黄酮类化合物(flavonoids)是一类存在于自然界的、具有2-苯基色原酮(flavone)结构的化合物。
它们分子中有一个酮式羰基,第一位上的氧原子具碱性,能与强酸成盐,其羟基衍生物多具黄色,故又称黄碱素或黄酮。黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类,小部分以游离态(苷元)的形式存在。
绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物,它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。 盐酸-镁粉还原反应 取药材粉末少许与试管中,用乙醇或甲醇数毫升温浸提取,取提取液加镁粉少许振摇,滴加几滴浓盐酸,1-2min内即出现颜色。
大多黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类显红-紫红色,黄酮类显橙色,异黄酮及查尔酮类无变化。如芦丁的盐酸镁粉反应中溶液由黄色变红色。
其他还原反应还有:盐酸-锌粉反应,黄酮、黄酮醇类常不显色,只有二氢黄酮醇类可被锌粉还原呈深红色;钠-汞齐反应,黄酮类成分可产生黄、橙、红等色;四氢硼钠(钾)反应,仅二氢黄酮醇类可被四氢硼钠还原呈红色,其他黄酮类不反应。 金属盐类试剂络合反应 黄酮类成分和铝盐、镁盐、铅盐、锆盐等试剂反应,生成有色的络合物,可供某些类型黄酮的鉴别。
产生络合作用的条件是黄酮类成分必须具备下列条件之一,如5-羟基、3-羟基或邻二羟基。根据有色络合物的最大吸收波长,可进行定量测定。
常用的试剂有三氯化铝、醋酸铅、醋酸镁与二氯氧化锆等试剂。
总黄酮的提取方法 1、熔剂法 热水提取法、碱性水或碱性稀醇提取法、有机溶剂提取法 2、2、微波提取法 微波提取是利用不同结构的物质在微波场中吸收微波能力的差异,使基体物质中的某些区域或提取体系中的某些组分被选择性加热,从而使被提取物质从基体或体系中分离,进入介电常数较小,微波吸收能力相对差的提取剂[1]。
这种方法的优点是对提取物具有较高的选择性、提取率高、提取速度快、溶剂用量少、安全、节能、设备简单[2]。 2.2 超声波提取法 用超声波提取法提取黄酮类物质,是目前比较新的方法。
原理是利用超声波在液体中的空化作用加速植物有效成分的浸出提取,另外,还利用其次效应,如机械振动、扩散、击碎等,使其加速被提取成分的扩散、释放。超声波提取法具有设备简单,操作方便,提取时间短,产率高,无需加热,同时有利于保护热不稳定成分,省时,节能,提取率高的优点。
3、超临界流体萃取法 超临界流体萃取技术是利用超临界流体处于临界温度和临界压力以上,兼有气体和液体的双重特点,对物质具有良好的溶解能力,从而作溶剂进行萃取分离。可做超临界流体的物质很多,一般为低分子量的化合物,如CO2、C2H6、NH3、N2O 等。
目前多采用CO2 做萃取剂,因为它具有密度大、溶解能力强、临界压力适中、临界温度接近常温、不影响萃取物的生理活性、无毒无味、化学性质稳定、生产过程中容易回收、无环境污染、价格便宜等一系列优点。但单一的CO2作萃取剂只对低极性、亲脂性化合物有较强的溶解能力,对大多数极性较强的组分则不起作用,因此,在其中加入夹带剂,通过影响溶剂的密度和溶质与夹带剂分子间的作用力来影响溶质在二氧化碳流体中的溶解度和选择性[15]。
超临界流体萃取技术有许多传统分离技术不可比拟的优点:过程容易控制、达到平衡的时间短、萃取效率高、无有机溶剂残留、对热敏性物质不易破坏等[16]。但它所需要的设备规模较大,技术要求高,投资大,安全操作要求高,难以用于较大 规模的生产。
4、酶法提取 酶解法适用于被细胞壁包围的黄酮类物质,利用酶反应的高度专一性,破坏细胞壁,使其中的黄酮类化合物释放出来。黄剑波等[22]采用纤维素酶辅助法从甜茶中提取黄酮类化合物,黄酮类物质的提取率为91%,提取纯度为54%。
王悦等[23]对桔皮细胞进行游离酶、固定化酶和常规法提取,黄酮得率分别是1.43%,0.94% 和0.79%,和传统的方法相比,游离酶法的总黄酮得率提高了81%。 5、双水相提取法 双水相提取技术是瑞典Per Albersson首先发现并研究 的一种技术,双水相萃取法属于液- 液萃取,当物质进入双 水相体系后,由于表面性质、电荷作用和各种力的作用,溶 液环境的影响,其在上、下相中的浓度不同,即各成分在两 相间选择性分配,从而达到萃取的目的。
由于双水相体系分 相快、使用温度低、容易操作、无污染、提取率高,因此成 为黄酮化合物富集分离的一种有效方法。张春秀等[24]取一 定量的银杏叶浸提液,加到PEG1500/ 磷酸盐体系双水相 系统中,则黄酮类化合物进入上相PEG,从而将黄酮类化合 物分离,提取率可达98.2%。
