【正文】 ....................................................18第 3 章 沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物的抗氧化活性研究 .........................20 自由基概述 ..........................................................20 沒食子酸丙酯鍺的抗氧化活性 .........................................20 羥基自由基的清除能力檢測(cè) .........................................21 熒光法 .......................................................22 紫外分光光度法（水楊酸法） ....................................23 鄰苯三酚自氧化法測(cè) PG、PGGe 配合物、Vc 對(duì) 02沒食子酸通過五倍子制得。PG 為 FDA 和 WHO 批準(zhǔn)使用的油脂抗氧化劑,是歐洲共同體法定抗氧化劑,對(duì)油脂的抗氧化作用優(yōu)于 BHA(丁基羥基茴香醚)和 BHT(二丁基羥基甲苯, 抗氧劑 264),與增效劑檸檬酸合用效果更好,廣泛用于食品和飼料工業(yè)中。OH)具有良好的清除作用,可防治與自由基損傷有關(guān)疾病,有延緩機(jī)體衰老作用。 沒食子酸丙酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)：分子式 ：C 10H12O5 分子量 ：別名：3,4,5 三羥基苯甲酸丙酯,五倍子酸丙酯。有鐵或鐵鹽存在時(shí)顏色變深。低毒，半數(shù)致死量 (大鼠，經(jīng)口)3800mg/kg。由于沒食子酸酯是一類公認(rèn)的安全性比較高的食用抗氧化劑,繼 PG 被用于油炸食品的抗氧化之后,沒食子酸辛酯(OG) 和沒食子酸月桂醇酯(DG) 也被美國(guó)食品及藥品管理局(FDA)、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO) 和世界衛(wèi)生組織(WHO) 批準(zhǔn)為油脂類或富含油脂類食品的抗氧化劑,用于脂肪類、奶油類物質(zhì)的抗氧化。 沒食子酸丙酯的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用狀況由于沒食子酸酯是一類公認(rèn)的安全性比較高的食品抗氧化劑以及沒食子酸酯類的良好性能，已被廣泛用于食品、化工、輕工、醫(yī)藥等行業(yè)，有著重要的應(yīng)用前景。鉻的配合物在工業(yè)上有著十分廣泛的用途，如用作有機(jī)合成的催化劑 [23]、皮革工藝的制鞣劑 [4]、染料工藝的媒染劑 [5]、醫(yī)藥領(lǐng)域的葡萄糖耐量因子，還可作為著色劑、螯合劑、添加劑等 [6]使用。早在 1870 年問世的沒食子酸丙酯是作為蛔蟲等腸道寄生蟲的驅(qū)除劑。（3）化妝品中的應(yīng)用。（4）新型感光材料的添加劑和無碳復(fù)寫紙、熱敏記錄紙的顯色劑以及半導(dǎo)體的制造等。鐵、鉻、銅使人體內(nèi)必需的微量元素，參與體內(nèi)多種蛋白和酶的合成，具有重要的生理作用。2022 年 Mairtn O C 和 Michael J H[14]對(duì) Al（Ⅲ ） 、Fe（Ⅲ）與沒食子酸甲酯反應(yīng)形成配合物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。根據(jù)查閱大量資料發(fā)現(xiàn)近年來合成較多的即是沒食子酸丙酯與金屬形成的配合物（PGM ） 。一般來講，很多人對(duì)于鍺元素會(huì)感到生疏，但事實(shí)上我們很早以前開始就在生活中廣泛地接觸過鍺。改善細(xì)胞內(nèi)的電流流向的特性就是治療疾病的因素，所以可稱之為“奇跡元素” 。醫(yī)學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明，鍺可以向人體供應(yīng)氧氣，因此，可以預(yù)防和治療由慢性氧氣缺乏癥引起的各種人類疾病。⑤ 誘導(dǎo)干擾素形成。鍺雖然沒有鎮(zhèn)痛劑的瞬間效果，但會(huì)慢慢呈現(xiàn)效果，并絕不會(huì)產(chǎn)生任何副作用。供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的氧氣，從而激發(fā)新陳代謝，分離病變細(xì)胞，促進(jìn)利尿，防止酸性化，防止老化等。