全 文 :第 30 卷第 3期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.30,No.3
2014 年 5 月 Journal of Qiqihar University May,2014
脲包法在猫眼草化学成分研究中的应用
吴霜,赵宇飞,赵明,张树军
(齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)
摘要:脲包法是一种分离、提纯和富集混合物中直链脂类物质的有效方法,具有高效、安全、快速、低成本等特
点。本文通过以油酸为目标分子,探讨脲包法富集长链脂肪族类成分的较佳工艺条件,并以猫眼草中含量较高的
二十八烷醇为包合对象进行了验证,确定将提取物 (质量)∶尿素(质量)∶甲醇(体积) = 1∶3∶9 作为猫
眼草正己烷萃取物的包合条件。在该条件下可以有效地富集提取物中的非直链脂肪族物质,从而简化分离过程。
关键词:脲包法;猫眼草;提取物;二十八烷醇
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:1007-984X(2014)03-0073-03
我国天然产物研究的成果已广泛应用于医药和保健业,但由于天然产物中常含有大量直链脂肪族类物
质,不仅使药用活性低,而且给对其中活性成分的研究带来困难。猫眼草(Euphorbia lunulata Bge)为大
戟科大戟属植物,别名乳浆大戟。其性微寒,略带苦味,微毒,具有祛痰、镇咳、平喘、拔毒、止痒等功
效,用于治疗四肢浮肿,小便淋痛不利,疟疾等疾病[1]。通过使用不同有机溶剂对猫眼草进行提取结果表
明,正己烷提取物是含量最大的部分,其中含有的四环三萜,大环二萜等物质是其中最重要的活性成分,
具有很高的开发利用价值。但对猫眼草正己烷提取物进行分离发现,其中含有大量的长链脂肪醇,由于该
成分与其中的三萜类物质极性相近,增加分离难度,并且由于长链脂肪醇含量大,溶解性差,使分离过程
更为复杂化。因此,如能选择性去除长链脂肪醇,可使所需萜类物质得到富集,大大简化分离过程。由文
献[2]可知,而脲包法是一种分离、提纯和富集混合物中直链脂肪族类物质的有效方法,且安全、快捷、易
于操作。因此,本文使用油酸作为被包结物,探讨了较佳包合条件,并在确定的条件下,使用脲包法对猫
眼草正己烷萃取物中的二十八烷醇选择性分离进行了初步研究。
1 脲包法简介
1.1 脲包法的基本原理
脲包法是一种分离、提纯或富集直链脂肪族化合物的手段。当尿素溶于甲醇、乙醇等有机溶液中,遇
到含有直链的脂类化合物时,尿素分子靠氢键作用,以直链类化合物为轴心盘旋上升,形成长短不一,粗
细不同的正六棱柱,将直链脂肪族化合物紧紧地包在里面,形成蜂窝状的脲包物[3],通过分离脲包物,即
可得到直链的脂肪族类化合物。
1.2 脲包法的特点
(1)安全性高。反应可在低温下进行,且不发生化学变化,能够保护化合物的结构不发生变化,保持
天然性;(2)选择性高。脲包法只对直链型分子具有包合作用,对二萜、三萜等非直链分子不具有包合作
用;(3)设备简单,易于操作。实验过程中所用设备简单,如搅拌器、圆底烧瓶、玻璃棒和分液漏斗等仪
器,易于操作,增强了实验及工业生产的可行性;(4)成本低。实验中所需药品及溶剂,如尿素和甲醇等,
原料易得,价格低廉,节约实验及工业生产的成本。
2 实验部分
2.1 实验原料
收稿日期:2014-01-27
基金项目:黑龙江省普通高等学校新世纪优秀人才培养计划资助项目(1251-NECT-018)
作者简介:吴霜(1989-),女,黑龙江鹤岗人,在读硕士研究生,主要从事天然有机化学方面的研究,qqhrzhaoming@163.com。
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实验原料猫眼草,2010 年 6 月 12 日采于齐齐哈尔市明月岛,经齐齐哈尔大学沙伟教授鉴定为
Euphorbia lunulata Bge.,标本收藏于齐齐哈尔大学化工学院天然有机物研究室(编号:EL-20100612)。
2.2 主要仪器和试剂
x-6 显微熔点测定仪(温度未校正);Bruker AM-400 型核磁共振波谱仪(TMS 为内标);柱层析用硅
胶为青岛海洋化工厂产品(200~300 目);薄层色谱硅胶板为烟台化工厂生产,有机溶剂为国药集团上海试
剂厂产品,实验所用尿素和油酸均为分析纯。
2.3 猫眼草正己烷提取物的制备与分离
将干燥的猫眼草全草(4.4 kg),切碎,室温下每次用无水乙醇 20 L 浸泡 3 d 后过滤,重复 4次,合并
浸出液减压浓缩至小体积,加水分散后,用正己烷(5×2.0 L)萃取,合并正己烷层减压浓缩至干,得正己
烷萃取物 194.0 g。
取正己烷层 50 g 进行分离,使用正己烷-乙酸乙酯混合溶剂作洗脱剂,经反复硅胶柱色谱分离、纯化
得到白色颗粒状结晶 0.5 g,1H NMR(600 MHz,CDCl3)与文献[4]对比一致,确定为二十八烷醇。
2.4 脲包法实验
取油酸,按一定比例加入尿素和甲醇,在室温下,搅拌 0.5 h,密封后放入冰箱中冷却 12 h 后取出,抽
滤,用氯仿洗涤至滤饼不再褪色,得滤饼和滤液。滤饼用适量水溶解后,用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层蒸
干至恒重,得被包合的油酸;滤液浓缩后,加适量水用乙酸乙酯萃取,至水层澄清,水层舍弃,乙酸乙酯
层蒸干至恒重,得到未包合的油酸。
使用同样的方法,用二十八烷醇代替油酸进行包合实验,得被包合和未被包合的二十八烷醇。
2.5 脲包法对猫眼草正己烷萃取物中直链脂肪族类物质的选择性分离
