红景
天样品超声溶解后静置 2 h,分别取上下相溶液 2. 5
mL浓干,分别用 10 mL乙醇溶解后取 1 mL 溶液进
行 UPLC 测定,测得上下相的峰面积为 A1 和 A2。
分配系数 K 则按下式计算:K = A1 /A2。选取待分
离组分的 K值为 0. 2 ~ 5,且不同相邻组分 K 值之
比大于 1. 2 的两相溶剂体系作为高速逆流色谱分离
过程中的两相溶剂体系。
1. 3. 2 样品前处理
称取红景天粗品 65. 00 g,水溶解后以 1 BV /h
上装有 1L聚酰胺树脂的层析柱(5. 6 × 60 cm)富集
酚性化合物,上样结束后,用 1. 5 BV 水洗柱除去不
被吸附的成分,然后用 95%乙醇洗脱,洗脱物浓干
得 7. 83 g酚性化合物,最后过装有 250 mL 的硅胶
柱(3. 5 × 50 cm) ,收集 650 mL乙酸乙酯-甲醇(16∶
1,v /v)洗脱物,浓干得 2. 38 g 固形物,用于 HSCCC
分离。
1. 3. 3 制备两相溶剂系统和样品溶液
将正己烷、乙酸乙酸、醋酸、水(体积比 4∶ 5∶ 4∶ 5)置
于分液漏斗中,充分振摇后静置 24 h,将上相和下相
分开,超声脱气 20 min 后使用。取 150 mg 的前处
理后的固形物溶于 15 mL 上相流动相作为进样样
品。
1. 3. 4 HSCCC分离
用泵将固定相(上相)以 25 mL /min 的流速泵
入 HSCCC分离柱,固定相充满色谱柱后,打开主机,
转速定为 800 rpm,以 3 mL /min 的流速泵入流动相
(下相) ;待整个系统建立动态平衡后(1. 5 h) ,流速
调为 1. 5 mL /min,由六通进样阀进样,进行 HSCCC
分离。分离过程中根据紫外检测图谱,接收目标成
分,检测波长为 280 nm。收集到的各部分样品溶
液,用旋转蒸发仪蒸干真空干燥得相应的固体成分。
1. 3. 5 UPLC-TOF-MS分析
将收集到的红景天多酚各组分进行 UPLC-TOF-
MS分析,分析条件:采用 UPLCTM BEH C18色谱柱
(100 mm × 2. 1 mm,1. 7 μm) (Waters,USA) ,流动
相为乙腈(0. 1%,v /v)-甲酸水溶液,梯度洗脱程序
如下,0 ~ 8 min,5% ~ 40%乙腈;8 ~ 12 min,40% ~
100% 乙腈。流速 0. 3 mL /min,紫外检测波长 280
nm,柱温 35 ℃,进样量 1 μL。
质谱条件如下:离子源为 ESI,分析模式为负离
子模式。脱溶剂温度 400 ℃,离子源温度 100 ℃,锥
孔气体流速 50 L /Hr,毛细管电压 3000 V,样品锥孔
电压 20. 0 kV,提取锥孔电压 4. 0 kV,捕获气体流速
1. 5 mL /min,载气流速 24 mL /min。质谱扫描范围
m/z 100 ~ 1000。
1. 3. 6 三种化合物1H NMR谱测定
将三种化合物溶于氘代试剂中,其中化合物 1
和化合物 2 溶于氘代甲醇,化合物 3 溶于氘代氯仿
中,在 400MHz 的 Avance 核磁共振仪(Bruker,瑞
士)上测定氢谱,以四甲基硅烷(TMS)为内标物。
2 结果与讨论
2. 1 流动相的选择
成功的 HSCCC分离很大程度上依赖寻找合适
的溶剂系统,可以提供理想的分配系数 K 值,实际
的 K值一般落在 0. 2 ~ 5 的范围内。参考 Ito 方
法[5],由于所要分离的组分可以溶于乙酸乙酯,所
以溶剂系统的筛选从乙酸乙酯-水(1∶ 1,v /v)开始,
此时三种目标成分的 K 值偏大(表 1) ,说明主要分
配在上相,作为 HSCCC溶剂系统不合适。溶剂系统
的搜寻偏向脂溶性更强的溶剂体系-正己烷∶乙酸乙
酯∶甲醇∶ 水(1∶ 1 ∶ 1 ∶ 1,v /v /v /v) ,而此时的 K 值又
太小,目标成分很快洗出分离效果差。溶剂系统的
8871 天然产物研究与开发 Vol. 24
搜寻在此基础上往脂溶性稍弱的溶剂系统[6,7]正己
烷∶乙酸乙酯∶甲醇∶水(4∶ 5∶ 4∶ 5) ,此时目标成分的
K值落在合适的范围说明可以作为 HSCCC 分离的
溶剂系统。
表 1 溶剂系统的选择
Table 1 Selection of solvent system
溶剂系统种类
Types of solvent system
比例
Ratio
分离模式
Separation model K1 K2 K3
乙酸乙酯∶水
(ethyl acetate ∶ water) 1∶ 1
反相
