全 文 ：·制剂与质量·
142去氧穿心莲内酯2β2环糊精包合机制的研究
韩 　光1 ,2 ,李景华3 ,郭国超1 ,2 ,王钰涵1 ,2 3
(11 河南大学药物研究所 ,河南 开封 　475004 ;21 河南大学药学院 ,河南 开封 　475004 ;
31 河南省天然药物与免疫工程重点实验室 ,河南 开封 　475004)
摘 　要 :目的 　从包合比例、主客体分子间相互作用、包合部位和包合稳定性方面研究阐明 142去氧穿心莲内酯和
β2环糊精形成包合物的机制。方法 　采用差示热分析法确证包合物的形成 ,紫外法测定包合常数并计算热力学常
数 , IR、1 H2NMR 确证包合部位。结果 　包合常数 ( Ka) 值为 1 2921631 L/ mol ;包合过程ΔG = - 161854 8 ;ΔH =
- 251532 ;ΔS = - 01029 12。由 IR 和1 H2NMR 可以看出包合物中 142去氧穿心莲内酯五元内酯环及十氢萘环部分
发生了变化。结论 　形成包合物的主客体比例为 1 ∶1 ,范德华力在包合过程中起主要作用 ,包合部位为十氢萘环
及五元内酯环 ,形成的包合物常温下比较稳定。
关键词 :142去氧穿心莲内酯 ;β2环糊精 ;包合物 ;差示热分析法
中图分类号 :R28612 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0212 05
Studies on inclusion mechanism of 142deoxyandrographolide2β2cyclodextrin
HAN Guang1 ,2 , L I J ing2hua3 , GUO Guo2chao1 ,2 , WAN G Yu2han1 ,2
(11 Pharmaceutical Institute of Henan University , Kaifeng 475004 , China ; 21 Pharmaceutical College of Henan University ,
Kaifeng 475004 , China ; 31 Key Laboratory of Natural Medicine and Immunal Engineering , Kaifeng 475004 , China)
Abstract : Objective 　To st udy the inclusion mechanism of 142deoxyandrograp holide andβ2cyclodext rin
in inclusion ratio , molecular interaction between host and guest , inclusion part and stability of inclusion
compound1 Methods 　The formation of inclusion compound was confirmed by dfferential t hermal analysis
(D TA) ; The equilibrium constant s of inclusion compound were determined and t he t hermodynamic con2
stant s were calculated by UV ; Inclusion part s were confirmed by IR and 1 H2NMR1 Results 　 Ka =
1 2921631 L/ mol ; ΔG = - 161854 8 ; ΔH = - 251532 ; ΔS = - 01029 121 It was clearly that all five lactone ring
and decalin ring of 142deoxyandrographolide in indusion compound changed in IR and 1 H2NMR1 Conclusion 　In2
clusion host2guest ratio is 1 ∶1 , Van der Waals forces play a major role in the process1 Inclusion site is decalin ring
and five lactone ring1 The inclusion compound is more stable under normal temperature1
Key words : 142deoxyandrograp holide ;β2cyclodext rin ; inclusion compound ; dfferential t hermal analy2
