莪术开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目莪术中挥发成分的提取、抗氧化性测定及成分鉴定专 业 名 称 应 用 化 学班 级 学 号 学 生 姓 名 苏 丹指 导 教 师 陈 燕 清填 表 日 期 2009 年 3 月 13 日 一、选题的依据及意义： 莪术(Curcumaz edoaria Rose.)为姜科姜黄属植物，是多年生单子叶草本植物，其主要成分为挥发油、姜黄素和多糖等。主要产于我国广西、云南等地，贵州也有分布。浙江温州地区产的叫温我术(Curcuma aromatica Salis):广西产的叫桂教术(C.kw angsicensisS. GLeeet G. Fliang)。根茎、块茎入药。全世界姜黄属植物约60种，主要分布于东南亚和澳大利亚北部，喜玛拉雅海拔4000m高山上亦有分布。我国有16种，其中药用的有莪术(Czedoaria Rose.)姜黄(CLongal.)印尼莪术(Cxanthonhiza Roxb)广西莪术(CKwangsiensis S. G. Lee et.C.F.)郁金(C aromomaticaS alisb)等5种以上。莪术的根茎及其形态见图1-1,1-2。图1-1 图1-2 莪术具有漫长的药用历史，莪术味苦，性辛、温，是传统中药之一，据唐药性论及李时珍的本草纲目记载:莪术有行气破血、消积止痛的功效，被称为血中之气药，常用于心腹胀痛、气血凝滞、血淤闭经、跌打损伤等症。近年来研究表明:莪术具有调节机体免疫反应，直接抑制和破坏癌细胞，拮抗致癌反应的作用，并已应用临床抗肿瘤治疗中。此外，还具有抗早孕、抗炎、抗菌和降酶等活性。莪术挥发油具有直接抑制、破坏癌细胞，增强免疫激活，调节免疫反应，升白等作用，是莪术治疗肿瘤的有效物质基础 与许多化学抗肿瘤药物相比，莪术提取物无致突变性，在临床应用中是安全可靠的抗肿瘤中药。鉴于此，实验采用水蒸气蒸馏法、超临界CO2流体萃取、索氏提取3种方法提取三个不同地方莪术挥发油，并利用GC-MS联用仪分析比较其化学成分差异，分析各种成分的含量，从而为最佳治疗提供理论依据。并对莪术中主要有效成分挥发油的提取工艺进行优选，作为莪术挥发油制备的科学依据。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 根据国内有关文献，从植物栽培、莪术油的提取、化学成分、化学合成、鉴别、含量测定、药理学、药动学、毒理学及临床应用等几方面进行综述。、 2.1 温郁金的人工栽培 莪术油是蓬莪术、广西莪术和温郁金根茎的挥发成分，用于抗肿瘤作用的莪术油主要来源于温郁金。温郁金在国内大面积种植，主产于广西、浙江、四川等地。温郁金的种植栽培1，主要从以下几方面考虑：生长习性：喜温暖湿润气候，怕干旱，怕冻。宜选阳光充足、土层深厚、土质沃疏、排水良好的腐质植土或沙质壤土。种植方法：根状茎繁殖。在当年12月收获时，选择无病虫害，生长健壮，形短粗的2头或3头作留种用。在通风室内摊放 2-3 d，使表皮稍干，砂藏于室内通风处过冬，次年早春萌芽，4月上旬开穴种植，行株距33cm2527 cm，深67cm 。田间管理：出苗后松土锄草。于5 月下旬至8月下旬适期施肥 23次。病害有黑斑病，可用65%代森锌粉剂400800倍防治，虫害有地老虎、蛴螬等，可用毒饵诱杀。 温郁金在栽培生产上以根茎繁殖，耗重量大，毒化严重，品质下降。