龙脑樟成分分析、天然冰片提纯及烟酸龙脑酯合成研究

摘要

目的：
　　1.了解龙脑樟不同部位挥发油的化学成分组成，充分利用该天然冰片植物资源。
　　2.合理再利用龙脑樟挥发油析脑后的“龙脑油”资源，分离制备高纯天然冰片。
　　3.合成天然冰片衍生物烟酸龙脑酯。
　　方法：
　　1.采用水蒸气蒸馏法分别提取龙脑樟花、嫩叶、嫩枝部位挥发油，并运用GC/FID、GC/MS分析方法对挥发油中化学成分进行比较研究。
　　2.采用精馏及重结晶的方法，开展“龙脑油”中分离纯化天然冰片的工艺研究。
　　3.采用Steglich酯化法，开展烟酸龙脑酯合成工艺研究，并对合成产物进行红外、紫外、质谱、核磁共振四大光谱分析。
　　结果：
　　1.龙脑樟中花、嫩叶、嫩枝部位挥发油得率分别为23.8g/kg、28.1g/kg、10.3g/kg；三者挥发油中化学成分主要为单萜、倍半萜、含氧萜类成分等化合物；其中，含氧单萜类成分是所有挥发油中含量最多的一类成分，相对百分含量分别为50.83%、70.75%、78.22%；右旋龙脑是所有挥发油中含量最高的含氧单萜类成分，也是龙脑樟挥发油中特征性成分，含量分别为花12.13g/kg、嫩叶17.22g/kg、嫩枝3.47g/kg；同时，挥发油中α-蒎烯含量分别为1.6g/kg、0.39g/kg、0.05g/kg；然而，花挥发油中未检测出樟脑成分，嫩叶中该成分含量仅为0.05g/kg，而嫩枝中樟脑含量则高达1.09g/kg。
　　2.龙脑樟挥发油析脑后的“龙脑油”,右旋龙脑的含量为212.4～258.7g/kg；实验室精馏最佳工艺参数为：采用500mm刺形精馏柱+150mm刺形精馏头串联精馏装置，精馏柱顶部温度185℃左右至馏分流出完全，母液0℃析晶4 h后，滤过，重精馏母液，收集190～230℃馏分段再0℃析晶4 h，合并两次粗晶，得率（纯度88.0%）为18.36%～19.34%；右旋龙脑精制工艺：采用5倍量正己烷40～60℃溶解后室温析晶24 h，纯度可达98.3%以上。
　　3.合成得到了目标化合物烟酸龙脑酯，并对其进行结构表征。实验室最优合成工艺为：在干燥的带有磁力搅拌子500 ml烧瓶中加入30mmol烟酸、30mmol DCC、6mmol DMAP和60 ml二氯甲烷溶液，室温搅拌1h后，加入含15mmol天然冰片的二氯甲烷溶液40 ml，室温下反应24 h，反应过程严格控制水分。反应结束后，滤过，洗涤除杂后，低温减压回收溶剂，得浅黄色油状液体，加适量二氯甲烷-无水乙醚溶液室温结晶24 h，即得白色晶体，产物得率85.3%，进一步精制可得纯度99.5%以上产物。结构表征结果为：熔点39.8～40.3℃。UV(甲醇)：219.00nm，263.60nm。IR(KBr压片)ν/cm-1：3105，3082，3058，3042,2955,2883，1713，1590，1576，1479，1454，1289，1125。1HNMR(400 Hz，CDCl3/TMS，δ，ppm)：0.9227(3H，s，CH3)，0.9271(3H， s，CH3)，0.9757(3H，s，CH3)，1.1115-1.1587(1H，m，CH)，1.2854-1.4712(2H， m，CH2)，1.7463-1.8507(2H，m，CH2)，2.0725-2.1396(1H，m，CH2)，2.4515-2.5225(1H， m，CH2)，5.1388-5.1778(1H，m，CH)，7.3804-7.4144(1H，m，吡啶环)，8.2899-8.3159(1H，m，吡啶环)，8.7700-8.7865(1H，m，吡啶环)，9.2522-9.2594(1H，m，吡啶环)；13 CNMR(400 Hz，CDCl3/TMS，δ，ppm)：13.58(s，CH3)，18.88(s，CH3)，19.69(s，CH3)，27.37(s，CH2)，28.06(s，CH2)，36.87(s，CH2)，44.97(s，CH)，47.95(s，C，冰片环)，49.14(s，C，冰片环)，81.22(CH-O)，123.24(C，吡啶环)，126.71(C，吡啶环)，136.93(C，吡啶环)，150.89(C，吡啶环)，153.27(C，吡啶环)，165.47(C=O，酯)。低分辨率MS(EI电离源，倍增器电压1.4 kV)：m/z259（分子离子峰），136,121,106（基峰）,95,78；高分辨率 MS(EI电离源，倍增器电压1.8 kV，参考物：PFK)：m/z259.1572。
　　结论：
　　1.龙脑樟花与嫩叶部位挥发油得率相近，而嫩枝部位挥发油得率相对较低；花、嫩叶、嫩枝三者的主要化学成分均含右旋龙脑，但嫩枝樟脑含量远高于花、嫩叶。结果提示花、嫩叶、嫩枝部位均可作为提取天然冰片的原料。在实际生产过程中，将三者一起投料可简化提取工艺,降低生产成本；而采用花、嫩叶一起投料,则有利于降低杂质樟脑的含量,提高天然冰片的质量。
　　2.龙脑樟挥发油析脑后的“龙脑油”,仍含有21.24～25.87%的右旋龙脑（天然冰片）。采用精馏工艺及溶剂重结晶技术，可以从“龙脑油”中分离制备出高纯天然冰片。
　　3.采用 Steglich酯化法，成功合成得到了烟酸龙脑酯，为后续的药理药效学试验提供稳定的、充足的试验用药。

