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Separation of total coumarin in Artemisia capillaris by solvent sublation

溶剂浮选法分离富集茵陈中总香豆素的研究



全 文 :中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5,El·689·
溶剂浮选法分离富集茵陈中总香豆素的研究
刘西茜1’2,董慧茹p
(1.北京化工大学理学院,北京100029I.青海师范大学化学系,青海西宁810008)
摘 要:目的 建立茵陈中总香豆素的溶剂浮选分离富集方法。方法 考察了浮选溶剂、样品溶液浓度、氮气流速、
试液pH值、浮选时间和电解质NaCI对浮选效果的影响,优选出最佳浮选条件。结果对最佳条件下的浮选效果
进行了评价,并与溶剂萃取法进行了对照。结论所建方法简便快速,明显优于溶剂萃取法。
关键词:茵陈;总香豆素;溶剂浮选
中图分类号:R286.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)05—0689—04
SeparationoftotalcoumarininArtemisiacapillarisbysolventsublation
LIUXi—qianl”。DONGHui—rul
(1.CollegeofScience,BeijingUniversityotChemicalTechnology,Beijing100029,China;2.Department
ofChemistry,QinghaiNormalUniversity,Xining810008,China)
Abstract:ObjectiveAneffectivemethodforseparatingcoumarinfromArtemisiacapillarisbysol—
ventsublationwasestablished.MethodsTheffectsof ublationsolvent,theconcentrationofsampleso—
lution,N2gasflowrate,pHvalueofsolution,sublationtime,andelectrolyteNaCIetc.onthesublation
efficiencywereinvestigatedandheoptimalconditionsoftheolventsublationwereobtained.ResultsIn
theoptimalconditions.theresultsofthesolventsublationwereevaluatedndcomparedwiththesolvent
extraction.ConclusionThexperimentalresultsshowthatthismethodiSsimpleandrapid,andtheffi—
ciencyofcoumarinbysolventsublationiSfarbetterthanthatbythesolventx raction.
Keywords:Artemisiacap llarisThunb.;coumarin;solventsublatio
茵陈为菊科植物滨蒿Artemisiascop ria
Waldst.etKit.或茵陈蒿A.capillaHsThunb.的
干燥地上部分,在我国大部分地区有分布,主产于陕
西、山西和安徽等地,具有清热利湿、利胆退黄之功
效,临床上广泛用于治疗黄疸、肝炎等疾病。茵陈中
主要化学成分有香豆素、色原酮、香豆酸等有机酸、
黄酮类、烯炔、三萜、甾体和醛酮等[1’2],其中多种成
分具有利胆、保肝、消炎、镇痛、利尿和降压作用。从
茵陈中分离富集香豆素常用的是溶剂萃取和柱色谱
法[3],最近还报道了反相逆流色谱法H]。溶剂浮选法
是近20年发展起来的一种新型分离富集技术,它是
将一层有机溶剂加在待浮选的试液表面,当某种惰
性气体通过试液时,利用溶液中存在表面活性差异
的各组分在气一液界面的吸附能力不同而将其进行
分离,分离后的组分在有机层得到富集,而后测定有
机相中被捕集的成分。由于它具有分离与富集同时
完成的特点,因此在水处理和分析化学等领域得到
了广泛关注,特别是在水中痕量金属离子以及有机
污染物的测定方面口~7]。本实验利用茵陈中总香豆
素的疏水亲气性来进行浮选,即在溶剂浮选过程中,
水相中的总香豆素可被大量气泡所产生的“气一液”
界面吸附,并随气泡上升至浮选柱上部,待气泡破裂
后溶解于上层有机相中,而后将有机相进行处理,即
得总香豆素。本实验对溶剂浮选分离富集茵陈中的
总香豆素进行了研究,优化了浮选溶剂、样品溶液浓
度、氮气流速、试液pH值、浮选时间等实验条件。此
外,在相同的前处理条件下与传统的溶剂萃取法进
行对比,结果表明溶剂浮选法具有分离速度快、富集
倍数大、回收率高、操作简便、有机溶剂用量少及成
本低廉等特点,为中草药有效成分的分离富集提供
了一条新途径。
1仪器与试剂
752N紫外可见分光光度计(上海精密科学仪
器有限公司);U一3010紫外可见分光光度计(日本
日立公司);PHS一25型pH计(上海精密科学仪器
有限公司);AB204一N电子天平(瑞士梅特勒公
收稿日期:2007—07—06
作者简介:刘西茜(1962一).女,山东寿张人,副教授,毕业于北京师范大学化学系,现为青海师范大学化学系教师,主要研究方向为有机
化学、天然药物化学.Tel:(0971)6309384E—marl:liuxiqian0971@163.corn
-通讯作者董慧茹E—mail:donghr@mail.butt.edu.ca