李春斌等2采用生物技术手段通过茎尖培养实现了中药莪术试管苗的快速繁殖并从试管基部诱导出愈伤组织，为培养莪术优良品种打下基础。国内外从事莪术组织培养研究工作还很少，因此，莪术快速培养用于生产有待进一步研究。2.2 莪术油的提取莪术中一般含有两大类成分，即挥发油和姜黄素。莪术油中含倍半萜烯类物质，易溶于有机溶剂，难溶于水，传统提取方法为水蒸汽蒸馏法。关怀等3拟用正交实验设计对水蒸汽蒸馏法提取工艺条件进行安全优选，发现粉碎度和蒸馏时间是影响挥发油提取效率的主要因素，而浸泡时间是非主要因素，由实验结果得出最佳因素组合为粉碎度1020目，蒸馏时间6h。但水蒸汽蒸馏可使莪术二酮转变为莪术内酯，降低部分药效，黄可新等4通过多种提取分离的实验方法比较，得出较优的方法：用甲醇提取温莪术干粉，减压蒸去甲醇，适量水稀释，石油醚提取，蒸去溶剂即可得挥发油。近年，超临界流体萃取广泛用于药物有效成分的提取分离，陈淑莲等5用超临界萃取分析蓬莪术的挥发性成分，结果发现最优化的萃取条件为20.0 MPa，55 C ，0.5ml乙醇作改良剂，CO2 12 ml ，动态萃取40 min，与索氏提取、水蒸汽蒸馏法相比，萃取能力更强，效率更高，产品收率和资源利用率高，提取时间短，能耗低，可避免大量使用溶剂，减少污染。2.3 莪术油中的化学成分 莪术根茎中含挥发油约1%2.5 % ，莪术油中的成分为多种倍半萜类。据报道6，目前已从莪术油中提取出20 多种成分，并确定其结构。当前，药学工作者对莪术醇、榄香烯的研究多，其抗肿瘤、抗病毒的疗效肯定。 另外，抗肿瘤的成分还有莪术酮、莪术二酮等，抗菌成分有对甲氧基桂皮酸乙酯和莪术醇。随着现代分离技术和分析方法的不断发展，对莪术油中的成分进行了深入研究，发现其中尚含有表莪术酮、莪术烯、焦莪术酮、异莪术醇、原莪术醇、去氧莪术酮、呋喃二烯酮、去氢莪术二酮、-蒎烯、-蒎烯、樟烯、樟脑、异龙脑、龙脑、桉油精、异呋吉马酮、吉马酮、四甲基吡嗪、莪术烯酮、异莪术烯醇。最近，蔡阳又从日本木屋丸岛的莪术中发现了一种新的萜类化合物difurocumenone 和一种不稳定的成分curcumafuranol 2.4 莪术油中有效成分的合成 莪术油中抗肿瘤的活性成分莪术酮、莪术醇、榄香烯的人工合成笔者未见报道，而金继曙等7在寻找抗真菌药物时，合成了莪术油中的抗菌成分对甲氧基桂皮酸乙酯。合成路线是以对甲氧基苯甲醛（回香醛）为起始原料经 2 步合成：对甲氧基桂皮酸的合成。以回香醛和丙二酸为原料，按克诺文纳;多布纳反应合成对甲氧基桂皮酸，产率为70%。对甲氧基桂皮酸乙酯的合成。将对甲氧基桂皮酸和无水乙醇混合猛烈振荡下加入浓硫酸，回流，用乙醚提取，无水硫酸钠干燥，蒸出乙醚即得，收率为78%。该法以香草醛为原料，成本低，操作比较简单，有利于推广。 莪术醇的合成已有许多研究，有人采用 Lewis acid 催化的方法，将莪术二酮定量异构化，合成莪术醇。 2.5 莪术油的鉴别和含量测定 莪术油中莪术醇是有效成分之一，可作为莪术油真伪鉴别的依据。中国药典1995 年版二部采用薄层色谱法，以硅胶 G 板为色谱板，石油醚：醋酸乙酯（90：10）为展开剂，用莪术醇对照进行鉴别，以香草醛硫酸溶液显色，结果样品分离不开，难以辨认。丁少纯等8对莪术油的鉴别方法作了进一步的改进，以HSG为色谱板，苯：甲醇：乙酸（7.9：1.4：0.7）为展开剂，碘蒸气作显色剂，结果发现斑点分离较好，斑点清晰可见，同时较药典方法简便省力。