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黄芩苷-铬(Ⅲ)配合物的合成与表征

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维普资讯 http://www.cqvip.com 黄芩苷一铬(Ⅲ)配合物的合成与表征 l 雷 邓 毅,赵爱华 ,尹龙萍,邱明丰,贾 伟 上海交通大学药学院,上海2002 ̄ 【摘要】目的:合成和表征了一种新的黄芩苷一铬(Ⅲ)配合物,并研究了配合物的稳定性。方法:配体黄 芩苷溶于6o%乙醇水溶液中,在pH=9的碱性条件下,加入三氯化铬,回流4 h,生成目标化合物。用红外光 谱、紫外光谱、元素分析和电感耦合等离子体发射光谱对配合物进行了表征,热分析对其物理性质进行了分析。 结果:合成的黄芩苷一铬(Ⅲ)配合物的分子式为Na2Cr(C2lHl60l1)2(OH)・10H20。且证实了该配合物在酸性条 件下是稳定的。结论:首次合成的黄芩苷一铬(Ⅲ)配合物有望开发成为潜在的降糖新药。 【关键词】黄芩苷;三价铬;合成;表征;稳定性 【中图分类号】 R284.3 【文献标识码】A 【文章编号】 1672.3651(2007)01-0038—04 黄芩苷是唇形科植物黄芩(Radix Scutellariae)的 主要药用成分。母核的4位羰基上的氧原子具有很 1仪器与材料 强的配位能力,同时黄芩苷的空间结构也有利于金 1.1仪器 属配合物的合成l】J。目前已有文献报道黄芩苷与 EQUINOX 55红外光谱仪(德国Bruker公司), 铜(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、铁(Ⅱ)、铝(Ⅲ)等金属离子的配位合 UV-2102紫外分光光度计(美国Unico公司),PE 成【2_引,同时许多药效学实验的结果也显示,配体在 24O0 II元素分析测试仪(美国Perkin Elmer公司), 与金属离子形成配合物后,原有的生物活性得到了 Iris Advangtage 1000电感耦合等离子体发射光谱仪 不同程度的提高。如黄芩苷与锌形成配合物后抑 (美国Thermoelectron公司),TGA 7热重分析仪(美 制二甲苯引起的炎性水肿、增强抗变态反应和减少 国Perkin Elmer公司),85.2型恒温磁力搅拌器(上 SRS.A慢反应物质释放的作用均显著优于黄芩苷本 海志威电器有限公司),pHS.25数显pH计(上海机 身 J。我们前期的药理实验结果也提示三价铬与 密科学仪器有限公司)。 黄芩素配合物的降糖效果要好于黄芩素本身。 1.2材料 铬是人体必需的微量元素,机体缺乏铬会引 药材黄芩购于上海雷允上药业有限公司(产 起f3.细胞敏感性减弱,胰岛素亲和能力降低,而在 地河北);黄芩苷对照品纯度99%购于中国药品 补充适量的三价铬之后,可使葡萄糖耐受量得到 生物制品检定所,批号1 10715;柱层析及薄层层析 明显的改善_6J。同时已有研究表明黄芩苷对糖代 硅胶购自青岛海洋化工厂。 谢亦有一定的影响:有效地控制血糖升高[ ;阻止 其他试剂均为分析纯。 高糖引起的血管内病变,降低糖尿病大鼠血清游 2方法 离脂肪酸、肝组织胆固醇和甘油三酯的浓度h8. 。 本实验选择黄芩苷作为配体,首次选用三价 2.1配体黄芩苷的分离纯化 铬离子与黄芩苷在碱性条件下络合,对合成的配 取500 g黄芩药材6o℃干燥2 h后粉碎,过4o 合物进行结构表征,初步考察了配合物的稳定性。 目筛,用8倍量的去离子水回流提取3次,每次 3 h。70 oC减压回收至干后,得浸膏210 g。取浸膏 20 g进行硅胶柱层析分离,氯仿:甲醇(20:1~1:1) 【收稿日期】21Y36.10.09 梯度洗脱,收集洗脱液,用薄层层析与照品对照检 【 通讯作者】 赵爱华:副教授,从事天然产物化学研究。Tel 测,合并含有单一黄芩苷色点的流分,减压浓缩, 021-342134829,E-mail:zhah@ tu.edu.cn 得到黄芩苷2.5 g。经HPLC检测,纯度大于99%, 色谱条件参照中国药典2005版【10]。 88 Chin JNatMed Jan.2007 Vo1.5 N0.1 寸瑚又然碾物2007年1月 第5卷第1期 维普资讯 http://www.cqvip.com 2.2配合物的合成 称取黄芩苷220 mg(0.5 mmoL)于100 InL三 13烧瓶中,加入20 mL 60%的乙醇水溶液,搅拌溶 解,用40%的NaOH水溶液调pH至9。