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几种有机铬配合物的合成、表征及应用初探

作　者: 李芳
导　师: 吴向阳
学　校: 江苏大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 芦丁槲皮素柠檬酸叶酸铬配合物结构表征降血糖急性毒性
分类号: O627.63
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

铬(Cr³⁺)是人体必需的微量元素之一,是正常糖和脂肪代谢必需的微量元素,对胰岛素的结构、功能及靶组织细胞状态均有明显影响。机体缺会铬导致糖、脂代谢紊乱,促使动脉粥样硬化,引起糖尿病,高血脂等症状。由于不同形式的铬在组织中的结合程度不同,导致吸收率不同。无机铬不但毒性大,且吸收水平低,有机铬吸收迅速且安全,以无机铬和天然有机化合物为原料合成具有生物活性的有机铬,对降糖药物或功能食品的研究开发具有重要意义。因此,有机铬作为预防和治疗糖尿病药物的重要功效成分已引起人们的高度重视。目前已合成的有机铬配合物有烟酸铬、吡啶羧酸铬、黄芩苷铬等,但有关叶酸铬配合物的合成、表征和柠檬酸铬配合物的降血糖活性研究未见报道。本文以天然有机化合物芦丁、槲皮素、柠檬酸和叶酸作为配体,与三价铬离子合成铬配合物;通过药效实验观察柠檬酸铬配合物的降糖效果;采用一次最大限量给药法测试柠檬酸铬配合物的急性毒性。芦丁铬或槲皮素铬配合物的合成:芦丁或槲皮素加热溶于60%乙醇溶液中,加入CrCl₃·6H₂O溶液,再加入40%氢氧化钠溶液,调节pH值7-8左右,即有沉淀生成,过滤,用醇、水洗涤沉淀数次,真空干燥,即得芦丁铬和槲皮素铬配合物。柠檬酸铬配合物的合成:柠檬酸溶于去离子水中,加入CrCl₃·6H₂O溶液,再加入40%氢氧化钠溶液调节pH值4-5左右,在80℃下加热搅拌反应6-8h,溶液颜色由绿色变为蓝紫色,浓缩,加4倍量的无水乙醇沉淀,离心,用无水乙醇洗涤沉淀数次,真空干燥,即得柠檬酸铬配合物。叶酸铬配合物的合成:叶酸溶于热去离子水中,滴入几滴氢氧化钠溶液使溶液完全溶解,加入CrCl₃·6H₂O溶液,再加入氢氧化钠溶液调节pH值5-6左右,即有大量沉淀生成,过滤,用吡啶、DMSO洗涤沉淀数次,真空干燥,即得叶酸铬配合物。配合物的结构采用元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱、原子吸收光谱、X射线粉末衍射光谱和热分析等方法进行表征,结果表明芦丁铬配合物的配位点为羟基;槲皮素铬的配位点为4位羰基和5位酚羟基;柠檬酸铬的配位点为3个羧基;叶酸铬配合物的配位点为2个羧基。芦丁铬、槲皮素铬、柠檬酸铬和叶酸铬配合物的分子式分别推测为:Cr₃C₅₄H₅₈O₃₂Cl₁₅·21H₂O、CrC₁₅H₈O₇Cl₂·6H₂O、CrC₆H₅O₇·4H₂O和Cr₂(C₁₉H₁₇N₇O₆)₃·18H₂O。初步研究柠檬酸铬配合物的降血糖活性。采用四氧嘧啶性糖尿病小鼠模型,分低、中、高三个剂量组给药。结果表明柠檬酸铬配合物的降糖效果较三氯化铬好,柠檬酸铬配合物低、中、高三剂量组小鼠的血糖,与给药前相比均有不同程度的下降,但与模型组相比无显著性差异,柠檬酸铬配合物的降糖活性呈剂量依赖关系;降血脂结果表明,柠檬酸铬配合物和CrCl₃对糖尿病小鼠甘油三酯均具有一定的调节作用,能使糖尿病小鼠总胆固醇恢复到正常水平;肝糖原含量测定结果表明柠檬酸铬配合物低、中、高三剂量组和CrCl₃都能抑制肝糖原的分解,其中,柠檬酸铬配合物中、高剂量组和三氯化铬组具有显著抑制肝糖原的分解效果;通过测定各组小鼠的血清铬和肝脏中的铬含量,可见柠檬酸铬配合物较三氯化铬更易被糖尿病小鼠机体吸收利用。本试验结果为降糖药物或功能食品的研究开发提供了依据。采用一次最大限量给药法测试柠檬酸铬配合物的急性毒性。结果表明在观察期7d内,小鼠未出现异常情况及死亡,尸检未见异常。心脏、肝脏、肾脏的组织切片未见实质变性、坏死,组织结构未见变化。雌、雄性小鼠经口LD₅₀大于15000mg/kg,而三氯化铬文献报道的雌、雄性小鼠鼠经口LD₅₀为2143.3 mg/kg,可见三氯化铬与柠檬酸形成配合物后毒性明显降低。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-15
第一章绪论  15-27
  1.1 有机铬及其生物活性的研究进展  15-25
    1.1.1 烟酸类铬  15-16