③ 汗蒸、熱灸作用。鍺可以和單一的配體配合，也可和混合配體配合。武漢華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技系戚向陽、謝筆鈞 [3]等人合成的以兒茶素為配體的鍺的配合物對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其具有抗癌作用?；诖?，我們尚可推測(cè)，沒食子酸丙酯 鍺配合物的活性優(yōu)于配體的活性。本論文大量參考多羥基酚類金屬配合物的合成及抗氧化性能研究 [10]，從而設(shè)計(jì)了適合的實(shí)驗(yàn)方案。 紫外分光光度法探索沒食子酸鍺的合成條件參考文獻(xiàn)：[1620]，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)方案。配制 Ge 的標(biāo)準(zhǔn)溶液（ 1103mol/L）：準(zhǔn)確稱取 GeO2 在 40ml 的小燒杯中，加 40％的氫氧化鈉 2ml 左右，在加熱且攪拌條件下將其溶解，等溶液完全透亮后將其轉(zhuǎn)移到 100ml 的容量瓶中，并用少量的二次蒸餾水潤(rùn)洗溶解 GeO2 的小燒杯至少三次，然后定容至 100ml。 （配制 pH= 的即取四硼酸鈉一袋藥品，定容 250ml 即可得到） 。在其最大吸收波長(zhǎng)下(300nm 處)測(cè)定不同 pH值對(duì)沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物吸光度的影響。在最大吸收波長(zhǎng)(300nm) 處測(cè)定不同物質(zhì)的量比反應(yīng)體系下沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物的吸光度，結(jié)果見表 25，探究吸光度與物質(zhì)的量比的關(guān)系(如圖,24)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 26和圖 25。實(shí)驗(yàn)表明隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物的吸光度幾乎不發(fā)生變化。在單因素實(shí)驗(yàn)法的基礎(chǔ)上，確定 4個(gè)因素，每個(gè)因素選 3個(gè)水平。 沒食子酸丙酯鍺( Ⅳ) 配合物的合成及結(jié)構(gòu)表征 沒食子酸丙酯鍺( Ⅳ)配合物的合成在裝有磁力攪拌器、冷凝管和無水 CaCl2:干燥管的 100ml圓底燒瓶中，加入一定量沒食子酸丙酯，加入無水乙醇，不斷攪拌使其完全溶解；準(zhǔn)確稱取二氧化鍺一定量，將其盛放在 50ml的小燒杯中，用 40%的氫氧化鈉將其完全溶解，得無色溶液，將其轉(zhuǎn)移至小燒瓶中，并振蕩用少量二次水洗滌燒杯三次并將洗滌液轉(zhuǎn)移至燒瓶，振蕩使其充分混勻，用濃 HCl調(diào)節(jié) pH至 7，調(diào)節(jié)過程中不斷搖晃使其充分混合，室溫下磁力攪拌 1112h后， 得產(chǎn)物粗品。（2）PG 和配合物的能量吸收均以芳環(huán)為主。 沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物紅外光譜分析紅外吸收光譜是經(jīng)過紅外光照射的化合物分子吸收部分紅外光后，產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而形成的分子吸收光譜。游離酚羥基縮伸振動(dòng)吸收應(yīng)在 36103590cm1 但由于沒食子酸丙酯的酚羥基的結(jié)構(gòu)為連苯三酚型，分子間或極性基團(tuán)產(chǎn)生氫鍵的締合，同一分子內(nèi)相鄰的 OH 之間形成五元環(huán)的分子內(nèi)弱氫鍵，兩個(gè)或多個(gè)分子締合的分子氫鍵使 OH 的伸縮振動(dòng)頻率向低頻位移。③ ArO 特征吸收純配體的 ArO 的振動(dòng)吸收峰由 1314cm1 移至 1360cm1，說明酚羥基上的氧參與配位。⑤ OM 特征吸收與配體 IR 譜圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)，配合物在 287cm1 出現(xiàn)了一新的吸收峰，初步推測(cè)為氧與金屬配位的吸收峰,配合物在 469cm1 處出現(xiàn)一新的吸收峰，推測(cè)為 OGeO 的振動(dòng)吸收峰。