丹酚酸B、丹酚酸A和黄芩苷的降解规律研究

摘要

目前中药产业的发展面临着重大的机遇和挑战。为加速中药现代化进程,需要充分运用现代科学的新理论和新技术,进一步加强中药物质基础研究和提升制药工艺水平。中药酚酸类和黄酮类化合物具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、防治心脑血管疾病等多种药理活性,越来越受到人们的关注。中药酚酸类和黄酮类化合物在中药生产加工过程中常会发生降解和氧化等化学反应,影响相关中药质量。因此,深入研究中药酚酸类和黄酮类化合物的降解规律对阐明中药物质基础和提高中药质量控制水平都具有现实意义。本文主要研究内容及成果如下:1建立了基于超高效液相串联飞行时间质谱(UPLC-QqTOF-MS/MS)的中药复方温脾汤化学成分的快速分析方法,在17 min内对温脾汤化学成分完成高效分离分析,并借助QqTOF-MS/MS提供的化合物准确质量数和裂解碎片信息对温脾汤中的64种化学成分进行了推断鉴别,分别归属为大黄中的酚类化合物、附子中的生物碱、人参中的三萜皂苷类化合物和甘草中的黄酮苷类化合物等。该研究为中药复杂体系的物质基础研究提供了可行方法。2建立了一种在线紫外光谱采集系统用于实时记录反应过程光谱,并采用多元曲线分辨方法辨析化学变化信息,获取反应体系中组分的定性和定量信息。将上述方法应用于丹酚酸B、丹酚酸A和黄芩苷的降解和转化过程,发现:1)丹酚酸B在pH8.5、90℃水浴加热条件下,降解过程为两步连续的一级反应A(?)B(?)C,反应动力学常数k1和k2分别为0.0253 min-1和0.0092 min-1,根据光谱信息和四级杆质谱信息推断丹酚酸B可能的降解产物主要包括丹参素、紫草酸和丹酚酸A。2)丹酚酸A在不同温度下的转化过程推断为一级反应A(?)B,在pH8.5,60℃、70℃、80℃和90℃水浴加热条件下丹酚酸A的转化反应动力学常数k分别为0.00348 min-1、0.00404 min-1、0.00586 min-1和0.00687 min-1。根据Mass WorkTM软件处理直接质谱分析得到的原始数据推断丹酚酸A可能的降解产物主要包括丹酚酸C、异丹酚酸C等4种酚酸类化合物。3)黄芩苷溶液在不同温度水浴加热条件下调节pH过程推断为两步连续一级反应A(?)B(?)C,60℃、70℃、80℃和90℃水浴加热下的反应动力学常数k1,分别为0.183 min-1、0.240 min-1、1.257 min-1和0.280 min-’,k2分别为0.091min-1、0.103 min-1、0.114 min-1和0.137 min-1。根据飞行时间质谱和多级质谱分析结果推断黄芩苷可能的反应产物主要包括黄芩苷的3种同分异构体、黄芩素和黄芩素二聚体。3利用恒温加速法研究了丹参中的丹参素和原儿茶醛对丹酚酸B稳定性的影响,发现丹参素和原儿茶醛的加入会减缓丹酚酸B的降解速度,且随着加入量的增大,丹酚酸B降解速度逐渐减小;丹参素与原儿茶醛加入浓度相同时,原儿茶醛更能抑制丹酚酸B的降解。研究表明丹参素和原儿茶醛均为丹酚酸B的天然稳定剂。4建立了一种基于扩散排序核磁共振技术结合并行因子分析算法监控中药化学成分降解过程的方法。以黄芩苷为例,采集在温度为333K,含25％浓硫酸条件下黄芩苷降解过程中的扩散排序核磁共振数据,实现降解反应混合物在核磁管中的“虚分离”分析,推断黄芩苷的降解产物为黄芩素和葡萄糖醛酸。利用并行因子分析算法分辨得到反应体系各组分的浓度变化趋势和核磁谱图等,推测降解过程为一级反应A(?)B,得到黄芩苷降解反应动力学参数k为0.25 h-1

