免费文献传递   相关文献

大孔吸附树脂纯化草木犀总香豆素工艺研究



全 文 :大孔吸附树脂纯化草木犀总香豆素工艺研究
万志敏, 许沛虎* , 张雪琼, 靳文运, 朱中佳
(武汉理工大学化工学院,湖北 武汉 430070)
收稿日期:2009-04-03
基金项目:湖北省自然科学基金(2007ABA252)
作者简介:万志敏(1985 -),男,硕士生,主要从事药物新剂型与新技术研究工作。Tel:(027)87850820,E-mail:summerflowers@ yeah. net
* 通讯作者:许沛虎(1969 -),男,教授,博士,主要从事药物新剂型与新技术研究工作。Tel:(027)87850820,E-mail:xph68@ hotmail. com
关键词:草木犀;草木犀总香豆素;大孔树脂吸附;纯化
摘要:目的:研究草木犀总香豆素的大孔树脂分离纯化工艺,为草木犀总香豆素的工业化生产提供参考。方法:采用 D-
101-1,AB-8,NKA-9 三种大孔树脂对草木犀提取液进行纯化,用紫外分光光度法测定草木犀总香豆素含量,对工艺进行
评价。结果:D-101-1 型树脂效果较佳,最佳工艺:草木犀提取液(相当于原生药 0. 1 g /mL),动态吸附后,静置 30 min,用
相当于原生药 1. 5 倍的 10%乙醇以 1. 0 mL /min流速除杂,后用含 0. 5% NaOH 的 30%乙醇溶液以 1. 0 mL /min 流速洗
脱,收集洗脱液,回收乙醇,真空干燥得黄棕色粉末,后用无水乙醇洗涤,收集洗涤液,回收乙醇干燥得深棕色粉末。结
论:D-101-1 树脂适合分离纯化草木犀总香豆素,优化后的纯化工艺稳定可行,总香豆素的收率和质量分数达到满意效
果。
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2010)04-0681-03
草木犀为豆科(Legum ino sae)草木犀属(Melilotus
Mill.)一年或两年生草本植物,该属植物全世界约有 20 种,
其中黄花草木犀主要分布于温带、亚热带、欧亚大陆及地中
海地区,是家畜重要的优质牧草之一,同时民间以叶、花制成
软膏,用作外伤药;或煎服用于治疗浮肿、腹痛、疟疾等症。
具有止咳平喘、清热解毒、解痉止痛、化湿和中的功效。我国
《部颁标准》、《藏药标准》和《上海市药材标准》有所收载。
本实验主要以总香豆素含量为指标,对大孔树脂的种类及相
应的纯化工艺进行筛选,为确定生产工艺参数提供依据。
1 材料与装置
UV1101 型紫外分光光度仪(上海天美科学仪器有限公
司);BS-124S电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公
司);DW-2 控温电热套(江苏通州光学仪器有限公司);水浴
锅(余姚市亚星仪器仪表有限公司);SZ-93 自动双重水蒸馏
器(上海亚荣生化仪器厂);ZK-40AX电热真空干燥箱(上海
申光仪器仪表有限公司);
黄花草木犀购自宁夏绿博种子公司;D101-1 树脂(药用
级);NKA-9 树脂(药用级);AB-8 树脂(药用级),以上树脂
均购自天津海光化工有限公司;蒸馏水实验室自制;香豆素
对照品(购自成都曼斯特生物科技有限公司,A1079 Couma-
rin HPLC≥98%);乙醇、NaOH均为 AR级。
2 方法及结果分析
2. 1 草木犀总香豆素的测定 精密称取香豆素对照品 5. 2
mg,置 25 mL量瓶中,加乙醇溶解并稀释至刻度,摇匀,精密
量取 1 mL置 10 mL量瓶中,加乙醇稀释至刻度,摇匀,得到
浓度为 0. 020 8 mg /mL的标准品溶液。从中量取 1、2、3、4、5
mL分别定容至 10 mL 量瓶中。以乙醇为空白对照,在 275
nm处测定吸光度,以吸光度为纵坐标,质量浓度为横坐标绘
制标准曲线,得线性回归方程 Y = 80. 865X + 0. 001,R2 =
0. 999 3表明香豆素在 0. 002 08 ~ 0. 010 4 mg /mL 与吸光度
线性关系良好。
2. 2 上柱液的制备 称取草木犀药材 100 g,加 500 mL
