第39卷第4期 2014年l2月 广州化学 Guangzhou Chemistry Vb1.39 NO.4 Dec.2014 文章编号:1009—220X(2014)04—0022—06 昆仑雪菊中黄酮类化合物提取与纯化 王维维, 王亦军木, 侯圣龙, 焦焕风 (青岛大学化学科学与工程学院,山东青岛266071) 摘要:用超声法提取昆仑雪菊中黄酮类化合物,通过大孔树脂对提取液进行纯化,纯化物经聚酰胺 层析柱梯度洗脱得到初步分离物,通过颜色反应和紫外光谱扫描进行定性分析。设计正交实验得到超 声法提取的最佳工艺条件是65%乙醇、料液比为1:40、超声时间60 min,此条件下提取3次,总黄 酮得率可达132.6 mg/g。通过聚酰胺柱层析法分离出五个组分,初步判断它们属于不同的黄酮类物质。 超声法提取总黄酮,提取率较高,聚酰胺树脂对黄酮类化合物的分离效果较好。 关键词:昆仑雪菊;黄酮类化合物;超声提取法;聚酰胺树脂 中图分类号:R284.2:R927.2 文献标识码:A 昆仑雪菊,学名为Coreopsis tinctoria,又名血菊、高山寒菊、金鸡菊,维吾尔语“古丽恰尔”L1 J,为 菊科金鸡菊属,主要分布在和田地区位于海拔3000米左右的昆仑山北麓L2J。昆仑山地区的气候寒冷潮 湿,空气稀薄,生态环境十分独特,由于生态环境恶劣,昆仑山上的野生植物往往生命力很强,且都有极 高的药用价值E 。 昆仑雪菊中蛋白质和多糖的含量都远高于其他菊花品种,钙、铁、镁、锰等微量元素的含量也高于其 他菊花品种,有害元素铜、砷、铅、汞的含量则低于其他大部分菊花,氨基酸中含有其他菊花罕见的胱氨 酸,且甘氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸的含量也高于其他大多数品种,总黄酮的含量也远高于其他菊花品种L4J。 黄酮类化合物具有抗氧化、扩张冠状动脉一抗心肌缺血、降血压、抑制艾滋病毒、抗癌等生物活性和 药理作用pJ。黄酮类化合物是药用菊花的主要有效成分,其含量高低也是评价菊花质量的重要标志【oJ。 本文选用超声法提取昆仑雪菊中黄酮类化合物,再通过大孔树脂对提取液进行纯化,最后纯化物经聚 酰胺层析柱梯度洗脱得到初步分离物。设计正交实验得到了超声波法提取的最佳工艺条件。层析法分离出 五个组分,通过颜色反应和紫外光谱扫描进行定性分析,初步判断了它们的类别。超声法提取总黄酮,提 取率较高,聚酰胺树脂对黄酮类化合物的分离效果较好,为之后的结构鉴定奠定基础。 1 实验 1.1仪器 QZ77.10远红外辐射恒温干燥箱(青岛空调设备仪器厂),ALl04电子天平(梅特勒一托利多仪器有限 公司),AS5150超声波清洗器(天津奥特赛恩斯仪器有限公司),KA.1000台式离心机(上海安宁科学仪 器厂),循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司),T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用 有限公司),RE一52A型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂),ZF一2型三用紫外仪(上海市安亭电子仪器厂)。 收稿日期:2014.07.01 作者简介:王维维(1989~),男,硕士研究生;主要从事天然产物分离分析的研究。 通讯作者:王亦军(1956~),女,教授,硕士生导师;主要从事分析化学和天然产物分离分析的研究。yijunwangqdu@163.com 第4期 王维维等:昆仑雪菊中黄酮类化合物提取与纯化 23 1.2材料与试剂 昆仑雪菊,芦丁标准品,AB一8大孔树脂,柱层析用硅胶,聚酰胺(柱层析用),硅胶G(薄层色谱用), 无水乙醇、亚钠、铝、氢氧化钠、氯化铝、甲醇等均为分析纯。 2结果与讨论 2.1黄酮类化合物的提取 2.1.1供试样品溶液的制备 采用超声波法提取昆仑雪菊中的黄酮类化合物,考察超声时间、料液比、乙醇浓度三个因素对提取率 的影响,每个因素选取三个水平,如表1所示,设计正交实验选出最佳提取方案。每次称取0.5 g干燥的 昆仑雪菊粉末,置于250 mL圆底烧瓶中,加入一定体积的乙醇溶液,置于超声波清洗器中超声相应的时 间,共提取3次,提取液全部转入100 mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,摇匀备用。 表1超声波提取法考察的三因素三水平 2.1.2芦丁标准使用液的配制 称取120℃干燥至恒重的芦丁标准品0.041 g,置于50 mL烧杯中,加入少量甲醇加热溶解,转入100 mL 容量瓶中,甲醇定容至刻度,摇匀,作为芦丁标准贮备液(410 ̄tg/mL)。