加热回流 0.5 h后,再加入66.5 (0.25 mmoL)CrC13・ 6H20,反应液继续搅拌回流4 h。待反应液冷却至 室温后抽滤,沉淀物用热的6o%乙醇水溶液、去 离子水洗涤3次以上,除去未反应的黄芩苷和 4 000 3 000 2 000 l 000 CrC13,于6o℃下烘干至恒重,得到棕色粉末50 mg。 2.3配合物的结构表征 采用元素分析法确定配合物c、H的含量,cr 的含量由电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测 定。KBr压片红外光谱法分析黄芩苷及其配合物 的结构差异,推测发生配位的基团和位置。紫外 分光光法分析黄芩苷、CrC13以及配合物的60%乙 醇水溶液在200—600 n/n波长区间的吸收差异。 热重分析在N,气氛中,20℃/min升温至800℃, 观察黄芩苷及其铬配合物的分解失重情况。 3结果 Wavelength 3.1配合物的红外光谱 图l、图2为黄芩苷和黄芩苷.铬(Ⅲ)配合物的 3.2配合物的紫外光谱 红外光谱(具体见表1)。黄芩苷的5位酚羟基能与 黄芩苷.铬(Ⅲ)配合物的形成使配体黄芩苷的 4位羰基形成分子内氢键,并且较稳定,表现为在3 发生了很大变化(图3)。黄芩苷在216 n/n和 400 cml~3 450 cm’处有宽而强的缔合羟基吸收峰。 277 n/n处有2个主峰,在316 n/n处有1个小峰。2 形成配合物后,5位酚羟基的吸收峰从3 418 cm 位 个主峰分别由共轭体系的n.丌 和丌.丌 跃迁产生。 移至3 446 cm- ,说明配位反应使分子内的氢键被破 坏l】 。黄芩苷的红外图谱中l 726 em- 为葡萄糖醛 然而在配合物的紫外光谱中,316 nm处的小峰消 失了,2个主峰也有不同程度的红移(216 m一23l 酸上的羧羰基吸收峰,l 660 cm’为4位羰基吸收峰; 而配合物的红外图谱中以上两峰均消失,在l 632 n/n,277 nm一280 n/n),这是因为在形成配合物之 cm’处却出现了一个很强的吸收峰,推测这可能是 后,整个分子中电子的离域程度增大,致使电子跃 迁时需要的能量降低,使吸收峰发生红移[12]。 羧羰基的吸收峰与4位羰基的吸收峰重叠所致。 原因是在实验过程中加入了4o%的NaOH溶液调 整pH至9,黄芩苷的葡萄糖醛酸基已经变为葡萄 糖醛酸钠,因而该羧羰基吸收峰会相应发生较大 的位移;同时4位羰基由于配位作用使周围的电 子云密度发生了变化,因而也会发生一定的位移。 另外,l 253 cm’,l 201 cm 处的c.0伸缩振动分别 位移至了l,250 cm’,l 194 cm~,这些现象也证实4 位羰基及5位酚羟基氧原子的外层电子云由于三价 铬的配位作用发生偏移,从而产生吸收峰的位移。 200 250 300 350 400 450 500 550 600 w/cm一。 通过对以上红外吸收峰变化的分析可以推测 三价铬离子与黄芩苷已发生了配位作用,并且主 Fig 3 IN-visible IectnIIII of baicalin(solid line)and its 要在黄芩苷的4位羰基和5位酚羟基位置。 dlro ̄complex(dash ifne) 寸嗣JL然谣物2007年1月第5卷第1期 Chin.,NatMed.1an.2007 V01.5 N0.1 89 维普资讯 http://www.cqvip.com Table 1 IR and UV-visible spectra data of imlcalin and its 195 oC阶段失重率为15.85%,峰温在100 c【=左右, I ̄'omlUllll complex 失重率与推测的结构式中失去10 mol结晶水相 符。195 oC一637 oC阶段失重率为48.74%,这一 3418( OH)。1 726(v C=O), 阶段失重主要是由于配体黄芩苷的分子结构开始 Baiealin 1 660( ̄C=0)。1 253(v C=O)。216,277.316 1 2Ol(v C一0) 被分解。当温度高于637 oC时,分子内的碳、氢、O\(/o  氧已基本都转化为CO2和H20,还剩余的为Na一... (v OH),1 632(v C=0),“。 . 