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天然产物化学课程设计论文题目：香椿叶中槲皮素的提取分离与鉴定姓名：刘子发学号：20130401310019院系：材料与化工专业：13应用化学完成日期：2016年05月16日天然产物化学课程设计论文1香椿叶中槲皮素的提取分离与测定摘要本文主要介绍了槲皮素的结构和各种物化性质及其药理作用，继而对槲皮素的提取分离方法进行综述，还叙述了黄酮类化合物的结构鉴定方法。后续提出实验方案，对香椿叶中槲皮素的提取分离以及测定方法进行了研究，用萃取的方法从香椿叶中提取黄酮类化合物，然后再运用聚酰胺色谱柱法分离出槲皮素。接着对分离出的物质测定与结构鉴定。关键词：槲皮素；紫外光谱；超声提取法；香椿叶；萃取；聚酰胺色谱法AbstractThisarticlemainlyintroducedthestructureandvariousphysicalandchemicalpropertiesofquercetinanditspharmacologicalaction,thenforextractionandseparationmethodsofquercetinweresummarized,alsodescribesthestructureidentificationmethodsofflavonoids.Subsequentexperimentschemeisputforward,thecedrelasinensisleavesintheextractionandseparationofquercetinanddeterminationmethodwerestudied,withtheextractionmethodtoextractflavonoidcompoundsfromcedrelasinensisleaves,andthenusingthemethodofpolyamidecolumnchromatographyseparationofquercetin.Andthentoisolatethematerialidentificationandstructuredetermination.Keywords：Quercetin；ultravioletspectrum；ultrasonicextraction；cedarleaf；extraction；polyamidecolumnchromatography1.文献综述1.1槲皮素结构及物化性质槲皮素是一种多羟基黄酮类化合物，化学名为3，3’，4’，5，天然产物化学课程设计论文27-五羟基黄酮，具有多种生物学活性及很高的药用价值。槲皮素广泛存在于植物的花、叶、果实中，已知有100多种中草药中含有槲皮素，如槐米、槐花、图1丹皮、香椿叶、菊花、田基黄、车前子、桑寄生、仙鹤草、杠板归、绞股蓝、山楂、贯叶连翘、菟丝子、银杏叶、刺五加、白花蛇舌草、鸡冠花、鱼腥草、余甘子、三白草、番石榴叶、蜜柑草、紫花地丁、垂盆草等。槲皮素，又名栎精，槲皮黄素，溶于冰醋酸，碱性水溶液呈黄色，几乎不溶于水，乙醇溶液味很苦。二水合物为黄色针状结晶（稀乙醇），在95-97°C成为无水物，熔点314°C（分解）。能溶于冷乙醇（1:290），易溶于热乙醇（1:23），可溶于甲醇、乙酸乙酯、冰醋酸、吡啶、丙酮等，不溶于水、苯、乙醚、氯仿、石油醚等，碱性水溶液呈黄色，几乎不溶于水，乙醇溶液味很苦。黄色针状结晶,槲皮素属黄酮类化合物，多以甙的形式存在，经酸水解可得到槲皮素。可作为药品，具有较好的祛痰、止咳作用，并有一定的平喘作用。栎精为五羟黄酮，其分子中2、3位间有双键，37、47位处有2个羟基故具有能作为金属螯合作用或油脂等氧化过程中产生的游离基团接受体的功能，可作为油脂、抗坏血酸的抗氧化剂。此外还有降低血压、增强毛细血管抵抗力、减少毛细血管脆性、降血脂、扩张冠状动脉，增加冠脉血流量等作用。用于治疗慢性支气管炎。对冠心病及高血压患者也有辅助治疗作用。