万方数据
·690· 中草焉ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月
司);转子流量计(北京市宣武区仪表厂);溶剂浮选
柱自制,溶剂浮选装置见图l。
氧气钢
皂膜流量计
图1溶剂浮选装置
Fig·1Apparatusofsolventsublation
试剂均为分析纯,滨蒿内酯对照品由中国药品
生物制品检定所提供,茵陈药材购自北京嘉事堂药
店,实验用水为去离子水。
2方法与结果
2.1 样品溶液的制备[3]:称取6.186g茵陈,用水
煎煮3次,滤过,合并滤液,滤液以水定容至100
mL,作为储备液(生药质量浓度为0.06g/mL)。再
稀释至生药质量浓度为0.02g/mL,作为样品溶液。
2.2溶剂浮选工艺流程:移取样品溶液10mL于
250mL烧杯中,加水180mL,用0.1mol/L盐酸溶
液和0.1mol/L氢氧化钠溶液调节试液的pH值。
搅拌均匀后转移至浮选柱中,加入10mL有机相,
以适当流速(用皂膜流量计准确测定通入气体的流
速)通入氮气;待浮选结束后,吸出上层有机相,于
10mL量瓶中定容。取此液于1cm石英比色皿中,
以浮选溶剂为参比,于320nlTl波长处测其吸光度。
2.3总香豆素的溶剂浮选分离富集:移取样品溶液
190mL于250mL烧杯中,用0.1mol/L氢氧化钠
溶液调节试液pH值为9,搅拌均匀后转移至浮选柱
中,加入10mL正辛醇,以40mL/min通入氮气,浮
选40rain后,静置片刻,将上层有机相转移至旋转
蒸发仪中,减压蒸发,残留物用甲醇重结晶,得产物
总香豆素。
2.4吸收曲线的确定:按2.2项下方法进行样品
溶液的溶剂浮选,于200~400nm测其紫外吸收光
谱,见图2。可见峰值吸收分别位于222、273、320
nm处,本实验选择320rim为定量分析的测定波
长,以总香豆素质量浓度为评价浮选效率的指标。
2.5标准曲线的绘制:取适量滨蒿内酯配成质量浓
度为0.610mg/mL储备液。将储备液稀释成35.0、
61.0、91.5、122、153、183、214pg/mL对照品正辛
醇溶液,于1cm石英比色皿中,以正辛醇为参比,于
320nm波长处测其吸光度。以吸光度为纵坐标,质
300 400
A/nm
图2样品溶液的紫外吸收光谮
Fig.2UVAbsorptionspectrumofsamplesolution
量浓度为横坐标,绘制标准曲线,得回归方程A=
0.00298C一0.0103,r=0.9994。因320nm不是
滨蒿内酯的专属性特征吸收波长,所以式中的A应
为总香豆素的吸光度,故C应为总香豆素的质量
浓度。
2.6总香豆素溶剂浮选条件的优化
2.6.1浮选溶剂的选择:分别选用正辛醇、异戊醇、
正丁醇、甲苯、醋酸乙酯、石油醚为浮选溶剂,其他按
2.2项下方法进行。实验结果表明,以正辛醇为溶剂
时,浮选效果最佳。
2.6.2pH值的影响:在pH1~12调整样品溶液
的pH值,其他按2.2项下方法进行,结果见图3。采
用滨蒿内酯对照品溶液为对照,结果见图4。可见样
品溶液的pH值为2时的浮选效果明显优于pH值
为9时的浮选效果,这与图4中滨蒿内酯的最佳浮
选pH值为9似乎有些矛盾;这是因为在pH2条件
下,茵陈中除香豆素类被浮选外,香豆酸、对羟基苯
乙酮和茵陈色原酮等酸、酮类成分也同时被浮选;在
pH9时,茵陈中以滨蒿内酯为主的香豆素类是以分
子状态存在,特别适宜于溶剂浮选,而香豆酸类、对
羟基苯乙酮和茵陈色原酮等则因解离而不被浮选,
故pH9为茵陈中香豆素类的最佳浮选酸度;而当
pH值大于9时,6一羟基一7一甲氧基香豆素和7一羟基一
6一甲氧基香豆素会解离,使浮选效率下降,故本实验
选择样品溶液的pH值为9。
2.6.3 氮气流速的影响:改变氮气流速,其他按
2.2项下方法进行,结果见图5。可见,随着氮气流速
的升高,浮选效率增大,当流速为40mL/min时,浮
选效果最佳;若继续升高流速,浮选效率下降。这是
因为,在较低流速时,氮气流速升高有利于自水相至
有机相的传质速率提高,故浮选效率升高;当氮气流
速超过某个II缶界值时,气泡将沿器壁上升,在水相与
空气界面上破裂,气泡上携带的香豆素分子直接返
回水相,而不进入有机相,不利于浮选进行。故本实

