郭 蒙, 王佳麗, 李 丹, 李麗敏
(濰坊學院 化學化工與環(huán)境工程學院,山東 濰坊 261061)
本文通過紫外光譜法對制備白楊素-鈷配合物的條件進行了優(yōu)化,并研究了白楊素及其鈷配合物在清除羥基自由基、抗氧化性等方面上的性能,為進一步拓展其應用提供支持與理論基礎。
TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(北京普析),WRS-2A/2微機熔點儀(上海儀電),pHS-3BW酸度計(上海理達),DZF-6020真空干燥箱(上海博迅)。硫酸鈷(天津光復科技),白楊素(南京澤朗),其他所用試劑均為分析純,實驗用水為三次蒸餾水。
(1) 白楊素-鈷(Ⅱ)配合物制備。在濃度為21 mmol/L的HMTA-HCl緩沖溶液中,按摩爾比2∶1分別加入白楊素、鈷溶液,在30 ℃下反應35 min后減壓抽濾,50 ℃真空烘干,得白楊素-鈷(Ⅱ)配合物,產(chǎn)物為黃綠色粉末狀固體。
(2) 紫外光譜法。取一系列具塞比色管,分別加入HMTA-HCl緩沖溶液、鈷離子溶液、白楊素溶液,定容至10 mL,在一定溫度下反應一定時間后,以同濃度的緩沖溶液為參比溶液,在230~450 nm下進行紫外光譜掃描。
(3) 羥基自由基測定。取1.2 mL、7.5 mmol/L的FeSO4溶液、0.025mL、1%的H2O2溶液于比色管中搖勻,再加入1.0 mL的水楊酸-乙醇溶液,加入不同體積的白楊素、白楊素-鈷溶液,在37 ℃恒溫水槽中加熱15 min后,再加入1.0 mL的水楊酸-乙醇溶液,再繼續(xù)加熱15 min,取出后用二次水定容至10 mL。在400~600 nm的范圍內(nèi)進行紫外光譜掃描。按下式計算羥基自由基清除率[15]
(1)
式中:A0為不加試樣時溶液的吸光度;Ai為加試樣時溶液的吸光度。
(4) 抗氧化作用。將白楊素-鈷配合物用二甲亞砜溶解,制成溶液。取適量白楊素、白楊素-鈷溶液加入裝有定量鴨油的燒杯中混勻,同時用空白樣作對照,在室溫下培養(yǎng),在干燥的碘量瓶中準確稱取樣品,先加入20 mL異辛烷溶解,再加入30 mL冰乙酸溶解,按照GB/T 5538—2005[16]方法測定,每隔1 d取樣測定鴨油的過氧化值(P(mmol/kg)),并以此來表示鴨油的氧化速度
(2)
式中:V1為用于測定的硫代硫酸鈉溶液體積(mL);V2為空白的硫代硫酸鈉體積(mL);c為硫代硫酸鈉濃度(mol/L);m為試樣質(zhì)量(g)。
白楊素、白楊素-鈷的紫外光譜曲線如圖1所示。由圖可見,白楊素在272、347 nm處出現(xiàn)了強吸收峰,加入鈷溶液后,在272 nm處的吸收峰發(fā)生了紅移(272 nm → 275 nm), 吸收峰出現(xiàn)了減色效應,吸光度A由0.743降至0.545,在347 nm的吸收峰則完全消失。以上現(xiàn)象表明,兩者之間發(fā)生了反應。所以在以后的研究中,以272 nm處吸收峰降低的程度(ΔA)作為反應是否完全的標準。
圖1 紫外光譜圖
(1) 緩沖溶液及pH的選擇。反應體系的酸堿度對于白楊素與鈷離子的反應有較大影響(見圖2)。實驗發(fā)現(xiàn),在pH 7.7~8.5范圍內(nèi),隨pH的增大,吸光度差值ΔA呈現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象,當pH值為8.23時,ΔA出現(xiàn)最大值,因此,實驗時將反應pH值嚴格控制為8.23。