1.2槲皮素等中药的基本提取方法与原理用于中药有效成分的提取方法主要是溶剂提取法,溶剂提取法是指利用溶剂对中药不同成分的溶解性差异,将有效成分提取出来,对不需要的成分尽量少的溶解,从而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。现今中药中大部分的有效成分,均可以采用溶剂提取法来进行提取。溶剂提取法的原理很简单。将中药浸泡于溶剂中,溶剂通过扩散和渗透作用进入到药物的细胞内,将可溶性物质溶解。此时细胞内外形成了目标成分的浓度差,于是目标成分在细胞内外间不断交换,直至细胞内外浓度达到动态平衡。将此溶液滤出,继续多次加入新的溶剂,就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。传统的溶剂提取法包括煎煮法、浸渍法、渗流法、回流法、连续回流提取法、升华法等'。但传统的溶剂提取法工艺复杂、流程长,具有许多固有的缺点。下面分别介绍一下传统的溶剂提取方法及其优缺点。煎煮法,是将经过处理的药材,加入适量水加热煮沸次,使其有效成分煎出,这也是一种简便、常用的方法。该法能煎出大部分有效成分,但煎出液杂质较多,天然产物化学课程设计论文3容易霉变、腐败,并且一些不耐热或挥发性成分在煎煮过程中易被破坏、挥发而损失。浸渍法,是最常见的简便浸出方法。除特别规定外,浸渍法一般在常温下进行。其最适用于有效成分遇热挥发或易被破坏的药材。缺点是操作时间长,且往往不易完全浸出有效成分。渗渡法,是用流动的溶剂渗过药粉而进行提取。由于随时保持相对大的浓度差,故提取效率高,浸出液比较澄清,缺点是溶剂消耗量太大,费时,且操作较为麻烦。回流法,是在应用乙醇等易挥发有机溶剂时,为减少溶剂消耗,提高效率而采用的方法。在回流时要加热,故对受热易破坏成分不适用,且溶剂消耗量仍大,操作较麻烦。连续回流法,又称索氏提取法。索氏提取器由冷凝器、烧瓶以及带有虹吸管的提取器这三部分组成。此种方法克服了简单回流法提取时溶剂量大、操作繁琐的缺点,但仍需较长时间加热,对受热易破坏的成分不适用。升华法,是利用中药中有些成分具有升华的性质,直接对固体加热,将可升华的成分气化,气体遇冷又凝固为固体,从而达到提取的目的。但此种方法仅限具有升华性质的某些成分使用,并且在升华过程中常伴有挥发性焦油状物产生,并粘附在升华物上,不易除去。近年来,一些新的提取分离技术己开始引入中药有效成分提取的研究中。这些新方法、新技术包括超声提取法、超临界流体提取法、微波辅助提取法、半仿生提取法、酶法、反胶团溶剂提取法、双水相提取技术、空气爆破法、破碎提取法和液泛法等。许多研究结果表明,与传统方法相比,这些技术有产率高、纯度高、速度快、物耗能耗少等特点,有着广阔的研究和应用前景。本节将对超声提取法和超高压提取法进行较深入的介绍。1.3微波提取法微波技术在人们的生产生活中应用越来越广泛，此法在黄酮类物质的提取上也取得了良好的效果。它的原理是利用磁控管所产生的每秒24．5亿次超高频率的快速震动，使药材内分子间相互碰撞、挤压，这样有利于药材有效成份的浸出。龚盛昭等用微波协同提取槐米中芦丁的研究表明，协同提取10min，其提取率94．1％。在银杏叶中提取黄酮，用60％乙醇溶液做萃取溶剂，仅仅用微波处理15min，用70℃水浴浸提1h便可与70℃水裕浸提4h的黄酮得率相当，这大大地降低了成本和时间。微波在提取过程中具有反应高效性和强选择性等特点，天然产物化学课程设计论文4而且操作简便，副产物少，产率高及产物易提纯等优点；并且浸出过程中药材细粉不凝聚，不糊化，克服了热水法易凝聚易糊化的不足。但微波技术不适于热敏性物质的提取，而且高频电场和微波辐射对人体机能有不利影响，使用时应防止微波泄露，注意加强安全防护措施。此外微波提取是否会影响药物的稳定性、及疗效等尚需深入研究和探讨。1.4超声提取法中药中许多有效化学成分为细胞内成分,提取时需要破碎细胞壁或细胞膜,而现有的化学和机械方法破碎细胞往往很难起到理想的破碎效果,从而影响提取结果。超声提取法因其独特的提取机制与理想的提取效果,在中药化学成分的提取中已经显示出了明显的优势。