另外，中国药典1995 年版二部还利用莪术醇的还原性，用温热的碱性酒石酸铜试液鉴别，生成红色沉淀。 莪术油的活性成分为倍半萜烯类等物质，如莪术酮、莪术醇、榄香烯等。据国内文献报道，主要以莪术油中的莪术醇和榄香烯的含量为依据，制定质量标准。 莪术醇的含量测定方法有：香草醛硫酸溶液显色后比色法。中国药典1995 年版二部中，莪术油葡萄糖注射液中莪术油的含量测定采用此法，以莪术醇标准溶液为对照品，用紫外可见分光光度法于（5202）nm 对样品和对照品测定吸光度，用空白实验消除误差，即可求出莪术醇的含量。于丽萍等9用标准曲线法测定莪术油葡萄糖注射液中莪术醇的含量，称取莪术醇对照品配制成不同浓度的溶液，加香草醛硫酸溶液显色，用紫外可见分光光度法在（5202）nm 的波长测定吸光度，用空白溶液作对照，制定标准曲线。标准曲线法测定莪术油葡萄糖注射液中莪术油含量适用于单一制剂化验室，尤其对大量生产的制剂厂更为适用。对于不符合规定的药品仍应用药典法。对莪术油明胶微球剂的含量测定，邓嵘等10用胰酶消解法，借助超声波，使明胶彻底消解，克服用酸碱消解法时，莪术油对酸碱的不稳定，再次用香草醛硫酸溶液显色，用可见分光光度法测定明胶微球中莪术油的总量。气相色谱法。郑少珠等11对莪术油原料药中莪术醇采用气相色谱法，以联苯为内标，内标与样品的分离度大于2，平均回收率为99.2%。该法简便，快捷，灵敏精密度高，可作为莪术油含量测定方法。王建中等 12也用气相色谱法测定复方莪术油微囊中莪术醇的含量，复方莪术油微囊需用加热破囊后，用无水乙醇提取莪术醇（如用稀碱加热提取，因莪术油对碱不稳定而分解，色谱峰下降）用氧杂蒽为内标物，气相色谱分离效果较好，回收率高，精密度高，方法可靠，可作为微囊制剂的质量控制方法。 榄香烯注射液中榄香烯的含量测定也用气相色谱法。榄香烯主要是从莪术油中分离出的一种挥发油，分为-，-，-榄香烯，其3种异构体均为有效成分。李庆民等13以-榄香烯为对照品，水杨酸甲酯作内标物，根据榄香烯质量标准所规定的按-榄香烯计算相对保留时间，确定-，-榄香烯色谱峰位置，计算-，-，-榄香烯之和的总量。该法简便、准确、重复性好。2.6 莪术油的药学研究 莪术油的药学研究包括药理学、药动学和毒理学。目前，这几方面的研究均已取得较大进展，通过对其药理活性、作用机制、体内过程、毒副反应进行深入研究，证实莪术油具有十分广阔的开发前景。2.6.1 药理学 研究表明，莪术油在抗肿瘤、抗血栓方面成效显著，且有抗早孕、抗菌、保肝、抗银屑病等作用，目前其抗病毒活性正成为新的热点。2.6.1.1 抗肿瘤是莪术油最主要的药理作用，其主要活性成分为莪术醇和-榄香烯。莪术油抗肿瘤的作用机制目前认为有如下几种：直接细胞毒作用14：莪术油及其提取物-榄香烯对L615白血病细胞均有直接细胞毒作用，均可致肿瘤细胞变性坏死，且有一定的灭能活性。诱导肿瘤细胞凋亡15：榄香烯能阻滞肿瘤细胞从S 期进入G2M期，抑制其增殖并迅速诱导其凋亡。抑制肿瘤细胞异常增殖 16 ：莪术油能降低小鼠HepA 肝癌细胞的DNA 吸光度值，核面积及DNA指数，提高肿瘤细胞中二倍体细胞比例，降低超五倍体比例。影响癌细胞的核酸代谢 17 ：-榄香烯能使艾氏腹水癌细胞核酸含量明显减少，并对RNA 聚合酶有明显抑制作用且能与DNA 结合。增强机体免疫18：莪术能促进细胞免疫和体液免疫，并对非特异性免疫亦有直接或间接作用。瘤苗主动免疫19：莪术油和-榄香烯的L615瘤苗主动免疫能诱发免疫保护效应，后者具有肿瘤特异性且-榄香烯瘤苗的免疫保护效应可因化学药物或病毒复合处理而增强。