95%乙醇回流提取 3 h,提取液回收至无乙醇味,加水定容至
1 000 mL,超声处理 30 min,使其分散均匀,即得。
2. 3 不同吸附树脂对草木犀总香豆素的静态吸附量试验
精密称取已处理好的干树脂约 1 g,置 100 mL 烧杯中,加草
木犀样品溶液(质量浓度 1. 66 mg /mL)20 mL,每隔 10 min
振摇 20 s,持续 3 h,然后静置 24 h,使其达到饱和吸附,吸取
上层液测定总香豆素的质量浓度。按下式计算树脂饱和吸
附量:饱和吸附量 =
(初始质量浓度 -吸附后质量浓度)×吸附液体积
树脂质量
结果见表 1。
表 1 3 种树脂静态饱和吸附量测定结果(n =3)
树脂
种类
样品液质量
浓度 /(mg /mL)
吸附后质量
浓度 /(mg /mL)
饱和吸附量
/(mg /g)
D-101-1 1. 66 0. 19 29. 40
NKA-9 1. 66 0. 30 27. 22
AB-8 1. 66 0. 22 28. 76
2. 4 不同树脂对草木犀总香豆素静态吸附-洗脱性能试验
将已处理好的干树脂 1 g,经静态饱和吸附总香豆素后滤
出,吸干表面水分,精密加入含 0. 5% NaOH 的 80%乙醇溶
液 20 mL,每隔 10 min振摇 20 s,持续 3 h,用稀盐酸调节 pH
至 3 ~ 4,测定洗脱液总香豆素的质量浓度。计算洗脱率:洗
186
2010 年 4 月
第 32 卷 第 4 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
April 2010
Vol. 32 No. 4
脱率 =洗脱液质量浓度 ×洗脱液体积
饱和吸附量
× 100%
结果见表 2。
表 2 3 种树脂静态洗脱测定结果(n =3)
树脂种类 洗脱量 /(mg /g) 洗脱率 /%
D-101-1 14. 39 48. 95
NKA-9 11. 11 40. 78
AB-8 13. 65 47. 47
结果说明除 NKA-9 对草木犀总香豆素的静态吸附量较
小外,另外两种树脂的吸附量均在 28. 5 mg /g 以上,能用于
草木犀总香豆素吸附分离工艺。在静态洗脱中,D101-1 型
树脂吸附的草木犀总香豆素较易洗脱,AB-8 型树脂的洗脱
率相对较低,D101-1 型树脂表现出最佳的综合性能。因而
选用 D101-1 型树脂分离纯化草木犀总香豆素。
2. 5 D101-1 树脂对草木犀总香豆素的动态吸附性能与最
大上样量的考察 将浓度为 0. 1 g /mL的样品液以 1. 0 mL /
min的流速通过树脂柱(树脂干重为 6 g,径高比 1 ∶ 7),分段
收集残留液,测定总香豆素含量,结果见表 3。
表 3 最大上样量考察结果
序号 上样量 V /mL 泄漏百分数%
1 40 4. 26
2 40 4. 98
3 40 5. 78
4 40 6. 69
5 40 7. 78
6 40 8. 47
7 40 8. 84
8 40 15. 30
9 40 42. 18
10 40 63. 85
泄漏百分数(%)= 该流份的残留液中总香豆素量 × 100
该流份上柱液总香豆素量
×
100%
动态吸附性能考察结果:从泄露曲线可得第 8 流份残留
液中总香豆素明显增多,说明上样至第 7 流份时总香豆素开
始明显泄露。故确定草木犀样品液的最大上样量为 5 g 生
药 /g干树脂。
图 1 草木犀泄漏曲线
2. 6 去杂溶剂种类与去杂性能的考察 分段(每段 50 mL)
收集蒸馏水、10%乙醇、20%乙醇的去杂洗脱液(上样流速为
1 mL /min,径高比 1 ∶ 7),测定其不同流份的总香豆素浓度,
结果见表 4,并绘制去杂曲线,见图 2。
表 4 去杂溶剂种类考察结果(n =3)
流份
序号
蒸馏水 /
(mg /mL)
10%乙醇 /
(mg /mL)
20%乙醇 /
(mg /mL)
1 0. 010 2 0. 018 4 0. 018 1
2 0. 009 9 0. 017 9 0. 018 3
3 0. 008 9 0. 013 6 0. 017 8
