羟丙基-β-环糊精与五种黄酮类物质的包合作用

王利平,张朋利,韩桂丽,毛宇鸿,王 伟,李宝林

(陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安 710062）

羟丙基-β-环糊精与五种黄酮类物质的包合作用

王利平,张朋利,韩桂丽,毛宇鸿,王 伟＊,李宝林

(陕西师范大学化学与材料科学学院,陕西西安 710062）

采用溶液搅拌法制备了羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)与5种黄酮类物质(橙皮素、依普黄酮、新黄酮、刺芒柄花素、黄芩素)的包合物;利用红外光谱、X射线衍射等分析了包合物的组成,利用相溶解度法研究了羟丙基-β-环糊精与黄酮类物质的包合作用.结果表明,HP-β-CD与5种黄酮类物质均产生理想的包合作用,增溶顺序为:依普黄酮>橙皮素>新黄酮>黄芩素>刺芒丙花素.

黄酮;羟丙基-β-环糊精;包合物;包合作用

Abstract:The inclusion complexes of five flavones(hesperetin,formononetin,ipriflavone,noroxylin and 5-methyl-7-methoxy-isoflavone)with hydroxypropyl-β-cyclodextrin(HP-β-CD)were prepared by using solution stirring method.The structure of the complexes was identified by means of infrared spectrometry and powderX-ray diffraction,and the inclusion of hydroxypropyl-β-cyclodextrin with flavones was examined using phase solubility method.It has been found that HP-β-CD has strong inclusion capacity with all the five flavones under investigation,and the solubility enhancing ability of the five flavones is ranked as ipriflavone>hesperetin>5-methyl-7-methoxy-isoflavone>noroxylin>formononetin.

Keywords:flavones;hydroxypropyl-β-cyclodextrin;inclusion complexes;inclusion action

黄酮类化合物是植物中分布很广泛且重要的多酚类物质,据不完全统计,其生理活性主要表现在对心血管系统作用、抗肝脏毒作用、抗炎作用、抗菌及抗病毒作用[1]等方面.如刺芒柄花素具有抗癌作用,黄芩素具有抗病毒作用[2],橙皮素能降低血管脆性及异常通透性,可用来防治高血压及动脉硬化.依普黄酮具有增强雌性激素分泌和促进降钙素分泌的作用,可有效改善骨质疏松症状.但是由于其水溶性差、生物利用度低,临床应用受到了限制.近年来,因羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)水溶性好、无毒、易与生物环境相容且能够与难溶性药物形成包合物,增强药物生物利用度,改善其溶解度和稳定性而受到了广泛的关注[3-4].本文作者采用相溶解度法通过测定包合平衡常数探讨了 HP-β-CD与橙皮素、依普黄酮、新黄酮、刺芒柄花素、黄芩素的包合作用.利用紫外光谱法,测定了其增溶倍数.为黄酮类药物的临床应用提供了基础数据和参考.五种黄酮类物质的结构式见图1.

图1 五种黄酮类物质的结构式Fig.1 The structure of the five flavones

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker AM-300超导核磁共振仪(美国Bruke公司);ALPHA1-2型冷冻干燥机(德国CHRIST公司);CL-3型恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司);TU-1901紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司).橙皮素、依普黄酮、新黄酮、刺芒柄花素、黄芩素(陕西惠科植物开发有限公司),羟丙基-β-环糊精(实验室自制),其余试剂均为分析纯.

1.2 羟丙基-β-环糊精-黄酮类物质包合物的制备

采用溶液搅拌法[5]制备5种羟丙基-β-环糊精-黄酮类物质包合物.分别称取 HP-β-CD 2.5g,加水10 mL配制成20%的 HP-β-CD水溶液,再分别称取与以上 HP-β-CD等摩尔比的黄酮类物质加入到配制好的溶液中,于60℃下磁力搅拌4 h,自然降温后,4℃冷藏过夜,过滤,滤液经冷冻干燥机干燥24 h后,得到5种白色的固体包合物.