Reverse 2. 68 4. 15 6. 17
正己烷∶乙酸乙酯∶甲醇∶水
(hexane :ethyl acetate :methanol :water) 1∶ 1∶ 1∶ 1
反相
Reverse 0. 06 0. 11 2. 04
正己烷∶乙酸乙酯∶甲醇∶水
(hexane ∶ ethyl acetate ∶ methanol ∶ water) 4∶ 5∶ 4∶ 5
反相
Reverse 0. 28 0. 46 3. 21
2. 2 高速逆流色谱分离结果
在制备 HSCCC分离过程中,进样量被优化,当
进样量在 80 ~ 150 mg范围内没有流动相和分辨率
的损失,进一步增加进样量时会导致流动相的流失
使分离失败,因此进样量选 150 mg。在分离过程
中,由于化合物 3 的分配系数较大,意味着长的洗脱
时间。所以当化合物 1 和化合物 2 洗脱出来 175
min钟后,流动相流速从开始的 1. 5 mL /min 采用增
大到 3. 0 mL /min,从而减小化合物 3 的出峰时间。
三种化合物分离的 HSCCC色谱图如图 1 所示。150
mg样品经 HSCCC分离后得到化合物 1:68. 5 mg、化
合物 2:8. 5 mg、化合物 3:45. 5 mg,根据 UPLC 中峰
面积比例可以得到它们的纯度分别达到 99. 1%、
98. 5%、99. 4%。三种化合物的 UPLC色谱图如图 2
所示。
2. 3 三种化合物的结构鉴定
三种化合物的质谱数据(图 3)和1H NMR 数据
如下:
化合物 1:C7H5O5,[M-H]
-169. 0124 (error:5. 5
ppm) ;1H NMR (400 MHz,CD3OD)δ;7. 08 (2H,s,
H-2,6)。
图 1 分离三种化合物的 HSCCC色谱图
Fig. 1 HSCCC chromatography of pre-treated Rhodi-
ola rosea extract
图 2 粗分离样品及纯化的三种化合物的超高效液相色谱
图,其中图 A为粗分离样品,化合物 1(图 D)为没食
子酸、化合物 2(图 C)为没食子酸甲酯、化合物 3(图
B)为山奈酚
Fig. 2 UPLC chromatograms of the pre-treated crude extract
(A) ,the purified compound 1 (D) ,compound 2 (C)
and compound 3 (B)
化合物 2:C8H7O5,[M-H]
-183. 0293(error:5. 5
ppm) ;1H NMR (400 MHz,CD3OD)δ:7. 06 (2H,s,
H-2,6) ,3. 90 (2H,s,-CH3)。
化合物 3:C15H9O6,[M-H]
-285. 0399(error:5. 2
ppm) ;1H NMR (400 MHz,CDCl4)δ:8. 11 (2H,d,J
= 8. 7 Hz,H-2’,6’) ,6. 93 (d,J = 8. 7 Hz,H-3’,
5’) ,6. 40 (1H,J = 2. 0 Hz,H-6) ,6. 19 (d,J = 2. 0
Hz,1H)。
基于以上数据,三种化合物鉴定为没食子酸
9871Vol. 24 马朝阳等:高速逆流色谱制备玫瑰红景天中的三种酚性化合物
(Gallic acid)[8],没食子酸甲酯(Methyl gallate) ,山
奈酚(Kaempferol)[9]。
图 3 三种化合物的电喷雾质谱图,化合物 1:没食子酸;
化合物 2:没食子酸甲酯;化合物 3:山奈酚
Fig. 3 ESI-MS spectra of three separated constituents,com-
pound 1:Gallic acid;compound 2:Methyl gallate;
compound 3:Kaempferol
3 结论
本文应用高速逆流色谱分离玫瑰红景天酚性化
合物,以正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶ 5 ∶ 4 ∶ 5,v∶ v∶ v
∶ v)作为制备型逆流色谱分离的溶剂系统,分离得
到 3 个酚性化合物,单体化合物的纯度经高效液相
色谱检测均高于 98%。将 HSCCC 与常规柱色谱分
离方法相结合,可以提高分离效率,在天然活性成分
的分离纯化方面有广阔的应用前景。
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