准确吸取10 mL标准贮备液置于 50 mL容量瓶中,甲醇定容至刻度,摇匀,即得浓度为82 gg/mL芦丁标准使用液。 2.1‘3最大吸收波长的选择 准确称取芦丁标准使用液和样品使用液各5 mL,分别置于25 mL容量瓶中,加蒸馏水5 mL,依次加 入5%的NaNO2 1.0 mL,摇匀,静置6 min;加入10%的A1NO3 1.0 mL,摇匀,静置6 min;加入4%的NaOH 10 mL,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,静置15 min后,以不加样品液为空白,在200 ̄700 nm波长范围内 扫描谱图。结果表明,两种溶液在352 n/n处均有较强吸收,故选择352 nm作为检测波长。 2.1.4芦丁标准曲线的绘制[ 】 精密量取芦丁标准使用液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、 5.0 mL分别加入到50 mL容量瓶中,分别加蒸馏水 5 mL,依次加入5%的NaNO2 1.0mL,摇匀,静置6min; 加入10%的AINO3 1.0 mL,摇匀,静置6 min;加入 蘧 米 4%的NaOH 10.0 mL,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,静 置15 min后,以不加芦丁为空白,在波长352 nrn下测 定其吸光度值(如表2所示)。以浓度C( ̄tg/mL)为 横坐标,吸光度 为纵坐标,绘制芦丁标准曲线,得 到线性回归方程:A=0.037 8C+0.019 4,R =O.999 4。 浓度c/(gg.inL ) 表明芦丁标准液的浓度在1.64~8.20 ̄g/mL范围内,吸 光度与浓度的线性关系良好,如图l所示。 图1芦丁标准曲线 24 广州化学 第39卷 表2芦丁标准液浓度及其吸光度值 2.1.5提取液中总黄酮含量的测定 准确吸取样品提取液1.0 mL置于100 mL容量瓶中,以不加样品溶液为空白,按照“2.1.4”中的方法 测定其吸光度,根剧标准曲线得出提取液中总黄酮的含量,正交实验结果如表3所示。 表3 L9(3 )正交实验结果 根据正交实验极差分析可知,乙醇浓度对黄酮提取率的影响最大,其次是超声时间,料液比对黄酮提 取率的影响最小。最优组合为A2B2Cl,即超声时间60 min、料液比1:40、65%( )的乙醇,在此条件 下提取三次,按照“2.1.4”的方法计算黄酮得率,结果总黄酮提取量为132.6 mg/g。 2.2黄酮类化合物的分离 2.2.1 AB一8大孔树脂对黄酮类化合物的纯化 AB 8大孔树脂一装柱一预处理一浸泡一倒入黄酮提取液一蒸馏水洗脱至无色--*70%7,醇洗脱一收集, 减压浓缩备用。 第4期 王维维等:昆仑雪菊中黄酮类化合物提取与纯化 25 2.2.2聚酰胺柱层析分离雪菊中黄酮类化合物【 】 聚酰胺一浸泡一装柱--- ̄D入纯化浓缩液一乙醇梯度洗脱(乙醇/水比例从0:1至l:0)一收集一薄层 色谱检测一合并收集液一浓缩,干燥一甲醇溶解,定容至50 mL。 2.2_3颜色反应[ 】 表4不同黄酮类化合物的颜色反应 取20支15 mL试管,分为A、B、C、D、E五组,每组四支,编号1.4,分别加入五个组分的甲醇溶 液1 mL,依次加入适量对应的显色试剂,观察并记录颜色变化,如表5。 表5五个组分的颜色反应 参考表4,通过分析比较五个组分在不同显色剂下的颜色反应,可初步判断它们属于五种不同的黄酮 类物质。 2.2.4五个组分的紫外光谱扫描 黄酮、黄酮醇等多数黄酮类化合物,因分子中存在桂皮酰基(cinnamoy1)及苯甲酰基(benzoy1)组成 的交叉共轭体系,故其甲醇溶液在200 ̄400 nlTl的区域内存在两个主要的紫外吸收带,成为峰带I(300~ 400 nm)及峰带II(220 ̄280 nm)(如图2所示)。不同的黄酮类物质,其峰I和峰II的位置及强度也不 相同(数据见表6)【 J。 O 苯甲酰基 (峰带II,220 ̄280 nm) 黄酮(R=H) 黄酮醇(R=0H) 桂皮酰基 (峰带I,300 ̄400nm) 图2黄酮类化合物结构中的交叉共轭 26 广州化学 第39卷 表6不同黄酮类化合物的紫外吸收光谱 结构类型 峰带I/nm 310~35O 350~385 峰位 峰带II/nm 250~280 250~280 245~275 组内区别峰位 组间区别峰强 黄酮 黄酮醇 带I不同 I、II皆强 异黄酮 二氢黄酮(醇) 查尔酮 橙酮 310 ̄330(肩峰) 300 ̄330(肩峰) 340 ̄390 380~430 275~295 带II不同 I弱II强 230 ̄270(低强度) 230 ̄270(低强度) 带I不同 I强II弱 以甲醇溶液作空白,在200 ̄700 nm范围内扫描五个组分在甲醇溶液中的紫外光谱,谱图如图3和图 4所示。 