使用上述同样的方法,将适量的猫眼草正己烷萃取物和尿素溶于一定体积的甲醇中,制成混合溶液中,
室温下搅拌 0.5 h,密封后放入冰箱中冷却 12 h 后,抽滤,用氯仿洗涤至滤饼不再褪色。滤饼用适量水溶解
后,用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层蒸干至恒重,得被包合物;滤液浓缩后,加适量水用乙酸乙酯萃取,至
水层澄清,水层舍弃,乙酸乙酯层蒸干至恒重,得到未包合物质。
3 结果与讨论
3.1 包合条件的选择
由于被包合物二十八烷醇的分离困难,所以首
先选择油酸作为被包合物进行包合条件探讨。油酸、
尿素、甲醇在不同配比条件下的包合结果见表 1。
由表中结果可知,在甲醇体积不变的条件下,
当油酸与尿素质量比为 1∶3时,油酸的包合效果最
好,继续增加尿素的质量,包合率反而降低。在油
酸总量不变的条件下,当尿素质量与甲醇体积比为
1∶3时,油酸的包合效果最佳,继续增加甲醇的用
量,包合率也呈下降趋势。该结果表明:在脲包法
对油酸的包合实验中,选择油酸(质量)∶尿素(质
量)∶甲醇(体积)= 1∶3∶9 时,包合效果较好。在该条件下对二十八烷醇进行包合实验结果,包合率
为 74.4%,与油酸的结果基本相当,因此选择提取物(质量)∶尿素(质量)∶甲醇(体积)= 1∶3∶9 作
为猫眼草正己烷萃取物的包合条件。
3.2 尿素对猫眼草提取物的包合实验结果
在上述选定的条件下,使用脲包法对 50 g 猫眼草正己烷萃取物进行包合实验的结果,得被包合物 7.8
g,未包合物质 39.3 g。将被包合物用核磁共振氢谱分析并与标准品对照,可知,其中主要成分为二十八烷
醇等直链脂肪族类物质;同样将未包合物质经核磁共振氢谱分析,主要为二萜及三萜类物质,经与提取物
的核磁共振氢谱对照可知,未包合物质中的直链脂肪族类物质含量明显减少。进一步的分离实验结果表明,
表 1 油酸、尿素、甲醇在不同配比条件下的包合实验结果
油酸和尿素不同配比的包合率 尿素和甲醇不同配比的包合率
m 油酸∶m 尿素 一次包合率/% m 尿素∶V 甲醇 一次包合率/%
1∶1 68.6 1∶1 60.3
1∶2 70.3 1∶2 65.8
1∶3 75.2 1∶3 75.5
1∶4 57.6 1∶4 73.7
1∶5 55.4 1∶5 72.1
第 3 期 脲包法在猫眼草化学成分研究中的应用 ·75·
未包合物,经一次硅胶柱色谱简单分离,即可除去全部长链脂肪族类成分,使二萜及三萜类物质的分离过
程大大简化。
4 结束语
使用脲包法对猫眼草正己烷萃取物进行包合分离时,在提取物(质量)∶尿素(质量)∶甲醇(体积)
=1∶3∶9的条件下,可以安全有效地选择性除去其中大量存在的二十八烷醇等长链脂肪族物质,使其中二
萜及三萜类活性成分得到富集,从而简化分离过程,提高获得微量高活性成分的可能性。脲包法在天然产
物成分研究中具有良好的应用前景,随着天然产物研究的深入,这一技术将会得到更广泛的应用。
参考文献
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Urea adduct method was applied in the study of chemical constituent in
Euphorbia lunulata Bge
WU Shuang,ZHAO Yu-fei,ZHAO Ming,ZHANG Shu-jun
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Qiqihar University,Heilongjiang Qiqihar 161006,China)
Abstract:Urea Adduct Method is an effective way in the separation,purification and concentration of straight-chain
lipids,with the advantages of efficient,safe,fast,low cost,etc.We discussed the best process conditions of urea
package method in the enrichment of long chains fat of species composition,with the oleic acid as the target
molecules in this paper, meanwhile the higher content in Euphorbia lunulata Bge octacosanol was used as urea
calthrates to verify the above experiment, determine the factors of Euphorbia lunulata Bge n-hexane extract as the
urea calthrate in the experiment, extract (weight)urea (weight) : methanol (volume) = 139. Under this condition
we can effectively enrich the non linear aliphatic material in the extract, simplifing the separation process.
Key words:urea Adduct method;Euphorbia lunulata Bge;extract;octacosanol