O
O
O
O
O


万方数据
中草稿ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第5期2008年5月·691·
宅120
—80

蓉40

0
0 2 4 6 8 10 12
pH
图3 pH值对样品溶液中滨蒿内醋浮选效率的影响
Fig.3EffectofpHvalueonscoparonesublation
efficiencyinsamplesolution
J
E 210

龌190



0 2 4 6 8 10 12
pH
圈4 pH值对滨蒿内醋对照溶液浮选效率的影响
Fig.4EffectofpHvalueonscoparonesublation
efficiencyinreferencesolution

j
E

j





J0 20 30 40 50 60 70
流速/(rnL·rain一1)
圈5氮气流速对滨蒿内酯浮选效率的影响
Fig.5Effectofnitrogenflowrateonscoparone
sublationefficiency
验选择氮气流速为40mL/min。
2.6.4 浮选时间的选择:改变浮选时间,其他按
2.2项下方法进行,结果见图6。可见当浮选时间为
40min时,浮选基本达到平衡;若继续增加浮选时
间,浮选效率增加不大,故本实验选择浮选时间为
40min。
2.6.5电解质NaCI的影响:研究了NaCI不同加入
量对浮选效率的影响。结果表明,电解质NaCI的加
入对浮选效率影响不大,故本实验不需加入电解质。
2.6.6样品溶液质量浓度的影响:考察了不同质量

j



<




t/min
图6浮选时间对滨蒿内酯浮选效率的影响
Fig.6Effectofsublationmeonscoparone
sublationefficiency
浓度样品溶液对浮选效率的影响,其他按2.2项下
方法进行,实验结果见表1。可见当样品溶液的生药
质量浓度为0.02g/mL时,浮选效率最佳。
浮选效率=(1一浮选后水相质量浓度/浮选前水相质量
浓度)×100%
2.6.7浮选效果评价:通过上述条件实验,可确定
总香豆素的最佳浮选条件为样品溶液的生药质量浓
度为0.02g/mL,浮选溶剂为正辛醇,试液的pH值
为9,氮气流速为40mL/min,浮选时间为40min,
不加入电解质。在最佳条件下进行溶剂浮选,计算茵
陈中总香豆素的浮选效率,结果见表2。
衷1不同质量浓度样品溶液的浮选效果
Table1 Sublationeffectsinsamplesolution
atdifferentco centratiOⅡ
衷2最佳条件下的浮选结果
Table2 Sublationresultsinoptimumconditions
2.7溶剂浮选法与溶剂萃取法的比较:在相同的前
处理条件下,分别采用溶剂浮选法和溶剂萃取法[3]
对茵陈中总香豆素进行分离富集,结果见表3。可
见,溶剂浮选法对茵陈中的总香豆素分离富集效果
明显优于溶剂萃取法。这是因为溶剂浮选两相间分
配平衡常数远大于溶剂萃取,单位体积的有机溶剂
可以富集更多的总香豆素;另外,溶剂浮选加入的有
机溶剂量不受母液影响,视浮选柱的横截面积而定,
而萃取加入的溶剂量则由母液的体积所决定,因而
溶剂浮选的富集倍数高、处理的试样量大,并可节省






