蘆丁鉛的合成及清除自由基活性研究*

郭勝男，翟廣玉，渠文濤,張麗雪,王 艷**

（1.鄭州大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.鄭州大學(xué) 藥學(xué)院，河南 鄭州 450001）

蘆丁鉛的合成及清除自由基活性研究*

郭勝男1，翟廣玉1，渠文濤2,張麗雪1,王 艷1**

（1.鄭州大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.鄭州大學(xué) 藥學(xué)院，河南 鄭州 450001）

蘆丁與鉛離子在室溫下可以生成性能穩(wěn)定的配合物。通過紫外光譜、紅外光譜分析對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過DPPH法測定了蘆丁鉛清除自由基的能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，蘆丁鉛清除自由基的能力沒有蘆丁強(qiáng)。在日常生活中經(jīng)常食用一些含有蘆丁的黃酮類食物，如柑橘、草莓、銀杏、蕎麥等，可清除體內(nèi)的自由基，使機(jī)體免受自由基的損傷，對降低人體內(nèi)重金屬離子的含量起著重要的作用。

蘆?。惶J丁鉛配合物；合成；表征；清除；自由基

前言

鉛是對人體無任何生理功能且對人體健康有嚴(yán)重危害的重金屬元素[1]。鉛被廣泛應(yīng)用于交通制造業(yè)、工業(yè)、印刷及化妝品等眾多領(lǐng)域，隨著全球現(xiàn)代化工業(yè)和交通的快速發(fā)展，自然界中空氣、水源、土壤、食物等均不同程度地受到鉛污染[2]。日常生活中接觸鉛的機(jī)會(huì)很多，如用含鉛的錫壺燙酒，兒童啃咬涂過鉛油漆的玩具、鉛筆、家具，含鉛的食品如皮蛋、爆米花，用含鉛彩色釉的瓷器裝食品,特別是酸性食品，使用含鉛汽油汽車尾氣，含鉛電池等[3]。鉛對全身各系統(tǒng)和器官均有毒性作用，主要是神經(jīng)、造血、消化、肝、腎及心血管系統(tǒng)。中毒時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、肌肉關(guān)節(jié)酸痛、全身乏力、失眠多夢、低血紅蛋白性貧血、腹脹、腹痛、便秘等多種癥狀[4]。環(huán)境鉛污染已成為當(dāng)今亟待解決的突出問題，應(yīng)引起廣泛關(guān)注[5]。

蘆丁（槲皮素—3—蘆丁糖苷，圖1）廣泛分布在多種植物中[6]，如蕎麥籽、中草藥、水果，特別是柑橘類水果（橙子、葡萄柚和檸檬）。蘆丁對人們的健康有重要作用，它具有顯著的清除自由基的功能[7]，如清除羥基自由基、氧自由基、過氧化氫自由基等，這些自由基可導(dǎo)致人體多種疾病。蘆丁具有多方面的生理活性和藥學(xué)性質(zhì)，具有抗氧化[8]、抗炎[9]、抗癌[10]，保護(hù)心腦血管的作用[11]，還是有效的自由基清除劑和金屬離子螯合劑[12]。螯合治療是減緩重金屬中毒的首選療法[13]，螯合劑能與引起中毒的重金屬離子牢固地結(jié)合成螯合物，從體內(nèi)排泄出去，達(dá)到解毒的目的。蘆丁分子內(nèi)有強(qiáng)配位的氧原子和合適的空間構(gòu)型，能與許多金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，已經(jīng)報(bào)道合成的蘆丁金屬螯合物有：Al（Ⅲ）、Zn（Ⅱ）[14]、Cu（Ⅱ）[15]、Co（Ⅱ）[16]、Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）[17]、Mn（Ⅱ）[18]、Au[19]。經(jīng)常食用一些含有蘆丁的黃酮類的食物，如柑橘、草莓、蕎麥等，可清除體內(nèi)的自由基，使機(jī)體免受自由基的損傷，對降低人體內(nèi)重金屬離子的含量起著重要的作用[20]。

本文的目的是研究蘆丁與鉛的螯合性質(zhì)，及蘆丁鉛配合物清除自由基的性能。

圖1 蘆丁的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The chemical structure of rutin

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 藥品和儀器

藥品：蘆?。兌龋?5%），河南平輿馨星生化有限公司；硝酸鉛，分析純，二苯基苦基肼（DPPH，1、1-二苯基-2-苦基肼基自由基），上海晶純實(shí)業(yè)有限公司；其它試劑均為分析純。

儀器：iS10 FT-IR型紅外光譜儀，美國尼高力，KBr壓片；UV-2550型紫外-可見分光光度計(jì)，日本島津公司；RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)

