没食子酸丙酯-锗(Ⅳ)配合物的抗氧化活性研究毕业论文.doc

河北工程大学毕业论文 III 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗锗 配合物的抗氧化活性研究毕业配合物的抗氧化活性研究毕业 论文论文 目目 录录 摘摘 要要 I ABSTRACTABSTRACT II 目目 录录 III 第第 1 章章 绪绪 论论 1 1 1 没食子酸的概述 1 1 2 没食子酸丙酯的概述 1 1 2 1 没食子酸丙酯的结构与性质 1 1 2 2 没食子酸丙酯的国内外应用状况 2 1 2 3 没食子酸丙酯的广泛应用 2 1 3 没食子酸酯的配合物 3 1 4 锗的概述 3 1 4 1 锗的作用 4 1 4 2 金属锗的配合物 4 1 5 课题研究目的及内容 5 1 5 1 研究目的 5 1 5 2 研究内容 5 第第 2 2 章章 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗的合成研究及表征锗的合成研究及表征 6 2 1 实验仪器及试剂 6 2 2 没食子酸丙酯 锗的合成研究 7 2 3 紫外分光光度法探索没食子酸 锗的合成条件 7 2 3 1 配制溶液 7 2 3 2 单因素实验 8 2 3 3 正交试验 11 2 4 没食子酸丙酯 锗 配合物的合成及结构表征 12 2 4 1 没食子酸丙酯 锗 配合物的合成 12 2 4 2 没食子酸丙酯 锗 配合物的结构表征 13 2 4 2 1 没食子酸丙酯 锗配合物的紫外光谱分析 13 2 4 2 2 没食子酸丙酯 锗 配合物红外光谱分析 14 2 5 没食子酸丙酯 锗 配合物的配位比及稳定常数的测定 17 河北工程大学毕业论文 IV 2 5 1 等摩尔连续变化法 Job 法 17 2 5 2 摩尔比法 18 第第 3 3 章章 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗锗 配合物的抗氧化活性研究配合物的抗氧化活性研究 20 3 1 自由基概述 20 3 2 没食子酸丙酯 锗的抗氧化活性 20 3 2 1 羟基自由基的清除能力检测 21 3 2 1 1 荧光法 22 3 2 1 2 紫外分光光度法 水杨酸法 23 3 2 2 邻苯三酚自氧化法测 PG PG Ge 配合物 Vc 对 02 的清除率 26 3 2 2 1 测定原理 26 3 2 2 2 实验方案 27 3 2 3 对 DPPH 自由基清除率的测定 28 3 2 3 1 测定原理 28 3 2 3 2 实验方案 28 第第 4 4 章章 结结 论论 31 4 1 PG Ge 的合成研究及表征 31 4 2 PG Ge 配合物的活性研究 31 4 3 建议 31 参考文献参考文献 33 致致 谢谢 35 河北工程大学毕业论文 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1 1 没食子酸的概述没食子酸的概述 没食子酸 Gallic acid 又称 3 4 5 三羟基苯甲酸 五倍子酸 3 4 5 三羟基苯甲酸 水化合物 C7H6O5 H2O 在没食子酸分子中一对酚羟基形成分子内氢键 同时 和一分子水形成三中心的 OH H O 氢键 没食子酸为白色或浅褐色针状结晶或粉 末 熔点 235 240 分解 加热至 100 120 失去结晶水 加热至 200 以上时生成 焦性没食子酸 连苯三酚 溶于热水 乙醚 乙醇 丙酮和甘油 难溶于冷水 不溶 于苯和氯仿 没食子酸通过五倍子制得 没食子酸经过酯化或经过酶的作用就可以得 到没食子酸甲酯 没食子酸丙酯 没食子酸丁酯等没食子酸酯 其中主要的没食子酸 酯化衍生物为没食子酸甲酯 没食子酸辛酯和没食子酸丙酯 它们均具有一定的抗氧 化能力 在中国仅批准 PG 可以使用 1 2 没食子酸丙酯的概述没食子酸丙酯的概述 没食子酸丙酯是没食子酸重要的酯化衍生物之一 具有良好抗氧化性能 特别适合于 油脂及含油脂的食品 PG 为 FDA 和 WHO 批准使用的油脂抗氧化剂 是欧洲共同体法 定抗氧化剂 对油脂的抗氧化作用优于 BHA 丁基羟基茴香醚 和 BHT 二丁基羟基甲苯 抗氧剂 264 与增效剂柠檬酸合用效果更好 广泛用于食品和饲料工业中 有文献报道 BHA 对白鼠有致癌作用 且在肝脏积累 致使肝肿大 日本等已禁止或限制 BHA 作食品 抗氧化剂使用 PG 起着类似于细胞外液中超氧歧化酶 SOD 的作用 对体内超氧阴自由 基和羟自由基 OH 具有良好的清除作用 可防治与自由基损伤有关疾病 有延缓机体衰 老作用 PG 可对抗血小板聚集 扩张血管及增加冠脉流量 从而可防治急性脑梗塞 冠 心病心绞痛 血栓性静脉炎 原发性痛经 抗癌等方面发挥作用 PG 对细菌 霉菌和 酵母有良好的抑制作用 可杀菌防腐 因此 PG 在以后的时间里将发挥越来越重要的作 用 1 2 1 没食子酸丙酯的结构与性质 分子结构 分子式 C10H12O5 分子量 212 21 别名 3 4 5 三羟基苯甲酸丙酯 五倍子酸丙酯 PG 是一种白色粉末 无气味 微 HO HO HO COO CH2 2CH3 河北工程大学毕业论文 2 有苦味 有铁或铁盐存在时颜色变深 25 时溶解度 水中为 0 35g 100mL 乙醇中为 103g 100g 30 时在棉子油中溶解度为 1 23g 100g 45 时在猪脂中溶解度为 1 14g 100g 熔点为 147 5 149 