如加m∞∞∞∞∞

万方数据
·692· 中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第s期2008年5月
裹3溶剂浮选法与溶剂萃取法的分析结果对照
Table3 Comparisonbetweensolventsublation
andsolventx raction
方法莩兰姜危删%富集倍数恻%处理恻h
大量有机溶剂。
富集倍数=富集液(有机相)中总香豆素的质量浓度/样
品溶液中总香豆素质量浓度
收率=富集液中总香豆素的质量/样品溶液中总香豆素
的质量一
纯度=所述方法测得的茵陈中总香豆素量/采用高效液
相色谱法测得茵陈中总香豆素量
3讨论t
在实验中,发现经前处理后的茵陈样品溶液在
溶剂萃取过程中极易乳化,需放置12h后才能分
层,这是因为有效的萃取需要合适的接触面,因而就
需要足够的萃取剂液滴,而溶剂的液滴太小,又极易
导致乳化;而溶剂浮选不存在乳化问题,因此分离时
间比溶剂萃取大大缩短,有效地节省了处理时间;此
外,在溶剂浮选中有机溶剂在水相的溶解损失较溶
剂萃取小,这是由溶剂在水相的非平衡溶解所致。由
此可见,对茵陈中总香豆素的分离富集,溶剂浮选法
比溶剂萃取法更有效。
参考文献:
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星点设计一效应面法优化川西獐牙菜提取工艺
邹小艳h2’3,魏立新1’”,社玉枝h3,郭松长1,韩青1’扎3,肖远灿h3
(1.中国科学院西北高原生物研究所,青海西宁810008;2.中国科学院研究生院,北京100049;
3.青海省青藏高原特色生物资源研究重点实验室,青海西宁810008)
摘要:目的星点设计一效应面法优化川西獐牙菜的提取工艺。方法以乙醇体积分数、提取时间、溶媒比为tl变
量,龙胆苦苷收率和浸膏得率为因变量,通过对自变量各水平的多元线性回归及二项式拟合,用效应面法选取较佳
工艺,并进行预测分析。结果 确定最优提取工艺为86%乙醇12.4倍量回流提取3次,每次63rain。结论星点
设计一效应面法优选的川西獐牙菜提取工艺。方法简便,精度更高。
关键词:川西獐牙菜;星点设计,效应面法;龙胆苦苷;浸膏
中图分类号:R286.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)05—0692一05
OptimumextractingprocessforSwertiamussotiibycentralcomposite
design/responsesurfacem thod
ZOUXiao—yanl+2“,WEILi—xinl“,DUYu—zhil“,GUOSong—chan91,HANQin91‘2“,XIAOYuan—canl’3
(1.NorthwestInsti uteofPlateauBiology,ChineseAcademyofSciences,Xining810008,China;2.GraduateUniversity,
ChineseAcademyofSciences,Beijing100049,ChinaI 3.QinghaiKeyLaboratoryofQinghai·Tibet
,PlateauBiologicalResources,Xining810008,China)
Abstract:ObjectiveToop mizethextractingprocessforSwertiamussotiibycentralcompositede—
sign/responsesurfacemethod.MethodsIndependentvariableswereethanolc ncentration,refluxtime,
收稿日期:2007—09—14
作者简介:邹小艳(1983二,女,湖南祁东县人,在读硕士.主要从事中药提取、纯化工艺和质量控制的研究。
E-mail:dayan2200@163.com
*通讯作者魏立新Tel:(0971)6143668.E—mail:lxwei@nwipb.ac.cn

万方数据
溶剂浮选法分离富集茵陈中总香豆素的研究
作者: 刘西茜, 董慧茹, LIU Xi-qian, DONG Hui-ru
作者单位: 刘西茜,LIU Xi-qian(北京化工大学理学院,北京,100029;青海师范大学,化学系,青海,西宁
810008), 董慧茹,DONG Hui-ru(北京化工大学理学院,北京,100029)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(5)
被引用次数: 1次

参考文献(7条)
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2.谢韬;粱敬钰;刘净 茵陈化学成分和药理作用研究进展[期刊论文]-海峡药学 2004(01)
3.杨云;冯卫生 中药化学成分提取分离手册 1998
4.Ma C H;Ke W;Sun Z L Large-scale isolation and purification of scoparone from Herba Artemisiae
Scopariae by high-speed counter-current chromatography[外文期刊] 2006(1-2)
5.Cheng Q;Dong H R Solvent sublation using dithizOne as a ligand for determination of trace elements
in water samples[外文期刊] 2005(01)
6.董慧茹;张利静;刘国文 溶剂浮选法分离富集工业废水中痕量有机污染物的研究[期刊论文]-分析试验室
2005(05)
7.吕玉娟;朱锡海 溶剂气浮分离技术研究现状与发展方向[期刊论文]-化学进展 2001(06)

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4. 刘影.于治国.袁璐.王行文 茵陈药材中绿原酸的含量测定[期刊论文]-西北药学杂志2006,21(5)
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7. 范新美 溶剂浮选分离富集葛根中大豆甙元及溶剂浮选机理的研究[学位论文]2006
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9. 王星.蔡天培.王超.肖海清.张帆.刘柳 化妆品中黄樟素和6-甲基香豆素的气相色谱-质谱测定法[期刊论文]-环
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10. 王倩.王丰.薛松.于治国 茵陈中7-甲氧基香豆素的分离与含量测定[期刊论文]-沈阳药科大学学报2003,20(1)

引证文献(1条)
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药 2011(9)


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