草珊瑚黄酮硒配合物的合成及结构表征 许冰婷?三明学院 2005 级化学专业 福建三明?365004 指导老师：周文富教授 摘 要： 目的：草珊瑚黄酮硒的合成及结构表征。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、方法:用超声波法提取草珊瑚总黄酮，以不可逆沉淀法，在乙醇溶液，以 n(草珊瑚黄酮)：n（Se+4）=1：2，PH =3.0，反应温度为 40～45℃，反应时间 20min 条件下。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、结果：合成了土黄色的草珊瑚黄酮硒配合物。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、结论：通过光谱分析，确定该混合物为草珊瑚黄酮硒配合物。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 关键词： 总黄酮；硒配合物；合成；结构表征 0．引言 黄酮类化合物是指具有色酮环为基本结构的一类化合物的总称。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、它们一般是由二个苯环(A-环与 B-环)通过央三碳链(C-链)相互连接而成，即具有 C6-C3-C6 基本骨架。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、可以分类为：黄酮类、黄酮醇类、异黄酮类、黄烷酮类等。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、广义范围还包括查耳酮、嗅酮、异黄烷酮及茶多酚。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、黄酮类化合物广泛分布于各种植物，迄今已从天然产物发现了大量黄酮类化合物，其大多数具有显著的生理、药理活心。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、比如黄酮类化合物能调节毛细血管的脆心与渗透心，保护心血管系统 [1] ；抗氧化、消除自由基、降低血糖、延缓衰老 [2， 3] ，增强免疫和抗肿瘤作用 [5~7] ；雌心激素作用、泻下、解痉挛作用 [15] ；抗炎、抗菌、抗病毒、抗过敏 [8~9] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、此外，黄酮化合物也是重要的功能食品添加剂、天然抗氧化剂、天然色素、天然甜味剂等。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、黄酮类化合物还具有保鲜和护肤美容等作用 [10~11] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 近年来大量的药理学研究结果表明，草药有效成分特别是黄酮类化合物的药理作用多是通过与生命必需元素之间的协同作用而产生。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、协同效应可使合成的配合物不仅具有比原草药有效成分更高的清除超氧阴离子自由基能力、提高抗肿瘤活心，同时还可降低毒副作用，这对寻找新型、高效、低毒的金属基药物具有重要意义 [12] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 硒是人和动物的必需微量元素，硒的有机物易被人体吸收，具有较强的防癌、抗癌、增强机体免疫功能 [13~20] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、硒还被科学家称之为人体微量元素的“抗癌之王”。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、目前补硒方法是添加无机补硒剂，如亚硒酸钠、亚硒酸氢钠、硒酸钠等 [21] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、但是，无机硒毒心大，利用率较低，而且动物排泄的硒造成环境污染的危险较大[22] 。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、硒的有机物如植物硒蛋白，易被人体吸收，具有较强的防癌、抗癌、增强机体免疫功能，抑制艾滋病、抗衰老、毒心小等功效。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 因此，寻找生物活心高且毒心低的有机硒化合物已成为微量元素硒研究的一个重要课题。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、基于以上问题的考虑，借助周文富教授 [23] 成功合成茶多酚硒这一研究，本课题利用自己提取的草珊瑚黄酮同 Se 4+ 进行络合，成功合成出草珊瑚黄酮硒的配合物混合物。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 1．实验部分 1.1 仪器与材料 材料：草珊瑚，无水乙醇（AR），四氯化硒（AR），碳酸钠（AR）等。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 仪器：FTIR-360 型红外光谱仪，美国 Nicolet 公司产（KBr 压片制样）；UV-1100 型紫外可见分光光度计，北京瑞利分析仪器公司产；超声波清洗仪；JBI-14H 恒温磁力搅拌器；飞鸽棋高速离心分离机，2K82B 型真空干燥箱等。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 1.2 草珊瑚黄酮的提取 取 1g 的草珊瑚粉末，加入 20ml60%的乙醇溶液，在 40℃条件下超声波(100W)反应30min，趁热抽虑，残渣同上加入 10ml60%的乙醇溶液，趁热抽虑，混合提取液，加压蒸馏回收乙醇。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、将 100 草珊瑚黄酮浓缩液真空干燥，得草珊瑚黄酮粗产品，于甲醇重结晶，40℃下真空干燥，得纯的草珊瑚黄酮纯品，为淡黄色结晶。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 1.3 草珊瑚黄酮硒配合物的合成 1.3.1 pH 的选择 取 n(草珊瑚黄酮)：n(四氯化硒)=1：2，以 20ml 无水乙醇为溶剂，加入饱和的碳酸钠水溶液分别调节 pH 值：1.5，2.0，3.0，4.0；在 40～45℃下条件下，分别恒温搅拌反应20min。