影响癌细胞膜电位20：莪术醇作用于癌细胞膜上的受体蛋白，改变通道蛋白的通透性使膜电位发生变化，进而影响细胞代谢，最终杀死癌细胞。2.6.1.2 抗血栓通过研究榄香烯抑制血小板聚集作用认为其抗血栓作用机制可能为通过影响花生四烯酸的代谢途径而促进前列腺素PGI2合成或减少TXA2生成及干扰血小板内cAMP或Ca2+而产生。另外，莪术油能改变全血比黏度，红细胞压积，红细胞沉降率，还原黏度等血液流变学参数，防止血小板聚集而抑制血栓形成。2.6.1.3 抗菌、抗病毒莪术油中的主要成分莪术醇在试管内能抑制金黄色葡萄球菌、-溶血性链球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌等的生长，对呼吸道合胞体病毒（RSV）有直接抑制作用，对流感病毒A1,A3 型有直接灭活作用。另外，对其它病毒如风疹、水痘病毒有直接抑制作用，同时可能对副流感病毒、副黏病毒、柯萨奇病毒等也有抑制作用，但需要进一步实验研究验证。2.6.2 药动学 3H-莪术醇21口服吸收迅速、完全，大鼠灌胃5920 kBq（160uCi*kg-1）后5min血浆中即有放射性，15min达高峰，1h 血浆放射性仍能维持较高水平，其消除半衰期t1/2为11.5h。大鼠静注 3H-莪术醇（1481.48kBq*kg-1 ）后血浆药时曲线呈快慢两相，其t1/2分别为33min 和12.5h，故本品在体内分布快而消除慢。体内分布以肝、肾最高，且可通过血脑屏障进入脑组织，在肿瘤组织的分布与其它组织无明显差别。其主要消除途径为肾排泄，胆汁排泄为另一条重要途径，但由于存在肠肝循环使相当一部分药物在肠道被重吸收。2.6.3 毒理学 各单位报道的莪术油制剂急性毒性的LD50有一定差异，但剂量均较大。亚急性毒性试验未见明显毒性反应，病理切片各组织均未见异常，说明莪术油是低毒、安全的药物。莪术油注射液体外有明显的溶血现象且家兔肌注莪术油体内溶血试验仍为阳性，提示莪术油制剂引起的溶血应包括莪术油自身。 临床应用中，莪术油制剂输注或局部注射会引起刺激性疼痛或静脉炎，静注过快会出现胸闷、面部潮红、呼吸困难等症。另有个案报道莪术油制剂引起消化道出血及过敏反应，极个别患者转氨酶曾一度升高，但停药不久即恢复正常。上述反应一般不须作特殊处理，多半会自然消失，也可相应作对症预防或治疗。2.7 莪术油制剂的临床应用 莪术油经过广泛的临床应用，证实其具有高效、低毒的特点且对多种疾病有效。莪术油制剂在宫颈癌、肝癌及心血管疾病治疗方面均取得了令人满意的疗效。目前莪术油治疗各种病毒性感染已引起了广泛兴趣。临床使用的莪术油剂型一般包括注射液、乳剂、霜剂、栓剂等。2.7.1 莪术油注射液 莪术油葡萄糖注射液是中国药典1995 年版二部新收载的抗病毒药，临床上常与抗菌药合用。王新生等22报道莪术油葡萄糖注射液治疗病毒性肺炎，以病毒唑为对照，结果表明两组在退热时间，喘憋、咳嗽消失均有明显差异，莪术油治疗组明显优于病毒唑组。杨丽华等23报道莪术油葡萄糖注射液与利巴韦林在治疗小儿病毒性感染中的比较结果显示二者在退热时间，症状和体症恢复上无显著性差异，疗效相仿。陈敏等24报道莪术油葡萄糖注射液治疗小儿柯萨奇CoxB病毒呼吸道感染的疗效优于阿昔洛韦。