5 低毒 半数致死量 大鼠 经口 3800mg kg 有刺 激性 主要用在脂肪 含油脂食品和药制剂中作抗氧添加剂 能有效地抑制醚 醛以 及相似物质的氧化过程 对增强纤维蛋白和血栓的溶解及扩张血管 杀菌 抑菌等有 重要作用 没食子酸酯类化合物主要用于油脂或油基食品的抗氧化 水果及蔬菜的保鲜 在药 物 化妆品 饲料 光敏热敏材料等领域也有着广泛的应用 1 由于没食子酸酯是一 类公认的安全性比较高的食用抗氧化剂 继 PG 被用于油炸食品的抗氧化之后 没食子酸 辛酯 OG 和没食子酸月桂醇酯 DG 也被美国食品及药品管理局 FDA 联合国粮农组 织 FAO 和世界卫生组织 WHO 批准为油脂类或富含油脂类食品的抗氧化剂 用于脂肪 类 奶油类物质的抗氧化 没食子酸酯类化合物具有显著的消除自由基能力和生物活 性 可作为生物柴油及某些材料的抗氧化稳定剂或抗老化剂 用于抗微生物 如沙门氏菌 等 和抑制生物酶 如角鲨烯环氧化酶等 等 没食子酸酯类化合物还具有药理活性 可用 来抗血小板凝聚 增强纤维蛋白和血栓溶解及扩张血管 并有增加冠脉血流等作用 对心脑 血管疾患 病毒性疾病 细菌性感染性疾病 胃溃疡 病毒性肝炎等均有一定的疗效 没食子酸丙酯的医药商品名为 通脉酯 因此 没食子酸酯类化合物的合成及产物的应 用性能研究受到人们越来越多的重视 1 2 2 没食子酸丙酯的国内外应用状况 由于没食子酸酯是一类公认的安全性比较高的食品抗氧化剂以及没食子酸酯类的 良好性能 已被广泛用于食品 化工 轻工 医药等行业 有着重要的应用前景 现作为食品抗氧化剂的没食子酸酯类有没食子酸丙酯 PG 没食子酸异戊酯 没 食子酸辛酯 OG 没食子酸十二烷酯 DG 其中 PG 作为油脂的抗氧化剂已得到广泛 的使用 我国仅批准 PG 可以使用 其它酯类在日本等国亦准使用 除此之外没食子酸 丙酯是一种医药中间体 抗氧化性能良好 能增强纤维蛋白和血栓的溶解 具有扩张 血管 杀菌 抑菌和防腐等作用 广泛用于食品和医药工业 铬的配合物在工业上有 着十分广泛的用途 如用作有机合成的催化剂 2 3 皮革工艺的制鞣剂 4 染料工艺的 媒染剂 5 医药领域的葡萄糖耐量因子 还可作为着色剂 螯合剂 添加剂等 6 使用 1 2 3 没食子酸丙酯的广泛应用 1 化工行业的应用 可以用于某些非食品类物质的抗氧化剂 如没食子酸丙酯 主要用途是橡胶防老剂 2 医疗行业的应用 早在 1870 年问世的没食子酸丙酯是作为蛔虫等肠道寄生 虫的驱除剂 研究表明没食子酸酯能清除体内超氧阴离子自由基 对血小板凝固有对 河北工程大学毕业论文 3 抗作用 能扩张血管 促进血栓的溶解 有延缓机体抗衰老作用 具有较强的抑菌性 消炎抗过敏作用 降低血氮功能 可作为降压药用于治疗心血管疾病 取得了较好的 效果 是一类较有前途的药物 3 化妆品中的应用 没食子酸丙具有的抑菌性和抗氧化等性能使得其作为化妆 品用防腐剂的同时还具有抗过敏 消炎 止痒等功效 同时 它们还可抑制皮肤色斑 的形成 另外 紫外线照射产生的自由基是引起皮肤老化的重要因素 没食子酸酯类 不但能有效地清除产生的自由基 还在紫外区有很强的吸收 可用于防晒和抗衰老护 肤产品的开发 4 新型感光材料的添加剂和无碳复写纸 热敏记录纸的显色剂以及半导体的制 造等 总之 由于没食子酸丙酯具备良好性能 对其更加深入的研究有很大的价值 目 前仍有不少学者致力于没食子酯类的合成研究 进一步开拓新的应用领域 1 3 没食子酸酯的配合物没食子酸酯的配合物 没食子酸甲酯 没食子酸丙酯 没食子酸辛酯等都具有良好的抗氧化性 它们作 为一种植物多酚都具有一定的药用价值 能有效防止细胞老化 心脑血管病 细胞突 变和肿瘤增长 7 9 等生物活性 因此越来越受到人们的关注 铁 铬 铜使人体内必需 的微量元素 参与体内多种蛋白和酶的合成 具有重要的生理作用 多酚分子中的酚 羟基对金属离子具有很强的螯合能力 形成配合物具有较强的自由基清除活性 10 多 酚能潜在影响铁离子的生物活性 还能与癌细胞中的铜结合 有效抑制 DNA 的复制和 蛋白质的合成 但不影响正常细胞 8 10 近年来人们苦心研究 合成许多有关没食子酸酯和金属 Fe Cu Cr 等的配合 物 2001 年 Mairtn O C 和 Michael J H 14 对 Al Fe 与没食子酸甲酯反应形 成配合物的结构和反应机理进行了研究 没食子酸甲酯能将 Cr 还原成 Cr 形成 Cr 没食子酸甲酯 利用傅立叶红外光谱仪和毛细管电泳对 Cr 没食 子酸 Cr 没食子酸甲酯同小牛胸腺 DNA 之间的交互作用进行分析 结果表明 Cr 没食子酸 Cr 没食子酸甲酯的配合物是 DNA 外部成键物质 并不能 与 DNA 形成螯合键 2004 年 Gerasymchuk Y S 等研究发现 苯二甲蓝锆和苯二甲蓝铪 能与没食子酸甲酯进行轴向配位形成水溶性的轴向配合物 该类型配合物在不同的溶 剂中形成的溶液具有特征吸收光谱 同时 对该类型配合物在 DMSO 中的荧光性能进 行了研究 根据查阅大量资料发现近年来合成较多的即是没食子酸丙酯与金属形成的 配合物 PG M 1 4 锗的概述锗的概述 锗在元素周期表中是第 4B 族 属碳族元素 元素符号 Ge 原子序数 32 原子量 河北工程大学毕业论文 4 72 59 熔点 958 沸点 2700 宏观上锗可以分为有机锗和无机锗 在地球上的大部分锗以矿物质形态的无机锗 形式存在 植物吸收矿物质形态的无机锗会促进成长 动物则以此类植物为食 这是 最自然最安全的形态 