图3组分I~III的紫外光谱 图4组分Ⅳ~V的紫外光谱 通过观察分析五个组分的紫外谱图,它们在波长200 ̄400 n/i1内均有两个不同的吸收峰,且吸收峰的 位置及强度均不同,如表7所示,可初步推断出它们分别属于五种不同的黄酮类物质。 表7五个组分百勺紫外光谱数据 3 结论 本文通过设计正交实验,得到了超声波法提取昆仑雪菊中黄酮类化合物的最优工艺,并利用AB.8大 孔树脂对提取液进行纯化,使用聚酰胺柱色谱,采用不同浓度乙醇梯度洗脱的方法,对雪菊提取液进行初 步分离,并通过颜色反应和紫外光谱进行定性分析,得出结论: 1)超声波法提取昆仑雪菊中黄酮类化合物,最优方案是65%的乙醇,料液比为l:40,单次超声60 min, 第4期 王维维等:昆仑雪菊中黄酮类化合物提取与纯化 27 提取三次,总黄酮提取量可达132.6 mg/g。 2)采用聚酰胺柱层析法分离提取液,通过薄层色谱检测,共分离出五个黄酮组分。分别通过颜色反 应和紫外光谱扫描进行定性分析,初步判断出它们属于不同的黄酮类物质,组分1可能是二氢黄酮,组分 2可能是查尔酮或橙酮,组分3可能是二氢黄酮或二氢黄酮醇,组分4可能是黄酮,组分5可能是查尔酮。 本文初步判断出每个组分的可能归属,还需进一步的纯化和其他结构鉴定才能最终确定其结构和类型。 参考文献: [1] 赵军,孙玉华,徐芳,等.昆仑雪菊黄酮类成分研究[J].天然产物研究与开发,2013,25(1):50.52. 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Extraction and Isolation for Flavonoids ln oreopsis 1。inctoria ●J,一1 ‘,’n‘ ・ ‘ WANG Wei-wei, WANG Yi-jun水,HOU Sheng—long, JIAO Huan—feng (College of Chemical Science and Engineering of Qing Dao University,Qingdao 26607 1,China) Abstract:The fiavonoids of Coreopsis Tinctoria were isolated by using ultrasonic extraction,and the extract was puriifed by AB一8 macro—porous resin.With the modus of gradient elution,the puriifed was initial separated by polyamide column chromatography,and the qualitative analysis was explored through color reactions and the UV spectrum scanning.The optimum extraction of ulrastonic by designing orthogonal was ethanol concentration of 70%,the Solid—liquid ratio of 1:40,the ultrasonic time of 60 min.The content of total lfavonoids could research 1 32.6 mg/g with tree tihmes under the extraction.Five constituents were isolated and puriifed by polyamide column chromatography,and they belonged diferent flavonoids through qualitative analysis.The extraction rate of total flavonoids through ultrasonic extraction was higher and the flavonoids could be isolated well by polyamide resin. Key words:Coreopsis tinctoria;flavonoids;ultrasonic extraction;polyamide resin