何首乌中二苯乙烯苷的制备及抗氧化机理研究

论文摘要

何首乌（Polygonum multiflorum Thunb）为蓼科多年生草本植物的块根,是我国传统的延年益寿的中草药。何首乌中主要的功效性成分二苯乙烯苷近年来成为研究的热点。文献报道了其多项生理功能:抗氧化、清除自由基;抗肿瘤;降低胆固醇;抑制动脉粥样状硬化;保护肝脏;具有血管舒张作用;防治老年痴呆;提高记忆等功效。其间以抗氧化、清除自由基性能最为突出。故本课题以贵州何首乌为原料,建立了分离纯化的工艺路线,分离制备得到二苯乙烯苷晶体,深入探讨了二苯乙烯苷抗氧化性能及抗氧化机理,为进一步研究何首乌的药理提供了理论基础。在分析选取何首乌原料后,研究二苯乙烯苷的分离提取工艺。运用溶剂提取、壳聚糖絮凝澄清、大孔吸附树脂分离技术分离纯化何首乌中二苯乙烯苷。首先,通过单因素、中心组合实验,运用响应面分析法优化了水提取工艺条件,得到最佳条件为:固-液比1:15,温度50℃,时间40min。而后,对水提浓缩液选用壳聚糖为絮凝剂进行了澄清以除去蛋白、果胶等大分子杂质,通过正交实验得到最佳条件为:壳聚糖添加量:0.3mg/mL,pH值4.5,温度20℃。最后,对15种大孔吸附树脂进行静态吸附实验,优选出5种吸附率高,解吸效果良好的树脂进行了静态吸附动力学、静态吸附等温线方程的拟和实验,考察了树脂的吸附速率以及溶液浓度与饱和吸附量了的关系,最终选出大孔吸附树脂HPD100作为分离纯化二苯乙烯苷的最佳树脂。继而分别对树脂的动态吸附条件:进样浓度、流速、进样pH值、洗脱溶液进行了优化,最终确定相关柱条件,洗脱方式为先用20%乙醇洗脱除去部分杂质,在用40%乙醇洗脱目标产物二苯乙烯苷,使得最终产物纯度为84.47%,得率为75.12%。应用聚酰胺柱层析系统初步纯化了何首乌的乙醇粗提液,而后通过溶剂结晶技术,首次分离得到了二苯乙烯苷白色针状晶体,液-质（LC-MS）联用测定纯度为99.49%,相对分子质量为406;通过核磁共振分析（NMR）鉴定其结构;并运用X-射线衍射、差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TGA）等技术对晶体性质进行了初步测定,证明二苯乙烯苷不存在同质多晶现象,仅有一种针状晶体存在形式,且不含结晶水,熔点为151.33℃。以BHT、Vc、白藜芦醇（RE）为对照,分别对二苯乙烯苷（SG）、大孔吸附树脂分离样品（RF-SG）、何首乌粗提物（C-SG）体外抗氧化性能进行测定。考察了亚油酸体系抗氧化性,还原性,DPPH自由基、超氧阴离子、羟自由基、H2O2清除能力以及金属鏊合性。得出结论:从何首乌中提取的不同纯度的二苯乙烯苷样品均具有抗氧化、清除自由基功能。其活性强弱依次为SG、RF-SG、C-SG。与常用抗氧化剂BHT、Vc对照,SG亚油酸体系抗氧化性、还原性、清除DPPH自由基能力相对较弱;而清除超氧阴离子、羟基自由基、H2O2能力要高于BHT、Vc。而与结构相似的RE对照,SG优于RE,原因是在结构上SG比RE多形成了一个（2-O-Glu）糖苷;由此2-糖苷的推电子效应,可以使对位羟基（C5-OH）所形成的苯氧自由基更为稳定,以便终止自由基链反