一般来讲 很多人对于锗元素会感到生疏 但事实上我们很早 以前开始就在生活中广泛地接触过锗 以前治疗各种疾病时所使用的药用植物 虽然 依产地 土质 栽培方法的不同而存在含量差距 但大多数具有锗的成分 1 4 1 锗的作用 目前世界各国的科学家和医学家们还没有完全解开锗元素的神秘面纱 在过去 140 多年的临床实验中确认了锗的众多功效 1 有机锗的作用 半导体作用 调节体内细胞电流流向的作用 改善细胞内的电流流向的特性 就是治疗疾病的因素 所以可称之为 奇迹元素 脱氢作用 锗代替氧气与氢结合而生成水分排出体外 从而使体质变为弱碱性 并预防疾病防止老化 供应氧气 医学家的实验表明 锗可以向人体供应氧气 因此 可以预防和治 疗由慢性氧气缺乏症引起的各种人类疾病 加强人体免疫力的作用 锗可增加 T 淋巴球的数量 并可以预防癌细胞 毒性 物质 病毒 从而保护人体不受侵害 诱导干扰素形成 干扰素是至今为止发现的仰止癌症细胞繁殖的物质当中最具 成效的物质 日本的佐藤博士在临床实验报告中指出 锗在人体内诱发干扰素的生成 根据秋叶教授的实验表明有机锗的注入量和人体内干扰素的生成量是成正比列的 解毒作用及排除重金属作用 解除疼痛作用 锗虽然没有镇痛剂的瞬间效果 但会慢慢呈现效果 并绝不会 产生任何副作用 强自然治愈力的作用 锗具有增强人体内自然治愈力的作用 所以对癌症和各 种疑难症具有治疗的功效 促进新陈代谢作用 供应优质的氧气 从而激发新陈代谢 分离病变细胞 促 进利尿 防止酸性化 防止老化等 有药理作用完全没有中毒或其他副作用 2 无机锗的作用 放射远红外线 沉积物排泄作用 汗蒸 热灸作用 净化及除臭作 用 水脉波及电子波的切断作用 1 4 2 金属锗的配合物 锗是具有许多生理学效应的稀散元素 锗的某些化合物由广泛的药理作用和医疗 Comment U1 优于配体 河北工程大学毕业论文 5 功能 近三十年来 高配位锗化合物及其抗肿瘤活性的研究引起很大兴趣 锗可以和 单一的配体配合 也可和混合配体配合 近十年来合成的有锗的配合物有 有机锗 槲皮素 没食子儿茶素没食子酸酯 EGCG 锗 锗与邻苯二酚和含氮配体混配配合物 槲皮素是一种多羟基黄酮类化合 物 广泛存在于草药中 它具有某些抗病毒 抗氧化 抗肿瘤 清除自由基 抗突变 抗癌 消炎 抗菌等多种功效 是目前已知的最强的化疗药物之一 17 锗化合物成为 新一类人类生物效应调节剂和体内平衡调节的药物 其前景不可估量 儿茶素是多酚 类化合物的混合物 酯型儿茶素及其组分 EGCG 具有抗癌 防癌和抗氧化作用 武 汉华中农业大学食品科技系戚向阳 谢笔钧 3 等人合成的以儿茶素为配体的锗的配合物 对动物实验 发现其具有抗癌作用 1 5 课题研究课题研究目的目的及内容及内容 1 5 1 研究目的 没食子酸丙酯 锗配合物的合成具有重大意义 尤其在医学方面 已有很多学者对 槲皮素 槲皮素的配合物进行了大量的研究 24 26 而对没食子酸丙酯 没食子酸丙酯 和金属形成配合物进行研究的还不是很多 目前已有学者对没食子酸丙酯与 Fe Zn Cu Cr 等金属的配合物进行研究 而 PG 与 Ge 的研究却甚少 近几年兴起 的中药配位学说研究表明配合物的活性往往优于配体的活性 基于此 我们尚可推测 没食子酸丙酯 锗配合物的活性优于配体的活性 本课题的目的就是测定 PG Ge 的抗氧 化活性 希望我们的努力能为其在医学等方面的应用奠定基础 1 5 2 研究内容 通过对没食子酸丙酯的结构 性能的了解 以及其在化工 医学等方面的应用 我们深入了解到没食子酸丙酯的最大特点之一是具有抗氧化的功效 本论文大量参考 多羟基酚类金属配合物的合成及抗氧化性能研究 10 从而设计了适合的实验方案 通 过紫外分光光度法研究锗与没食子酸丙酯配位的条件 用红外分光光度法 紫外分光 光度法对其进行表征 并用紫外分光光度法 荧光分光光度法研究了其抗氧化活性 并与大家熟知的公认的食品抗氧化剂 Vc 做对比 河北工程大学毕业论文 6 第第 2 章章 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗的合成研究及表征锗的合成研究及表征 2 1 实验仪器实验仪器及试剂及试剂 本实验所用仪器及试剂见表 2 1 表 2 2 表 2 1 实验主要仪器 序号 仪器及型号 生产厂家 1 KS200 型 数控声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司 2 98 1 B 型 电子调温电热套 天津市泰斯特仪器有限公司 3 AL204 型 电子天平 北京医用天平厂 4 PHS 25 型 酸度计 上海仪器伟业仪器厂 5 TU1810 型 紫外分光光度计 北京普析通用有限公司 6 Avatar 型 傅里叶变换红外光谱仪 美国 Nicolette 公司 7 Lambda35 型 紫外分光光度计 美国 PerkinEler 公司 其他仪器 单口烧瓶 40ml 50ml 100ml 量筒 10ml 20ml 冷凝管 干燥管 锥形瓶 胶头滴管 药勺 滤纸 烧杯 布氏漏斗 抽滤瓶 蒸馏头 温度计 pH 试 纸 玻璃棒 铁架台 铁夹 铁圈 容量瓶 200ml 100ml 25ml 移液管 1ml 5ml 10ml 20ml 干燥管 表 2 2 实验主要试剂 名 称 类 型 厂 家 氢氧化钠 分析纯 天津市北方天医化学试剂 磷酸氢二钠 分析纯 天津市河东区红岩试剂厂 无水乙酸钠 分析纯 天津市巴斯夫化工有限公司 磷酸二氢钠 分析纯 