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如何分离提取α-倒捻子素? 1

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引言:

分离提取α-倒捻子素通常采用液-液萃取、柱层析或超临界流体萃取等技术,以从植物提取物中选择性地分离出目标化合物。通过调整溶剂的极性、分离条件和操作参数,可以有效提高分离纯度和产率,为后续的分析和应用奠定基础。


简述:

α- 倒捻子素(α-Mangostin,化学式为 C24H26O6),又称为1,3,6- 三羟 基 -7- 甲氧 基 -2,8- 双(3- 甲基 -2-丁烯基)氧杂蒽 -9- 酮,最早于 19 世纪中期从山竹子(Garcinia mangostana L.)果壳中分离出,是一种最具生物活性的氧杂蒽酮类化合物。多项研究发现,α- 倒捻子素具有潜在抑制肿瘤的效应,如可抑制细胞增殖、诱导肿瘤细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡和自噬。


α-倒捻子素分离提取

1)主要来源

α-倒捻子素最早于十九世纪中期被 Schmid 从山竹果壳中分离出来,但由于当时检测条件有限,并未确认当时的α-倒捻子素的化学结构,直到 1958 年才由 Yates将α-倒捻子素的化学结构确定。目前从山竹果壳中提取分离也是获取α-倒捻子素的主要来源,在干山竹壳中α-倒捻子素的含量一般在 2-7%。但α-倒捻子素不仅只存在于山竹中,也可以从其他植物中获取。


2)有机溶剂提取

α-倒捻子素常用提取溶剂为乙醇、甲醇、乙酸乙酯等,也有许多人使用二氯甲烷、三氯甲烷等毒性较大试剂进行提取。

Edison Eukun Sage 等研究比较了使用不同提取溶剂和提取方法提取的α-倒捻子素的效果。首先用甲醇 (DM) 和乙酸乙酯 (DEA)两种单一溶剂直接萃取,还有一种间接提取方式是先用甲醇萃取,再向甲醇提取液中加水,用乙酸乙酯(IEA)从甲醇水溶液中萃取α-倒捻子素,通过对实验结果的分析,他们得到了以下结论:与间接提取相比,直接提取得到的α-倒捻子素的质量更多(DM:318mg;DEA:305 mg;IEA:209 mg/5g 果壳),所以使用单一溶剂进行提取会获得更好的提取效果。

Hazuki Nerome通过专用装置用液化二甲醚从山竹壳中提取出α-倒捻子

素。


3)共晶溶剂提取

Kamarza Mulia及其同事使用了共晶溶剂(甜菜碱作为氢键受体,1,2-丙二醇作为氢键供体)进行α-倒捻子素的提取。他们采用响应面法优化了提取工艺,并确定最佳提取条件为提取温度为56.5℃,山竹粉与溶剂的质量比为0.12,提取时间为6.9小时。在这些条件下,山竹壳中α-倒捻子素的最高提取率达到了4.2%。


4)酶解辅助提取

唐强使用复合酶提取山竹中总氧杂蒽酮的工艺条件进行了探究。首先通过单因素实验确定了四种酶的最佳单独提取条件,然后基于此结果进行正交实验优化。最终确定的最佳提取条件为:蛋白酶、果胶酶、漆酶和纤维酶的酶加量均为0.5%,酶解温度为20℃,酶解时间为2小时,pH为5.0。在这些条件下,山竹中总氧杂蒽酮的提取率达到了10.55%。


5)超临界萃取有研究者

用超临界二氧化碳对山竹壳萃取,使用初榨椰子油(VCO)作为共萃取剂,可以帮助促进山竹壳中倒捻子素的溶解,在探究的最佳条件(70℃,430bar, 40% VCO)下,总氧杂蒽酮的提取率最高为 31%。


6)微波辅助提取

Ali Ghasemzadeh等人利用微波辅助提取法优化了从山竹壳中提取α-倒捻子素的工艺。他们评估了乙酸乙酯、水、乙醇和二氯甲烷四种溶剂的提取效果,结果显示乙酸乙酯表现出最佳的提取效果,其次为二氯甲烷、乙醇和水。研究还发现,在优化后的提取工艺条件下,山竹果皮提取物中α-倒捻子素和次级代谢产物的浓度显著提高,表现出更强的抗氧化和抗菌活性。


7)高速逆流色谱法

Ricardo Felipe Alexandre de Mello等人利用HPCCC法,在甲醇/水/乙醇/己烷/甲基叔丁基醚组成的两相溶剂系统中,采用尾部洗脱模式,在流动相流速为5mL/min和800转的转速条件下,成功分离了α-倒捻子素和γ-倒捻子素,并且它们的纯度均达到93%以上。这种方法高效快捷,每次分离过程仅需35分钟完成。


8)重结晶法

重结晶法利用不同物质在特定溶剂中溶解度差异或相同物质在不同温度下溶解度变化的原理进行分离。重结晶的优势在于有效去除杂质,但缺点是为获得更高纯度的产品通常需要多次操作,且可能存在损耗较大的问题。α-倒捻子素常用的结晶溶剂为二氯甲烷和石油醚,制备高纯度的α-倒捻子素产品通常需要多次重结晶。


参考:

[1] 唐强. 山竹果皮中α-mangostin 的酶法提取工艺及其药代动力学研究[D]. 吉林农业大学, 2013.

[2] Ali G, Hawa Z E J, Ali B, et al. Alpha-Mangostin-Rich Extracts from Mangosteen Pericarp:Optimization of Green Extraction Protocol and Evaluation of Biological Activity[J].Molecules, 2018,23(8).

[3] Kok S L, Lee W J, Smith R L, et al. Role of virgin coconut oil (VCO) as co-extractant for obtaining xanthones from mangosteen (Garcinia mangostana) pericarp with supercritical carbon dioxide extraction[J]. The Journal of Supercritical Fluids, 2021(prepublish).

[4] Wang H, Shan H, Lü H. Preparative Separation and Purification of Liquiritin and Glycyrrhizic Acid from Glycyrrhiza uralensis Fisch by High-Speed Countercurrent Chromatography.[J]. Journal of chromatographic science, 2020.

[5]刘哲. 二甲酸钾和α-倒捻子素生产工艺研究[D]. 南昌大学, 2022. DOI:10.27232/d.cnki.gnchu.2022.004031.

[6]赵斌,王翔,王小龙,等.α-倒捻子素抗肿瘤作用机制研究进展[J].中华普通外科学文献(电子版),2019,13(02):157-160.

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