1342,删 cJ, 194( c:矗 231'280 o/卜\o zCO3 和Cr203。而在黄芩苷的热失重图谱中(图5),0 60O ‘487(v Cr-O) ℃时黄芩苷的剩余重量仅有10%左右,明显与配 3.3配合物的组成分析 合物有较大差异。 对合成的黄芩苷.铬(Ⅲ)配合物进行元素分析 和ICP分析,从表2的结果初步确定配合物分子中 铬(Ⅲ)与黄芩苷的摩尔比为1:2,进而推测分子组 § 量 成为Na2Cr(C21H16011)2(OH)‘・10H20,分子量为1 = 啬 183,配合物可能的结构如图4所示。 羔 Table 2 Elemental analysis and ICP results of baicalin- chromium(Ⅲ)complex 7 L’ iFg 6 Thermal analysis of baiealln-ehromlm complex(solid line)。Ist derivatives(dash line) 3.5配合物的稳定性考察 用6o%乙醇水溶液将配合物与配体黄芩苷配 成浓度为0.005 mol・ 的溶液,同时用O.01 mmol・ 的KOH水溶液滴定,滴定曲线如图7所示。黄芩 苷的pH突跃范围在5一lO之间,而配合物的pH突跃 范围在6.8之间,提示配合物在酸性条件比较稳定。 H 咖眦 懈㈣ CooNa Fig 4 The structure ofbaicalin-chromimn(Ⅲ)complex KOH,mL 一_一c0rnp1 一口一 e alin F 7 Titration culwe of the complex 4讨论 Fig 5 Thermal analysis or~t une¨st为反 d eirvatives,(dash mine)、 r日 ’ J具 口 r日卅 川’ 耳l上 ,J 3・4 才.斤…..  反应溶液的 液中,黄芩苷p分H子中的酚羟要控制在9基不发生电离。因为在酸性或中性溶 竞争性 ,配合物的热失重图谱(图6)显示,在20 oC~ 一。。  。。 …~ 。 40 Chin J Nat Med Jan.2007 Vo1.5 No.1 寸瑚足然集物2007年1月 第5卷第1期 维普资讯 http://www.cqvip.com 地从溶液中争夺H 和三价铬离子供电基团较困 研究中可以考虑口服给药,而不会受胃液酸性环 难,故不利于配合物的形成。而反应液的pH过高 境的影响迅速分解失效。 (大于l0)又会引起三价铬离子的水解,生成氢氧 化铬。因而反应液的pH需控制在9左右,才能使 参考文献 黄芩苷酚羟基脱质子,产生孤对电子,从而和三价 [1]姚新生(Yao xs).天然药物化学(第4版)[M].北京:人民卫 铬离子络合。配合物合成之后,用热的醇、水洗涤 生出版社,2002:176—177. 可以把未参与配位反应的黄芩苷和三氯化铬除 [2]胡道道(Hu DD),房喻(Fang Y),马 宁(Ma N),等.汉黄 去,使配合物得到初步纯化。 芩素与铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)固体配合物的合成表征及抑 菌活性研究[J].陕西师范大学学报(J Shanxi Normal Univ)。 从红外和紫外谱图的数据变化可以推测,与 1994.22(1):3l一34. 三价铬离子配位的基团是黄芩苷上的4位羰基和 [3]贾秀荣(Jia XR),周济桂(Zhou JG),吕 华(Lv H),等.黄芩 5位的酚羟基。虽然已有的文献中未见黄芩苷金 苷锌配合物与黄芩苷对免疫反应的初步比较研究[J].西北 属配合物单晶形成的报道,不能直观地确定配合 药学杂志(Northwe ̄tPharrn J),1994,9(4):162 164, 物分子的结构,但从黄芩苷与一系列金属离子(铝 [4]李思睿(ⅡsR)。董慧茹(Dong HR)。毕鹏禹(Ri PY).黄芩苷一 Fe(Ⅱ)配合物的合成和表征[J].北京化工大学学报(J Ⅲ、铁Ⅱ、锌Ⅱ、铜Ⅱ)的配位情况看,所得到的红 眦Univ Chem Techno1)。2006,33(2):97—101. 外和紫外图谱的都分别具有相似性。红外图谱 [5]贾朝霞(Jia ZX).吴祺(wu Q).铜(Ⅱ)一黄芩甙配合物的合 中,羰基峰的位移可作为判断配位形成的标志,通 成及其对超氧负离子歧化活性研究[J].无机化学学报(, 常位移达到20 crrr’以上。