天津市巴斯夫化工有限公司 冰乙酸 分析纯 天津欧博凯化工有限公司 没食子酸丙酯 分析纯 浙江省温州市欧海化工试剂厂 氧化锗 高 纯 天津市光复精细化工研究所 河北工程大学毕业论文 7 2 2 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗的合成研究锗的合成研究 没食子酸丙酯 锗的合成研究分为两部分 第一 通过紫外分光光度发探索没食子 酸丙酯与锗形成配合物的条件 第二 用化学方法合成没食子酸丙酯 锗的配合物 并 对其进行纯化 为下面的抗氧化活性研究做准备 2 3 紫外分光光度法探索没食子酸紫外分光光度法探索没食子酸 锗的合成条件锗的合成条件 参考文献 16 20 设计合适的实验方案 2 3 1 配制溶液 配制没食子酸丙酯的标准溶液 1 10 3mol L 准确称取 0 2120gPG 在 40ml 的小 烧杯中 在加热 水浴 60 左右 搅拌下用大约 10ml 左右的二次蒸馏水将其溶解 等溶 液完全透亮后将其转移到 100ml 的容量瓶中 并用少量的二次蒸馏水润洗盛放 PG 的 小烧杯至少是三次 然后定容至 100ml 待溶液混合均匀后 用 10ml 的移液管量取该 溶液 10ml 至 100ml 的容量瓶中 再次加二次水定容至 100ml 并充分摇晃使其混合均 匀 即可得到 PG 的标准溶液 配制 Ge 的标准溶液 1 10 3mol L 准确称取 GeO2 0 1046g 在 40ml 的小烧杯中 加 40 的氢氧化钠 2ml 左右 在加热且搅拌条件下将其溶解 等溶液完全透亮后将其 转移到 100ml 的容量瓶中 并用少量的二次蒸馏水润洗溶解 GeO2的小烧杯至少三次 然后定容至 100ml 待溶液混合均匀后 用 10ml 的移液管量取该溶液 10ml 至 100ml 的容量瓶中 再次加二次水定容至 100ml 并充分摇晃使其混合均匀 即可得到 Ge 的 标准溶液 配制缓冲溶液 用无水醋酸钠及无水醋酸配制 pH 2 7 的缓冲液 用四硼酸钠配制 pH 9 18 的缓冲液 用无水醋酸钠及无水乙酸配置缓冲夜的方法是先将无水醋酸钠和无 水乙酸均配制浓度为 0 2mol L 然后根据公式 pH 4 74 lgca cb 计算出配制不同 pH 时 所量取无水醋酸钠和无水醋酸的不同体积见表 2 3 配制 pH 9 18 的即取四硼酸钠一 袋药品 定容 250ml 即可得到 表 2 3 配制不同 PH 所量取无水醋酸钠和无水乙酸的体积 pH无水醋酸钠体积 V ml冰醋酸的体积 V ml 299 80 2 397 52 5 484 615 4 535 564 5 65 294 8 70 595 5 河北工程大学毕业论文 8 2 3 2 单因素实验 1 配位反应最佳缓冲溶液的选择 固定没食子酸丙酯与锗 的物质的量比 反应温度 反应时间 改变反应液的 pH 值 反应液中分别加入 NaAC HAC 缓冲溶液和 Na2HPO4 NaH2PO4缓冲溶液 以相 应的溶液为空白 比较反应产物在同一 pH 值的不同缓冲溶液中的吸收光谱 确定配位 反应的最佳缓冲溶液 谱图如图 2 1 2 2 200250300350400 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 吸光度 波长 nm PG Ge PG 图 2 1 醋酸缓冲体系中的谱图 200250300350400 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 吸光度 波长 nm PG Ge PG 图 2 2 磷酸盐缓冲体系中的谱图 由图 2 1 2 2 可以看出 没食子酸丙酯 锗 配合物在 HAC NaAC 的缓冲溶液中形成的配合 物红移距离较大 故本实验采用 HAC NaAC 缓冲溶液进行实验 2 配位反应最佳 pH 的选择 固定没食子酸丙酯与锗 的物质的量比 反应温度 反应时间 改变反应液的 pH 值 分别在 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 的条件下进行反应 比较反应产物在缓冲溶液 Comment U2 缺的图标 河北工程大学毕业论文 9 中的吸光度来确定配位反应的最佳 pH 在其最大吸收波长下 300nm 处 测定不同 pH 值对没食子酸丙酯 锗 配合物吸光 度的影响 实验数据见图 2 3 和表 2 4 表 2 4 pH5 56 06 57 07 5 吸光度0 5040 5140 5960 6780 682 5 05 56 06 57 07 58 0 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 吸光度A PH 吸光度 图 2 3 pH 对没食子酸丙酯 锗 配合物吸光度的影响 由图 2 3 可以看出 随着锗 与没食子酸丙酯反应液 pH 的增加 没食子酸丙酯 锗 配合物的吸光度在 pH 较低时基本没有变化 但是当反应液 pH 达到 6 0 时 生 成产物的吸光度开始呈线性增大 当继续增加反应液的 pH 时 没食子酸丙酯 锗 配 合物的吸光度继续增加 但当 pH 达到 7 以后再继续增大溶液的 pH 生成产物的吸光 度几乎不再增加 因此 本实验选择最佳反应液的 pH 值为 7 0 且 pH 7 接近人体内 环境 pH 值 此次研究模拟了人体内环境 具有深远意义 3 配位反应的最佳物质的量比的选择 固定反应液的 pH 值 反应温度 