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翠云草中活性组分的超声提取及化学成分研究



全 文 :2013年 第 15期 广 东 化 工
第 40卷 总第 257期 www.gdchem.com · 43 ·

翠云草中活性组分的超声提取及化学成分研究
王艳坤 1,刘惠莉 2
(1.河南教育学院 化学系,河南 郑州 450046;2.郑州市中心医院 口腔科,河南 郑州 450007)

[摘 要]采用超声波提取法提取了翠云草中的药物活性组分,利用柱色谱法对混合组分进行分离提纯,根据理化性质和光谱数据对化合物的
结构进行了鉴定,分别为 5,7,4-三羟基-6-C-[α-L-鼠李糖(1→2)]-β-D-葡糖黄酮碳苷,D-1-O-甲基肌醇和岩白菜素,该研究为进一步开发利用翠云
草资源提供实验依据。
[关键词]翠云草;超声波提取;化学成分
[中图分类号]R284.2 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2013)15-0043-01

Ultrasonic Extraction of Active Ingredient from Selaginella uncinata (Desv.) Spring
and Study on Its Chemical Constituent

Wang Yankun1, Liu Huili2
(1. Department of Chemistry, Henan Institute of Education, Zhengzhou 450046;
2. Department of Stomatology, Zhengzhou Central Hospital, Zhengzhou 450007, China)

Abstract: The medical active constituents from Selaginella uncinata (Desv.) Spring were extracted by ultrasonic extraction method and the obtained compounds
were separated and purified by column chromatography. Their structures were identified on the basis of physicochemical properties and spectral data. Three
compounds were isolated and identified as: 5,7,4-trihydroxyl-6-C-[α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyranosyl flavone; D-1-O-bornesitol and bergenin, this
research provided an experiential reference for Selaginella uncinata (Desv.) Springs resource further application.
Keywords: selaginella uncinata (Desv.) spring;ultrasonic extraction;chemical constituent

