芦丁(Rutin)广泛存在于植物界中,现已发现含芦丁的植物至少在70种以上,如烟叶、槐花、荞麦和蒲公英中均含有。尤以槐花米(为植物Sophora japonica的未开放的花蕾)和荞麦中含量最高,可作为大量提取芦丁的原料。 槐花米为豆科植物槐花的未开放花蕾。味苦性凉,具清热、凉血、止血之功。槐花的主要化学成分为芦丁,又名芸香甙,含量可达12-16%。 芦丁是由槲皮素(Quercetin)3位上的羟基与芸香糖(Rutinose)〔为葡萄糖(Glucose)与鼠李糖(Rhamnose)组成的双糖〕脱水合成的苷。为浅黄色粉末或极细的针状结晶,含有三分子的结晶水,熔点为174~178℃,无水物188~190℃。溶解度:冷水中为1:10000;热水中1:200;冷乙醇1:650;热乙醇1:60;冷吡啶1:12。微溶于丙酮、乙酸乙酯,不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚,溶于碱而呈黄色。 芦丁具有维生素P样作用。可降低毛细管前壁的脆性和调节渗透性,有助于保持及恢复毛细血管的正常弹性,临床上用作毛细管脆性引起的出血症,并常用作防治高血压病的辅助治疗剂。现在国处也常用芦丁作食品及饮料的染色剂。 一、实验目的 1.通过芦丁的提取与精制掌握碱-酸法提取黄酮类化合物的原理及操作。 2.掌握芦丁的一种提取、精制方法及提制过程中防止甙水解的方法。 3. 掌握黄酮甙水解生成甙元的方法及二者之间的分离。 4.熟悉芦丁、槲皮素的结构性质、检识方法和纸层析鉴定方法。 二、实验原理 本实验主要是利用芸香苷中含有较多的酚羟基,可溶于碱中,加酸酸化后又可析出芸香苷结晶的性质,采用碱溶酸沉法提取,并用芸香苷对冷、热水的溶解度相差悬殊的特性进行精制。芦丁可被稀酸水解,生成槲皮素及葡萄糖、李糖,并能通过纸层析鉴定。芦丁及槲皮素还可通过化学反应及紫外光谱鉴定。 三、实验材料 槐米、石灰乳、0.4%硼砂水溶液、2%的硫酸溶液、浓盐酸、正丁醇、醋酸、氨水、1%的氢氧化钠溶液、1%的三氯化铝乙醇溶液、1%的葡萄糖溶液、1%的鼠李糖溶液、1%芸香苷乙醇溶液、1%槲皮素乙醇溶液、95%乙醇、碳酸钡、广泛pH试纸、中速层析滤纸等。 四、实验内容 (一)提取: 称取槐米30g,在乳钵中研碎后,投入300ml0.4%硼砂溶液的沸水溶液中煮沸2-3分钟,在搅拌下加入石灰乳调pH9,煮沸40分钟(注意添加水,保持原有体积,保持pH8~9),趁热倾出上清液,用棉花过滤。残渣加100ml水,加石灰乳调pH9,煮沸30分钟,趁热用棉花过滤,二次滤液合并。滤液保持在60℃,加浓HCl,调pH2-3,放置过夜,则析出芦丁沉淀。 加0.4%硼砂水溶液200ml,在搅拌下加石灰乳调pH值至8~9,加热,煮沸15min,随时补充失去的水分,保持pH8~9,倾出上清液,用四层纱布过滤;同样操作再提取一次。合并两次滤液,放冷,并用盐酸调pH至2~3,放置过夜,待析出结晶,过滤,滤饼用蒸馏水洗至pH5-6,抽干,置空气中晾干,得粗制芸香苷,称重,计算得率。 (二)精制: 将芸香苷粗品悬浮于蒸馏水中,煮沸至芸香苷全部溶解,加少量活性炭,煮沸5-10分钟,趁热抽滤,冷却后即可析出结晶,抽滤至干,置空气中晾干,或60~70℃干燥,得精制芸香苷,称重,计算得率。 (三)芸香苷的水解: 取芸香苷1g,研碎,加2%硫酸水溶液80ml,小火加热,微沸回流30-60min,并及时补充蒸发掉的水分。在加热过程中,开始时溶液呈浑浊状态,约10min后,溶液由浑浊转为澄清,逐渐析出黄色小针状结晶,即水解产物槲皮素,继续加热至结晶物不再增加时为止。抽滤,保留滤液20ml,以检查滤液中的单糖。所滤得的槲皮素粗晶水洗至中性,加70%乙醇80ml加热回流使之溶解,趁热抽滤,放置析晶。抽滤,得精制槲皮素。减压下110℃干燥,可得槲皮素无水物。 (四) 芸香苷、槲皮素及糖的检识 1.颜色反应 ① α-萘酚-浓硫酸(Molisch)试验: 取芸香苷少许置于试管中,加乙醇1ml振摇,加α-萘酚试剂2~3滴振摇,倾斜试管,沿管壁徐徐加入0.5ml浓硫酸,静置,观察两层溶液界面变化,出现紫红色环者为阳性反应,表示试样的分子中含有糖的结构,糖和甙类均呈阳性反应,比较芸香苷和槲皮素的不同。 ②盐酸-镁粉试验: 取芸香苷少许置于试管中,加5%乙醇2ml,在水浴中加热溶解,滴加浓盐酸2滴,再加镁粉约50mg,即产生剧烈的反应。