反应时间 改变没食子酸丙酯与锗 的物质的 量比 分别在物质的量比为锗 与没食子酸丙酯 1 0 5 1 1 1 1 5 1 2 1 2 5 1 3 1 3 5 1 4 1 5 1 6 1 7 的条件下进行反应 比较反应产物在缓冲溶液中吸光度确定其配位反应的最佳物质的量比 在最大吸收波长 300nm 处测定不同物质的量比反应体系下没食子酸丙酯 锗 配 合物的吸光度 结果见表 2 5 探究吸光度与物质的量比的关系 如图 2 4 Comment U3 缺图标 排版 河北工程大学毕业论文 10 表 2 5 nGe nPG0 51 01 52 02 53 03 54 05 06 07 0 吸光度0 2340 3580 4200 4580 4850 4860 4810 4730 4700 4660 463 012345678 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 吸光度 最佳物料比 n PG n Ge 光光光 图 2 4 物质的量比对没食子酸丙酯 锗 配合物吸光度的影响 由图 2 4 可以看出 随着没食子酸丙酯与锗 物质的量比的增加 没食子酸丙酯 锗 配合物的吸光度有所增加 但是当没食子酸丙酯 锗 2 1 时 没食子酸丙酯 锗 配合生成产物的吸光度达到最大 当比例继续增加时 没食子酸丙酯 锗 配 合生成产物的吸光度基本不变 因此 没食子酸丙酯 锗 的最佳物质的量比为 nPG nGe 2 1 4 配位反应的最佳温度的选择 固定反应液的 pH 反应时间 没食子酸丙酯与锗 的物质的量比 改变反应温 度 在最大吸收波长 300nm 处 比较反应体系吸光度变化 确定其配位反应的最佳反应 温度 实验数据见表 2 6 和图 2 5 表 2 6 温度对吸光度的影响 温度 010203040506070 吸光度0 4830 7160 7140 6710 6780 6480 6090 609 Comment U4 原为 10 河北工程大学毕业论文 11 010203040506070 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 吸光度 温度 吸光度 图 2 5 温度对没食子酸丙酯 锗 配合物吸光度的影响 由图 2 5 可以看出 随反应液温度的增加 没食子酸丙酯 锗 配合物的吸光度 在较低温度时急剧增加 在反应液温度达到 10 时 配合物的吸光度达到最大 当继 续增加反应液的温度时 配合物的吸光度下降 考虑到实验操作的经济可行性与操作 简便性 同时考虑到在 10 与室温 20 时的产物吸光度差别不是很大 最终确定本实 验最佳的反应温度为室温 20 5 配位反应的最佳时间的选择 固定其他因素 改变反应时间 比较反应体系吸光度变化 确定配位反应的最佳 反应时间 实验表明随着反应时间的增加 没食子酸丙酯 锗 配合物的吸光度几乎 不发生变化 由于其他条件固定 在较短时间内反应物已经完全配位 吸光度基本不 变 也就是生成没食子酸丙酯 锗 配合物的量基本不变 故可以总结为本实验中反 应时间对反应的影响极小 可以忽略不予考虑 2 3 3 正交试验 影响 PG Ge 配合物合成的因素主要有 pH 值 nPG nGe 温度和时间 在单因素实 验法的基础上 确定 4 个因素 每个因素选 3 个水平 20 表 2 7 因素水平表 序号1234 因素名称pH 值nPG nGe温度 min时间 h 水平 16 02 5 11011 水平 26 53 12012 水平 37 03 5 13013 Comment U5 表中的 k R 补齐 我 没有补 Comment U6 已经简写 Comment U7 河北工程大学毕业论文 12 根据上表 以 PG Ge 配合物的吸光度作为考察指标 列出 L9 正交设计表 对实 验结果进行分析 选出 PG Ge 配合物合成的最优工艺参数 1 设计正交表如表 2 8 表 2 8 4 因素 3 水平正交表 所在列1234实验结果 因 素pH 值物质的量比温度 时间 min吸光度 实验 111110 581 实验 212220 610 实验 313330 590 实验 421230 634 实验 522310 619 实验 623120 629 实验 731320 609 实验 832130 673 实验 933210 649 按照表 2 7 正交表设计正交实验 测定没食子酸丙酯 锗 反应体系吸光度的大 小 2 正交实验结果 由极差分析知 不同因素对没食子酸丙酯 锗 配合物生成产物的影响强弱顺序 为 A3 A2 A1 B2 B3 B1 C2 C1 C3 影响因素大小顺序为 A C B 从而初步认为最 优的合成工艺为 A3B2C2 即 pH 值为 7 0 锗 与没食子酸丙酯物质的量比为 1 3 温 度为 20 2 4 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗锗 配合物的合成及结构表征配合物的合成及结构表征 2 4 1 没食子酸丙酯 锗 配合物的合成 在装有磁力搅拌器 冷凝管和无水 CaCl2 干燥管的 100ml 圆底烧瓶中 加入一定 量没食子酸丙酯 加入无水乙醇 不断搅拌使其完全溶解 准确称取二氧化锗一定量 将其盛放在 50ml 的小烧杯中 用 40 的氢氧化钠将其完全溶解 得无色溶液 将其转 移至小烧瓶中 并振荡用少量二次水洗涤烧杯三次并将洗涤液转移至烧瓶 振荡使其 充分混匀 用浓 HCl 调节 pH 至 7 