按照文獻(xiàn)[21]的方法進(jìn)行改進(jìn)。取1mmol（610mg）蘆丁，加入25mL甲醇，攪拌使其完全溶解。加入預(yù)先溶于25mL甲醇中的硝酸鉛 [1mmol Pb（NO3）2（331mg）]溶液，用適量甲醇鈉調(diào)節(jié)pH=8.5。在磁力攪拌器上反應(yīng)6h。用硅膠G板監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程，待反應(yīng)完成時(shí)停止。過濾，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得棕色固體，用甲醇沖洗三次，真空干燥器中干燥，得深棕色固體。收率67%。

1.3 清除DPPH自由基實(shí)驗(yàn)

溶液的配制：1×10-4mol/L的DPPH溶液的配制：準(zhǔn)確稱取10mg DPPH,置于干凈的小燒杯中，用少量無水乙醇溶解，轉(zhuǎn)入容量瓶中，用無水乙醇定容至刻度，混勻，避光，置于冰箱保存。供試液的配制：精密取各樣品適量，以乙醇為溶劑，分別配制100mg/L、80mg/L、60mg/L、40mg/L、20mg/L的待測溶液。參照文獻(xiàn)[22]方法，有所改進(jìn)，準(zhǔn)確吸取不同濃度的樣品溶液各1mL，分別與3mL 1×10-4mol/L的DPPH溶液混合，避光放置30min，在517nm處測吸光度Ay。以相應(yīng)溶劑代替樣品作為空白對照，吸光度為As，相應(yīng)樣品溶液的吸光度為A0。DPPH自由基清除活性按下式計(jì)算：

Ay—1ml樣品溶液與3mLDPPH溶液混勻后的吸光度值；As—1ml乙醇溶液與3ml DPPH溶液混勻后的吸光度值；A0—1mL樣品溶液與3mL乙醇溶液混勻后的吸光度值，計(jì)算自由基半數(shù)清除率。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外光譜分析

蘆丁有兩個(gè)吸收峰，359nm吸收帶由肉桂酰生色團(tuán)產(chǎn)生，為帶Ⅰ，屬于π→π*（B環(huán)）電子躍遷；257nm吸收帶由苯甲酰生色團(tuán)產(chǎn)生，為帶Ⅱ，屬于n→π*（A環(huán)）電子躍遷[23]。

圖2 蘆丁和蘆丁鉛的紫外光譜圖Fig.2 The UV-visible absorption spectrum of rutin and rutin-Pb complex

當(dāng)蘆丁與鉛形成配合物后，共軛體系增大，電子躍遷需要的能量較低，紫外吸收光譜向長波方向移動(dòng)，即發(fā)生紅移。從圖2可以看出，蘆丁鉛的帶Ⅰ向紅移至413nm，紅移了55nm，而峰帶Ⅱ向紅移至270nm，移動(dòng)的較少。蘆丁鉛的UV發(fā)生了紅移，說明蘆丁鉛配合物的形成。帶Ⅱ是苯甲?；奈辗?，帶Ⅰ是肉桂酰基的吸收峰，配合物帶I紅移的多，這正說明在B環(huán)處形成了螯合環(huán)，共軛體系增大所導(dǎo)致的。

2.2 紅外光譜分析

蘆丁分子主要官能團(tuán)紅外吸收峰分別是：3423.42cm-1是-OH的伸縮振動(dòng)，2937.69cm-1是-CH2的反對稱伸縮振動(dòng)，1361.52cm-1是-CH3的彎曲振動(dòng)，1655.03cm-1是α、β不飽和酮的C=O伸縮振動(dòng)，1603.69cm-1、1504.96cm-1、1456.11cm-1是苯環(huán)的骨架振動(dòng)。1295.67cm-1、1063.13cm-1、1013.17cm-1是=C-O-C的反對稱和對稱伸縮振動(dòng)，1203.68cm-1是酮的面內(nèi)搖擺，807.88cm-1是對位取代苯面外彎曲振動(dòng)[24]。

圖3 蘆丁的紅外光譜Fig.3 The IR spectrum of rutin

蘆丁鉛主要官能團(tuán)紅外吸收峰分別是：羰基υC=O1654.87cm-1；苯環(huán)骨架振動(dòng)頻率υC=C1604.81cm-1、1504.95cm-1、1455.60cm-1；羥基υ-OH3416.06cm-1。

圖4 蘆丁鉛的紅外光譜Fig.4 The IR spectrum of rutin-Pb complex

通過圖3和圖4中的數(shù)據(jù)比較可以發(fā)現(xiàn)：

（1）蘆丁鉛υ（O-H）在3600～3000cm-1處表現(xiàn)出一個(gè)寬峰，說明了配合物中有水的存在[13]。

（2）蘆丁的υ（C=O）出現(xiàn)在1655.03cm-1，當(dāng)形成配合物后該振動(dòng)頻率是1654.87cm-1，羰基的吸收峰幾乎沒有發(fā)生變化，這說明配合物在羰基處沒有形成配位鍵。

