淫羊藿的炮制机理1.docx

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淫羊藿的炮制机理1

摘要：

聚甘油是指甘油的低聚物，结构上属于低分子量的多元醇线型聚醚，外观为无色至黄色粘稠液体或半固体，与水互溶。

聚甘油主要来源于合成甘油工业副产物，现在则大量由甘油直接制备，有着广泛的用途，如直接用作增稠剂、保湿剂，其硝酸醋是高级液体炸药，乙酸酷可用作PVC及纤维素材料的增塑剂等。

特别是聚甘油的高级脂肪酸醋是性能优良的非离子表面活性剂，由于其高度安全性被用作食品工业的乳化剂。

生成聚甘油的聚合度有从少至2个多至31个甘油分子,但较通常的产物是二聚甘油到十二聚甘油这一系列聚合度不同的聚甘油,其中聚合度为2、3和4的聚甘油最为普遍。

聚甘油的命名是按照它们的平均组成,每接上一个甘油分子就增加一个羟基。

聚甘油外形有从粘稠液状到半固体。

制备聚甘油有多种方法,反应条件包括温度（250℃~270℃,但亦有用120℃~128℃低温）,反应时间（1·5h~18h）,压力（有常压和减压,后者为0·05mm汞柱）,催化剂（硫

酸、醋酸钠或氢氧化钾、氢氧化钠,用量为0·3%~1·0%）,通入惰性气体,以除去反应时生成的水和改善产物色泽。

例如甘油（4500kg）加氢氧化钠（12kg）,加热升温到260℃,反应18h,产物即为聚甘油。

也有用这样的操作条件:

加热120℃~145℃,减压0·05mm汞柱,加入0·08%~0·3%硫酸和0·5%~5·0%单醋酸甘油酯。

反应结束时用氢氧化钠中和,通过蒸馏除去未参加反应的甘油。

然后用HCl调节pH到3·1,相继加入3%量的活性碳,保持80℃,搅拌30min,进行脱色。

最后用分子蒸馏法,得聚甘油。

我们以NaOH为催化剂,合成了九聚甘油,考察优化了甘油脱水缩合工艺条件,并探讨了聚甘油的性质和应用

（一）立项依据与研究内容

1.项目的立项依据

目前,工业上合成聚甘油的原料主要有甘油和非甘油两类。

从甘油出发合成聚甘油的方法主要有:

甘油自身脱水法[1]、甘油和环氧丙烷缩合法[2]以及甘油和环氧氯丙烷缩合法[3]。

甘油的自身缩合可以酸或碱作为催化剂。

碱催化,制取聚甘油的优点在于方法成熟、原料充足、价格低廉,反应时间短,对设备要求低,环状聚甘油含量低,但存在诸如反应温度高,产品色泽稍深的缺点。

酸作催化剂时,反应温度低,但存在反应时间长且需在真空条件下反应,产品色泽深、对设备要求高、环状聚甘油含量高、副反应多等问题。

非甘油合成路线包括:

烯丙基醚法[4]、1-氯-2-羟基丙烯基醚法[5]、甘油缩丙酮法[6]以及一氯丙二醇与环氧氯丙烷法[7]。

这些原料在反应时,一般都需在减压条件下进行,而且操作步骤较多,副产物多,生成的粗产物需要进行提纯,经过多步操作,也会降低产物的收率,一般不采用此法。

以甘油为原料合成聚甘油的文献报道大多为二聚甘油和三聚甘油,而对五聚以上的聚甘油,尤其是合成工艺的详细研究文献报道极少。

我们以NaOH为催化剂,合成了九聚甘油,考察优化了甘油脱水缩合工艺条件,并探讨了聚甘油的性质和应用。

参考文献:

[1]　SeidenP,MartinJB.Processforpreparingpolyglycerol[P].CA:

1041123.1978,10-24.

[2]　KevinsO.Lowcaloricfatsubsstitutes,precursosrsofsuchsub-stitutesandmethodsofmakingsame[P].WO:

9110368,1991,07-25.

[3]　GeraldJ,WernerS.Processforpreparingpolyglycerols[P].US:

4960953.1990,10-02.

[4]GeraldJ,WernerS.Processforthepreparationofdiglycerolsandpolyglycerols[P].US:

5243086.1993,9-07.

[5]WittcoffH,RoachJ.R,MillerSE.Polyglycerols.II.Synthe-sesofDiglycerol[J].J.Am.Chem.Soc.,1949,71（8）,2666-2668.