sis (D TA)
　　142去氧穿心莲内酯是穿心莲的活性成分之一 ,
具有较好的抗炎活性[1 ] ,但其脂溶性较强 ,生物利用
度低 ,使其进一步的利用受到了限制。β2环糊精包
合技术应用于药物制剂不仅能保留药物原有的化学
性质 ,更可以显著改善药物的物理性质 ,促进药物稳
定 ,提高难溶性药物的溶解度和生物利用度[2 ] 。本
实验将 142去氧穿心莲内酯制成β2环糊精包合物 ,通
过 Ka 值的测定、热力学常数的计算以及红外光谱、
核磁共振波谱分析 ,从主客体分子间相互作用、包合
比、包合部位以及包合物的稳定性阐述包合机制。
1 　仪器与材料
Exstar 6000 热分析系统 (Seiko Instruments Inc) ;
Bruker Advance 400 核磁共振仪 (德国 Bruker 公司) ;
UV1600 紫外可见分光光度计 (北京瑞利分析仪器公
司) ;Avatar 360 傅里叶变换红外光谱仪 (美国 Nicolet
公司) ;WP750 —1 型微波炉 (南京三乐电气总公司) ,
A G135 电子天平 (Mettler Toledo ) 。
142去氧穿心莲内酯由河南大学药物研究所提
·212· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
3 收稿日期 :2009206218　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
作者简介 :韩　光 (1966 —) ,女 (蒙古族) ,北京人 ,博士 ,教授 ,硕士生导师 ,河南省教育厅学术技术带头人 ,主持或参与各类基金项目 9
项 ,发表论文 20 余篇 ,发明专利 3 项。主要研究方向为天然活性成分的研究及新药开发。
Tel : (0378) 286883323848 　E2mail : hang @henu1edu1cn
供 , HPL C 归一化法测定其质量分数大于 9910 % ;β2
环糊精由孟州市华兴生物化工有限责任公司提供 ,
质量分数为 9913 % ;乙醇 (色谱纯 ,天津科密欧化学
试剂有限公司) ;水为二次蒸馏水。
2 　方法与结果
211 　包合物等的制备 :参考文献报道方法[3]制备得到。
212 　差示热分析法对物象的分析 :分别取 142去氧
穿心莲内酯、β2环糊精、物理混合物和包合物约 5
mg ,置氧化铝坩埚中 ,气氛 :静态空气 ,参比物 :空氧
化铝坩埚 ,加热范围 :室温～500 ℃,升温速率 : 10
℃/ min ,采样间隔 1 次/ s。将坩埚放入热分析系统
中测定其 D TA 曲线 ,结果见图 1。可见β2环糊精的
D TA 曲线共出现 4 个峰 ,在加热过程中首先失去结
晶水 ,出现 8717 ℃峰 , 然后发生分子重排出现
22515 ℃峰 ,熔融峰 307 ℃,继之 35818 ℃发生热分
解 ;142去氧穿心莲内酯的 D TA 曲线主要出现 1 个
吸热峰 ,即熔融峰 17618 ℃,分解峰不明显且不规
则 ;物理混合物的 D TA 曲线共出现 3 个峰 : 65、
176、307 ℃峰 ,基本上再现了β2环糊精和 142去氧穿
心莲内酯的各特征峰 ,表明β2环糊精与 142去氧穿
心莲内酯在混合物中未发生包合作用 ;包合物的
D TA 曲线共出现 2 个峰 ,其中熔融的吸热峰由
176、307 ℃移至 30312 ℃,分解吸热峰由 358 ℃移
至 352 ℃,提示包合物的形成导致了新物象的生成。
12β2环糊精　22142去氧穿心莲内酯　32物理混合物　42包合物
12β2cyclodext rin 　22142deoxyandrographolide
32physic mixture 　42inclusion compound
图 1 　差示热分析法图
Fig11 　DTA Diagram
213 　包合常数 ( Ka)值的测定
21311 　测定波长的选择 :用 p H 6186 的缓冲液配
制成 4121 ×10 - 5 mol/ L 142去氧穿心莲内酯溶液 ,
进行全波扫描 ,选择 200 nm 作为测定波长。
21312 　142去氧穿心莲内酯饱和溶液的制备 :用 p H
6186 缓冲液配制 142去氧穿心莲内酯的过饱和溶
液 ,0145μm 微孔滤膜滤过 ,弃去初滤液 ,续滤液即
为 142去氧穿心莲内酯饱和溶液。
21313 　β2环糊精溶液的制备 :取 13112 mgβ2环糊
精置于 10 mL 量瓶中 ,加入适量的 p H 6186 缓冲
