槲皮素的提取及结构鉴定.docx
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槲皮素的提取及结构鉴定
天然药物化学设计实验
开题报告
题目：
槲皮素提取及结构鉴定
学生姓名：
舒泉湧
学号：
200804040125
院（系）：
生命科学与工程学院
专业：
制药工程
指导教师：
孔阳
一．【文献综述】
1．1研究意义
我国北部、华南和西南地区等地区都产槐花，尤河北和江苏省产量最为丰富。
槐花中含有丰富的黄酮类化合物，其芦丁（nltin）为黄酮中的主要成分，含量为8—20％；槲皮素（quercetin）为芦丁的苷元。
芦丁和槲皮素具有抗炎作用、抗氧化作用、抗肿瘤作用、抗血小板聚集作用；对糖尿病的肾脏、胃肠粘膜、器官缺血损伤具有保护作用；同时还有抗忧郁、抗心胸肥大、降压等作用。
因此，对槐花中芦丁和槲皮素的提取分离研究具有非常重要的研究意义。
1．2研究现状
1．2．1槐花性状与产地简介
槐花为豆科植物槐SophorajaponicaL.的干燥花及花蕾；前者习称为“槐花”，后者习称为槐米。
落叶乔木，单数羽状复叶互生，长达25cm，叶柄基部膨大，小叶7—15，卵状长圆形或卵状披针形，长2.55cm，先端尖，基部圆形或阔楔形，全缘,上面绿色，下面伏生白色短毛。
小叶柄长2.5cm；托叶镰刀状，早落。
花瓣多数散落，完整花呈飞鸟状，花瓣5枚，黄色或淡棕色，皱缩，卷曲。
雄蕊淡黄色，须状，有时弯曲，子房膨大；质轻，气微，味微苦；花期为7—8月。
主产于我国北部、华南及西南地区；河北省产量较丰富，江苏主产于镇江、苏州、南京、徐州等地。
1．2．2槐花的化学成份及理化性质
1．2．2．1槐花中的化学成份
槐花中含赤豆皂甙（azukisaponin）Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ，大豆皂甙（soyasaponin）I、Ⅲ，槐花皂甙（kaikasaponin）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
还含黄酮类：
槲皮素（quercetin），芸香甙（rutin），异鼠李素（isorhamnetin），异鼠李素-3-芸香糖甙（isorhamnetin-3-rutinoside），山奈酚-3-芸香糖（kaempferol-3-rutinoside）。
又含白桦脂醇（betulin），槐花二醇（sophoradiol）。
花油中含月桂酸（lauricacid），十二碳烯酸（dodecenoicacid），肉豆蔻酸（myristicacid），十四碳烯酸（tetradecenoicacid）十四碳二烯酸（teradecadienoicacid），棕榈酸（palmiticacid），十六碳烯酸（hexadecenoicacid），硬脂酸（stearicacid），十八碳二烯酸（octadecadienoicacid），十作碳三烯酸（octadecatrienoicacid），花生酸（arachidicacid）等脂肪酸和β-谷甾醇（β-sitosterol）。
另含鞣质。
1．2．2．2芦丁和槲皮素的理化性质
芦丁（Rutin）又名芸香苷，紫槲皮苷，维生素P，RmosideVi01aquercitrin，是槲皮素的3一O一芸香糖昔，属黄酮类物质。
分子式C27H30O16，分子量610.51,本品黄色或淡黄、绿色、极细微的针状结晶或粉末，无臭、无味或微带原植物的特殊气味。
在空气中色渐变深，加热到185℃一192℃即变为棕色的胶状体，约在215℃分解。
难溶于冷水（1：
8000），略溶于热水（1：
200）和冷乙醇（1：
600），溶于热甲醇（1：
7）、冷甲醇（1：
100）和热乙醇（1：
30），难溶于乙酸乙酯、丙酮，不溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等；易溶于碱中呈黄色，酸化后复析出，也可溶于浓硫酸或浓盐酸呈棕黄色，加水稀释后复析出。