（3）蘆丁在1456.11cm-1和1295.67cm-1處的吸收峰是酚羥基的C-O鍵伸縮振動(dòng)與O-H鍵面內(nèi)彎曲振動(dòng)偶合所致，配合物中，這兩個(gè)峰中間又出現(xiàn)了一個(gè)新的吸收峰1400.93cm-1，并且強(qiáng)度增大，說明酚羥基參與了配位成鍵。

（4）蘆丁υ（C-O-C）振動(dòng)頻率是1203.68cm-1，蘆丁鉛是1203.66cm-1，配合物中此峰幾乎沒有變化，這進(jìn)一步說明吡喃環(huán)中的氧原子沒有參與配位。

（5）υ（Pb-O）伸縮振動(dòng)峰在668.75cm-1的出現(xiàn)，說明了金屬配位鍵的形成[25]，而蘆丁沒有此峰。

2.3 蘆丁鉛體外清除DPPH自由基的作用

DPPH在有機(jī)溶劑中是一種穩(wěn)定的自由基，其乙醇溶液在517nm處有最大吸收，當(dāng)有自由基清除劑存在時(shí)，由于DPPH自由基的單電子被配對，從而使得在517nm處的吸光度減小，因此該法常被用來評價(jià)樣品的抗氧化能力[22]。

圖5 蘆丁和蘆丁鉛對DPPH自由基的清除作用Fig.5 The scavenging effect on DPPH radical of rutin and rutin-Pb

從圖5可見，蘆丁和蘆丁鉛都隨著濃度的增大，對DPPH自由基的清除率也增大，但是很明顯蘆丁與鉛離子形成配合物后，其對DPPH自由基的清除能力有所降低，這可能是由于蘆丁的藥效團(tuán)3’,4’-二羥基與鉛離子形成配位導(dǎo)致的。

3 結(jié) 論

（1）蘆丁與鉛離子在室溫下就可以生成性能穩(wěn)定的蘆丁鉛配合物。

（2）UV顯示帶Ⅰ紅移的多，說明蘆丁B環(huán)上共軛體系增大，電子躍遷需要的能量減少。

（3）IR顯示羰基吸收峰幾乎沒有變化，鄰二酚羥基吸收峰紅移，668nm處有金屬鍵特征吸收峰。

（4）清除自由基實(shí)驗(yàn)顯示：蘆丁鉛沒有蘆丁清除自由基能力大，可能是鄰二酚形成配合物后，接受電子的能力降低引起的。

（5）黃酮具有多方面的生理和藥理活性，主要存在于多種蔬菜、水果、飲料和中草藥中。

（6）在日常飲食中多食用含有黃酮類的食物如蘆丁等，一方面可以清除體內(nèi)的自由基，使機(jī)體免受自由基的侵襲，減少疾??；另一方面可以與體內(nèi)的重金屬離子結(jié)合成螯合物排出體外，減少重金屬離子對人體的損傷。

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Synthesis and Free Radical Scavenging Activity of Pb（Ⅱ）-Rutin Complex

GUO Sheng-nan1,ZHAI Guang-yu1,QU Wen-tao2,ZHANG Li-xue1and WANG Yan1
（1.College of Nursing,Zhengzhou University,Zhengzhou 450052 China;2 College of Pharmacy,Zhengzhou University,Zhengzhou 450052,China）

The complex of Pb（II）with rutin was prepared at room temperature.The UV-visible,IR spectrum was used to characterize the structure of the complex.The free radical scavenging activity of the complex was evaluated by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl（DPPH）radical scavenging method.The experiment showed that the free radical scavenging activity of Pb（II）-rutin complex was less effective than that of the rutin.Supplementing diet which is rich in rutin and other flavonoids in daily life,such as citrus,strawberry,ginkgo,buckwheat,etc.,could be contribut to removing free radicals and heavy metal ions in our body and made the body be safe from the damage of free radical.

Rutin;Pb（II）-rutin complex;synthesis;characterization;free radical

R 979.3

A

1001-0017（2015）02-0125-04

2014-12-08 *基金項(xiàng)目：鄭州大學(xué)國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（編號：2014xjxm316）

郭勝男（1992-），女，河南鄭州人，學(xué)士，從事藥物與護(hù)理研究。

**通訊聯(lián)系人：王艷（1969-），女，河南新鄉(xiāng)人，副教授。從事中草藥有效成分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、藥物化學(xué)合成及教學(xué)工作。E-mail:Zhaiguangyu1@sina. com