液 ,超声溶解 ,缓冲液定容后 ,得 1116 mmol/ Lβ2环
糊精溶液。
21314 　测定 :取一定量 142去氧穿心莲内酯饱和溶
液于比色皿中 ,于所选波长范围内紫外扫描得 200
nm 波长下的紫外吸收值 ,依次向体系中加入不同
量 1116 mmol/ Lβ2环糊精溶液后进行紫外扫描 ,得
到不同β2环糊精浓度体系的紫外吸收。由公式 (1)
的斜率和截矩及 (2)的斜率可计算得 Ka 值[ 4 ] 。
　　1/ΔA = (1/εKa[ G]0 ) (1/ [ CD ]0 ) + 1/ε[ G]0 (1)
　　ΔA = - (1/ Ka) (ΔA/ [ CD ]0 ) +Δε[ G]0 　 (2)
142去氧穿心莲内酯分子在 200 nm 附近有一最
大吸收 ,当体系中存在高浓度的β2环糊精时 ,142去
氧穿心莲内酯紫外吸收随着β2环糊精浓度的增加而
明显增强 ,而且二者成明显的正比关系。提示β2环
糊精与 142去氧穿心莲内酯发生了包合。
由公式(1)得曲线方程 : Y = 01006 31 X + 81156 55
( R2 = 01997 43) ,求得 Ka = 1 2921631 L/ mol。由公式
(2)得曲线方程 : Y = - 01000 76 X + 01121 89 ( R2 =
01988 39) ,求得 Ka = 1 3151789 L/ mol。利用紫外法
的 2 个公式都获得了良好的线性关系 ,但求得的 Ka
值有一些差距 ,原因为公式 (1)的推导中简化了许多
的影响因素如β2环糊精的吸收等 ,易获得较好线性
关系 ,公式 (2) 考虑到 A = A CD - G + A CD + A G 等的情
况 ,较方程 (1)更接近实际也更严格 ,并且对实验操
作要求更高 ,较难获得良好的线性关系 ,所以求得的
Ka 值较准确。
Ka 是衡量包合水平的一个重要参数。当 Ka
值为 1 ×102～1 ×105 L/ mol 时包合效果最好 ,太小
不宜包合 ,太大则脱包合困难。
包合物的研究中包合比例的确定是十分重要
的 ,主客体包合比通常为 1 ∶1 或 1 ∶2。包合比例
确定一般采用 Benesi2Hildebrand 法和相溶解度法 ,
方程 (1) 即是 Benesi2Hildebrand 方程 ,文献报道[4 ]
以 1/ΔA 对 1/ [β2环糊精 ]0 作图 ,如为一条直线 ,则
表明客体分子与β2环糊精形成了 1 ∶1 包合物 ,本实
·312·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
验结果与此相符 ,证实 142去氧穿心莲内酯与β2环
糊精形成了 1 ∶1 的包合物。
214 　热力学常数的测定 :选择 15、20、25、30、35 ℃
作为测定温度 ,按照文献报道方法[3 ] 分别测定其稳
定常数 ,将得到的不同温度下的稳定常数根据
ln Ka = - ΔH/ R T +ΔS/ R 公式 ,以 ln Ka 对 1/ T 作
图 , 得 ln Ka = 3 0791859 69 1/ T - 31512 48
( R2 = 01986 72) ,由直线的斜率和截距以及ΔG =
- R Tln Ka关系式可得包合物体系的表观热力学函
数ΔH、ΔS、ΔG ,结果见表 1。
表 1 　表观热力学常数
Table 1 　Apparent thermodynamic constants
t/ ℃ T 1/ T ln Ka Ka ΔG ΔH ΔS
15 288 01003 472 71 208 860 1 3511351 - 171211 3
20 293 01003 413 61 948 578 1 0411667 - 161877 9
25 298 01003 356 61 830 794 9251926 - 161874 9 - 251 532 - 01 029 12
30 303 01003 300 61 676 644 7931651 - 161770 9
35 308 01003 247 61 477 366 6501256 - 161538 8
　　可见在上述 5 个温度范围内 , △G均为负值 ,表
明在常温及恒温条件下 ,包合反应可以自发进行。
△H 为负值 ,表明 142去氧穿心莲内酯与β2环糊精
形成包合物的过程为放热反应 ,适当降低温度有利
于包合物的形成与稳定 ,这与稳定常数随温度降低
而变大的结论是一致的 ;两个公式计算得到的 △S
值相近似。
包合物的形成过程是主客体分子相互作用、相
互识别的过程 ,其推动力为分子间作用力 ,分子间的
作用力主要包括范德华力、氢键力、库仑力及疏水力
等 , 142去氧穿心莲内酯与β2环糊精包合反应的推