溶液逐渐由黄色变为红色。 ③ 三氯化铁试验 取样品水或乙醇液,加入三氯化铁试剂数滴,观察颜色变化。 ④三氯化铝试验: 取芸香苷少许置于试管中,加入甲醇1~2ml,在水浴中加热溶解,加1%三氯化铝甲醇试剂2~3滴,呈鲜黄色。以同样方法试验槲皮素。 ⑤醋酸镁试验: 取芸香苷少许置于试管中,加入甲醇1~2ml,在水浴中加热溶解,加1%醋酸镁甲醇试剂2~3滴,呈黄色荧光反应。以同样方法试验槲皮素(反应也可在滤纸上进行,观察荧光)。 ⑥ 氧氯化锆-枸橼酸试验: 取芸香苷少许置于试管中,加甲醇1~2ml,在水浴上加热溶解,再加2%氧氯化锆甲醇试剂3~4滴,呈鲜黄色。然后加2%枸橼酸甲醇试剂3~4滴,黄色变浅,加蒸馏水稀释变无色。以同样方法试验槲皮素进行对照。 ⑦ 氢氧化钠试验: 取芸香苷少许置于试管中,加水2ml振摇,观察试管中有无变化。滴加1%氢氧化钠溶液数滴,振摇使溶解,呈黄色澄清溶液。再加入1%盐酸溶液数滴使呈酸性反应,则溶液由澄清转为浑浊状态。 2.色谱检识 (1) 槲皮素和芦丁的薄层鉴定 ①聚酰胺薄层色谱: 固定相:聚酰胺薄层板 样品:a精制芦丁 b芦丁标准品 c精制槲皮素 展开剂:氯仿—甲醇—丁酮—乙酰丙酮:(16:10:5:1) 显色: a可见光下观察色斑,再于紫外灯下观察荧光斑点 b喷洒AlCl3乙醇液后观察。 ②硅胶薄层色谱 吸附剂:硅胶G,105℃下活化2h 展开剂:a.氯仿:甲醇:甲酸(15:5:1) b.氯仿:丁酮:甲酸(5:3:1) 显色剂:1%FeCl3和1%K3[Fe(CN)6]水溶液,应用时等体积混合。 (2) 芸香苷和槲皮素的纸色谱检识: 支持剂:新华层析滤纸(中速、20cmХ7cm) 样 品:自制1%芸香苷乙醇溶液 自制1%槲皮素乙醇溶液 对照品:1%槲皮素标准品与1%芸香苷标准品乙醇溶液 展开剂:a. 正丁醇:冰醋酸:水(4:1:5上层) b. 15%醋酸水溶液 展距:10-15cm 显色:a. 在可见光下观察斑点颜色,再在紫外灯下观察斑点颜色 b. 喷三氯化铝试剂呈黄色斑点 c.经氨气熏后再于可见、紫外下观察。 (3) 糖的纸色谱检识:取上述芸香苷水解后的母液20ml,加入氢氧化钡细粉(约2.6g)中和至pH7,滤除生成的硫酸钡沉淀(可用滑石粉助滤)。滤液中水浴中浓缩至1~2ml,供纸色谱点样用。 支持剂:新华层析滤纸(中速、20cmХ7cm) 样 品:水解浓缩液 对照品:a. 葡萄糖标准品水溶液 b. 鼠李糖标准品水溶液 展开剂:正丁醇:冰醋酸:水(4:1:5上层) 显 色:a. 喷苯胺-邻苯二甲酸试剂,于105℃加热10min,显棕色或棕红色斑点 b.喷氨性硝酸银试剂,于100℃左右加热,呈棕褐色斑点。 五、实验说明及注意事项 1.本实验采用碱溶酸沉法从槐米中提取芸香苷,收率稳定,且操作简便。在提取前应注意将槐米略捣碎,使芸香苷易于被热水溶出。槐花中含有大量粘液质,加入石灰乳使生成钙盐沉淀除支。pH应严格控制在8-9,不得超过10。因为在强碱条件下煮沸,时间稍长可促使芸香甙水解破坏,使提取率明显下降。酸沉一步pH为2-3,不宜过低,否则会使芸香甙形成盐溶于水,降低了收率。 2.提取过程中加入硼砂水的作用:即能调节碱性水溶液的pH,又能保护芸香甙分子中的邻二酚羟基不被氧化,亦保护邻二酚羟基不与钙离子络合,使芸香甙不受损失。 3.芸香甙的提取方法除了用碱溶酸沉法外,还可利用芸香甙在冷水及沸水中的溶解度不同,采用沸水提取法。又报道将生产工艺改进为95%乙醇回流提取后回收醇得浸膏,然后将粗浸膏经除去脂溶性杂质后,用水洗净,过滤,干燥即得芸香甙,可提高收率6.96%,并降低了成本。因此可根据不同原料采用各种不同方法提取。 4.槲皮素以乙醇重结晶时,如所用的乙醇浓度过高(90%以上),一般不易析出结晶。此时可于乙醇溶液中滴加适量蒸馏水,使呈微浊状态,放置,槲皮素即可析出。 六、思考题 1.本实验提取过程中应注意哪些问题? 2.根据芸香苷的性质还可采用何种方法进行提取?简要说明理由。 七、参考文献 www.med126.com1.海药物研究所:中草药有效成分的提取和分离 234—240页 2.中国医学科学院药物研究所:中草药有效成分的研究(第一分册)219—225 1972 3.日本药学杂志,72(333) 1952;76(1210) 1956,80(304) 1960;80(698) 1960 4.Chem, Pharm. Bull, ll (167), 1963 |