翠云草为卷柏科 (Selaginellaceae)植物翠云草 Selaginella
uncinata (Desv.) Spring的全草,别名龙须、蓝草、蓝地柏、绿绒草
等[1],在我国华南、华东、西南等地的田地、丛林、山坡、路边
等均有广泛的分布,资源极其丰富。其味淡、苦、寒,具有清火
解毒,化痰止咳、清热利尿、利水消肿,定心安神之功效[2]。临
床上多用于急性黄疸型传染性肝炎,胆囊炎,肠炎,痢疾,肾炎
水肿,泌尿系感染,肺结核咯血等症[3],治疗范围广。翠云草中
含有丰富的黄酮类、氨基酸类、酚类、有机酸类、生物活性多糖
等对人体有益的活性物质,其中的黄酮类化合物具有显著的生理
活性,具有抗衰老、抗肿瘤、清除自由基、降低血脂、抗菌抑菌、
增强免疫力等功效。本研究采用超声提取工艺对翠云草中活性组
分进行萃取分离,然后采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对混合组分
进行吸附分离,随后采用真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对翠云
草提取物进行分离与纯化,该研究为进一步开发利用这一自然资
源并为工业生产提供参考依据。
1 样品与仪器
本实验所用翠云草样品均采自广东省的梅县,将秋季采收新
鲜的样品洗涤干净,晒干贮存备用。测试所用仪器 TJ270-30A型
红外分光光度计(天津市拓普仪器有限公司),HNS-SY-150超声波
提取器(北京恒奥德仪器仪表公司),LCMS-2020 液相色谱质谱联
用仪(日本岛津),Varian INOVA 600型核磁共振仪(TMS为内标),
柱色谱填充剂 Diaion HP-20,Toyopearl HW-40(日本三菱公司),
葡聚糖凝胶 Sephadex LH-20凝胶(Pharmacia公司产品),RP18(日
本 YMC公司产品),柱色谱用硅胶(100~200目、200~300目)及薄
层色谱硅胶 GF254 均为青岛海洋化工厂生产,实验所用试剂均为
分析纯。
2 活性组分的提取分离
将翠云草样品干燥后用研磨机充分粉碎,然后用60目筛过滤,
称取粉未状翠云草样品24 kg,室温下用10倍量的90 %乙醇为溶剂
超声提取3次,每次10 min,合并提取液并抽滤除去滤渣,然后真
空薄膜浓缩至体积减半,室温下在浓缩液中加入2 %活性炭超声波
脱色2次,去除滤渣,将超声波脱色后的滤液继续真空薄膜浓缩,
最后得浸膏2.5 kg。将提取物浸膏在水中用超声波充分溶解分散,
分别用乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取。将正丁醇萃取液真空薄膜
浓缩至干膏,取适量用水溶解,然后注入Diaion HP-20大孔吸附树
脂色谱柱进行分离,依次用去离子水及体积分数为10 %和40 %的
甲醇水溶液进行梯度洗脱。其中以40 %甲醇水溶液洗脱部分经反
复分离纯化,从中分离出化合物Ⅰ(65 mg)和化合物Ⅲ(50 mg),10
%的甲醇水溶液洗脱部分浓缩后的结晶用甲醇-水混合溶剂重结
晶可得到化合物Ⅱ(2.5 g)。
3 结构鉴定
化合物Ⅰ 淡黄色无定形粉末,熔点为216~218 ℃,可溶于丙
酮,易溶于MeOH和H2O,与盐酸镁粉反应呈红色,FeCl3-K[Fe(CN)6]
试剂呈蓝色,其AlCl3-EtOH溶液在365 nm的紫外光照射下呈黄绿
色荧光,Molish反应显阳性,在薄层板上酸水解检测到鼠李糖,
可推断其为黄酮苷类化合物。其核磁共振谱数据如下:
1H-NMR(400MHz,D2O)δ:7.39(2H,s,H-2,6),6.58(2H,s,
H-3,5),6.40(1H,s,H-8),6.31(1H,s,H-3),4.58(1H,d,
J=8.4 Hz,H-1 of Glu),4.30(1H,d,J=8.0Hz,H-2),3.40(1H,
d,J=8.0Hz,H-3),3.39(1H,d,J=4.80Hz,H-4),3.51(1H,d,
J=4.80Hz,H-5),3.69(1H,s,H-6),3.91(1H,s,J=2.0Hz,H-6),
4.99(1H,d,H-1 of Rha),3.80(1H,m,H-2 ),2.99(1H,t,J=9.6Hz,
H-3),3.00(1H,m,H-4 ),2.20(1H,s,H-5 ),0.49(3H,q,
J=5.2Hz,H-6 ). 13C-NMR(100MHz,D2O) δ:164.9(C-2),
103.0(C-3),182.9(C-4),156.9(C-5),105.5(C-6),161.9(C-7),
94.9(C-8),158.7(C-9),106.8(C-10),122.0(C-l ),129.1(C-2,6 ),
115.9(C-3,5 ),161.0(C-4),82.0(C-1),75.9(C-2),78.9(C-3),
60.9(C-4),80.9(C-5),62.1(C-6),102.2(C-1),71.0(C-2 ),
69.9(C-3),72.1(C-4 ),70.0(C-5),16.9(C-6)。根据以上数据
并结合相应文献[4],可确定该化合物为5,7,4 -三羟基-6-C-[α-L-鼠
李糖(1→2)]-β-D-葡糖黄酮碳苷。
化合物Ⅱ 白色粒状晶体,熔点为197~199 ℃,不溶于MeOH,
易溶于H2O。1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:3.47(1H,m,H-1),
3.55(1H,s,H-2),3.75(1H,s,H-3),3.76(1H,s,H-4),3.62(1H,
t,J=8.0Hz,H-5),3.12(1H,t,J=9.2Hz,H-6),3.55(1H,s,7-OCH3),
4.58(1H,d,J=4.1Hz,1-OH),4.44(1H,d,J=5.3Hz,2-OH),4.73(1H,
s,3-OH),4.82(1H,d,J=1.2Hz,4-OH),4.54(1H,d,J=6.5Hz,
5-OH).13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:71.9(C-1),70.8(C-2),
71.9(C-3),73.0(C-4),69.8(C-5),84.0(C-6),60.0(7-OCH3).与文
献[5]所报道的光谱数据对比基本一致,可判断该化合物为D-1-O-
甲基肌醇。
化合物Ⅲ 白色针晶,熔点为235~237 ℃,易溶于MeOH和
H2O,与FeCl3-K[Fe(CN)6]试剂反应呈蓝色,可推断出其为酚性化
合物。对其测定的光谱数据如下:1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:
4.00(1H,t,J=8.0Hz,H-2),3.67(1H,t,J=8.4Hz,H-3),3.86(1H,
m,H4),3.78(1H,m,H-4a),7.00(1H,s,H-7),5.00(1H,d,
J=10.4Hz,H-10b),3.20(1H,m,H-11),3.38(1H,In,H-11),
3.89(3H,s,9-OCH3)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:80.1(C-2),
71.0(C-3),74.1(C-4),82.1(C-4a),162.8(C-6),118.1(C-6a),
(下转第46页)
[收稿日期] 2013-06-10
[作者简介] 王艳坤(1973-),男,河南郑州人,硕士研究生,副教授,主要研究方向为应用化学。
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加入偶联剂后共混体系的力学性能都有不同程度提高,缺口
冲击强度尤为显著。这表明偶联剂有效地改善了聚合物与无机刚
性粒子的相容性。三种偶联剂对材料力学性能影响相差不大,考
虑到成本和工艺条件,选择异丙基三钛酸酯。
2.4.2 三种无机刚性粒子对PP/EPDM共混体系增韧效果的比较
笔者通过密炼机将经表面活化的无机刚性粒子与EPDM充分
混合分散均匀,再进行动态硫化构建“沙袋结构”[7]的PP/EPDM/无
机刚性粒子共混体系实现良好的增强、增韧目标。无机刚性粒子
基本分散在EPDM中,即无机刚性粒子或其团聚体被包裹在EPDM
中间,橡胶团分散在PP聚合物基体中。本文以碳酸钙、沉淀硫酸
钡、滑石粉三种无机刚性粒子作对比试验。试验配方:
PP/EPDM/DBPH/填充油 /DVB/钛酸酯偶联剂 /无机刚性粒子
=100/30/1.5/15/8/0.6~5.4/10~90 。试验结果如图2:



图 2 三种无机刚性粒子对 PP/EPDM共混体系增韧效果的比较
Fig.2 Comparison of three kinds of inorganic rigid particles
toughening effects on PP/EPDM blends

经表面活化的三种无机刚性粒子对PP/EPDM共混体系均有
显著的增韧效果。刚性粒子的用量在一定的范围内可以达到最佳
效果。在填充量较小时,粒子在橡胶基体中的分散浓度过低,基
体仍然是载荷的主要承受者,增韧效果不是很明显。随着粒子含
量的增大,体系的抗冲击强度逐渐增加,但是粒子含量过大以后,
粒子在体系中的比重过大,材料受到冲击时产生微裂纹和变形太
大,几乎为宏观应力开裂,冲击性能反而下降。三种刚性粒子中
沉淀硫酸钡的增韧效果最好,这主要是由于沉淀硫酸钡的独特的
类球形的微观晶体结构,和碳酸钙(六方菱面)、滑石粉(片状)相比
无明显可引发应力集中的棱角。当外力作用于沉淀硫酸钡时,其
圆滑的表面能迅速将外力分散,从而有效地吸收冲击能。有研究
表明 PP/弹性体/BaSO4 的三元复合能表现出良好协同效应,具有
包覆结构的PP/弹性体/BaSO4的冲击强度远高于具有分离结构的
同样组分体系[8]。因此选择沉淀硫酸钡作PP/EPDM共混体系无机
刚性粒子增韧剂。
2.5 正交试验确定最优组分配方及性能测试
通过试验对比确定以PP/EPDM/DBPH/填充油/DVB/钛酸酯偶
联剂/ BaSO4作为轻量化高韧度汽车保险杠用热塑性弹性体的配
方,选择EPDM、DBPH、DVB 、BaSO4用量四个因素,以三个
水平进行正交试验。得出最佳配方制成标准试样后,对其进行性
能测试,结果如表4。

表 4 PP/EPDM/BaSO4热塑性弹性体性能测试结果
Tab.4 Test results of PP/EPDM/ BaSO4 thermoplastic elastomer
performanc
项目 国家标准 PP/EPDM/ BaSO4 三元体系
密度/(g·cm-3) 1.03~1.10 1.05
熔体质量流动速率/[g·(10min)-1] ≥13 18
拉伸屈服应力/MPa ≥17 26.5
弯曲模量/MPa ≥1250 1670
负荷变形温度/℃ ≥85 95
缺口冲击强度23 ℃/(kJ·m-2) ≥35 89
缺口冲击强度- 30 ℃/(kJ·m-2) ≥3.5 11
模塑收缩率/% ≤1.2 0.95

2.6 试验结果分析讨论
本文以PP/EPDM/ BaSO4三元复合体系,通过优选交联剂及交
联助剂和偶联剂,采用二次挤出法、构建“沙袋结构”、表面活化
BaSO4粒子增韧等多种手段提高热塑性体的抗冲击性能,制得的
复合材料各项指标性能远高于国家标准,达到了目前汽车保险杠
材料行业先进水平。该材料能降低综合成本,快速成型、薄壁,
能注塑成型2 mm壁厚的制品,制成的汽车保险杠重量轻,抗冲击
强度高,韧性与刚性得到很好平衡。
3 结论
(1)采用首先以30 % PP与EPDM混合的二次挤出法能有效避
免过氧化物对PP的降解作用,制得的材料冲击强度高是二次挤出
法中最高的。
(2)采用钛酸酯偶联剂活化的无机刚性粒子能显著提高
PP/EPDM共混体系的冲击性能的同时,其拉伸强度和扯断伸长
率、弯曲模量和弯曲强度也有不同程度的提高。
(3)通过正交试验确定的最优配方制得的热塑性弹性体各项
指标性能远高于国家标准,达到了目前汽车保险杠材料行业先进
水平,可用于生产轻量化高韧度汽车保险杠。

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(本文文献格式:柯宇旋.轻量化高韧度汽车保险杠用热塑性弹性
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(上接第 43页)
110.2(C-7),151.0(C-8),141.2(C-9),148.0(C-10),116.1(C-10a),
72.0(C-l0b),61.0(C-11),60.1(9-OCH3)。根据以上数据并结合相
应文献[6],可确定该化合物为岩白菜素。
4 结论
翠云草作为彝族、瑶族、壮族、土家族等少数民族一种常用
中草药受到人们喜爱,其广阔的资源优势,优良的药理活性及所
含丰富的酚类、黄酮、多糖等诸多对人体健康有益的组分使之具
有广泛的开发前景。相信随着人们对其研究深入,其药用价值将
得到更加充分合理应用。

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(本文文献格式:王艳坤,刘惠莉.翠云草中活性组分的超声提取
及化学成分研究[J].广东化工,2013,40(15):43)