白楊素-鈷配合物的合成及生物活性

郭 蒙， 王佳麗， 李 丹， 李麗敏

(濰坊學(xué)院 化學(xué)化工與環(huán)境工程學(xué)院，山東 濰坊 261061)

0 引 言

本文通過紫外光譜法對(duì)制備白楊素-鈷配合物的條件進(jìn)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(jìn)一步拓展其應(yīng)用提供支持與理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)(北京普析)，WRS-2A/2微機(jī)熔點(diǎn)儀(上海儀電)，pHS-3BW酸度計(jì)(上海理達(dá))，DZF-6020真空干燥箱(上海博迅)。硫酸鈷(天津光復(fù)科技)，白楊素(南京澤朗)，其他所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為三次蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(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(yīng)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(yīng)一定時(shí)間后，以同濃度的緩沖溶液為參比溶液，在230～450 nm下進(jìn)行紫外光譜掃描。

(3) 羥基自由基測(cè)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(jìn)行紫外光譜掃描。按下式計(jì)算羥基自由基清除率[15]

(1)

式中：A0為不加試樣時(shí)溶液的吸光度；Ai為加試樣時(shí)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(shí)用空白樣作對(duì)照，在室溫下培養(yǎng)，在干燥的碘量瓶中準(zhǔn)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(cè)定，每隔1 d取樣測(cè)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(cè)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)。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成條件優(yōu)化

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(qiáng)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(yīng)，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(yīng)。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(yīng)是否完全的標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 紫外光譜圖

(1) 緩沖溶液及pH的選擇。反應(yīng)體系的酸堿度對(duì)于白楊素與鈷離子的反應(yīng)有較大影響(見圖2)。實(shí)驗(yàn)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(dāng)pH值為8.23時(shí)，ΔA出現(xiàn)最大值，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)將反應(yīng)pH值嚴(yán)格控制為8.23。

同樣在對(duì)緩沖溶液的濃度研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)緩沖溶液的濃度為21 mmol/L時(shí)，該體系的ΔA呈現(xiàn)出最大值，故確定該反應(yīng)的緩沖溶液濃度為21 mmol/L。通過對(duì)NH3-NH4Cl、HMTA-HCl、Tris-HCl、KH2PO4- K2HPO4、H3BO3-KOH等幾種緩沖溶液進(jìn)行選擇研究，發(fā)現(xiàn)采用HMTA-HCl作為體系反應(yīng)的緩沖溶液時(shí)，能導(dǎo)致反應(yīng)體系的ΔA最大。

(2) 反應(yīng)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(duì)于反應(yīng)的影響，結(jié)果如圖3所示。由圖可見，反應(yīng)體系的吸光度隨白楊素與鈷離子的絡(luò)合比的增大呈現(xiàn)逐漸下降的現(xiàn)象，當(dāng)配比達(dá)到2∶1時(shí)，體系的吸光度差ΔA最大，因此選擇該反應(yīng)的反應(yīng)物配比為2∶1。

(3) 反應(yīng)時(shí)間及溫度的影響。在其他實(shí)驗(yàn)條件固定的情況下，通過吸光度差值研究了時(shí)間對(duì)于兩者反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)間達(dá)到35 min時(shí)，體系的吸光度差值ΔA達(dá)到最大；時(shí)間大于35 min后，ΔA基本穩(wěn)定不變，故確定該反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為35 min。同時(shí)，在對(duì)研究溫度的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，30 ℃以前，吸光度變化劇烈，到達(dá)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(yīng)完全。因此，確定該體系反應(yīng)的最佳溫度為30 ℃。

綜上研究，認(rèn)為白楊素與鈷(Ⅱ)的最佳反應(yīng)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(yīng)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(jī)溶劑，可溶于二甲基亞砜(DMSO)，其熔點(diǎn)大于341.5 ℃(341.5℃為熔點(diǎn)儀量程)，同樣條件下測(cè)得白楊素熔點(diǎn)288.8～289.2 ℃。推斷白楊素與鈷(Ⅱ)的反應(yīng)可能為：

2.2 羥基自由基的清除作用

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(dāng)濃度大于0.15 mmol/L時(shí)，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(duì)羥基自由基的清除作用

2.3 抗氧化作用

白楊素及白楊素-鈷配合物對(duì)于鴨油的抗氧化作用實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表可以看出，兩者的P值均比空白對(duì)照組的P值低，表明白楊素與白楊素鈷配合物都對(duì)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(zhǎng)

3 結(jié) 語

本文通過紫外光譜法研究了白楊素與鈷(Ⅱ)溶液的反應(yīng)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(yīng)35 min。同時(shí)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(huì)為新型抗癌藥物的開發(fā)及生產(chǎn)提供支持與幫助。