白杨素在非水溶剂中的伏安行为

2014-05-16王亚琳高庆宇李丽敏

实验室研究与探索 2014年5期

关键词：二甲基甲酰胺玻碳白杨

郭蒙，王亚琳，李丹，高庆宇，李丽敏

（1.潍坊学院化学化工与环境工程学院，山东潍坊 261061;2.中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221116）

白杨素在非水溶剂中的伏安行为

郭蒙1，2，王亚琳1，李丹1，高庆宇2，李丽敏1

（1.潍坊学院化学化工与环境工程学院，山东潍坊 261061;2.中国矿业大学化工学院，江苏徐州 221116）

研究白杨素在不同非水溶剂中的伏安行为，寻求拓展白杨素的生产及应用领域。对在不同非水溶剂中溶解的白杨素进行了循环伏安研究，发现其在二甲基甲酰胺中具有较强的氧化还原性;同时发现白杨素在玻碳电极上发生了2电子转移行为，且其电极反应受到了吸附作用控制。通过白杨素谱学方面的研究，表明白杨素在二甲基甲酰胺中具有较强的吸收;同时在黏度研究中也发现其在二甲基甲酰胺中具有较小的黏度，为其生产及应用提供了理论支持。

白杨素;电化学;谱学;黏度

0 引言

白杨素又称白杨黄素，属黄酮类化合物［1］，广泛存在于蔬菜水果和药用植物中，毒副作用小，具有广泛的药理作用，包括抗病毒、抗氧化、抗糖尿病、抗高血压、抗基因突变和抗肿瘤等［2-6］。白杨素虽具有多种生理、药理作用，但因其在肠道中吸收少和5，7位羟基易被迅速糖基化代谢从而导致活性降低，影响了白杨素的临床应用［7-8］。对白杨素的生物学效应进行全面综合评价，对其结构进行有效修饰，对其在电化学、谱学、磁学、黏度等性质进行研究有利于拓展白杨素的应用领域，这对于新型抗癌药物的筛选具有重要意义［9-10］。

本文通过电化学法研究了白杨素在不同非水溶剂中的伏安特性及在玻碳电极上的电化学行为，研究了白杨素在不同非水溶剂中的光谱性质、动力黏度等，为进一步拓展其应用提供了理论基础。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

CHI-660型电化学工作站(上海辰华)，TU-1810型紫外可见吸收分光光度计(北京普析)，0.5～0.6 mm乌式黏度计;白杨素(南京泽朗)，其他所用试剂均为分析纯，实验用水为二次重蒸去离子水。

1.2 实验方法

1.2.1 电化学

电极处理:实验前玻碳电极要在抛光布上用0.30、0.05 μm 的三氧化二铝湿糊抛光成镜面，用二次蒸馏水冲洗后，再用1∶1乙醇和二次水超声清洗，经铁氰化钾溶液表征后，氮气吹干备用。

实验采用三电极体系:玻碳电极为工作电极(直径3 mm)，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极。在10 mL比色管中，加入1.0 mL、浓度为1.0 mmol/L白杨素溶液，并用0.1 mol/L的氯化钾溶液定容。然后，在室温下，以扫速为100 mV/s、－1.5～1.0 V 电位范围内进行循环伏安扫描，做I—E图。

1.2.2 黏度法

黏度测定时，每次须将配制好的溶液在30℃的恒温水浴中恒温15 min，再用乌氏黏度计测量流出时间t，同法测出空白溶液的流出时间t0，每个试样测3次，取其平均值(误差控制在0.05 s)，根据η=ρν，求出其动力黏度 η 和相对黏度 ηr［11］。

2 结果与讨论

2.1 电化学

(1)白杨素在非水溶剂中的循环伏安行为。图1为白杨素在二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈、丙酮中的循环伏安曲线，在不同非水溶剂中的氧化、还原峰电位见表1。通过表1、图1可以看出，不同溶剂对白杨素的峰电位、峰强度的影响并不一致。其中在丙酮中仅出现2个氧化峰，而在其他溶剂中却出现了3个氧化峰，表明白杨素在其他溶剂中相较于丙酮中较易发生氧化反应;同时白杨素在DMF中却出现了2个还原峰，且其峰强度最强，说明白杨素在DMF中不但易于进行还原反应，且其电活性最强。

