羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁的增溶性質(zhì)

張 文 慧，肖 云 麗，汪 源 浩，譚 鳳 芝，李 沅

（大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

0 引 言

蘆丁是一種來源廣泛的黃酮類化合物，可用于高血壓病的輔助治療，但其在冷水中的溶解度較小，限制了臨床應(yīng)用。邵偉等［1］采用飽和水溶液法制備蘆丁－β－環(huán)糊精包合物，使蘆丁的質(zhì)量濃度由0.051 23 mg／mL 增至0.643 19 mg／mL。田進軍等［2］以花生油／Tween20－Span20－無水乙醇／水體系制備了微乳液體系，體系中蘆丁的質(zhì)量濃度為1.523 mg／mL。Ribeiroa等［3］制備了環(huán)氧乙烷氧化丙烯和環(huán)氧乙烷氧化苯乙烯共聚物的蘆丁膠束溶液，并研究了在25和37 ℃下共聚物膠束體系對蘆丁的增溶能力。Lukac等［4］研究了gemini和heterogemini兩種表面活性劑混合制備膠束溶液對蘆丁增溶作用。

在新藥物傳遞系統(tǒng)的研究中，聚合物膠束因其特有的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)越來越受到關(guān)注［5］。淀粉是一種很好的制備聚合物膠束的天然高分子原料。通過對淀粉進行兩親性改性可以使其在溶液中的疏水基團自發(fā)締合，形成疏水微區(qū)，可對難溶于水溶液的物質(zhì)起到增溶的作用。本文對淀粉進行兩親性改性，研究其在水溶液中對蘆丁的增溶作用及其影響因素，為提高蘆丁的利用度和藥理活性提供參考。

1 實 驗

1.1 材 料

蘆丁、月桂酰氯、DMSO、氯乙酸等，分析純；馬鈴薯淀粉，食用級。

1.2 實驗方法

1.2.1 羧甲基淀粉的制備

在四口燒瓶中加入馬鈴薯淀粉70g和無水乙醇1L，于38 ℃攪拌分散均勻，緩慢加入一定體積的40% NaOH 溶液，攪拌1.5h，緩慢滴加氯乙酸溶液（58.5g 氯乙酸溶于80 mL 無水乙醇），升溫到50 ℃，攪拌反應(yīng)3.5h，冷卻，冰乙酸調(diào)節(jié)pH 至9.0，90%乙醇洗滌3次，真空干燥，得羧甲基淀粉（羧甲基取代度DS＝1.03）［6］。

1.2.2 羧甲基淀粉月桂酸酯的制備

將4g CMS分散于30mL DMSO 中，加入吡啶0.1g，升溫至60℃，緩慢滴加月桂酰氯0.4g，攪拌反應(yīng)0.5h。冷卻至室溫，加入無水乙醇40mL，靜置沉淀，抽濾，無水乙醇洗滌2 次，抽濾，干燥，得羧甲基淀粉月桂酸酯。改變月桂酰氯與羧甲基淀粉的比例，制備不同酯化取代度的羧甲基淀粉月桂酸酯。

提純：產(chǎn)品置于透析袋中（M＝13 000），去離子水透析72h，冷凍干燥。

羧甲基淀粉月桂酸酯的烷基酯化取代度測定［7］：準(zhǔn)確稱取羧甲基淀粉月桂酸酯0.2g，加入0.5mol／L NaOH 溶液10mL，磁力攪拌72h。以酚酞為指示劑，用0.5 mol／L 標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定，記錄所用HCl溶液體積，同時做空白對照測定。通過公式（1）、（2）計算羧甲基淀粉月桂酸酯的酯化取代度。

式中：V1為羧甲基淀粉月桂酸酯滴定時所用鹽酸體積；V2為羧甲基淀粉（CMS）滴定時所用鹽酸體積；c為HCl濃度；183 為月桂酰基相對分子質(zhì)量；m為V1產(chǎn)品質(zhì)量；M為羧甲基淀粉摩爾質(zhì)量（162＋80×DSCMS）；DS為月桂?；セ〈取?/p>

1.3 IR表征

KBr壓片，F(xiàn)T－IR（美國Perkin Elmer）紅外光譜儀進行紅外光譜譜圖的采集。

1.4 蘆丁溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別配制0.02，0.04，0.06，0.08，0.10mg／mL的蘆丁溶液，于266nm 測定吸光度（A）。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線?；貧w方程為A＝34 996.904 7ρ＋0.027 18（R2＝0.999 5）。

1.5 羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁的增溶性質(zhì)

將過量蘆丁加入到羧甲基淀粉月桂酸酯水溶液中，超聲振蕩10min，濾膜過濾，然后于266nm處測量濾液的吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計算溶液中蘆丁的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅外光譜

淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉月桂酸酯的紅外光譜如圖1所示。2 926cm－1處為—CH2—非對稱伸縮振動吸收峰，2 850 cm－1處出現(xiàn)—CH2—的對稱伸縮振動吸收峰。在1 740，1 610，1 420cm－1出現(xiàn)飽和酯鍵的特征吸收峰。以上吸收峰的出現(xiàn)表明月桂?；ㄟ^酯化反應(yīng)已經(jīng)成功接到羧甲基淀粉上。

圖1 淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉月桂酸酯的紅外光譜譜圖Fig.1 IR spectra of starch，carboxymethyl starch and docecanoylated carboxymethyl starch

2.2 羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁的增溶性質(zhì)

2.2.1 月桂?；〈葘μJ丁增溶能力的影響

在羧甲基淀粉月桂酸酯質(zhì)量濃度為41mg／mL、25 ℃、pH 10.5條件下研究月桂?；〈葘μJ丁增溶能力的影響。由圖2可知，月桂?；〈仍?.034～0.075時，隨著取代度的增加，羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁的增溶能力逐漸下降。這是因為只有分子間疏水締合形成的疏水微區(qū)才有增溶作用，隨著疏水基取代度的增加，更容易發(fā)生分子內(nèi)疏水締合，分子鏈卷曲，進而形成的分子間疏水微區(qū)數(shù)量減少［8］，最終使月桂?；鶎μJ丁的增溶能力隨著取代度的增加而不斷降低。

圖2 月桂酰基取代度對蘆丁增溶能力的影響Fig.2 Effect of DSon rutin solubilization

2.2.2 溶液質(zhì)量濃度對蘆丁增溶能力的影響

在25 ℃、pH 10.5、月桂?；〈葹?.034條件下研究羧甲基淀粉月桂酸酯溶液質(zhì)量濃度對蘆丁增溶能力的影響。由圖3 可知，在11～41mg／mL時，隨著溶液質(zhì)量濃度的提高，蘆丁的質(zhì)量濃度也明顯提高。這是因為隨著溶液質(zhì)量濃度的增加，溶液中聚集體數(shù)目增多，疏水微區(qū)數(shù)量增多，從而增溶了更多的蘆丁分子。

圖3 溶液質(zhì)量濃度對蘆丁增溶能力的影響Fig.3 Effect of solution concentration on rutin solubilization

2.2.3 溶液溫度對蘆丁增溶能力的影響

在溶液質(zhì)量濃度為41mg／mL、pH 10.5、月桂?；〈葹?.034條件下研究溫度對蘆丁增溶能力的影響。當(dāng)溫度在20～25℃范圍時，溫度升高有利于疏水基團之間的疏水締合，因此蘆丁質(zhì)量濃度由3.75 mg／mL 升到3.94 mg／mL；當(dāng)溫度超過25℃時，溫度升高雖然有利于疏水基團之間的疏水締合作用，但分子的熱運動增加，疏水基團之間的解締合作用增強，疏水基團之間疏水微區(qū)數(shù)量減少，致使蘆丁質(zhì)量濃度由3.94 mg／mL下降到3.56mg／mL。

2.2.4 溶液pH 對蘆丁增溶能力的影響

在溶液質(zhì)量濃度為41 mg／mL、25 ℃、月桂酰基取代度為0.034條件下研究pH 對蘆丁增溶能力的影響。由圖4 可以看出，在pH 為6.5～10.5時，隨著pH 的升高，羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁的增溶能力由0.89 mg／mL 上升到4.02mg／mL。這是因為羧甲基淀粉月桂酸酯中的羧甲基屬于陰離子型的親水基團，當(dāng)溶液pH增加時，陰離子之間相互排斥作用加強，分子鏈更為伸展，聚合物柵欄層堆積密度下降，空間增大，從而提高了聚集體對蘆丁的增溶能力。

圖4 溶液pH 對蘆丁增溶能力的影響Fig.4 Effect of pH on rutin solubilization

3 結(jié) 論

在淀粉分子中引入羧甲基和月桂?；鶊F，制備了羧甲基淀粉月桂酸酯，并用紅外表征了其結(jié)構(gòu)。羧甲基淀粉月桂酸酯溶液對蘆丁增溶性質(zhì)研究的結(jié)果表明，羧甲基淀粉月桂酸酯對蘆丁有很好的增溶作用，當(dāng)月桂?；〈?.034、溶液質(zhì)量濃度41mg／mL、25 ℃、pH 10.5時，蘆丁在羧甲基淀粉月桂酸酯的溶液中的質(zhì)量濃度為4.02mg／mL。

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