含有3个结晶水的芦丁熔点为174-178℃，无水芦丁的熔点为188℃，本品能保持和恢复毛细血管的正常弹性，适用于辅助治疗高血压病及毛细血管出血性疾息。
卫生部新颁标准规定芦丁直接用着药的标准为：
C27H30O16不少于93％。
槲皮素（Quercetin）：
又名栎精，槲皮黄素，MeletinSophoretin。
分子式C15Hl007，分子量302．23。
黄色结晶（C15Hl007·2H20），mp-313—314℃（分解），无水物mp316℃。
溶于热乙醇、冷乙醇、甲醇、乙酸乙酯、吡啶等；不溶于石油醚、苯、乙醚和氯仿，几乎不溶于水。
1．2．3芦丁和槲皮素的药理作用
1．2．3．1芦丁的药理作用
抗炎作用：
芦丁能显著抑制大鼠刨伤性浮肿，并能阻止结膜炎、耳廓炎、肺
水肿的发展；对兔由于芥子油引起的结膜水肿，有轻微的抑制作用。
抗氧化作用：
陈志武等人研究表明，芦丁可以抑制氧自由基对膜脂质过氧
化作用和可显著提高大鼠血浆重超氧化物岐化酶（Superoxidedismufase，SOD）的活性。
对心血管系统的影响：
芦丁能够降低毛细血管的异常通透性、脆性，可用于高血压、脑溢血、出血等症的治疗和预防，能维持血管抵抗力；对脂肪浸润的
肝有祛脂作用，与谷胱甘肽合用祛脂药效更明显。
其他作用：
芦丁对胃肠粘膜、器官缺血损伤具有保护作用，同时有镇痛作用，对低密度脂蛋白质氧化修饰抑制作用等。
1．2．3．2槲皮素的药理作用
抗肿瘤作用：
槲皮素能显著抑制促癌剂的作用，抑制离体恶性细胞的生长，
抑制艾氏腹水癌细胞DNA/RNA和蛋白质合成。
构效关系研究表明槲皮素B环上
的邻苯二酚结构和2、3位的双键对其抗增殖活性具有重要作用。
康铁邦等报
导槲皮素可抑制白血病细胞中的PKC及TPK而产生抗癌作用。
抗血小板聚集作用：
顾振纶等采用体外试验观察了槲皮素对血小板的作用。
结果发现槲皮素可显著抑制二磷酸腺苷、胶原、钙离子载体和花生四烯酸诱导的血小板聚集及血小板5一羟色胺的释放反应，并探讨了有关作用机理。
抗氧化作用：
谢海林等通过槲皮素的抗超阴离子作用的实验研究，结果表
明槲皮素的有抑制黄嘌呤氧化酶的活性而减少超氧阴离子的产生及其超氧
阴离子的作用。
其他作用：
槲皮素还对糖尿病的肾脏、肠粘膜具有保护作用；同时还有抗忧郁、抗心胸肥大、降压等作用。
1．2．4槐花总黄酮提取工艺的研究进展
由于传统的提取工艺水提法仅限于提取黄酮苷类物质，在提取过程中主要考虑加水量、浸泡时间、煎煮时间及煎煮次数等因素。
此工艺提取效率低、成本高、工艺流程长、提取芦丁的纯度差、炽灼残渣偏高，提取液中杂质较多（如无机盐、蛋白质、糖等，给进一步分离带来许多麻烦）等缺点。
目前，对其提取工艺进行了改进，主要有如下提取方法：
1．2．4．1冷碱渗漉法
黄酮类物质大多具有酚羟基，因此可以用碱性水或碱性稀醇浸出，经酸化后得出黄酮类物质。
主要用的碱性溶液是稀氢氧化钠和石灰水（氢氧化钙水溶液）。
氢氧化钠水溶液的浸出能力高，但杂质较多，不利于纯化。
石灰水可以使一些鞣质或水溶性杂质沉淀生成钙盐沉淀，有利于浸液纯化；但是浸出效果不如氢氧化钠水溶液效果好，同时有些黄酮类化合物能与钙结合成不溶性物质，不被溶出。
文献报道,采用冷碱渗漉提取一酸沉淀法从槐米中提取芦丁，其收率比冷碱分次提取一酸沉淀法提高了5％。
渗漉法由于保持一定的浓度差，所以提取效率较高，浸液杂质较少；但费时较长，溶剂用量大，操作麻烦。
1．2．4．2微波法
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℃水裕浸提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，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。
1．2．4_3超临界萃取法
超临界C02萃取是一种90年代国际最新的高科技技术，它是以液态C02为
溶剂进行提取的，是一种不同于传统黄酮类物质提取的新工艺，它的提取率与提取温度、提取压力、C02消耗量等因素有关。