同樣在對緩沖溶液的濃度研究時發(fā)現(xiàn),當緩沖溶液的濃度為21 mmol/L時,該體系的ΔA呈現(xiàn)出最大值,故確定該反應的緩沖溶液濃度為21 mmol/L。通過對NH3-NH4Cl、HMTA-HCl、Tris-HCl、KH2PO4- K2HPO4、H3BO3-KOH等幾種緩沖溶液進行選擇研究,發(fā)現(xiàn)采用HMTA-HCl作為體系反應的緩沖溶液時,能導致反應體系的ΔA最大。
(2) 反應配比的影響。 固定其他條件,研究了白楊素與Co(Ⅱ)的摩爾比對于反應的影響,結(jié)果如圖3所示。由圖可見,反應體系的吸光度隨白楊素與鈷離子的絡合比的增大呈現(xiàn)逐漸下降的現(xiàn)象,當配比達到2∶1時,體系的吸光度差ΔA最大,因此選擇該反應的反應物配比為2∶1。
(3) 反應時間及溫度的影響。在其他實驗條件固定的情況下,通過吸光度差值研究了時間對于兩者反應的影響。發(fā)現(xiàn)當時間達到35 min時,體系的吸光度差值ΔA達到最大;時間大于35 min后,ΔA基本穩(wěn)定不變,故確定該反應的反應時間為35 min。同時,在對研究溫度的影響時發(fā)現(xiàn),30 ℃以前,吸光度變化劇烈,到達30 ℃后,體系的吸光度逐漸穩(wěn)定,說明白楊素與鈷(Ⅱ)已經(jīng)反應完全。因此,確定該體系反應的最佳溫度為30 ℃。
綜上研究,認為白楊素與鈷(Ⅱ)的最佳反應條件為:在21 mmol/L、pH 8.23的HTMA-HCl緩沖溶液中,白楊素與鈷(Ⅱ)按摩爾比為2∶1,30 ℃下反應35 min。抽濾,真空干燥后稱量,產(chǎn)率為73.4 %。在該條件下,合成的白楊素-鈷配合物為黃綠色,不溶于水,微溶于無水乙醇、乙醚、丙酮等有機溶劑,可溶于二甲基亞砜(DMSO),其熔點大于341.5 ℃(341.5℃為熔點儀量程),同樣條件下測得白楊素熔點288.8~289.2 ℃。推斷白楊素與鈷(Ⅱ)的反應可能為:
圖4顯示了不同濃度下的白楊素及其鈷配合物清除羥基自由基的能力。由圖可見,白楊素及白楊素-鈷配合物都具有清除羥基自由基的活性。在較低濃度下,白楊素-鈷清除羥基自由基的能力與白楊素接近;但當濃度大于0.15 mmol/L時,白楊素-鈷的清除自由基活性能力急劇增大,且其能力大于白楊素。
圖4 白楊素、白楊素-鈷配合物對羥基自由基的清除作用
白楊素及白楊素-鈷配合物對于鴨油的抗氧化作用實驗結(jié)果如表1所示。由表可以看出,兩者的P值均比空白對照組的P值低,表明白楊素與白楊素鈷配合物都對鴨油均有一定的抗氧化作用,而且白楊素-鈷在油脂的抗氧化性能方面優(yōu)于白楊素。
表1 不干膠薄膜樣品相消波長
本文通過紫外光譜法研究了白楊素與鈷(Ⅱ)溶液的反應條件:在21 mmol/L 、pH 8.23的HTMA-HCl緩沖溶液中,按摩爾比2∶1加入白楊素與鈷離子,在30 ℃下反應35 min。同時研究發(fā)現(xiàn),合成的白楊素-鈷配合物在清除羥基自由基及抗氧化性能方面,其活性均優(yōu)于白楊素,研究結(jié)果將會為新型抗癌藥物的開發(fā)及生產(chǎn)提供支持與幫助。