1.3 黄酮类化合物在羟丙基-β-环糊精水溶液中溶解度的测定

配制12 mmo/L的羟丙基-β-环糊精溶液[6],投入与上述羟丙基-β-环糊精等物质的量的黄酮类物质,避光摇震24 h,静置一周.分别在288 nm、300 nm、251 nm、249 nm、276 nm处依次测得橙皮素、依普黄酮、新黄酮、刺芒柄花素、黄芩素的吸光度,将所测得的数据代入各自的标准曲线方程,计算其含量与增溶倍数.

1.4 相溶解度实验

HP-β-CD分别配制成不同浓度(浓度介于0～12 mmol/L)[6]的水溶液,依次加入适量的橙皮素、依普黄酮、新黄酮、刺芒柄花素、黄芩素粉末,水浴振荡器中避光振荡24 h,静置平衡一周.过滤,滤液稀释适当倍数测定其吸光度,代入回归方程,计算出药物在水中的溶解度.以 HP-β-CD的浓度为横坐标,黄酮类物质的溶解度为纵坐标,绘制相溶解度图,并根据公式:Kc=斜率/S0(1-斜率),计算包合平衡常数.

2 结果与讨论

2.1 红外光谱分析

由测得的各样品的红外光谱结果显示,物理混合物和包合物的图谱明显不同.几种物理混合物的图谱呈现药物和 HP-β-CD的叠加峰型特征,3 400 cm-1左右为-OH的吸收峰,而包合物中1 634 cm-1左右黄酮类化合物的羰基峰移动至1 642～1 650 cm-1,并且强度有所减弱,这表明 HP-β-CD和黄酮类物质产生了包合作用,结果见图2.

2.2 X射线粉末衍射分析

各样品的X射线衍射图谱结果显示,各 HP-β-CD X射线衍射图谱与文献报道的一致[4].几种物理混合物的图谱呈现黄酮类物质的晶体衍射图谱与 HP-β-CD的无定形衍射图谱的叠加,而包合物中所有的衍射峰几乎消失,表明黄酮类物质被 HP-β-CD包合,结果见图3.

图2 HP-β-CD/黄酮包合体系红外光谱表征谱图Fig.2 The IR spectrums of HP-β-CD/flavones systems

图3 HP-β-CD/黄酮包合体系X射线表征谱图Fig.3 The X-ray of HP-β-CD/flavones systems

2.3 含量测定和相溶解度研究

将测得的各样品的吸光度代入各自的标准曲线方程,计算出黄酮类化合物的增溶倍数,根据 Higuchi和Connors等的分类方法[7],经计算,所选5种 HP-β-CD/黄酮化合物的包合平衡常数如表1所示.由此可以看出,依普黄酮和橙皮素在水中的增溶程度较大,平衡常数 Kc值[8]也较大,说明 HP-β-CD对这两种黄酮类药物的包合作用最优.

3 结论

本实验采用溶液搅拌法制备了5种HP-β-CD/黄酮类物质包合物,经红外光谱法、X射线衍射法、相溶解度法对其结构进行了表征及鉴定,表征的结果说明黄酮类物质与 HP-β-CD均发生了包合作用.增溶倍数和包合平衡常数 Kc均表明 HP-β-CD对依普黄酮和橙皮素的增溶作用尤为显著,可以为黄酮类物质的临床应用和新剂型的研发提供参考.

表1 黄酮类化合物-HP-β-CD包合平衡常数Table 1 The equilibrium constants of inclusion complexes

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Inclusion action of hydroxypropyl-β-cyclodextrin with five flavones

WANG Li-ping,ZHANG Peng-li,HAN Gui-li,MAO Yu-hong,WANG Wei＊,LI Bao-lin

(School of Chemistry and Materials Science,Shaanxi Normal University,Xi’an710062,Shaanxi,China)

O 621.4;R 283.1

A

1008-1011(2011)01-0041-04

2010-09-20.

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(GK200902041).

王利平(1984-),女,硕士生,研究方向为天然药物化学.E-mail:wwlzz@snnu.edu.cn.