豆甾醇、β-谷甾醇及其酯化产物的分析测定

摘要

作为一种重要的天然活性物质，植物甾醇被广泛应用于医药、食品及化工等行业。本文选择植物甾醇中两种重要的甾醇—豆甾醇和β-谷甾醇(以下统称甾醇)为研究体系，将其与马来酸酐进行反应，采用元素分析法、红外光谱法和<'1>H核磁共振光谱法对甾醇及其酯化产物进行了结构分析和表征，并分别采用气相色谱法和高效液相色谱法对其进行分析测定，旨在建立一种简单、快速、准确的分析测试方法，为植物甾醇的分离与精制以及衍生化过程研究提供理论依据和技术参数。 本文采用元素分析法、红外光谱法和<'1>H核磁共振光谱法对甾醇(豆甾醇和β-谷甾醇)与马来酸酐的酯化产物进行了结构表征，实验结果表明：豆甾醇和β-谷甾醇与马来酸酐的反应产物分别为豆甾醇马来酸单酯和β-谷甾醇马来酸单酯。 本文采用气相色谱法对甾醇及其马来酸单酯进行了分析测定，对气相色谱的操作条件进行了探讨，主要包括色谱柱温度和氮气流速的选择，研究结果表明： 在气相色谱操作条件为：色谱柱DB-1(30m×0.25mm×0.25μm)、氢火焰离子检测器(FID)、进样口温度300℃、程序升温(初始温度200℃，以10℃·min<'-1>的速率升温至285℃，保持20min)、检测器温度290℃、氮气的流速3.0ml·min<'-1>、分流比20:1时，甾醇及其马来酸单酯的出峰时间在20min内，豆甾醇和β-谷甾醇，豆甾醇马来酸单酯和β-谷甾醇马来酸单酯的分离度较好，能够达到基线分离。但豆甾醇和豆甾醇马来酸单酯，β-谷甾醇和β-谷甾醇马来酸单酯的色谱峰重叠，达不到色谱分离的要求。 归一化法可用于定量计算豆甾醇、β-谷甾醇、豆甾醇马来酸单酯和β-谷甾醇马来酸单酯的质量百分含量，分析结果的相对误差小于7％，虽然误差稍大，但在缺少标准样品时可直接进行定量分析。 在甾醇马来酸单酯的合成过程中，需要对其浓度进行测定，由于以上气相色谱分析不能解决该问题，因此采用高效液相色谱法对甾醇和甾醇马来酸单酯进行了分析测定。探讨了不同分析体系时的操作条件，主要包括检测波长、色谱柱温度和流动相流速的选择，并对甾醇及其马来酸单酯进行了定性和定量分析，研究结果表明：当分析体系仅为豆甾醇和β-谷甾醇时，色谱操作条件为：Hypersil ODS反相柱(4.6×150mm，5gm)、检测器：紫外检测器、紫外检测波长：210nm、柱温35℃、流动相：色谱醇甲醇、流速：1.4ml·min<'-1>；当分析体系为豆甾醇马来酸单酯和β-谷甾醇马来酸单酯时，色谱操作条件改为柱温25℃，流速0.7ml·min<'-1>。 在以上色谱操作条件下，甾醇及其马来酸单酯的出峰时间在15min内，并且分离度较好，满足色谱分离的要求。甾醇和甾醇马来酸单酯在液相色谱上的出峰顺序先后分别为豆甾醇马来酸单酯、β-谷甾醇马来酸单酯、豆甾醇和β-谷甾醇。根据反相色谱中极性大的物质先出峰的色谱出峰原理，可判断出由于甾醇马来酸单酯结构中含有羧基，极性大于相应的甾醇，而豆甾醇较β-谷甾醇先出峰，说明双键的存在可增大物质的极性。 外标法可应用于甾醇及其马来酸单酯的液相色谱定量分析，且方法快速、准确、可靠，同时也为甾醇与马来酸酐反应过程中各物质的分析测定提供了一种快速有效的分析方法。 将高效液相色谱法和气相色谱法进行比较，甾醇及其马来酸单酯在高效液相色谱上分离效果较好，但豆甾醇和豆甾醇马来酸单酯、β-谷甾醇和β-谷甾醇马来酸单酯在气相色谱上则达不到分离目的，即气相色谱仅可用于分离甾醇(豆甾醇和β-谷甾醇)或甾醇马来酸单酯(豆甾醇马来酸单酯和β-谷甾醇马来酸单酯)；从操作复杂性和成本上考虑，高效液相色谱操作较气相色谱复杂，且气相色谱中载气为氮气，操作成本低于高效液相色谱。

目录

1引言

1.1植物甾醇的分类及来源

1.2植物甾醇的性质和应用

1.2.1植物甾醇的性质

1.2.2植物甾醇的应用

1.3植物甾醇的分离技术研究

1.4植物甾醇及其衍生物的分析测定方法研究进展

1.4.1气相色谱法

1.4.2液相色谱法

1.4.3薄层色谱法

1.4.4毛细管电泳法

1.5本文研究的内容及意义

2理论部分

2.1色谱定量分析

2.1.1面积归一化法

2.1.2标准曲线法

2.1.3内标法

2.1.4标准加入法

3实验部分

3.1仪器和试剂

3.1.1仪器

3.1.2试剂

3.2甾醇与马来酸酐的酯化反应

3.3甾醇与马来酸酐酯化产物的结构分析

3.3.1元素分析

3.3.2红外光谱分析

3.3.3核磁共振光谱分析

3.4甾醇及其马来酸单酯的色谱分析

3.4.1高效液相色谱分析

3.4.2气相色谱分析

3.5数据处理

3.5.1容量因子的计算

3.5.2理论塔板数的计算

3.5.3分离度的计算

3.5.4相对标准偏差的计算

4甾醇与马来酸酐酯化产物的结构分析

4.1元素分析

4.2红外光谱分析

4.3核磁共振光谱分析

4.4小结

5甾醇及其马来酸单酯的气相色谱分析

5.1色谱柱的选择

5.2色谱柱温度的选择

5.3氮气流速的选择

5.4色谱定性分析

5.5归一化法定量分析

5.6小结

6甾醇及其马来酸单酯的高效液相色谱分析

6.1紫外检测波长的选择

6.2分析豆甾醇和β-谷甾醇时操作条件的选择

6.2.1色谱柱温度的选择

6.2.2流速的选择

6.3分析甾醇马来酸单酯时操作条件的选择

6.3.1色谱柱温度的选择

6.3.2流速的选择

6.4干扰性因素的影响

6.5重复性检验

6.6标准曲线和检测限

6.7 回收率的测定

6.8豆甾醇酯化过程中酯化率的测定

6.9小结

7结论

参考文献

进一步研究设想

硕士期间发表和整理的论文

致谢