4 0. 006 7 0. 009 5 0. 017 6
5 0. 004 0 0. 007 0 0. 017 1
6 0. 002 9 0. 004 5 0. 016 1
图 2 不同去杂溶剂的去杂曲线
由去杂曲线可知,蒸馏水和 10%乙醇洗脱液中草木犀
总香豆素较少,当乙醇浓度增大到 20%时,总香豆素损失明
显,又因为 10%乙醇极性与树脂极性更相似,故其去杂能力
更强,所以确定 300 mL10%乙醇为去杂溶剂(第 6 流份洗脱
液基本为无色,故确定去杂溶剂体积为 300 mL)。
2. 7 洗脱剂种类与洗脱性能的考察 分段(每段 50 mL)收
集含 0. 5%NaOH的 10%乙醇、20%乙醇、30%乙醇的洗脱液
(上样流速为 1 mL /min,径高比 1 ∶ 7),用稀盐酸调节 pH 值
至 3 ~ 4,测定其不同流份的总香豆素浓度,结果见表 5,并绘
制洗脱曲线,见图 3。
表 5 洗脱溶剂种类考察结果(n =3)
流份序号
10%乙醇(含
0. 5%NaOH)
/(mg /mL)
20%乙醇(含
0. 5%NaOH)
/(mg /mL)
30%乙醇(含
0. 5%NaOH)
/(mg /mL)
1 0. 490 0. 068 7 1. 237
2 0. 113 0. 174 1. 164
3 0. 073 0. 107 0. 403
4 0. 024 0. 042 0. 246
5 0. 019 0. 028 0. 094
6 0. 009 0. 014 0. 014
图 3 不同洗脱剂的洗脱曲线
286
2010 年 4 月
第 32 卷 第 4 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
April 2010
Vol. 32 No. 4
含 0. 5%的乙醇溶液解析能力较强,当乙醇浓度达 30%
时解析比较充分,因此选其为洗脱剂,又因为从第 4 流份开
始,解析的总香豆素明显减少,故洗脱剂的用量为 200 mL。
2. 8 验证性实验 取草木犀药材粉末 30 g,500 mL95%乙
醇回流提取 3 h,过滤,滤液回收乙醇至无乙醇味,加水定容
至 300 mL,将已处理好的 6 g D101-1 型大孔树脂装柱,以1. 0
mL /min的流速将 300 mL草木犀上柱液上大孔树脂柱,静置
吸附 30 min,后用 300 mL10%乙醇以 1. 0 mL /min 的流速去
杂,弃除杂液,再用 200 mL 含 0. 5% NaOH 的 30%乙醇溶液
洗脱,收集洗脱液,用稀盐酸调 pH 值至 3 ~ 4,回收乙醇,真
空干燥得黄棕色粉末,后用无水乙醇洗涤,回收乙醇,真空干
燥得产物为深棕色粉末,平行实验 3 份,结果见表 6。
表 6 验证性实验结果(n =3)
批次 纯度 /% 收率 /%
1 42. 3 1. 23
2 42. 8 1. 19
3 43. 1 1. 22
平均 42. 7 1. 21
经验证实验,RSD < 2%,工艺稳定可行。
3 讨论
草木犀主要抗炎活性成分为香豆素类物质,香豆素的
α-吡喃酮环具有 α-β-不饱和内酯性质,在稀碱液中渐渐水解
成黄色溶液,生成顺式邻羟桂皮酸(coumarinic acid)的盐。
其盐的水溶液一经酸化即闭环恢复为内酯。在这一过程中
香豆素的分子形态发生变化,分子极性发生显著改变,结合
大孔树脂分离纯化原理设计本实验纯化工艺,通过改变洗脱
溶剂的 pH值,使吸附在大孔树脂上的香豆素转变为顺式邻
羟桂皮酸形态,大孔树脂对顺式邻羟桂皮酸的吸附能力变
弱,故 30%的乙醇即可很好解吸,通过调节洗脱液的 pH值,
可使顺式邻羟桂皮酸恢复到香豆素形态,即达到了纯化目
的,此方法为香豆素类物质的纯化提供了一个新思路。
又因为顺式邻羟桂皮酸不容易游离存在,长时间碱液中
放置或 UV照射可转为稳定反式邻羟桂皮酸,反式邻羟桂皮
酸在酸性环境中不易闭环恢复为内酯,故解吸后的洗脱液因
尽快调节 pH值至 3 ~ 4,同时实验应在避光处进行。
参考文献:
[1] 吴立军.天然药物化学[M].北京:人民卫生出版社,2003:110-
120.