论文目录

• 缩略符号说明
• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 何首乌的植物学特征
• 1.2 何首乌的资源分布
• 1.3 何首乌的化学成分
• 1.4 何首乌的药用价值
• 1.5 二苯乙烯苷的研究与进展
• 1.5.1 二苯乙烯苷的理化性质和稳定性
• 1.5.2 二苯乙烯苷的生物活性
• 1.5.3 二苯乙烯苷的药动学
• 1.5.4 二苯乙烯苷的分离纯化
• 1.5.5 二苯乙烯苷的分析检测
• 1.6 自由基对人体的危害
• 1.7 立题背景与意义
• 1.8 本论文主要研究的内容
• 参考文献
• 第二章 何首乌中二苯乙烯苷的分离提取及结构鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 材料与设备
• 2.3 何首乌原料成分分析及二苯乙烯苷的测定
• 2.4 二苯乙烯苷的提取工艺
• 2.5 壳聚糖纯化何首乌水提浓缩液
• 2.6 大孔吸附树脂的进一步分离纯化何首乌中二苯乙烯苷
• 2.7 何首乌中二苯乙烯苷晶体的分离纯化
• 2.8 二苯乙烯苷的结构鉴定
• 2.9 实验结果与讨论
• 2.9.1 何首乌原料成分分析及二苯乙烯苷的测定
• 2.9.2 二苯乙烯苷提取工艺研究
• 2.9.2.1 提取方法的比较与选取
• 2.9.2.2 固液比对水提工艺的影响
• 2.9.2.3 温度对水提工艺的影响
• 2.9.2.4 时间对水提工艺的影响
• 2.9.2.5 中心组合实验对水提工艺的影响
• 2.9.3 壳聚糖纯化水提浓缩液
• 2.9.3.1 温度对实验结果的影响
• 2.9.3.2 时间对实验结果的影响
• 2.9.3.3 添加量对实验结果的影响
• 2.9.3.4 pH 值对实验结果的影响
• 2.9.3.5 正交实验
• 2.9.4 大孔吸附树脂进一步分离纯化何首乌中二苯乙烯苷
• 2.9.4.1 静态吸附率及解吸率的测定
• 2.9.4.2 静态吸附动力学实验
• 2.9.4.3 静态吸附等温线
• 2.9.4.4 二苯乙烯苷在HP100 树脂的透过曲线
• 2.9.4.5 原料液浓度对吸附效果的影响
• 2.9.4.6 原料液pH 值对吸附效果的影响
• 2.9.4.7 流速对吸附效果的影响
• 2.9.4.8 洗脱液的选取
• 2.9.4.9 洗脱条件的确定
• 2.9.4.10 HPLC 法测定二苯乙烯苷含量、产率
• 2.9.4.11 提取工艺流程确立
• 2.9.5 二苯乙烯苷晶体的制备
• 2.9.6 二苯乙烯苷晶体结构鉴定及物理性质测定
• 2.9.6.1 二苯乙烯苷的LC-MS 分析
• 2.9.6.2 二苯乙烯苷的FT-IR 分析
• 2.9.6.3 二苯乙烯苷的NMR 分析
• 2.9.6.4 二苯乙烯苷的X-衍射分析
• 2.9.6.5 二苯乙烯苷的DSC 分析
• 2.9.6.6 二苯乙烯苷的TGA 分析
• 2.9.6.7 二苯乙烯苷晶体稳定性分析
• 2.10 本章小结
• 参考文献
• 第三章 何首乌中二苯乙烯苷抗氧化性能及构效初探
• 3.1 前言
• 3.2 材料与设备
• 3.3 二苯乙烯苷抗氧化性能测定
• 3.4 用量子化学方法研究SG 和RE 的构效关系
• 3.5 二苯乙烯苷元的抗氧化性能研究
• 3.6 实验结果与讨论
• 3.6.1 二苯乙烯苷抗氧化性能测定
• 3.6.1.1 二苯乙烯苷对亚油酸体系抗氧化性能
• 3.6.1.2 还原性
• 3.6.1.3 DPPH 自由基清除能力
• 3.6.1.4 羟自由基清除能力
• 3.6.1.5 超氧阴离子的清除能力
• 2O₂ 清除能力'>3.6.1.6 H₂O₂清除能力
• 3.6.1.7 金属鏊和性
• 3.6.1.8 讨论
• 3.6.2 用量子化学方法研究SG 和RE 构效关系
• 3.6.2.1 用分子前线轨道理论来判断分子活性
• 3.6.2.2 用解离能来分析抗氧化活性
• 3.6.2.3 用原子的净电荷数来讨论分子的反应活性
• 3.6.2.4 讨论
• 3.6.3 二苯乙烯苷元的抗氧化性能研究
• 3.6.3.1 二苯乙烯苷元的MS 分析
• 3.6.3.2 苷元清除DPPH 自由基的能力
• 3.7 本章小结
• 参考文献
• 第四章 何首乌中二苯乙烯苷功能性研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与设备
• 4.3 二苯乙烯苷的体外抗脂质过氧化实验
• 4.4 二苯乙烯苷体内抗氧化实验
• 4.5 实验结果与讨论
• 4.5.1 二苯乙烯苷的体外抗脂质过氧化实验
• 4.5.1.1 二苯乙烯苷对小鼠不同脏器过氧化脂质的清除能力
• 4.5.1.2 小结
• 4.5.2 二苯乙烯苷动物体内抗氧化实验
• 4.5.2.1 二苯乙烯苷对小鼠血清的抗氧化功能
• 4.5.2.2 二苯乙烯苷对小鼠心脏的抗氧化功能
• 4.5.2.3 二苯乙烯苷对小鼠肝脏的抗氧化功能
• 4.5.2.4 二苯乙烯苷对小鼠脑组织的抗氧化功能
• 4.5.2.5 讨论
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 何首乌中二苯乙烯苷的抗氧化机理研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与设备
• 2O₂ 作用机理探讨'>5.3 二苯乙烯苷与H₂O₂作用机理探讨
• 5.4 二苯乙烯苷与DPPH 自由基作用机理探究
• 5.5 实验结果与讨论
• 2O₂ 的氧化反应'>5.5.1 二苯乙烯苷与H₂O₂的氧化反应
• 5.5.1.1 化合物A 结构鉴定
• 5.5.1.2 化合物B 结构鉴定
• 5.5.1.3 化合物C 结构鉴定
• 5.5.1.4 化合物D 结构鉴定
• 2O₂ 反应机理的推测'>5.5.1.5 二苯乙烯苷与H₂O₂反应机理的推测
• 5.5.2 二苯乙烯苷与DPPH 自由基的作用机理探讨
• 5.5.2.1 化合物E 结构鉴定
• 5.5.2.2 化合物F 结构鉴定
• 5.5.2.3 化合物G 分析
• 5.5.2.4 化合物H 分析
• 5.5.2.5 二苯乙烯苷与DPPH 反应机理的推测
• 5.5.3 讨论
• 5.6 本章小结
• 参考文献
• 主要结论及展望
• 论文创新点
• 附录
• 攻读博士学位期间发表论文
• 致谢