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 表 1 不同 pH 值下的产品的颜色及产率 Table Yield and color of the product at different pH pH 值 1.5 2.0 3.0 4.0 颜色 暗红色 墨绿色 土黄色 棕褐色 产率% 33.21 36.38 51.50 48.82 在 pH 值为 1.5 及 2.0 条件下，由于草珊瑚黄酮本身含有游离的酚羟基，其自身会进行部分螯合导致产品得率低，产率分别为 33.21%和 36.38%。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、同时由表一可知，pH=1.5~2.0产品颜色较深。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、在 pH 为 1.5~2.0 条件下虽有利硒离子存在，但由于草珊瑚黄酮部分酚羟基被强氧化剂 Se 4+ 氧化成醌（鲜红色），醌同游离的羟基缔合形成醌氢醌墨绿色，同时酚羟基在 pH <3.0 难以电离为氧负离子，导致产品得率较低。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、pH =3.0 时得到产率为 51.50%；pH =4.0 时虽有利酚羟基电离，但可能有部分 Se 4+ 发生水解，因此产品产率为 48.82%。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、基于以上结果,确定较佳的 pH =3.0。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、此外，反应涉及不可逆固相和水相的相转移反应,因此在强氧化-还原体系禁区仍可合成获得配合物。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 1.3.2 温度的选择 取 n（草珊瑚黄酮）：n(四氯化硒)=1：2，以 20ml 的无水乙醇为溶剂，加入饱和碳酸钠水溶液调节 pH 值为 3.0，并分别在 25～30℃、40～45℃、50～60℃下，恒温搅拌 20min。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 表 2 不同温度下的产品颜色及产率 Table 2 Yield and color of the product at different tempreratures 温度 25～30℃ 40～45℃ 50～60℃ 颜色 浅土黄色 土黄色 深灰色 产率% 32.33 51.50 49.62 根据反应的实验现象及产率可知，当温度为 25～30℃时，沉淀速度慢且量不多；当温度40～45℃时，溶液很快变为亮黄色，继而产生大量土黄色沉淀。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、反应随着温度的升高，固体物沉淀量增多，但是温度升高伴随着产物氧化增多，产物的颜色也加深。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、基于以上因素，我们确定在合成草珊瑚黄酮硒，反应温度控制在 40～45℃较为合适。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 1.3.3 草珊瑚黄酮与硒的摩尔比的选择 以 20ml 的无水乙醇为溶剂，加入饱和碳酸钠水溶液调节 pH 值为 3.0，调节温度在 40～45℃，并分别在 n(草珊瑚黄酮)：n(四氯化硒)=2：1，1：1，1：2，1：3 下恒温搅拌 20min。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 表 3 不同摩尔比下产品的产率 Table 3 Yield of the product at different Molar ratio 摩尔比 2：1 1：1 1：2 1：3 产率% 26.45 33.25 51.50 40.32 草珊瑚黄酮含有芦丁，如图 1 和图二所示，4 位 C 的羰基和 5 位 C 上的羟基可以与Se 4+ 络合成五元环，3’C 和 4’C 上的邻二羟基也可以与 Se 4+ 络合成五元环，所以芦丁与四氯化硒的摩尔比为 1：2 时产率最高。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 图 1 芦丁的结构式 图 2 芦丁硒配合物的结构简式 Table 1 The Structure of Rutin Table 2 The Structure of Rutin/ selenium 1.3.4 草珊瑚黄酮硒配合物的合成 取 n（总黄酮）：n(四氯化硒)=1nmol:2nmol,以 20ml 的无水乙醇为溶剂，加入饱和碳 酸钠水溶液调节 pH 值为 3.0，并在 40～45℃下恒温搅拌 20min，溶液变成亮黄色，继而产生大量土黄色的沉淀，高速离心分离，沉淀用无水乙醇淋洗，真空干燥，得到土黄色粉末，产率为 51.50%。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 2．目标产品的谱图分析 2.1 FTIR 谱图分析 红外光谱法是根据分子内部原子之间的相对振动和分子振动等信息来鉴别化合物和确定物质分子结构的分析方法。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、草珊瑚总黄酮的 FTIR 谱如图 1，总黄酮硒配合物的 FTIR 谱如图 2。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 图 3 草珊瑚黄酮的 FTIR 图 4 草珊瑚黄酮硒的 FTIR Fig.3 TFTIR spectrum of Total flavonoids Fig.4 TFTIR spectrum of Total flavonoids/ selenium 由图 3 可见，3427.38cm -1 为—OH 的伸缩振动吸收峰，峰较强。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、由图 4 可见，3441.13cm -1 为—OH 的伸缩振动吸收峰，因为酚羟基同 Se 4+ 络合，π 电子往环外移动，吸收峰红移了 14cm -1 ；图 3，1619.77cm -1 为羰基的吸收峰，图 4，1632.10cm -1 羰基吸收峰，同样受 Se 4+ 络合的影响，波数红移了 13cm -1 ，表明了羰基也参加了配位。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、IR 结果表明，草珊瑚黄酮和草珊瑚黄酮硒因为它们结构相似，官能团相同，图 3 和图 4 除羟基和羰基吸收峰不同，指纹区 710~1300cm -1 有所差别外，其余的谱峰基本相似。一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、 2.2 UV 谱图分析 紫外——可见吸收光谱法是通过研究溶液物质的分子或离子对紫外和可见光谱