[6]　AllenbyOCW.Diallyletherdichlorohydrins[P].US:

2543952.1951,3-06.

[7]　KazuoM,HiroshiT.ProductionofStraight-chainDiglycero.lJP2202845,1990.

2.项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。

*研究目标：

以NaOH为催化剂,合成了九聚甘油,考察优化了甘油脱水缩合工艺条件,并探讨了聚甘油的

性质和应用。

*研究内容：

研究了聚甘油的合成。

以甘油为原料,氢氧化钠为催化剂,考察了催化剂用量,反应时间和温

度对甘油聚合的影响。

1　反应时间对甘油聚合的影响

甘油的脱水缩合较多使用无机碱催化剂[9]，催化活性次序为:

K2CO3>Li2CO3>Na2CO3>KOH

>NaOH>NH2ONa>Ca（OH）2>LiOH>MgCO3>MgO>CaO>CaCO3。

探索性实验发现,虽然碳酸盐比氢氧化物的催化活性高,反应快,但是副反应多,产品色泽

差。

NaOH的催化活性为中等,在催化甘油聚合反应时容易控制,如果适当延长反应时间,可以

得到所需的聚合度,而且聚甘油的色泽好,原料成本低。

2　反应温度对甘油聚合的影响

甘油的聚合是在高温、强碱条件下进行的,容易发生副反应,比如在氧气存在下可生成丙烯

醛及其有色聚合物。

聚甘油粗品一般呈黄色到黑褐色,温度越高,聚合度越大,聚甘油的色泽

越深。

3　催化剂用量

对甘油聚合的影响催化剂用量会影响反应速度。

增加催化剂用量,虽然可以加快反应速度,但也会增加生产成本。

*拟解决的关键问题：

我们以NaOH为催化剂,合成了九聚甘油,考察优化了甘油脱水缩合工艺条件,并探讨了聚甘油的性质和应用。

3.拟采取的研究方案及可行性分析

*技术路线

分别在149；220；352min下考察反应时间

对合成的影响，找出最优反应时间

在温度分别为250；260；270；280℃下考察反应温度对合成的影响，找出最优反应温度

在NaOH用量分别为1%-7%质量分数下考察催化剂用量对聚合反应的影响，得出最优的催化剂用量

通过测定羟基值来测定聚合甘油的平均聚合度

得出浅茶色九聚甘油最优合成条件

*研究方法及实验手段：

1　合成实验

在四口瓶中加入一定量原料甘油,催化剂NaOH的用量为甘油质量的1%~5%。

安装好电子搅拌器、分水器、温度计、球形冷凝管,将实验装置与氮气钢瓶相连;用氮气及循环水真空泵对系统进行去氧操作,调节N2压力,反应系统处于氮气保护之下。

开启加热装置,逐渐将系统温度升高,使反应温度维持在260℃左右,保温反应一定的时间。

通过分水器中的水量来大致确定产物的聚合度,当达到所需要的水量时,停止反应。

自然冷却降温,在冷却过程中不能停止通氮气,以防止产物被氧化,等产物冷却到150℃左右拆实验装置出料。

2　分析方法

可以通过测定羟值来测定聚甘油的平均聚合度。

测定羟值较费时,但羟值与折光率有一定对应关系,因此测定聚甘油的折光率便可计算出它的羟值,进而计算出聚甘油的平均聚合度[8]。

实验采用J157型全自动折光仪来测定聚甘油的折光率。

用

玻璃棒蘸取少许合成的聚甘油产物,放在全自动折光仪镜片上,测定折光率,再按下面的步骤,应用3个公式计算得到聚甘油的平均聚合度n[8]。

（1）20℃折光率的换算

按式

（1）将t℃时测得的折光率换算为20℃时

的折光率:

nD20=nDt+0.00026（t-20）

（1）

式中:

t为测定温度（℃）,nD20和nDt分别为20℃和t℃时的折光率。

（2）由20℃折光率计算聚甘油的羟值:

20℃折光率可由式

（2）聚甘油折光率与羟值的回归直线方程计算得到:

Y=52480-34330nD20

（2）

式中Y为羟值。

（3）聚甘油平均聚合度的计算:

聚甘油平均聚合度n的计算如式（3）:

4.本项目的特色与创新之处

对五聚以上的聚甘油,尤其是合成工艺的详细研究文献报道极少。

我们以NaOH为催化剂,合成了九聚甘油,考察优化了甘油脱水缩合工艺条件,并探讨了聚甘油的性质和应用。

5.年度研究计划及预期研究结果

*研究计划

（1）2010年1月～2010年3月淫羊藿药材的品种与鉴定及炮制品制备

（2）2006年4月～2006年6月淫羊藿炮制品EpimedinA、EpimedinB、EpimedinC、Icariin、BaohusideⅠ的含量变化，并用LC-MS，LC-MS-MS等分析手段对标准提取物中其他成分进行峰归属

（3）2006年7月～2006年9月单体EpimedinA的吸收、代谢机理及HPLC、LC-MS分析其代谢产物

（4）2006年10月～2006年12月单体EpimedinB的吸收、代谢机理研究及HPLC、LC-MS分析其代谢产物

（5）2007年1月～2007年3月单体EpimedinC的吸收、代谢机理研究及HPLC、LC-MS分析其代谢产物

（6）2007年4月～2007年6月单体Icariin的吸收、代谢机理研究及HPLC、LC-MS分析其代谢产物

（7）2007年7月～2007年9月单体BaohusideⅠ的吸收、代谢机理研究及HPLC、LC-MS分析其代谢产物

（8）2007年10月～2008年9月淫羊藿生品与羊毛脂炙品标准提取物中EpimedinA、EpimedinB、EpimedinC、Icariin、BaohusideⅠ吸收代谢机理研究

（9）2008年10月～2008年12月研究资料的汇总、整理等工作，进行评估和技术鉴定。

*项目研究预期成果及效益

甘油在NaOH催化下,可以脱水缩合成聚甘油,催化剂的用量、反应时间和温度对聚甘油的聚合度和色泽有明显的影响。

实验表明,当反应物甘油的用量为40.0g,催化剂NaOH的用量为1.6g,反应温度为260℃,反应时间为210min时,可以得到浅茶色的九聚甘油。

（二）研究基础与工作条件

1.工作基础

（1）淫羊藿药材质量控制

①药材中水份的测定

取供试品2～5g,平铺于干燥至恒重的扁形称瓶中，厚度不超过5mm，疏松供试品不超过10mm，精密称定,打开瓶盖在100～105℃干燥5小时，将瓶盖盖好,移置干燥器中，冷却30分钟，精密称定重量，再在上述温度干燥1小时，冷却，称重，至连续两次称重的差异不超过5mg为止。

根据减失的重量，计算供试品中含水量（%）。

表1药材水份含量测定结果

样品号

未干燥样品重量（g）

干燥后样品减失重量（g）

含水量（％）

1

2

②药材中总黄酮含量的测定

对照品溶液的制备：

取淫羊藿苷对照品，加甲醇制成每1ml含10μg的溶液，作为对照品溶液。

供试品溶液的制备：

精密量取淫羊藿苷测定项下供试品溶液0.5ml，置50ml量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，作为供试品溶液。

测定法：

分别取供试品溶液和对照品溶液，以试剂为空白，照分光光度法（附录ⅤA），在270nm波长处测定吸收度，计算，即得。

表2药材中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

平均值（％）

1

2

3

③药材中淫羊藿苷含量的测定

色谱条件：

ZorbaxC18柱（4.6*250mm，5um）；乙腈：

水＝（30：

70）为流动相；检测波长为270nm；流速：

1.0ml/min。

标准品制备：

称取淫羊藿苷标准品适量，用甲醇配制成0.1mg/ml的标准品溶液。

样品制备：

精密称取淫羊藿炮制品约0.2g，精密称定，于50ml居塞锥形瓶中，精密加入稀乙醇20ml，密塞，超声处理1小时，称定，用稀乙醇补足减失重量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

测定法：

分别吸取对照品溶液与供试品溶液各10μl，注入液相色谱，测定。

表3药材中淫羊藿苷的含量测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

平均值（％）

1

2

3

④药材指纹图谱的建立

条件：

色谱柱：

C18柱（4.6×150，5um）；流动相：

A（0.5%冰醋酸溶液）,B（乙腈）；B相浓度梯度洗脱：

0～20min（25%B），20～45min（25%～35%B）；流速:

1.0ml/min；检测波长:

272nm；进样量:

20ul。

样品分析色谱图见Fig3。

Fig3HPLCchromatographsofEpimedium

（2）淫羊藿炮制研究

①酒制淫羊藿的炮制研究

不同辅料用量对炮制品水份的影响

表4药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同辅料用量对炮制品中总黄酮含量的影响

表5不同辅料用量炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同辅料用量对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表6不同辅料用量炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同炮制时间对炮制品中含水量的影响

表7药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

5.16

不同炮制时间对炮制品中总黄酮含量的影响

表8不同炮制时间炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

不同炮制时间对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表9不同炮制时间炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

②盐炙炮制研究

不同辅料用量对盐炙炮制品水份的影响

表10药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同辅料用量对炮制品中总黄酮含量的影响

表11不同辅料用量炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同辅料用量对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表12不同辅料用量炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同炮制时间对炮制品中含水量的影响

表13药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

不同炮制时间对炮制品中总黄酮含量的影响

表14不同炮制时间炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

不同炮制时间对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表15不同炮制时间炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

1.3min

2.3min

3.3min

③羊脂炙炮制实验研究

不同用量对炮制品水份的影响

表16药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同用量对炮制品中总黄酮含量的影响

表17不同辅料用量炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同用量对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表18不同辅料用量炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

10％辅料

20％辅料

30％辅料

不同炮制时间对炮制品中含水量的影响

表19药材水份含量测定结果

样品号

含水量（％）

1.0min

1.3min

1.5min

不同炮制时间对炮制品中总黄酮含量的影响

表20不同炮制时间炮制品中总黄酮含量的测定

样品号

总黄酮含量（％）

1.0min

1.3min

1.5min

不同炮制时间对炮制品中淫羊藿苷含量的影响

表21不同炮制时间炮制品中淫羊藿苷含量的测定

样品号

淫羊藿苷含量（％）

1.0min

1.3min

1.5min

由上述实验结果可以看出，淫羊藿经过炮制后其总黄酮含量和淫羊藿苷含量都有不同程度的下降。

临床上常以羊油炙淫羊藿入药，经实验表明，羊油炙淫羊藿中总黄酮含量以及淫羊藿苷含量较其他炮制品种的黄酮和淫羊藿苷含量高。

（3）淫羊藿苷在体肠灌流研究

申请人已经就淫羊藿中活性成分之一——淫羊藿苷的吸收和代谢作了初步实验，精密称取淫羊藿苷加入Kreb-Ringers溶液定容，制成对照品溶液。

精密量取淫羊藿苷对照品液10ml，（用含酚红20μg/mlKreb-Ringers溶液）定容，作为灌注液。

灌注实验中每半小时收集一份样品。

对灌注液以及接收液进行紫外测定其中由于水份吸收引起的酚红浓度的变化。

另外，对灌注液和接收液用液相检测其中成分的变化。

实验结果表明淫羊藿苷在大鼠体内很快被吸收，并产生相应的代谢产物（Fig7中保留时间为2min和21min的成分）。

Fig4HPLCchromatographsofIcariin

Fig5HPLCchromatographsofblankperfusedsolution

Fig6HPLCchromatographsofperfusedsolution

Fig7HPLCchromatographsofeffluxsolution

（4）植物药成分比较复杂,吸收代谢的研究报道较少，申请人在美国访问期间研究了植物药RedClover标准提取物的吸收与代谢，方法可行。

（RedClover标准提取物的HPLC分析图谱见Fig4）

Fig8HPLCchromatographsofRedClover（formononetinandbiochaninA）andtheirPhaseIImetabolites.Compoundswerelabeledasinternalstandard（IS,testosterone,46.1min）,formononetin-Morformononetin-7-O-glucuronicacid（13.0min）,biochaninA-M2orbiochaninA-5-O-glucuronicacid（14.3min）,biochaninA-M1orbiochaninA-7-O-glucuronicacid（22.1min）,daidzein（23.8min）,genistein（32.2min）,formononetin（40.5min）,andbiochaninA（51.5min）.PanelAshowstheHPLCchromatogramsofaperfusatesolutionbeforeitenterstheperfusedsegment（solid）orafteritexitstheperfusedsegment（dashedline）.PanelBshowstheHPLCchromatogramsofadilutedbilebefore（dashedline）orafter（solidline）treatmentofglucuronidases+sulfatases.PanelCshowschromatogramsofamicrosomalreactionmixbefore（solidline）orafter（dashedline）glucuronidationreaction.TheHPLCconditionisspecifiedinthe“MaterialsandMethods.”