调节过程中不断摇晃使其充分混合 室温下磁力搅 拌 11 12h 后 得产物粗品 河北工程大学毕业论文 13 2 4 2 没食子酸丙酯 锗 配合物的结构表征 2 4 2 1 没食子酸丙酯 锗配合物的紫外光谱分析 没食子酸丙酯与没食子酸丙酯 锗的紫外光谱图见图 2 6 所示 图 2 6 PG 和 PG Ge 的紫外光谱图 表 2 7 配体与配合物的吸收峰的差异 试样 最大吸收峰 max1 nm 最大吸收峰 max2 nm PG PG Ge 配合物 214 0 224 0 270 0 300 0 从 PG 及 PG Ge 紫外吸收光谱谱图可知 1 PG 和 PG Ge 的紫外最大吸收峰不同 PG 的紫外最大吸收峰分别在 270 0nm 和 214 0nm 而 PG Ge 的紫外最大吸收峰分别在 300 0nm 和 224 0nm 与配体 PG 的紫 外最大吸收峰相比 PG Ge 的紫外吸收峰均发生红移 这进一步证明了 PG 与金属 Ge 形成配合物 2 PG 和配合物的能量吸收均以芳环为主 最大的吸收峰为苯环的 E2 带 小吸 收峰为苯环的 K 带 且酚羟基是影响 PG 和配合物紫外吸收的主要因素 3 配合物的紫外吸收峰较 PG 的吸收峰宽 这是由于 PG 与金属 Ge 形成配合物 后 一部分酚羟基与金属离子形成配位键 电子云密度发生改变会进一步激活分子中 200250300350400 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 吸光度 波长 nm PG Ge PG 河北工程大学毕业论文 14 的活性基团酚羟基 使苯环上酚羟基的孤对电子与苯环上大 电子体系形成的 P 共 轭作用得到增强 从而使配合物的紫外吸收峰较 PG 的吸收峰宽 2 4 2 2 没食子酸丙酯 锗 配合物红外光谱分析 红外吸收光谱是经过红外光照射的化合物分子吸收部分红外光后 产生分子振动 和转动能级的跃迁而形成的分子吸收光谱 红外光谱是对分子结构的客观反映 图谱 中的吸收峰都对应着分子中化学键或者基团的各种振动类型 因此 每种化合物都有 其特征的红外光谱图 目前 红外光谱己被广泛用于有机化合物分子结构的鉴定 没食子酸丙酯 没食子酸丙酯 锗的配合物的红外吸收谱图见图 2 7 图 2 8 对 PG 及 PG Ge 红外谱图分析如下 O H 特征吸收 没食子酸丙酯在 3470 3200 cm 1范围内出现强而宽的酚羟基的缔合伸缩振动吸收峰 游离酚羟基缩伸振动吸收应在 3610 3590cm 1但由于没食子酸丙酯的酚羟基的结构为 连苯三酚型 分子间或极性基团产生氢键的缔合 同一分子内相邻的 O H 之间形成五 元环的分子内弱氢键 两个或多个分子缔合的分子氢键使 O H 的伸缩振动频率向低频 位移 比较纯配体与配合物的 IR 谱 配体在 3468 cm 1处的吸收峰在配合物中消失 说明酚羟基中的氢被金属元素取代 即氧与金属元素发生配位 在形成配合物中 3419cm 1附近出现宽的吸收峰 表明分子中的酚羟基并不是全部参与形成配位键 C O 特征吸收 配体酯基中的 C O 的伸缩振动峰为 1693cm 1 反应后 C O 移的吸收峰在 1688cm 1没有参与配位 同时说明酯基在反应过程中未发生水解 Ar O 特征吸收 纯配体的 Ar O 的振动吸收峰由 1314cm 1 移至 1360cm 1 说明酚羟基上的氧参与 配位 C C 特征吸收 苯环的伸缩振动由配体的 1616 cm 1 移至 1592cm 1 C C 吸收峰 说明了苯环上 的氧与金属离子配位后 通过共轭效应传递给了 C C 使得 C C 键强度下降 同时说 明形成了配合物后 有了更大的电子转移 O M 特征吸收 与配体 IR 谱图对比发现 配合物在 287cm 1出现了一新的吸收峰 初步推测为氧 与金属配位的吸收峰 配合物在 469cm 1处出现一新的吸收峰 推测为 O Ge O 的振动吸 收峰 这进一步证明了锗与没食子酸丙酯的酚羟基配位 通过对配体官能团特征吸收峰的分析及对配体与锗反应后红外谱图的分析 我们 知道 没食子酸丙酯可以与金属锗配位 且配位的官能团为没食子酸丙酯上的酚羟基 河北工程大学毕业论文 15 而且从谱图上我们能够推测出没食子酸丙酯的三个酚羟基没有全部参与配位 Wavenumber cm 1 图 2 7 没食子酸丙酯的中红外吸收光谱图 Wavenumber cm 1 图 2 8 没食子酸丙酯 锗的中红外吸收光谱图 河北工程大学毕业论文 16 Wavenumber cm 1 图 2 9 没食子酸丙酯及没食子酸丙酯 锗的中红外吸收 2 5 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗锗 配合物的配位比及稳定常数的测定配合物的配位比及稳定常数的测定 在配位化学研究中常涉及到配合物的配位比及稳定常数的测定 这有助于了解配 合物的组成 结构及中心原子与配体间的配位情况 由于配合物中配位键的强度是以 配合物的热力学稳定性为特征的 因此在生物化学领域 测定具有生物活性的有机配 体与生命必需金属元素形成配合物的组成及稳定常数 可以对配合物的结构和稳定性 作一些定性解释 对于了解金属离子与配体的结合形式 结合程度以及在多种配体或 金属离子存在下相互竞争配合反应具有重要意义 并可有助于理解有机化合物之间 微量金属元素之间 有机物与微量元素之间的协同和拮抗作用 本文采用等摩尔连续变化法 摩尔比法测定了没食子酸丙酯 锗 配合物的配位 比 