动力主要是范德华力 ( △H < 0 ,焓变控制为主) 。因
此 ,表观热力学参数值表明 ,在 142去氧穿心莲内酯
与β2环糊精包合体系中 ,范德华力起主要作用 ,疏水
作用力也起一定的作用。
215 　包合物红外光谱的测定 :采用 KBr 压片法分
别测定 142去氧穿心莲内酯、β2环糊精、物理混合物
和包合物的红外光谱 ,结果见图 2。可见 142去氧穿
心莲内酯与β2环糊精的物理混合物与包合物相比 ,
142去氧穿心莲内酯的特征峰发生改变。在物理混
合物中 ,142去氧穿心莲内酯的羰基 (2C = O) 振动和
双键 (2C = C 12 ,13) 振动吸收峰分别在 1 752188、
1 646161 cm - 1 , 而包合物的相应峰分别移到了
1 751133、1 637106 cm - 1 ,向高波数方向移动 ,说明
客体分子 (142去氧穿心莲内酯) 的羰基2C = O 和双
键 (2C = C 12 ,13) 伸缩振动受到了限制 ,142去氧穿
心莲内酯中的五元内酯环很可能插入到了β2环糊精
的空腔中。物理混合物中 142去氧穿心莲内酯十氢
萘环上的双键 (2C = C 8 ,17)的伸缩振动和弯曲振动
的吸收峰分别在 1 700160、850164 cm - 1 ,包合物的
伸缩振动峰被掩盖 ,其弯曲振动峰移到 859199
cm
- 1
,向低波数方向移动 ,说明也受到了环糊精的
影响 ,证明了包合物的形成 ,同时说明包合部位可能
为十氢萘环或五元内酯环。
A2β2环糊精　B2142去氧穿心莲内酯　C2物理混合物　D2包合物
A2β2cyclodext rin 　B2142deoxyandrographolide
C2physics mixture 　D2inclusion compound
图 2 　红外光谱
Fig12 　Infrared spectrums
216 　包合物氢核磁谱的测定 :DMSO2d6 作溶剂 ,分
别测定 142去氧穿心莲内酯、β2环糊精、物理混合物
和包合物的核磁共振谱 ,结果见表 2、3。可以看出 ,
形成包合物后 ,β2环糊精的质子都向高场发生了移
·412· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
动 ,而 142去氧穿心莲内酯的质子大都向低场发生
了较大的化学位移 ,但十氢萘环上的 182H、32O H、
192O H 的化学位移分别向高场移动 01001 5、
01000 1、01049 9 ,由此说明萘环及其支链上面的氢
原子受到屏蔽。可见形成包合物的主客体比例为
1 ∶1 ,范德华力在包合过程中起主要作用 ,包合部位
为十氢萘环及五元内酯环 ,形成的包合物常温下比
较稳定。
表 2 　包合物形成前后β2环糊精的1 H2NMR化学位移变化
Table 2 　1 H2NMR Chemical shift changes ofβ2cyclodextrin
in inclusion compound and physic mixture
β2环糊精质子 δβ2环糊精 δ包合物 Δδ
H (1) 51769 6 51 715 4 - 01054 1
H (2) 31357 2 31 255 4 - 01101 8
H (3) 41826 6 41 823 4 - 01003 2
H (4) 31308 4 31 156 2 - 01152 2
H (5) 31554 8 31 554 2 - 01000 6
H (6) 31617 0 31 616 9 - 01000 1
3 　讨论
142去氧穿心莲内酯的十氢萘环和五元内酯环
均有可能被包入β2环糊精的空腔中 ,可能会产生两
种 1 ∶1 的包合产物或一种 1 ∶2 的包合产物 ,Benesi
Hildebrand 法测定包合比[4 ] ;142去氧穿心莲内酯与β2
环糊精形成的为1 ∶1包合物 ,因此推断可能为两种
表 3 　包合物形成前后 142去氧穿心莲内酯的1 H2NMR
化学位移变化
Table 3 　1 H2NMR Chemicals shift changes of 142
deoxyandrographolide in inclusion
compound and physic mixture
142去氧穿心
莲内酯质子
δ142去氧穿
心莲内酯
δ包合物 Δδ
　 92H 21315 9 21 329 7 01013 8
　142H 71465 9 71 467 2 01 0013
　152H 41819 4 41 820 7 01001 3
　172Ha 41586 4 41 586 8 01000 4
