槐米有效成分芦丁的提取及对经典BZ振荡反应的影响

程时劲， 江 阳

(1.武汉大学 化学与分子科学学院，湖北 武汉 430070；2.武汉东湖学院 生命科学与化学学院，湖北 武汉 430212)

槐米有效成分芦丁的提取及对经典BZ振荡反应的影响

程时劲1,2， 江 阳1,2

(1.武汉大学 化学与分子科学学院，湖北 武汉 430070；2.武汉东湖学院 生命科学与化学学院，湖北 武汉 430212)

采用酸析碱溶法对槐米中的有效成分芦丁进行了提取，然后在不同温度下，研究了提取物芦丁对经典BZ振荡反应体系的影响。实验结果表明，在298K温度条件下，芦丁浓度范围为0.1～0.5 g/L时，随着芦丁的浓度增大对振荡反应体系的影响不大。当温度在298～318K范围内，温度升高时振荡反应体系的诱导时间明显减小，但振荡周期变化不明显。将BZ振荡反应的诱导时间tin的倒数的对数对温度的倒数作图可得一直线，且线形关系良好，且可得到振荡反应的诱导期活化能随芦丁浓度的增加而减小，本文结果可能为芦丁的应用开发及定量分析提供依据。

芦丁； B-Z振荡；诱导时间；振荡周期

化学振荡现象是化学反应系统的状态随时间周期变化的现象，BZ反应是由3个不同的反应组成的化学振荡反应。每个反应都有不同的分子和离子，当加入特定的化学成分后，首先触发第一个反应，所产生的生成物可以触发第二个反应，随后第二个反应的生成物又可以触发第三个反应，第三反应的生成物再触发第一个反应，由此循环往复。含有溴酸钾，丙二酸或溴代丙二酸和溶于硫酸的硫酸铈的反应混合物，在30℃恒温条件下搅拌时，则有持续的振荡反应发生[1]。基于被测物质的量与化学振荡曲线的某一参数的变化(如诱导期、周期、振幅、寿命等)存在某种关系，化学振荡反应可以用于分析测定，在糖尿病的早期检测、食品检测与控制、中药鉴定、环境保护等应用有广阔前景[2-5]。

芦丁在临床广泛用于防治脑溢血、高血压、视网膜出血、紫瘢和急性出血性肾炎[6-8]。本文首先从中草药槐米中提取了其有效成分芦丁，并研究了不同浓度，不同温度下中草药槐米提取物芦丁对经典BZ振荡体系的影响，为芦丁的生物医学上的应用提供基础依据。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

BZ振荡分析仪(南京桑力电子设备厂)；电子分析天平(AUY120型)；超级恒温仪(12CFG-3型)；磁力搅拌器(78HW-1型)；槐米为中药店购买，所用化学试剂为分析纯。

1.2 实验步骤

1.2.1 芦丁的提取

取10.97 g槐米经洗涤后，用热水和石灰乳调将溶液pH值至7.5～8煮沸20min，破坏酶的活性，避免在提取过程中黄酮苷类化合物发生分解。添加硼砂，在368～373K保温半个小时，趁热抽滤。取用滤液，利用芦丁在热碱条件下溶解度较高，酸性低温条件下时溶解度较低的特性[9]。滤液调至pH值3～4，在冰箱中冷却40min，静置析出结晶、分离得粗品。将制得得粗品芦丁溶解于300mL沸蒸馏水中，芦丁在沸水中全部溶解。趁热抽滤，取其滤液，冷却结晶后再抽滤，在343K下干燥。将槐米提取物芦丁配制成0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 g/L的溶液后待用。

1.2.2 BZ振荡实验

丙二酸-溴酸钾-硝酸铈铵-硫酸的B-Z反应体系装置如图1所示。

1. 计算机采集系统；2. 恒温水浴；3. 电磁搅拌器； 4. 甘汞电极；5. 铂电极或溴离子选择电极图1 BZ振荡实验装置图

取丙二酸的硫酸溶液10mL，硝酸铈铵的硫酸溶液10 mL放入带有恒温夹套的玻璃反应器中，将反应器置于电磁搅拌器上(采用0.8 cm长度的小磁子)，调节搅拌速度，用恒温仪打出298K的循环水进入反应池夹套中，恒温15min，同时将溴酸钾的硫酸溶液置于CS501型超级恒温仪器中恒温。调节恒温仪温度为303K、308、313、318K，重复上述实验。按照图1连接好设备后，将预热好的溴酸钾加入恒温杯中，同时开启BZ振荡记录软件开始计时，记录下E～t曲线图。上述实验重复3次，E～t曲线图，可得到以下参数：

振荡诱导期 tin：从反应开始到出现振荡的时间；

振荡周期 tp：完成一次振荡循环所需的时间。

2 结果与讨论

2.1 芦丁的提取实验结果及分析

最终得到的产品性状为白色粉末，与文献描述一致，但产率比文献值略小[10]，分析可能的原因为：本次实验过程中，槐米在洗涤时有少量损失，另外在趁热抽滤过程中，仍有少部分的芦丁溶解在溶液中并未以晶体的状态析出，导致产率降低。

2.2 温度对振荡反应的诱导期和振荡周期的影响

图2为在振荡反应的诱导期随反应温度的变化，当芦丁的浓度为0～0.5 g/L时，振荡反应的诱导期均随温度的升高而降低，升高温度能降低振荡反应的诱导期。

图2 温度(T)对振荡反应诱导期 (tin) 的影响

图3 为振荡反应的振荡周期随温度的变化。由图3可知，当芦丁的浓度为0～0.5 g/L时，振荡反应的振荡周期均随温度的升高而降低，升高温度能缩小振荡反应的振荡周期。