图1 白杨素在非水溶剂中的伏安曲线

表1 白杨素在不同非水溶剂中的电化学数据 V

30℃下，以溶于DMF中的白杨素为例，研究了不同扫速下白杨素的循环伏安曲线。结果发现，白杨素的氧化峰、还原峰电流均出现了规律的递增(见图2)，且其氧化峰电位Ep与扫速对数lnv出现以下关系:

图2 不同扫速下白杨素的循环伏安曲线

得 αn=0.611 9，可求得电子转移系数 α =0.306。

不同的扫速速率下，白杨素在玻碳电极上表现出的峰电流强度不同，随着扫速速率的增大而增强。图3为0.1 mmol/L的白杨素在－1.5～1.0 V 电位范围内，峰电流与扫速速率在0.10～0.30 V/s范围内的关

根据不可逆电极的反应，Ep与扫描速度存在如下关系［13］:系。可见，峰电流Ip与扫速v呈良好的线性关系，表明白杨素在玻碳电极上的反应是吸附控制过程［14-15］。

图3 Ip与v的关系

2.2 紫外光谱

白杨素在不同非水溶剂中的紫外光谱曲线见图4。由图可见，以丙酮为溶剂的白杨素溶液在扫描范围内几乎不出现特征吸收峰，而在二甲基甲酰胺、乙腈及二甲亚砜溶剂中，在相同波长范围内白杨素存在2个明显的特征吸收峰，其波长分别为264和314 nm，其中以溶于DMF中的白杨素吸收峰最为明显。由此可以看出，不同溶剂对白杨素各吸收峰的影响并不相同，其中以在DMF中表现出的吸收特性最强。

图4 白杨素在不同非水溶剂中的紫外光谱

2.3 黏度

黏度是物质的基础物性，在流体力学、传热、传质计算中必不可少，对于白杨素的热力学和动力学研究具有重要意义，同时对于预测白杨素生产过程的工艺控制、输送性以及在使用时的操作性有着重要的指导价值［16］。表2为25℃下、0.1 mmol/L白杨素在不同非水溶剂中的动力黏度η及相对黏度ηr。由表可见，白杨素在DMF中具有较小的动力黏度和相对黏度。

表2 白杨素在非水溶剂中的黏度

3 结语

本文通过电化学法研究了白杨素的循环伏安特性，发现白杨素在DMF中电活性最强，并在玻碳电极上发生了2e的电子转移行为，且在该电极上的电极反应受到吸附作用控制;同时研究发现，白杨素在DMF中表现出的吸收特性最强且黏度较小。通过对白杨素的电化学、谱学、粘度等性质的研究，为拓展其应用领域、为新型抗癌药物的开发提供了重要的理论基础。

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Voltammetric Behavior Studys of Chrysin in Nonaqueous Solvents

GUO Meng1，2，WANG Ya-lin1，LI Dan1，GAO Qing-yu2，LI Li-min1
(1.Chemistry ＆ Chemical and Environmental Engineering College，Weifang University，Weifang 261061，China;
2.School of Chemical Engineering and Technology，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，China)

In this paper，the voltammetry behavior of chrysin was studied in different nonaqueous solvents.It could expand the production and application fields of chrysin.The cyclic boltammetry character of chrysin in different nonaqueous solvents was studied.It was found that chrysin has strong oxidation and reduction in the solvent of DMF.It was also found that chrysin occurrs 2 electron transfer behavior on the glassy carbon electrode(GCE).And the electrode reaction on GCE was controlled by adsorption.Through the spectral study for the chrysin，it showed that chrysin has the strongest absorption in N，N-dimethylformamide.At the same time，it could be found that chrysin has smaller viscosity in N，N-dimethylformamide.In this paper，the electrochemical properties，spectrum properties，dynamic properties of chrysin in different nonaoueous were first studied.It provided an important theoretical basis for the application and production of chrysin.

chrysin;electrochemical;spectroscopy;viscosity

O 657.1

1006－7167(2014)05－0009－03