2.7.2 莪术油滴眼液 杨卫民等25报道莪术油滴眼液治疗单纯庖疹性角膜炎的临床观察，结果显示莪术油滴眼液对浅层HSK治愈率为91.8%，有效率为95.9%，平均疗程15.3d，高于无环鸟苷83.7%的治愈率，短于无环鸟苷20.9d 的疗程，且莪术油治疗的病例未见不良反应。2.7.3 莪术油霜剂宋智琦等26报道以5%莪术油霜剂每日两次外涂患处治疗银屑病，35 例患者中治愈10例，显效21例，有效4 例，总有效率88.6%。2.7.4 莪术油栓塞剂 韩铭钧等27报道，使用油性复方莪术油（OCC）经肝动脉栓塞治疗84例原发性肝癌并进行了3年随访，结果发现肿瘤平均缩小率为39.2%，1，2，3 年生存率分别为80%，43.4%和24%，两项指标均接近或超过国内外报道的最好水平，且无因治疗引起肝功能恶化和骨髓抑制现象。2.7.5 莪术油栓剂莪术油28阴道栓剂每晚1枚，10d为一疗程，治疗73例霉菌性阴道炎，痊愈60例，显效3 例，有效5 例，总有效率为93%。.2.7.6 莪术油乳剂 榄香烯乳剂是我国自行开发研制的二类抗肿瘤新药，潘群雄等29用榄香烯乳保留灌肠治疗晚期直肠癌，以5-FU 为对照发现二者在症状改善、瘤体缩小方面无显著性差异，但榄香烯乳无一例出现骨髓抑制，无心肝肾损害，是一种具有广泛应用前景的抗癌新药。.2.7.7 莪术油软膏 莪术油软膏（莪术油40ml*kg-1）外敷子宫颈患部，治疗宫颈糜烂，治疗116 例，治愈66例，好转48例，总有效率达98%。 2.8发展前景 莪术油作为传统的活血化淤中药近年来逐渐引起了医药界的重视，并在其资源、植化、药理、制剂、临床等方面进行了系统研究，证实莪术油是一个药理活性强、高效、安全的药物。肿瘤和心血管疾病是目前两大医学难题，但同时也带来了两个具有广阔拓展空间的药品市场。莪术油的抗肿瘤和抗血栓活性及临床上的确切疗效，再加上其抗病毒和抗菌活性，都极大地预示着莪术油将会在未来的药品市场占据一席之地，发展前景十分诱人。 总的来说，莪术油是一个很有发展前途的药物，随着今后对它的进一步开发研究，莪术油将会在我国的新药创制体系中大放异彩。3、 研究内容及实验方案3.1 研究内容:莪术的产地不同，其化学成分存在很大差异，挥发油的提取方法不同，其挥发油的提取产率又存在很大的区别，这就给莪术油制剂的质量控制带来了难度。本文选取广西、浙江、四川三地的莪术，考察不同提取方法对3个品种莪术产油率，及其主要成分的含量差异，为制定莪术油制剂更科学、合理的质控方法提供依据。3.2实验方案3.2.1提取工艺3.2.1.1水蒸气蒸馏法(SD) 莪术原药材经适当粉碎，称取50.00g，将药粉与8倍量的水置于1000ml 烧瓶中，加入玻璃珠数粒，振摇混匀，浸泡过夜，连接挥发油测定器与回流冷凝管. 自冷凝管上端加水使充满挥发油测定器的刻度部分，并溢流入烧瓶时为止 。电热套中缓缓加热至沸，并保持微沸提取6h后，停止加热，放置片刻，开启测定器下端的活塞，将水缓缓放出， 接受挥发油于梨形分液漏斗中，用少许乙醚萃取数次，低温挥净乙醚，用减重法称挥发油。3.2.1.2 索氏提取法(SX) 将药材粉碎过20目筛目，置于索氏提取器中，加5倍量乙醚，提取至乙醚无色，回收乙醚。321.3 超临界流体提取法(SFE) (1)含夹带剂(95 乙醇)：将药材粉碎过20目筛目，置于萃取釜中，加10的乙醇为夹带剂，在萃取压力2325 Mpa，萃取温度50的条件下，连续提取115 h，从分离釜中分离出棕黄色产品。 (2)不含夹带剂：将药材粉碎过20目筛目，置于萃取釜中，在萃取压力2325 Mpa，萃取温度50C的条件下，连续提取11.5 h，从分离釜中分离出棕黄色产品。