另外4位羰基与5位酚 lnorg Chem),1990,6(1):106 108. 羟基所形成的分子内氢键也会由于配位作用而破 [6]李新生(Li)(s).王德友(Wang DY)。林森(Kn s)。等.吡啶 羧酸铬配合物的合成及其生物活性[J].南昌大学学报(, 坏,引起羟基峰的位移。紫外图谱中,配体黄芩苷 Nanchang Univ),2003,27(2):168-170. 原有的主峰也会随着配合物的形成产生不同程度 [7]横江俊一.黄芩抑制糖类分解酶的活性[J].国外医学中医 的红移[2-5]。 中药分册(Foreign Med Sci),2004,26(3):184—185. 通过元素分析和ICP的结果可以推测出配合 [8]杨娟(Yang J).傅军鹏(FIl-JP).黄芩活性成分及药效研究 物分子构成,而热重分析的结果也验证了配合物 近况[J].实用医药杂志(Prac JMed&Ph ̄rm)。2004.21(3): 271.273. 分子内结晶水的摩尔数。因为配合物是经过烘干 [9]张喜平(Zhang XP)。田华(Tian H),程琪辉(Cheng QH).黄 后,再进行热分析的测定,95 cc以下的失重就应为 芩苷的药理作用研究现状[J].中国药理学通报(Chin 结晶水,而且失重的比例为15.78%,与分子式的 Phamu ̄ol 以f),2003,19(11):1212.1215. 推测相符。另外,从热分析的图谱中还可看出配 [1O]中华人民共和国药典(2oo5年版).一部[S].2005:211. 体黄芩苷在700℃左右基本分解完全,而配合物 [1】]Nakamato K.无机和配位化合物的缸外和拉曼光谱[M].北 京:化工出版社。1991:186.188. 到了800 oC还剩余约30%的重量,这部分重量的 [12]李艳玲(【jⅥ_).7,8.二羟基黄酮及其稀土配合物的合成与 构成推测可能是由cr2()3和Na2C03构成的。 表征[J].中国药物化学杂志(Chin,Med Chem),2002。12(5): 配合物的稳定性实验结果显示配合物在酸性 258.26o. 条件下比较稳定,提示该化合物在进一步的药物 Synthesis and Characterization of Baicalin-Chromium(Ⅲ) Complex DENG Yi,ZHAO Ai—Hua ,YIN Long—Ping,QIU Ming—Feng,JIA Wei School ofPharmacy,Shanghai Jiao Tong Univenity,Shanghai 200240,China 【ABs IRAcT】 AIM,.To synthesize and characterize a novel complex of baic ̄in wiht chromium(11]),and study the stability of hte complex.METHODS:Baicalin was dissolved in 6o%ethano1.and the reaction Was taken under refluxing wiht pH 9.The complex Was characterized hy IR and UV spectra.as well as elemental analysis and ICP.RESULT:The baicalin・chromimu complex Was obtained with molecular formula Na2Cr(c2l HI60l 1)2(OH)一’l OH20 and it Was stable in the acidic condition.CONCLUSION: Ihe baicalin・chromium complex has been fix,'stly successfully synthesized as a promising hypoglycemic agent. 【KEY WORDS】 Baicalin;Triv ̄ent chromimu;Coordination;Synthesis;Characterization;Stability 寸闽天然黛绚2007年1月 第5卷第1期 ● JNatMed Jan.2007 Vo1.5 No.1 41 

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