6、半仿生提取法 半仿生提取法是将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境,为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。这种提取方法的特点是可以提取和保留更多的有效成分,能缩短生产周期、降低成本。
7、膜分离法 膜分离法主要有超滤、微滤、纳滤和反渗透等,其中超滤法是膜分离的代表,它是唯一能用于分子分离的过滤方法,是以多孔性半透膜为分离介质,依靠薄膜两侧压力差作为推动力来分离溶液中不同分子量的物质。由于大多数黄酮类化合物的分子量在1000 以下,而非有效成分如大多数的多糖、蛋白质等分子量多在50000 以上,因而使用超滤能有效去除蛋白质、多肽、大分子色素、淀粉等,达到除菌、除热原、提高药液澄明度以及提高有效成分含量等目的。
这种方法操作简便、不需要加热、不损坏黄酮类化合物,提取效果好、超滤装置可反复使用。于涛等[26]研究了银杏叶中黄酮类化合物的提取过程及工艺,使用超滤技术对粗提的产品进行精制,对影响超滤的工艺条件进行了考察,超滤后产品中黄酮质量分数达到33.99%。
8、热压流体萃取法 热压流体萃取法是一种快速、环保、便宜、有效地萃取生物活性物质的方法。Chaorui Chen等[27]采用热压流体萃取法从巴西蜂胶中提取了7种黄酮类化合物,结果表明,通过热压水萃取的样品中当存在表面活性剂时萃取物的固体含量更高,当使用热压脂溶萃取时,7种黄酮类化合物的含量在脂溶萃取中超过了水溶萃取。
KairHartonen等[28]用热压水萃取法从白杨中萃取了黄酮类化合物,考察了萃取时间、温度和压力等因素的影响,并与超声波萃取、高速逆流色谱做了比较,结果表明用热压水萃取法在150℃萃取35min效 果最好。 2.9 高压液相提取法 Ying Zhang等[29]通过高压液相萃取法从鱼腥草中萃取了黄酮类化合物,研究了乙醇浓度、流速、温度和压强等因素的影响,并与热浸法和超声波辅助萃取法进行对比,发现高压液。
黄酮类化合物
flavonoid
以黄酮(2-苯基色原酮)为母核而衍生的一类黄色色素。其中包括黄酮的同分异构体及其氢化的还原产物 ,也即以C6-C3-C6为基本碳架的一系列化合物。黄酮类化合物在植物界分布很广,在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在,也有以游离形式存在的。天然黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲氧基、烃氧基、异戊烯氧基等取代基。由于这些助色团的存在,使该类化合物多显黄色。又由于分子中γ-吡酮环上的氧原子能与强酸成
柑橘属类黄酮多以极性较大的糖苷形式存在,目前广泛采用极性较大的有机溶剂进行浸提。
对胡柚皮的提取工艺表明,在乙醇浓度90%,料液比1:5,提取2h,提取温度40-60℃时类黄酮提取率较高。研究化橘红用8倍量80%乙醇回流提取3次,1·5 h/次,得到较大的提取率。
研究枳实药材中总黄酮提取工艺,得到60%的乙醇,8倍量,回流提取2次,每次1·5 h。近年来微波、超声波辅助提取法应用于植物细胞的破壁,有效地提高了有机物的吸收率,缩短提取时间,提高效率。
对于柑橘属类黄酮的分离纯化,目前应用最广的为HPLC、柱层析、薄层层析等方法。近年来采用超临界CO2萃取也获得了纯度较高的类黄酮。
同时采用树脂提取技术也得到了很好的应用,由于树脂稳定性好、再生简单等优点,也是一种有效的黄酮类物质分离纯化材料,柚皮黄酮经大孔树脂纯化后总黄酮含量达到39·67%,回收率为62·48%。
黄酮类化合物种类多,由于其结构和状态的不同使得溶解存在着很大的差异。游离的苷元难溶或不溶于水,而易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、****等有机溶剂或稀碱溶液,其中有些平面型分子,如黄酮、黄酮醇、查耳酮等,分子间排列紧密,引力较大,难溶于水;而非平面型分子,如二氢衍生物,其分子间排列较松弛,引力降低,有利于水分子的进入,较易溶于水。
关于黄酮类化合物的提取方法,常用的提取方法:
1、溶剂提取法
黄酮类以极性较大的苷元,一般以丙酮、甲醇、乙醇来提取,而利用黄酮类化合物与混入杂质的极性不同,选用不同溶剂进行萃取则可达到精制纯化的目的。例如,可用石油醚除去一部分脂溶性杂质,或加入多倍量浓醇,以沉淀形式去除蛋白质、多糖类等水溶性化合物。
2、超声波法