它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又具有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。
与水蒸气蒸馏和溶剂提取法相比，超临界流体提取是一项具有许多优势的提取技术。
本法在生产银杏黄酮内腊的技术上取得了较大的突破。
高发奎【l3]等用超临界c02萃取甘草废渣得到的产品，经紫外光谱和高效毛细管电泳分析鉴定，含有甘草酸、甘草黄酮主要成份。
陈庶来【14】等研究表明，用超临界C02能显著提取槐花米中的芦丁；该技术的主要特点是提取率高、产品不含有害物质、无污染。
超临界c02萃取技术项目的启动符合人们回归自然的世界潮流，可以带动相关产业发展，带动我国化学溶剂法的技术改造，促进该行业发展；但是由于超临界提取所需设备价格昂贵生产成本高，而且提取物中烷基酚含量较高，因此目前仍不能进行规模化生产。
1．2．4．4超声波法
用超声波法提取黄酮类物质，是～种比较新的方法，它是目前提取黄酮类化合物的发展方向。
超声波用于槐花米中的芦丁提取，主要源于超声波的空化作用，当超声波通过液体时，在声波的稀疏阶段，液体中含有杂质或小气泡的地方，会产生断裂形成～些近真空的小空穴并迅速涨大；在声波的压缩阶段，这些小空穴又被突然绝热压缩直至崩溃，崩溃时空穴周围会形成局部的高温高压，其瞬间温度可达5000℃，压力达到50MPa，温度的变化率可达109k/s并伴随有强烈的冲击波，由此有效地粉碎了槐花米的细胞壁，加速了芦丁在溶液中的溶解。
但整个系统的温度并未升高许多，提取可在室温下进行；从而提高了提出率，缩短了提取时间，并且免去了高温对提取成份的影响。
由于超声波所形成的空穴只是在局部，所以必须将提取容器放置在指定位置，否则无明显效果旧。
二．【实验部分】
2.1实验目的及意义
2.1.1实验目的
2.1.1.1掌握槐米中槲皮素的提取和提取方法
2.1.1.2了解槲皮素的药理作用和应用价值
2.1.1.3掌握槲皮素的纯度检测及结构鉴定的方法
2.1.1.4锻炼自己的设计能力和实验操作能力
2.1.2实验意义
通过实验设计阶段培养学生的自我创新能力，让学生养成勤动脑，勤动手，勤查资料的好习惯；实验阶段通过学生的自我操作，提高学生的实验操作，分析问题，解决问题的能力，加强对相关知识的理解，拓展学生的思维和对专业领域的再认识。
2.2实验原理
采用碱提取一酸沉淀法提取芦丁。
芦丁结构含4个酚羟基，尤其由于7位羟基和4’位羟基的存在，使得芦丁有较强的酸性，可与碱反应，生成盐而溶于水；向此盐溶液中加入酸，芦丁又沉淀析出.芦丁经酸水解即得槲皮素。
2.3实验流程图
2.4实验用品
2.4.1实验药品：
槐花NaOH颗粒浓硫酸蒸馏水无水乙醇甲醇a-萘酚镁粉AlCl3氯化锆枸橼酸硅胶G甲苯醋酸乙酯KBrPH试纸槲皮素标准品
2.4.1实验仪器：
紫外分光光度仪红外分光光度仪乳钵电热套电子天平熔点测定仪紫外灯水浴锅抽滤瓶真空泵布氏漏斗滤纸纱布烧杯（1000ml250ml50ml）烧瓶（500ml）蒸馏头尾接管温度计温度计套管直行冷凝管三口烧瓶（500ml）球形冷凝管乳胶管搅拌器玻璃塞玻璃棒胶头滴管量筒（10ml50ml100ml各一个）
2.5实验步骤
2.5.1粗芦丁的制备
槐米粗粉150g，加水800ml加热，加氢氧化钠调PH8-8.5，升温至80℃，加硼砂3.2g，搅拌加热,95℃保温50min，趁热过滤，滤渣再如上提取一次。
合并滤液。
向滤液加入10%HCL调PH4-5，放置过夜，抽滤。
用冷蒸馏水洗涤滤渣至中性，至于80℃干燥得粗芦丁。
2.5.2粗芦丁的水解
至粗芦丁于500ml三口烧瓶中，加入原生药4倍量4%硫酸，微沸回流95min，之后加入适量的水稀释，静置，过滤。
用水洗滤渣至无酸性，至80℃干燥，得槲皮素粗品。
至粗品于500ml三口烧瓶中，加入20倍量95%乙醇，加热回流，使其溶解，趁热过滤，取滤液用20倍量蒸馏水稀释，静置24h，滤过。
得槲皮素精品。
2.6纯度检测
2.6.1测熔点：
取槲皮素精品少量，用熔点测定仪测其熔点，观察熔距的大小
熔距越小，纯度越高（m.p.313—314℃）.