超声提取法一是近年来应用于中药有效成分提取分离中的一种手段。1.4.1超声提取法的原理超声波是一种高频率的机械波,一般其频率高于。现普遍认为超声技术空化效应、热效应和机械作用是其在中药提取中的三大理论依据。空化作用。液体中存在一些真空的或含有少量气体或蒸汽的小气泡,当一定频率的超声波作用于液体时,尺寸适宜的小泡便能发生共振现象,大于共振尺寸的小泡被赶出液体,而小于共振尺寸的小泡在超声作用下会逐渐变大。小泡长大到接近共振尺寸时,声波的稀疏阶段使小泡迅速胀大,在声波的压缩阶段,小泡又突然被绝热压缩,直至湮灭。湮灭过程中,小泡内部温度可达几千度,压力可达几千个大气压,上述现象称为空化现象。空化作用被用于清洗、雾化、乳化及加速化学反应速度等方面。热效应。热效应是指由于介质吸收超声波以及内摩擦消耗,分子产生剧烈振动,超声波的机械能转化为介质的内能,引起介质温度升高。超声波的强度愈大,产生的热作用愈强。在提取中,控制超声强度,可使药物组织内部的温度瞬间升高,加速有效成分的溶出,并且不改变其性质。机械作用。超声波是机械波,可在液体中形成有效的搅动与流动,破坏介质的结构,击碎液体中的颗粒,其效果是普通低频机械搅动所达不到的'“。机械作用常用于击碎、切割、凝集等方面。超声波可以使常温常压不能发生的化学反应在空化作用下发生,甚至使非常坚硬的固体被粉碎。控制一定的超声频率和强度,空化作用产生的极大压力造成生物细胞壁及整个生物体破裂,而且整个破碎过程在瞬间完成,同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散及溶解。被浸提的物质在被破碎瞬间生物活性保持不变,同时提高破碎速度和提取率。天然产物化学课程设计论文51.5超高压提取法超高压技术是一种新兴技术,广泛用于食品加工,达到灭菌、灭酶、改变生物大分子结构的目的张守勤等在国际上率先开展了超高压提取中药有效成分的研究,为天然药物有效成分的提取提供了一种新技术、新工艺。超高压提取法的基本原理。超高压提取,也称超高冷等静压提取,它是在常温下用一的液体静压力作用于药液上,使提取溶剂渗透到药物细胞内,在预定压力下保持一段时间使有效成分达到溶解平衡后迅速卸压,由于细胞内外渗透压力差突然增大,细胞内的有效成分转移到细胞外的提取液中,于是达到了提取有效成分的目的。1.6槲皮素等黄酮类化合物的结构测定与含量分析随着对黄酮类化合物的深入研究和不断开发利用，其分析方法近年来也得到了迅速的发展。分析对象有天然产物(如中草药、水果、蔬菜)及其加工制品(如药品、功能食品)、人体液(如血液、尿液)。分析方法有分光光度法，荧光法、极谱法、库仑测定法、离子选择电极法、薄层色谱法、薄层扫描法、气相色谱法以及近年来发展迅速的结合紫外检测、荧光检测、电化学检测的高效液相色谱法，高效毛细管电泳法和色谱新技术，如超临界液体色谱、色谱和质谱联用。其中液相色谱是从20世纪70年代被应用于黄酮类化合物的分析和鉴定，也是唯一的可以分离鉴定6大类黄酮物质的分析系统，同时黄酮类作为重要的天然产物也成为现代HPLC最早分析的样品之一。钱秋霞等用高效液相色谱法以水一乙睛一磷酸为流动相分离测定不同干燥方法的贯叶连翘中黄酮类化合物的含量，检测在60℃烘干4h时测得的芦丁和金丝桃昔的含量最高。杨洁等对血浆中芦丁和棚皮素的HPLC检测方法及其在大鼠体内的药物动力学进行研究，其药效主要是由于芦丁、棚皮素在肠内酶和细菌丛的作用下发生代谢和分解作用，而进入血浆中的为其代谢产物所致。该结果表明，芦丁和棚皮素同时给药有协同作用，使棚皮素药效增加，芦丁消除减慢，此结果对中药单方、复方给药剂量方面有参考价值。从中也可以发现研究食品及中药中黄酮类化合物原型成分的必要性。1.6.1紫外吸收光谱在黄酮类结构测定方面的应用大多数黄酮类化合物在甲醇中的紫外吸收光谱由两个主要吸收带组成。出现在300～400nm之间的吸收带称为带Ⅰ，出现在240～280nm之间的吸收带称为带Ⅱ。不同类型的黄酮化合物的带Ⅰ或带Ⅱ的峰位、峰形和吸收强度不同，因此从紫外光谱可以推测