　172Hb 41265 3 41 469 9 01204 6
　182H 11068 3 11 066 8 - 01001 5
　192Ha 31807 8 31 821 5 01013 7
　202H 01589 7 01 597 3 01007 6
　 32O H 51053 2 51 053 1 - 01000 1
　192O H 41169 9 41 120 0 - 01049 9
1 ∶1 包合物 ,一种包合十氢萘环及其支链 ,另一种
包合五元内酯环 ,包合产物为包合十氢萘环和五元
内酯环的两种包合物的混合物 ,这与计算机模拟的
结果相吻合。包合前采用 CAChe 软件中的 Stand2
ard Procedure 程序 ,对 142去氧穿心莲内酯2β2环糊
精的分子结构进行了模拟。结果显示 :142去氧穿心
莲内酯的五元内酯环及十氢萘环部分都能与β2环糊
精的空腔相匹配 (图 3) 。
图 3 　142去氧穿心莲内酯2β2环糊精计算机模拟图
Fig13 　Simulation diagram of 142dexoxyandrographolide2β2cyclodextrin by computer
　　包合常数是衡量包合水平的一个重要参数。当
Ka 值为 1 ×102 ～1 ×105 mol/ L 时包合效果最好 ,
太小不宜包合 ,太大则脱包合困难。142去氧穿心莲
内酯2β2环糊精的稳定常数 Ka = 1 3151789 L/ mol , 说明 142去氧穿心莲内酯可以和β2环糊精发生包合 ,且稳定性较好 ,结果与计算机模拟相吻合。采用CAChe 软件中的 Standard Procedure 和半经验MM3 力场计算法 ,计算了 142去氧穿心莲内酯包合
·512·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
前后体系的能量 (表 4) 。不论是五元内酯环还是十
氢萘环与环糊精作用所形成的包合物的能量均比主
客体孤立的处于同一个平面内未被包合状态下低 ,
且均低于主客体能量的简单加合 ,说明 142去氧穿
心莲内酯与β2环糊精形成包合物
表 4 　142去氧穿心莲内酯2β2环糊精包合过程的计算机
模拟数据
Table 4 　Simulation data of 142deoxyandrographolide2
β2cyclodextrin by computer
名　称 SP (kcal/ mol) MM3 (kcal/ mol)
β2环糊精 42717467 　 51510426 　　
142去氧穿心莲内酯 5313747 　 5313732 　　
1) +β2环糊精 48816518 　 48816329 　　
12β2环糊精 47015519 　 48816329 　　
1′2β2环糊精 47716318 　 47716381 　　 可以在常温下进行 ,且形成的包合物常温下比较稳定。热力学常数 △G为负 ,也说明了包合反应可以在常温及恒温条件下自发进行。参考文献 :[ 1 ] 　韩　光 ,曾　超 ,杜钢军 ,等1 穿心莲内酯衍生物的合成及其抗炎免疫活性[J ]1 中草药 ,2006 ,37 (12) :177121775[ 2 ] 　Gerhard W1 An overview of host2guest chemist ry and it s appli2cation to nonsteroi 142deoxyandrographolide l anti2inflammato2ry drugs [J ]1 Clin D rug I nvest , 2000 , 19 (2) : 211[ 3 ] 　韩　光 ,李景华1142去氧穿心莲内酯/β2环糊精包合作用的研究[J ]1 中南药学 ,2008 ,6 (3) :27422771[ 4 ] 　Jara F , Mascayano C , Rezende M C , et al1 A spect ral and mo2lecular dynamics simulation study of β2cyclodext rin inclusioncomplexes wit h solvatochromic dyes derived f rom barbituricacid [J ]1 J I nclusion Phenomena M acrocycl ic Chem , 2006 ,54 : 952991
大鼠股静脉给药五味子酚的药动学研究
马晓琳 ,陈道峰 3
(复旦大学药学院 生药学教研室 ,上海 　200032)
摘 　要 :目的 　建立测定大鼠血浆中五味子酚浓度的 HPLC 方法 ,并对五味子酚在大鼠体内的药动学特征进行研