    1.1.2 氨基酸类铬  16-17
    1.1.3 羧酸类铬  17-18
    1.1.4 席夫碱类铬配合物  18-20
    1.1.5 多糖类铬  20-21
    1.1.6 低聚糖类铬  21
    1.1.7 单糖类铬  21
    1.1.8 黄酮类铬  21-22
    1.1.9 维生素类铬  22-23
    1.1.10 乙二胺类铬  23-24
    1.1.11 富铬酵母  24
    1.1.12 其它类  24-25
  1.2 本课题研究的目的和意义  25-26
  1.3 本课题的主要研究内容  26-27
第二章芦丁铬和槲皮素铬配合物的合成及表征  27-35
  2.1 材料和仪器  27-28
    2.1.1 材料和试剂  27-28
    2.1.2 主要仪器设备  28
  2.2 实验方法  28-30
    2.2.1 芦丁的纯化  28
    2.2.2 槲皮素的制备和纯化  28
    2.2.3 配合物的合成  28-29
    2.2.4 结构表征  29-30
  2.3 结果与讨论  30-34
    2.3.1 性状  30
    2.3.2 紫外-可见光谱分析  30-31
    2.3.3 红外光谱分析  31-32
    2.3.4 组成分析  32
    2.3.5 热分析  32-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章柠檬酸铬和叶酸铬配合物的合成及表征  35-49
  3.1 材料和仪器  36-37
    3.1.1 材料和试剂  36
    3.1.2 主要仪器设备  36-37
  3.2 实验方法  37-38
    3.2.1 柠檬酸铬配合物的合成  37
    3.2.2 叶酸铬配合物的合成  37
    3.2.3 结构表征  37-38
  3.3 结果与讨论  38-47
    3.3.1 性状  38
    3.3.2 紫外可见-光谱分析  38-40
    3.3.3 外光谱分析  40-41
    3.3.4 组成分析  41-42
    3.3.5 热分析  42-43
    3.3.6 X射线粉末衍射光谱分析  43-47
  3.4 本章小结  47-49
第四章柠檬酸铬配合物的降血糖活性初步研究  49-59
  4.1 材料和仪器  49-50
    4.1.1 动物  49
    4.1.2 受试药物  49-50
    4.1.3 药品和试剂  50
    4.1.4 主要仪器设备  50
  4.2 实验方法  50-52
    4.2.1 四氧嘧啶性糖尿病模型的制备  50
    4.2.2 分组  50
    4.2.3 给药剂量设计  50-51
    4.2.4 检测指标  51-52
    4.2.5 统计分析  52
  4.3 结果与讨论  52-58
    4.3.1 一般观察  53
    4.3.2 对糖尿病小鼠血糖的影响  53-54
    4.3.3 对糖尿病小鼠血脂的影响  54-55
    4.3.4 对糖尿病小鼠肝糖原的影响  55-56
    4.3.5 对铬吸收的研究  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章柠檬酸铬配合物的急性毒性研究  59-65
  5.1 材料和仪器  59
    5.1.1 动物  59
    5.1.2 受试药物  59
    5.1.3 主要仪器设备  59
  5.2 实验方法  59-60
    5.2.1 急性毒性试验  59-60
    5.2.2 统计学处理  60
  5.3 结果与讨论  60-64
    5.3.1 一般观察  60-61
    5.3.2 柠檬酸铬配合物对小鼠各组织的影响  61-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章结论与展望  65-67
  6.1 主要结论  65-66
  6.2 展望  66-67
参考文献  67-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间发表的论文目录  74

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