染料木黄酮钙配合物的合成、表征、性质研究及其在异黄酮纯化中的应用

摘要

配位作用在天然药物中普遍存在,研究发现,根据协同效应,某些天然药物中有效成分的金属配合物的生物活性明显强于单一有效成分。染料木黄酮具有多种生物活性和生理功能。它能抗氧化、抗炎、抑菌,有弱雌激素活性,能有效地预防和抑制各种肿瘤、骨质疏松症、妇女更年期综合症及心血管疾病等多种疾病的发生。染料木黄酮的结构具有较高的超离域度,完整的大π键共轭体系,强配位氧原子和合适的空间构型,是金属离子良好的螯合配体,易与金属离子进行螯合反应。因此金属离子能够促进人体的许多生理功能。根据协同效应,药物中加入金属离子不仅可以改善药物的理化性质,促进药物吸收,更重要的是还可增强药效。配合物的形成对金属元素的吸收和代谢都起重要作用。因此,研究染料木黄酮与金属形成的配合物,有助于该类化合物新型金属基药物的开发利用。为了设计高效、低毒的抗氧化性染料木黄酮配合物,论文选用更年期女性大多缺少的钙元素为中心原子。以染料木黄酮和氢氧化钙为原料合成了染料木黄酮钙配合物。首先优选配合物形成的条件,条件实验结果显示:除了反应温度和反应时间以外,反应体系的pH是决定配合物能否形成的关键因素,合成的最优工艺条件为pH8.5、反应温度65℃、搅拌时间8.0h,此时染料木黄酮-钙配合物的产率为77.42％。采用红外光谱、紫外光谱、热重分析及核磁共振等手段对其结构进行了表征。
　　结果表明:染料木黄酮以分子中的4位羰基O和5位羟基O与Ca2+配位而形成分子式为[Ca(C15H9O5)2]·2H2O的配合物。论文通过对染料木黄酮钙配合物抗氧化活性的分析,探讨了配合物构效关系及协同作用。采用邻苯三酚自氧化法、Feton反应-邻二氮菲光度法和DPPH自由基方法分别测定了配体与配合物清除超氧自由基、羟自由基和DPPH自由基的能力。结果表明染料木黄酮及其钙配合物清除超氧自由基能力随浓度的增大逐渐增大;在相同浓度下,钙配合物的清除能力明显强于配体染料木黄酮,提高了20％。染料木黄酮具有一定的清除羟基自由基的能力,当其形成钙配合物后,其清除能力也大大增强,最高可达到65％,提高了近50％。同时配体本身及配合物抗羟自由基的活性随浓度升高有一极大值,随后则下降。染料木黄酮及其配合物均具有一定的清除DPPH自由基的能力。随着浓度的增加,二者清除能力仅略有增强,在相同浓度下,配合物对DPPH自由基的清除率要高于染料木黄酮,但这种能力的提高并不明显,最高仅1％左右。论文又考察了染料木黄酮及其配合物的抑菌性质,测定了其抑制大肠杆菌、绿脓杆菌、李斯特氏菌的能力。
　　结果表明：染料木黄酮及其配合物对大肠杆菌、李斯特氏菌、绿脓杆菌都有一定的抑菌效果。随着浓度的增大,抑菌效果明显。二者均对绿脓杆菌的抑制效果最强。相比较而言,染料木黄酮配合物的抑菌性仅略高于染料木黄酮,这可能与钙离子对细菌的生长有促进作用有关。通过单因素及二次正交旋转设计试验,并按实际生产需要进行了修正,确立了最佳提取条件为:液固比42:1,提取时间3.7h,提取温度49℃。在此修正条件下实际测得提取率为93.12％。应用染料木黄酮配合物合成的原理,对30％的大豆异黄酮粉进行了纯化,成功的将异黄酮粉中的主要成分染料木苷和黄豆苷进行分离,得到高纯度的染料木苷和黄豆苷。对于进一步制备活性更高的染料木黄酮和黄豆苷元具有重要意义。以期为染料木黄酮的进一步开发利用及设计低毒、高效的抗癌药物提供有价值的参考信息。

目录

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CONTENTS

摘要

Abstract

1 引言

1.1 选题背景和意义

1.2 大豆异黄酮的研究概况

1.2.1 大豆异黄酮的结构和种类

1.2.2 大豆异黄酮的分布和来源

1.2.3 大豆异黄酮的生理功能

1.3 有机金属配合物研究进展

1.3.1 金属配合物的生理功能

1.3.2 钙的重要生理作用

1.3.3 有机金属配合物与药物化学和医学

1.4 中药现代化研究中的配合物

1.4.1 中草药中的金属配合物及其生理作用

1.4.2 中草药中的黄酮类金属配合物

1.5 课题研究的主要内容

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.1.1 试验原料

2.1.2 试验试剂

2.1.3 试验仪器

2.2 试验方法

2.2.1 配合物的合成

2.2.2 配合物合成条件的优选

2.2.3 配合物的结构表征

2.2.4 染料木黄酮及其配合物清除自由基能力测定

2.2.5 染料木黄酮及其配合物抑菌能力的测定

2.2.6 大豆异黄酮含量测定

2.2.7 丙酮提取大豆异黄酮的研究

2.2.8 配合物法纯化大豆异黄酮的研究

2.2.9 高效液相色谱法分析纯化结果

3 结果与分析

3.1 配合物的合成

3.1.1 配合反应介质的选择

3.1.2 合成最佳条件的确定

3.2 产品的纯化

3.3 配合物的结构表征

3.3.1 染料木黄酮及配合物的紫外-可见光谱

3.3.2 染料木黄酮及配合物的红外光谱

3.3.3 染料木黄酮及配合物的核磁共振谱

3.3.4 配合物的差热与热重分析

3.3.5 染料木黄酮与金属离子的配位络合反应机制

3.4 染料木黄酮-金属配合物的结构式和分子式

3.5 染料木黄酮及其配合物清除自由基能力测定

3.5.1 清除超氧自由基(O2~(·-))能力

3.5.2 清除羟自由基(·OH)能力

3.5.3 清除DPPH能力

3.6 染料木黄酮及其配合物的抑菌效果

3.7 丙酮提取大豆异黄酮条件的确定

3.7.1 单因素试验

3.7.2 二次回归正交旋转试验

3.8 纯化的鉴定结果

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文