3.2.2 成分分析（GCMS检测）3.2.2.1气相色谱条件：色谱柱为DB-5(30 m025 mm，025um)，柱温70，以10min升温至250 ，然后保持20 min；汽化室温度250，载气He，流量09 mLmin。32.2.2质谱条件：离子源为EI源，离子源温度200 ，70 eV，进样量1 ul。3.2.2.3 将3个品种，不同方法提取的莪术油按上述GCMS条件检测，得到总离子流各主要色谱峰的质谱图，选用NIST 127、NIST 27质谱标准谱库，对其进行结构鉴定。对莪术挥发油进行定性定量分析萃取率的计算：挥发油萃取率（%）=挥发油重量/称量的莪术重量*100%对莪术中的成分测定四、目标、主要特色及工作进度4.1 目标： 1. 对莪术进行提取工艺的优化，提高挥发油的产率。2. 尝试用新的方法提取莪术中的挥发油。3. 用GC-MS分析不同产地莪术的主要成分在量方面的差异。4.2 主要特色： 多数文献只单方面研究如何提高莪术中挥发油产率的工艺或只研究不同产地中主要成分含量的差异。而本实验同时综合了两方面，先研究不同种方法对提取莪术中挥发油产率的影响，之后选择最佳的提取工艺，提取莪术中的挥发油，采用GC-MS来研究来源于三个不同产地的莪术成分差异。4.3 工作进度1.查找相关的外文资料并选择翻译 2008.12.22至2009.1.92.查阅资料并撰写开题报告 2008.12.22至2009.3.133.调查、研究、实验或撰写论文（设计） 2009.3.16至2009.6.54.论文（设计）定稿 2009.6.8至2009.6.145.主审教师评定论文（设计） 2009.6.15至2009.6.206.学生论文（设计）答辩 2009.6.21左右五、参考文献1浙江药用植物志编写组， 浙江药用植物志（下）M.杭州：浙江科学技术出版社，1980：1580.2李春斌，方宏筠，王关林.药用植物莪术的组织培养快速繁殖与植株再生的研究J 中草药，2000，31(11):8533关怀，王地，李江等.正交实验法优选莪术挥发油提取工艺的研究J.北京中医，200(5):454 黄可新，陶正明，张安将，等.温莪术化学成分的研究J.中国中药杂志，2000,25(3):1635陈淑莲，游静，王国俊.超临界流体萃取分析蓬莪术挥发性成分J.中草药，2000,31(12):9026王琰，王慕邹. 姜黄属常用中药的研究进展J.中国药学杂志，2001,36(2):807金继曙，都述虎.莪术抗真菌主要有效成分对甲氧基桂皮酸乙酯的合成J. 天然产物研究与开发，1994,6(1):40.8丁少纯，范秀玉，车洪勇等. 莪术油及莪术油葡萄糖注射液鉴别方法的改进J.药物分析杂志，1998,18(4):2639于丽萍，庞树和，杜洪章等.用标准曲线法测定莪术油的含量J. 黑龙江医药，1997,10(3):143.10邓嵘，陈济民，高声传等. 莪术油明胶微球剂的含量测定J.中国医院药学杂志，2001,21(2):79.11郑少珠，朱维华.气相色谱法测定莪术醇的含量J. 广东药学院学报，1997,13(2):120.12 王建中，娄月芬，陆锦芳.复方莪术油微囊中莪术醇的气相色谱测定J.中国临床药学杂志，2001,10(2):107.13李庆民，孙苓苓，刘德君. 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