分别用等摩尔连续变化法和摩尔比法计算了没食子酸丙酯 锗 配合物的稳定常 数 2 5 1 等摩尔连续变化法 Job 法 在实验条件下 将所研究的金属离子 M 与试剂 R 配制成一系列浓度比 CM CR 连 续变化的 但其总浓度 Q CM CR 不变的溶液 对这一系列溶液 在一定波长下测定 其吸光度 A 用吸光度 A 作纵坐标 以连续变化的浓度比 CM CR 常用浓度相同的 M 与 R 的体积比 为横坐标作图 吸光度最高点所对应的横坐标 CM CR 在浓度相同时为体 积比 VM VR 即为配合物的组成比 河北工程大学毕业论文 17 采用直线法 去除背景吸光度得 2 5 2 摩尔比法 摩尔比法也称饱和法 此法是根据在配合反应中金属离子 M 被显色剂 R 所饱和的 原理来测定配合物的组成的 在实验条件下 我们制备一系列体积相同的溶液 在这 些溶液中 固定金属离子 M 的浓度 依次从低到高地改变显色剂 R 的浓度 然后测定 每份溶液的吸光度 A 随着 R 的加大 形成配合物的浓度 MR 也不断增加 吸光度 A 也不断增加 当 R M n 时 MRn 最大 吸光度也应最大 这时 M 被 R 饱和 若 R 再 增大 吸光度 A 即不再有明显增加 用测得的吸光度对 R M 作图 所得曲线的转折 点相对应的 R M 值 即为配合物的组成比 用等摩尔连续变化法测配合物吸光度 结果表明 当没食子酸丙酯与锗 的配比 0 00 10 20 30 40 50 60 70 80 91 0 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 吸光度 CPG CGe 吸光度 01234567 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 吸光度 CPG CGe B 河北工程大学毕业论文 18 为 2 1 时 吸光度最大 说明没食子酸丙酯与锗 是 2 1 配位 用等摩尔连续变化法 测得配合物的表观稳定常数为 K稳 稳 1 5 1011 另用摩尔比法也得到相同结论 由摩尔 比法测得配合物的表观稳定常数为 K稳 稳 1 5 1011 河北工程大学毕业论文 19 第第 3 章章 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗锗 配合物的抗氧化活性研究配合物的抗氧化活性研究 3 1 自由基概述自由基概述 自由基 化学上也称为 游离基 是一类具有高度活性的物质 是含有未成对 电子的原子 原子团或分子 由于原子形成分子时 化学键中电子必须成对出现 因 此自由基就到处夺取其它物质的一个电子 使自己形成稳定的物质 在化学中 这种 现象称为 氧化 我们生物体系主要遇到的是氧自由基 例如超氧阴离子自由基 羟 自由基 脂氧自由基 二氧化氮和一氧化氮自由基 加上过氧化氢 单线态氧和臭氧 通称活性氧 生物体内产生的自由基主要是氧自由基 约占机体内全部自由基的 95 它是维持正常生命活动所必需的 此外 外界环境中的阳光辐射 空气污染 吸烟 农药等都会使人体产生更多活性氧自由基 使核酸突变 此外 过量自由基的 氧化作用和链锁反应能对组织产生不可逆的损伤 使组织细胞的化学结构发生破环性 反应 并随着破坏层次的逐渐扩展而造成功能损伤 从而引起多种疾病 如心脏病 老年痴呆症 动脉粥样硬化 肝病 机体老化 帕金森病和肿瘤 3 2 没食子酸丙酯没食子酸丙酯 锗的抗氧化活性锗的抗氧化活性 自由基被称为万病之源 是人体衰老和疾病的主要原因 有效消减自由基 减缓 人体衰老 提高人体免疫力显得尤为重要 抗氧化活性即对自由基的清除能力 清除 能力的高低表征了抗氧化剂抗氧化的能力的强弱 本课题在参考了大量文献的基础上设计了合适的方案 通过测定样品对 OH 02 DPPH 自由基的清除能力 完成了对没食子酸丙酯 没食子酸丙酯 锗配合物 Vc 的抗氧化活性的测定 主要仪器 表 3 1 主要仪器 名 称 厂 家 TU 1810 紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司 KQ5200DB 型数控超声清洗器 昆山市超声仪器有限责任公司 电热恒温水浴锅 北京长安科学仪器厂 PB 10 PB 21 标准型酸度计 广州深华生物科技有限公司 ALIO4 型电子分析天平 梅特勒一托利多仪器有限公司 960MC 荧光光度计 郑州南北仪器设备有限公司 其他仪器 单口烧瓶 50ml 250ml 量筒 10ml 冷凝管 干燥管 锥形瓶 河北工程大学毕业论文 20 100ml 250ml 胶头滴管 钥匙 滤纸 烧杯 蒸馏头 温度计 pH 试纸 玻璃 棒 铁架台 铁夹 容量瓶 250ml 200ml 100ml 25ml 移液管 1ml 5ml 10ml 20ml 主要试剂 表 3 2 主要试剂 名 称 类 型 厂 家 氢氧化钠 分析纯 天津市北方天医化学试剂厂 水杨酸 分析纯 天津市河东区红岩试剂厂 七水合硫酸亚铁 分析纯 烟台市双双化工有限公司 邻二氮菲 分析纯 天津欧博凯化工有限公司 双氧水 分析纯 烟台市双双化工有限公司 磷酸氢二钠 分析纯 天津市河东区红岩试剂厂 无水乙酸钠 分析纯 天津市巴斯夫化工有限公司 磷酸二氢钠 分析纯 天津市巴斯夫化工有限公司 冰乙酸 分析纯 天津欧博凯化工有限公司 硼酸 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司 四硼酸钠 分析纯 天津市大茂化学试剂厂 