究。方法 　血浆样品经甲醇沉淀及乙醚萃取后 ,用 HPLC2DAD 进行测定分析。色谱柱为 Eclipse XDB2C18 Agilent
(250 mm ×416 mm ,5μm) ,流动相为乙腈2水 (65 ∶35) ,检测波长 254 nm ;测定大鼠静脉注射五味子酚 18 mg/ kg 后
的血药浓度 ,并利用 3P87 软件拟合其药动学参数。结果 　五味子酚的血药浓度在 011～215μg/ mL 线性关系良好
( r2 = 01999) ,最低检测限为 10 ng/ mL ,在 3 个浓度水平下 ,方法的回收率为 88 %～110 % ,日间和日内 RSD 小于
15 % ,符合生物样品分析要求。大鼠股静脉注射 18 mg/ kg 后 ,血药浓度2时间曲线呈二室模型。主要药动学参数
t1/ 2α、t1/ 2β、V 、AUC、MRT 分别为 (0122 ±0111) h、(1119 ±0122) h、(12181 ±2191) L/ kg、(1132 ±0119) μg/ mL/ h、
(1151 ±0124) h。结论 　该方法简便、快速、稳定可靠 ,适用于五味子酚的体内分析。
关键词 :五味子酚 ;高效液相色谱法 ;药动学
中图分类号 :R286102 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0216 04
Pharmacokinetic study of schisanhenol via femoral intravenous administration in rats
MA Xiao2lin , CH EN Dao2feng
(Department of Pharmacognosy , School of Pharmacy , Fudan University , Shanghai 200032 , China)
Abstract : Objective 　To establish an HPL C met hod for t he determination of schisanhenol in plasma
and to study t he p harmacokinetics of schisanhenol in rat s1 Methods 　After sedimentation by met hanol ,
plasma samples were t hen prepared based on a liquid2liquid ext raction by et her1 The ext racted samples
were analyzed by liquid chromatograp hy1 Schisanhenol was eluted on Eclip se XDB2C18 Agilent (250 mm ×
416 mm , 5μm) column , using a mobile p hase of acetonit rile2H2 O (65 ∶35) , and detected at 254 nm1 The
plasma concent ration of schisanhenol in rat s was determined af ter iv administ ration of 18 mg/ kg , and t he
data were p rocessed wit h t he p harmacokinetic software 3P871 Results 　Calibration curves were linear over
011 —215μg/ mL ( r2 = 01999) and t he LOD was 10 ng/ mL1 The recoveries of schisanhenol f rom plasma
·612· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
3 收稿日期 :2009205209　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :教育部高校优秀青年教师奖励基金资助项目 (1999271) ;上海市教育发展基金资助项目 (05SG06)
作者简介 :马晓琳 (1982 —) ,女 ,上海人 ,硕士研究生 ,从事中药活性成分药动学研究。E2mail :ment hama @gmail1com3 通讯作者　陈道峰　Tel : (021) 54237453 　Fax : (021) 64170921 　E2mail :dfchen @shmu1edu1cn