2.6.2纸层析:
新华一号滤纸,正丁醇:
醋酸:
水4:
1:
5为展开剂，可见光下观察只显示单一的黄色斑点
2.6.3薄层色谱法：
硅胶G板，用甲苯-醋酸乙酯-甲酸（5:
4:
1）展开；3%三氯化铝乙醇液检识，紫外灯（365nm）观察，经展开，显色仅显示槲皮素的斑点
2.7结构鉴定
2.7.1槲皮素的理化鉴定
黄绿色结晶，熔点315-317℃（分解），紫外灯下显兰色荧光，加AlCl3乙醇溶液萤光变黄绿色，盐酸镁粉反应显红色，a-萘酚-浓硫酸反应不显紫色。
锆-枸橼酸反应：
当加2%氯化锆甲醇液时显黄色，再加2%,枸橼酸甲醇液用水稀释黄色不褪。
2.7.2紫外光谱UV
槲皮素在375nm和255nm有两个吸收峰，分别属
（A环）电子跃迁和
（B环）电子跃迁，分别对应两个生色团组成：
375nm吸收带由肉桂酰生色团产生，为I带；250nm吸收带由苯甲酰生色团产生，为I带。
将紫外光下的图谱与标准图谱对照，基本相同。
2.7.3红外光谱
将样品研磨成细粉，每个样品取约5mg，与150mgKBr充分混匀，压片，放人样品室，测定红外吸收光谱图。
重复测定3次。
槲皮素分子主要官能团红外吸收归属：
g-OH3346cm-1；gC=O1670cm-1；gC=C（-Ar）1614,1511,1428cm-1；d-CH31363cm-1；g=C-O-C1311cm-1；rC=O1211cm-1。
2.8实验预算
2.8.1实验用品
2.8.1.1实验药品一览表
药品
用量
药品
用量
槐花
150g
氯化锆
少量
NaOH颗粒
20g
镁粉
少量
浓硫酸
50ml
AlCl3
少量
蒸馏水
2000ml
枸橼酸
10ml
无水乙醇
100ml
硅胶G
少量
甲醇
20ml
甲苯
10ml
KBr
150mg
a-萘酚
少量
醋酸乙酯
10ml
槲皮素
1g
硼砂
5g
PH试纸
一包
2.8.1.2仪器一览表
仪器
规格
数量
仪器
规格
数量
紫外分光光度仪
一台
电热套
一台
红外分光光度仪
一台
电子天平
一台
乳钵
一个
熔点测定仪
一台
紫外灯
一台
温度计
一个
水浴锅
一台
温度计套
一个
抽滤瓶
一个
直行冷凝管
一个
真空泵
一台
三口烧瓶
500ml
一个
搅拌器
一台
球形冷凝管
一个
量筒
10ml50ml100ml
三个
布氏漏斗
一个
乳胶管
两条
滤纸
一包
玻璃塞
一个
烧杯
1000ml250ml50ml
三个
玻璃棒
一个
纱布
一条
胶头滴管
一个
烧瓶
500ml
尾接管
一个
蒸馏头
一个
2.8.2试验进度安排
芦丁的提取和精制：
4月20日
芦丁的水解：
4月21日
槲皮素的精制：
4月22日
槲皮素的结构鉴定和纯度分析：
4月23日
整理及交还实验仪器：
4月24日
2.9参考文献
2.9.1《炒槐米质量标准研究》蔡翠芳李宝霞张府君赵小燕第29卷第2期2009年4月
2.9.2四川硕士论文石慧霞出版时间2008-03-10《槲皮素的生理功能及其应用前景》刘淑兰，霍少伟，陈龙伟第19卷第7期2010年7月
2.9.3《槲皮素制备方法的改进》孙兵，贡盈歌，舒晓宏，张宝璟，甄宇红第30卷第1期2008年2月
2.9.4《从槐米中提取槲皮素的研究》骆阳葆第28卷第2期2007年1月
2.9.5《从槐米中提取槲皮素方法的研究》赵文彬刘金荣樊莲连刘桂花新疆兵团植物药资源与中药现代化重点实验室
2.9.5槐花中总黄酮的提取及单体分离的研究成都理工大学硕士学位论文兰昌云
2.9.6药学实验与指导（上册）主编：
阿有梅汤宁郑州大学出版社
2.9.7天然药物化学实验与指导主编：
梁敬钰中国医药科技出版社
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