硼砂 试剂纯 河北成安化学试剂厂 罗丹明 B 分析纯 天津市化学试剂批发公司 没食子酸丙酯 分析纯 浙江省温州市欧海化工试剂厂 氧化锗 高 纯 天津市光复精细化工研究所 邻苯三酚 分析纯 天津市光复精细化工研究所 DPPH 分析纯 西安沃尔森生物技术有限公司 三羟甲基氨基甲烷 分析纯 天津市科密欧化学试剂开发中心 抗坏血酸 Vc 分析纯 成都联禾化工医药有限责任公司 3 2 1 羟基自由基的清除能力检测 检测羟基自由基的方法很多 有电子自旋共振法 HPLC 法 化学发光法 光度 法 荧光法 自动电位滴定法 极谱法 毛细管电泳 电化学检测法 胶束电动毛细管 色谱法等 29 32 在大量参考文献的基础上 本论文实验期间分别采用了荧光法和光度 法研究了没食子酸丙酯 锗的抗氧化活性 通过建立适当的方法 实验室合成了没食子酸丙酯 锗 配合物 作为一种新合 成的物质 是否就如中药配位学所讲的那样 合成出的配合物的生物活性要大于配体 Comment U8 抄别人论文的 没有 改 河北工程大学毕业论文 21 本身 为此 我们对没食子酸丙酯 锗 配合物的生物活性进行了研究 并与没食子 酸丙酯 Vc 做对比 为进一步考察其相关生物活性奠定基础 3 2 1 1 荧光法 1 罗丹明 B Feton 体系荧光法测定原理 21 22 利用 Feton 体系产生羟自由基 能迅速氧化罗丹明 B 使其荧光猝灭 通过测定荧光 强度的变化可间接测定羟自由基的产生量 而体系中加入抗氧化剂可与羟自由基反应 使与罗丹明 B 作用的羟自由基量减少 从而使荧光猝灭程度减弱 2 所用试剂 FeSO4溶液 1 53mmol L H2O2溶液 0 01 罗丹明 B 溶液 5 35 10 5 mol L Britton Robinson 缓冲溶液 pH 5 33 没食子酸丙酯 1 81 mmol L 抗坏血 酸 1 81 mmol L 所用试剂均为分析纯 水为二次蒸馏水 3 羟自由基清除率的测定 取两支 25mL 比色管 分别加入 5 53 10 5mol L 罗丹明 B 溶液 0 4 mL pH 5 33 的 Britton Robinson 缓冲溶液 0 5mL 向其中一支加入 1 53 mmol L 的 FeSO4 溶液 0 4 mL 0 01 的 H2O2溶液 0 3mL 另一支不加 分别以水定容至 25mL 刻度线 摇匀 放置 反应 40 min 用荧光分光光度计 以 ex em 365 575 nm 分别测定加与不加 Feton 体 系的荧光强度 F F0 计算差 F F F0 F 由此间接求得 Feton 体系所产生羟自由 基的量 在上述体系中加入一定量的羟自由基清除剂没食子酸丙酯 按自由基的测定方法 测定荧光强度 Fs 未加清除剂体系的荧光强度为 F 则清除率 S 的计算公式为 S Fs F F0 F 100 实验现象 缓冲溶液跟罗丹明 B 显粉红色 而加入 FeSO4和 PG 后 颜色较深 显淡紫色 原因是 PG 与亚铁离子发生了配位反应 为防止配位反应的发生 加入 FeSO4后稀释一定量快到刻度线 再加入 PG 然后加入 H2O2启动反应 实验发现 荧光值在文献参考值 8 分钟之后并没有稳定 故选择 8 分钟之后测荧 光值并不是理想的反应时间 故应对本次实验的反应时间进行测定 实验选择对反应 体系 5 53 10 5mol L 罗丹明 B 溶液 0 4 mL pH 5 33 的 Britton Robinson 缓冲溶液 0 5 mL 1 53 mmol L 的 FeSO4溶液 0 4 mL 0 01 的 H2O2溶液 0 3mL 测量反应体 系的荧光值随时间的变化 荧光值先减小 后趋于稳定 稳定一段时间后又继续减小 稳定的时间即使反应体系的稳定时间 经测定 反应时间为 40min 选择 40min 为反应时间 测定 PG 和 Vc 对羟基自由基的清除率发现 清除率很小 甚至为负 把 FeSO4替换为化学性质较稳定的 MnSO4 并测定反应时间为 34min PG 和 Vc 对自由基的清除率仍然很小 而且重现性很低 会出现负值的情况 经过单因素 河北工程大学毕业论文 22 实验 仍然没有找到实验失败的原因 由于时间太仓促没能继续探索荧光法的可行性 故而选择用其他方法测定 4 实验现象分析 经过大量实验 现总结荧光法失败的原因为 在最大发射波长 575nm 处的荧光值 太小 最高达 33 3 而最低值接近 30 差距太小 实验重现性太差 受到干扰因素的 干扰即无法测定 PG Vc PG Ge 的抗氧化活性 参考文献中分别为 90 30 3 2 1 2 紫外分光光度法 水杨酸法 1 测定原理 35 36 OH 非常活泼 存在时间短 除了用电子自旋共振法 ESR 外 一般难于直接测定 故常用间接法测定 最常用的间接测定方法是利用 Fenton 反应产生羟自由基 建立 Fenton 反应体系模型 利用 H2O2与 Fe2 混合产生 OH 但由于 OH 具有很高 的反应活性 存活时间短 若在反应体系中加入水杨酸 就能有效地捕捉 OH 并产生 有色产物 该物质在 532nm 下有最大吸收 若在此反应体系中加入具有清除 OH 功能 的被测物 便会与水杨酸竞争 OH 从而使有色产物生成量减少 吸光度降低 2 抗氧化活性的测定 采用固定反应时间法 在相同体积的反应体系 2mmol LIFe2 3mL 6mmol L3mL 水杨酸一无水乙醇溶液 中加入一系列 1mg ml 不同体积 PG PG Ge 配合物 Vc 溶液 最后加 H2O