用超声波提取黄酮类物质,是近几年新发展的方法。它的原理是,超声空化作用对细胞膜的破坏有助于黄酮类化合物的释放与溶出,超声波使提取液不断震荡,有助于溶质的扩散,同时由于超声波的热效应使水温基本在57度,对原料有水浴作用。因此,超声波法不仅大大缩短了提取时间,而且提高了有效成分的提取率以及原料的利用率。
离。
二 分离方法:
1 蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离:用分步提取法(如前述) 2 游离蒽醌衍生物的分离:可选用分步结晶法、梯度pH萃取法或层析法进行。
梯度pH萃取法是分离游离蒽醌衍生物的经典方法:
1.局限性
2.原理 性质相似,酸性差别不大的混合物不适用
3 有些蒽酮虽然存在酚羟基,但在稀碱溶液中较相应的蒽醌难溶,
如大黄酚蒽酮-9,故蒽醌衍生物的苯提取液用极稀的NaOH液萃取,可除去蒽醌而使蒽酮留在苯液中。 示例
色谱法在蒽醌苷元分离中的应用:
一般先用经典方法(如梯度pH萃取)对其进行初步分离,再结合柱色谱法或制备性TLC法作进一步的分离,多用硅胶吸附色谱,而氧化铝一般不用,也常用聚酰胺作为柱色谱的填料。
•
三、黄酮类化合物的提取与分离
(一)提取
黄酮甙类以及极性稍大的甙元(如羟基黄酮等),一般可
用丙酮、醋酸乙酯、乙醇提取。一些多糖甙类可用沸水提取。在提取花青素类化合物时,可加入少量酸(0.1%盐酸,应当慎用,避免发生水解)。
剂进行提取。对得到的粗提物可进行下列精制处理,常用方法有:
(一)溶剂萃取法 利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同,选用不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的。例如植物叶子的醇浸液,可用石油醚处理,以便除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性色素。而某些药料水溶液则可加入多倍量浓醇,以沉淀除去蛋白质、多糖类等水溶性杂质。
有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常用的溶剂系统有:水-醋酸乙酯,正丁醇-石油醚等。
溶剂萃取过程在除去杂质的同时,往往还可以收到分离甙和甙元或极性甙元与非极性甙元的效果。
(二)碱提取酸沉淀法 黄酮甙类虽有一定极性,可溶于水,但却难溶于酸性水,易溶于碱性水,故可用碱性水提取,再于碱水提取液中加入酸,黄酮甙类即可沉淀析出。此法简便易行,如芦丁、橙皮甙、黄芩甙的提取都应用了这个方法。
兹以从槐米中提取芦丁为例说明该法的操作过程。 槐米(槐树Sophora japonica L. 花蕾)加约6倍量水,煮沸,在搅拌
下缓缓加入石灰乳至pH8~9,在此pH条件下微沸20~30分钟,趁热油滤,残渣同上再加4倍水煎1次,乘热抽滤。合并滤液在60~70℃下,用浓盐酸调至pH为5,搅匀,静置24小时,抽滤。沉淀物水洗至中性,60℃干燥得芦丁粗品,于水中重结晶,70~80℃干燥得
芦丁纯品。
在用碱酸法进行提取纯化时,应当注意所用碱液浓度不宜过高,以免在强碱性下,尤其加热进破坏黄酮母核。在加酸酸化时,酸性也不宜过强,以免生成(金羊)盐,致使析出的黄酮类化合物又重新溶解,降低产品收率。
当药料中含有大量果胶、粘液等不溶性杂质时,如花、果类药
材,宜用石灰乳或石灰水代替其它碱性水溶液进行提取,以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉淀,不致溶出。这也有利于黄酮类化合物的纯化处理。
(三)碳粉吸附法 主要适于甙类的精制工作。通常,在
植物的甲醇粗提取物中,分次加入活性炭,搅拌,静置,直至定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤,收集吸甙炭末,依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液进行洗脱,各部分洗脱液进行定性检查(或用PPC鉴定)。通过对Baptisia lecontei 中黄酮类化合物的研究证明,大部分黄酮甙类可用7%酚/水洗下。洗脱液经减压蒸发浓缩至小体积,再用乙醚振摇除去残留的酚,余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮甙类成分。
声明:本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。
蜀ICP备2020033479号-4 Copyright © 2016 学习鸟. 页面生成时间:2.798秒