[2] 陶君彦,冯其麟,张宝徽,等.草木犀药材中香豆素类化合物提
取分离纯化研究[J].中国医院药学杂志,2008,28(14):3711-
7711.
[3] 石忠蜂,陈蔚文,李卫民,等.大孔吸附树脂纯化黄芪总皂苷的
研究[J].中草药,2005,36(9):2231-5231.
[4] 何芳辉,尹蓉莉,刘 扬,等.大孔树脂纯化白芷总香豆素工艺
研究[J].时珍国医国药,2008,19(3):710-712.
[5] 张新勇,向仁德,张根元. 酸碱法提取蛇床子总香豆素的工艺
研究[J]. 中成药,1999,21(1):7-8.
HPD-600 大孔吸附树脂分离茶多酚的研究
王 平, 陈成飞, 戴春伟, 苏为科*
(浙江工业大学药学院,浙江 杭州 310014)
收稿日期:2009-05-25
作者简介:王 平(1969 -),女,教授,博士,从事天然药物研究。
* 通讯作者:苏为科。Tel:(0571)88320752,E-mail:suweike@ zjut. edu. cn
关键词:茶多酚;大孔吸附树脂;分离;纯化
摘要:目的:研究了 HPD-600 大孔吸附树脂对茶多酚的分离纯化工艺。方法:考察了 HPD-600 大孔吸附树脂对茶多酚的
静态吸附、动态吸附及洗脱剂的影响。茶叶浸提得茶汤,浓缩后除茶多糖,再经 HPD-600 大孔吸附树脂洗脱,得到茶多酚
产品,并得到较优的工艺条件。结果:茶汤上样比重为 1. 1 g /mL,上样体积比树脂质量为 4 ∶ 2,80%乙醇溶液是良好的
洗脱剂。结论:通过该工艺可以分离得到纯度大于 95%的茶多酚,其中表没食子儿茶素没食子酸酯含量大于 40%,咖啡
碱残留量小于 7%。
中图分类号:R284. 2 文献标识码:B 文章编号:1001-1528(2010)04-0683-04
茶多酚(Tea-polyphenols)是茶叶中一类重要的化学成
分,含量一般为 18% ~36%[1]。茶多酚主要包括儿茶素(黄
烷酮类)、黄酮、黄酮醇类、花青素类、花白素、酚酸及缩酚酸
类。其中儿茶素是茶多酚的主要成分,包括表儿茶素(EC)、
表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素(EGC)、表没
食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等[1]。茶多酚是一种天然
的抗氧化剂,具有很强的消除有害自由基、抗衰老、抗辐射、
抗过敏、消炎、抑制癌细胞、抗菌、杀菌和对艾滋病毒的抑制
386
2010 年 4 月
第 32 卷 第 4 期
中 成 药
Chinese Traditional Patent Medicine
April 2010
Vol. 32 No. 4