图3 温度(T)对振荡反应振荡周期(tp)的影响

2.3 芦丁浓度对振荡反应的诱导期和振荡周期的影响

图4和图5是振荡反应的诱导期和振荡周期随芦丁浓度变化曲线。通过图4和图5显示的数据可初步判断：提高芦丁的浓度对BZ振荡反应体系诱导期的影响较大，诱导期明显减小；芦丁浓度对BZ振荡反应体系的振荡周期也无显著影响，只能较小程度上减小BZ振荡反应体系振荡周期。

图4 芦丁浓度 (c) 对振荡反应诱导期(tin) 的影响

图5 芦丁浓度 (c) 对振荡反周期 (tp) 的影响

由图4可知，在低温时，提高芦丁的浓度，可使BZ振荡反应体系诱导时间逐渐减小，但随着浓度的变化，这种影响逐渐减小。同时在低温实验过程中可以观察到，芦丁有少量并未溶解于体系中，溶液中有少许沉淀。因此，在低温时振荡反应体系的诱导期随浓度的变化，影响逐渐减小，是由于芦丁的溶解度所致。从图4可以得到，在高温时，诱导期随着芦丁浓度的增大逐步减小，同时在溶液中没有观测到沉淀。因而，在高温时，芦丁完全溶解在体系中，随着芦丁浓度的增大，振荡反应的诱导期减小。

由图5可知，在298K时，加入不同浓度芦丁，发现BZ振荡反应体系的振荡周期随芦丁浓度在0.1～0.3 g/L范围内增加逐渐减小，当芦丁浓度高于0.3 g/L后曲线比较平滑。在303K，芦丁浓度从0.1～0.4g/L范围内，随着芦丁浓度的增加，BZ振荡反应体系的振荡周期总体上是逐渐减小，当芦丁浓度高于0.4 g/L后曲线平滑。在308K和313K时,芦丁浓度从0.1～0.5 g/L范围内，随着芦丁浓度的增加，BZ振荡反应体系的振荡周期总体上是逐渐减小。

2.4 芦丁浓度对振荡反应诱导期活化能的影响

图6 log(1/tin)与温度的倒数(1/T)的关系表1 在不同浓度作用下B-Z振荡反应诱导期的活化能

c/(g/L)Ein/(kg/mol)R055.640.9990.157.900.9980.259.110.9990.364.160.9980.467.080.9990.569.910.999

由表1可知，无芦丁作用时，B-Z振荡反应诱导期的活化能的值为55.64 kg/mol，与文献结果一致。在芦丁浓度为0.1～0.5 g/L范围内时，log(1/tin)对1/T作图，线形关系良好，B-Z振荡反应诱导期的活化能的值随芦丁浓度的增大而增大。

3 结论

温度对B-Z振荡反应有明显的影响，当芦丁浓度为0～0.5 g/L作用范围内，振荡反应的诱导期和振荡周期均随温度的升高而降低。芦丁浓度的增大使振荡反应的诱导期明显减小，减小的趋势在高温下比低温下要明显。芦丁浓度的增大使振荡反应的振荡周期小幅度减小。对振荡反应的诱导时间影响的主要因素为温度，芦丁浓度对振荡反应的诱导时间影响是有选择性的，高温时，低浓度的芦丁也能较大程度上减小诱导时间；低温时，芦丁的添加对反应体系的诱导期影响不明显，温度的作用占据主导因素。振荡反应的活化能随芦丁浓度的增大而增大，芦丁浓度为0.1 g/L到0.5 g/L范围内时，BZ振荡反应诱导时间tin的倒数的对数log(1/tin)对温度的倒数1/T作图，线形关系良好，相关系数R≥0.998。本文实验结果可能为芦丁的应用开发及定量分析提供基础数据。

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(本文文献格式：程时劲， 江 阳.槐米有效成分芦丁的提取及对经典BZ振荡反应的影响[J].山东化工,2017,46(5):41-43.)

Study on Extraction of Rutin from Sophora Japonicaand and Influence on the BZ Oscillating Reaction

ChengShijin1,2,JiangYang1,2

(1.College of Chemistry and Molecular Science, Wuhan University, Wuhan 430070,China;2.College of Life Science and Chemistry, Wuhan Donghu University, Wuhan 430212,China)

The active components of Chinese herbal medicine sophora japonica rutin,can be used in clinical prevention and treatment of cerebral hemorrhage,hypertension,retinal hemorrhage,purple Ban and acute hemorrhagic nephritis. Firstly by the method of acid out alkali soluble active ingredients of sophora japonica rutin preliminarily extract,then using blank contrast analysis,more in-depth research extract rutin influence on classical BZ oscillation reaction system. Experimental results show that under the condition of temperature 298 k,rutin concentration range is 0.1 g/L to 0.5 g/L,increase with the concentration rutin influence on oscillation reaction system. When the temperature in the range 298 k to 318 k,at higher temperatures the induction time of oscillation reaction system decreased greatly,but does not change significantly oscillation period. BZ oscillation reaction induced time tin the reciprocal of the logarithm of inverse temperature of the drawing can be a straight line,and good linear relationship,the correlation coefficient R = 0.998,the conclusion can be used as quantitative qualitative analysis of Chinese herbal medicine.

Rutin;the B-Z oscillating;induction time;oscillating period

2016-04-14

程时劲(1982—)，男，湖北黄石人，武汉东湖学院实验师，理学学士，研究方向：物理化学。

R284.2

A

1008-021X(2017)05-0041-03