目录

声明

引言

第一章 文献研究

1.1 龙脑樟研究概况

1.1.1 龙脑樟资源

1.1.2 龙脑樟化学成分

1.1.3 龙脑樟开发利用现状

1.2 冰片研究概况

1.2.1 冰片的分类

1.2.2 冰片的药理作用

1.2.3 天然冰片的提取工艺研究

1.3 冰片衍生物研究概况

1.4烟酸研究概况

1.4.1 烟酸药理研究

1.4.2 烟酸酯化反应研究

1.5 Steglich酯化法机理简介

1.5.1 酯化反应类型

1.5.2 Steglich酯化法机理

1.6 小结

第二章 实验研究

2.1 龙脑樟花、嫩叶、嫩枝部位挥发油化学成分分析

2.1.1 材料、试剂与仪器

2.1.2 试验方法

2.1.3 试验结果

2.1.4 结论

2.1.5 讨论

2.2 “龙脑油”中提纯天然冰片的工艺研究

2.2.1 “龙脑油”中天然冰片（右旋龙脑）含量的测定

2.2.2 “龙脑油”中天然冰片分离纯化工艺研究

2.2.3 结论

2.2.4 讨论

2.3 烟酸龙脑酯的合成工艺研究

2.3.1 原料、试剂及仪器

2.3.2 试验过程及结果

2.3.3 烟酸龙脑酯结构表征

2.3.4 结论

2.3.5 讨论

第三章 结 语

3.1 小结与讨论

3.1.1 龙脑樟挥发油中化学成分

3.1.2 “龙脑油”中天然冰片的分离纯化

3.1.3 烟酸龙脑酯的合成

3.2 存在不足

3.2.1 单一光学异构体制备

3.2.2 药理活性研究

参考文献

附录

附 录 1：1HNMR图、13 CNMR图 (核磁共振谱图 )

附 录 2：IR图 (红外光谱图 )

附 录 3：UV图 (紫外光谱图 )

附 录 4：MS图 (质谱图 )

附 录 5：英文缩略语

在校期间发表论文情况

致谢