目录

致谢

摘要

Abstract

缩略语

第1章 绪论

1.1 中药化学物质基础研究进展

1.2 酚酸类和黄酮类化合物的稳定性研究进展

1.3 多元曲线分辨方法在反应过程研究中的应用进展

1.4 多元曲线分辨原理

1.4.1 二维数据的多元曲线分辨

1.4.2 三维数据的多元曲线分辨

1.5 本文的研究思路与内容

第2章 UPLC-QqTOF-MS/MS在中药复方物质基础研究中的应用

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂和药材

2.2.2 样品制备

2.2.3 液相及质谱分析条件

2.3 结果与讨论

2.3.1 优化液相和质谱条件

2.3.2 HPLC和UPLC分离效果的比较

2.3.3 UPLC-QqTOF-MS/MS分析温脾汤中的化学组成

2.3.4 温脾汤化学成分变化的探讨

2.4 小结

第3章 在线UV光谱采集系统及其在丹酚酸B降解过程研究中的应用

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂和仪器

3.2.2 实验过程

3.2.3 数据分析

3.2.4 光谱相似度计算及降解产物的推断

3.2.5 降解动力学参数

3.3 结果与讨论

3.3.1 丹酚酸B降解实验条件确定

3.3.2 在线UV光谱采集

3.3.3 丹酚酸B降解过程

3.3.4 丹酚酸B降解动力学的研究

3.4 小结

第4章 丹参素和原儿茶醛对丹酚酸B稳定性的影响

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 试药和仪器

4.2.2 实验条件

4.2.3 分析条件

4.3 结果与讨论

4.3.1 丹酚酸B水溶液和丹参提取液中丹酚酸B稳定性的比较

4.3.2 丹参素对丹酚酸B稳定性的影响

4.3.3 原儿茶醛对丹酚酸B稳定性的影响

4.3.4 丹参素和原儿茶醛对丹酚酸B稳定性影响的比较

4.3.5 丹参素和原儿茶醛加入后丹酚酸B的降解途径

4.4 小结

第5章 丹酚酸A的转化过程研究

5.1 前言

5.2 实验部分

5.2.1 试剂和仪器

5.2.2 实验过程

5.2.3 MCR分析

5.2.4 丹酚酸A转化产物的推断

5.3 结果与讨论

5.3.1 温度和pH对丹酚酸A转化的影响

5.3.2 MCR-ALS分析丹酚酸A的转化过程

5.3.3 动力学参数计算

5.3.4 丹酚酸A转化产物推断

5.4 小结

第6章 黄芩苷工艺过程中的化学变化研究

6.1 前言

6.2 实验部分

6.2.1 仪器与试剂

6.2.2 实验过程

6.2.3 液质联用分析

6.2.4 数据分析

6.3 结果与讨论

6.3.1 pH值对黄芩苷溶液的影响

6.3.2 温度对黄芩苷溶液的影响

6.3.3 不同温度下调节pH过程中黄芩苷溶液的UV光谱变化

6.3.4 黄芩苷工艺过程UV光谱MCR分析

6.3.5 TOF-MS和HPLC-MS~n分析黄芩苷降解过程中的化学成分

6.4 小结

第7章 DOSY-NMR结合PARAFAC研究黄芩苷的降解过程

7.1 前言

7.2 扩散排序核磁共振基本原理

7.3 实验部分

7.3.1 仪器与试药

7.3.2 实验条件

7.3.3 数据预处理与分析

7.4 结果与讨论

7.4.1 核磁实验条件的优化

7.4.2 DOSY-NMR结果

7.4.3 DOSY谱结合多维化学计量学方法研究降解反应动力学

7.5 小结

第8章 总结与展望

参考文献

作者简历及在学期间所取得的科研成果