Wavenumber/cm1圖 27 沒食子酸丙酯的中紅外吸收光譜圖Wavenumber/cm1圖 28 沒食子酸丙酯鍺的中紅外吸收光譜圖河北工程大學(xué)畢業(yè)論文16Wavenumber/cm1圖 29 沒食子酸丙酯及沒食子酸丙酯 鍺的中紅外吸收 沒食子酸丙酯鍺( Ⅳ) 配合物的配位比及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定在配位化學(xué)研究中常涉及到配合物的配位比及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定，這有助于了解配合物的組成、結(jié)構(gòu)及中心原子與配體間的配位情況。對(duì)這一系列溶液，在一定波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度 A，用吸光度 A 作縱坐標(biāo)，以連續(xù)變化的濃度比 CM:CR(常用濃度相同的 M與 R 的體積比) 為橫坐標(biāo)作圖。在實(shí)驗(yàn)條件下，我們制備一系列體積相同的溶液。 用等摩爾連續(xù)變化法測(cè)配合物吸光度，結(jié)果表明：當(dāng)沒食子酸丙酯與鍺(Ⅳ)的配比吸光度 CPG:e 吸 光 度吸光度CPG:e B河北工程大學(xué)畢業(yè)論文18為 2:1 時(shí)，吸光度最大，說明沒食子酸丙酯與鍺(Ⅳ )是 2:1 配位，用等摩爾連續(xù)變化法測(cè)得配合物的表觀穩(wěn)定常數(shù)為 K 穩(wěn) =1011。我們生物體系主要遇到的是氧自由基，例如超氧陰離子自由基、羥自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。此外，過量自由基的氧化作用和鏈鎖反應(yīng)能對(duì)組織產(chǎn)生不可逆的損傷，使組織細(xì)胞的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生破環(huán)性反應(yīng)，并隨著破壞層次的逐漸擴(kuò)展而造成功能損傷，從而引起多種疾病，如心臟病、老年癡呆癥、動(dòng)脈粥樣硬化、肝病、機(jī)體老化、帕金森病和腫瘤。本課題在參考了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了合適的方案，通過測(cè)定樣品對(duì)通過建立適當(dāng)?shù)姆椒?，?shí)驗(yàn)室合成了沒食子酸丙酯鍺(Ⅳ)配合物。 熒光法（1）羅丹明 BFeton體系熒光法測(cè)定原理 [2122]利用 Feton體系產(chǎn)生羥自由基,能迅速氧化羅丹明 B使其熒光猝滅，通過測(cè)定熒光強(qiáng)度的變化可間接測(cè)定羥自由基的產(chǎn)生量 ,而體系中加入抗氧化劑可與羥自由基反應(yīng)，使與羅丹明 B作用的羥自由基量減少，從而使熒光猝滅程度減弱。用熒光分光光度計(jì)，以 λex/λem=365/575 nm分別測(cè)定加與不加 Feton體系的熒光強(qiáng)度 F、F 0 ，計(jì)算差△F(△F =F0 F)，由此間接求得 Feton體系所產(chǎn)生羥自由基的量。測(cè)量反應(yīng)體系的熒光值隨時(shí)間的變化，熒光值先減小，后趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定一段時(shí)間后又繼續(xù)減小。把 FeSO4替換為化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的 MnSO4 ，并測(cè)定反應(yīng)時(shí)間為 34min，PG和 Vc對(duì)自由基的清除率仍然很小，而且重現(xiàn)性很低，會(huì)出現(xiàn)負(fù)值的情況。 紫外分光光度法（水楊酸法）(1) 測(cè)定原理 [3536]OH 具有很高的反應(yīng)活性，存活時(shí)間短，若在反應(yīng)體系中加入水楊酸，就能有效地捕捉(2) 抗氧化活性的測(cè)定采用固定反應(yīng)時(shí)間法，在相同體積的反應(yīng)體系(2mmol/LIFe 2+3mL，6mmol/OH 的清除率表 33 對(duì)0H 的清除率始終高于 PGGe 配合物的，推測(cè)原因?yàn)榕浜衔镏械姆恿u基與中心原子鍺發(fā)生配位，失去了部分對(duì)羥基自由基的捕獲能力。說明了本實(shí)驗(yàn)的方法重現(xiàn)性較好。表 34 改變加樣次序前后的 PG定容后的濃度(g/ml) PG 現(xiàn)法清除率(%) PG 原法清除率(%) 40 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文240. 54050560570清除率(%)濃 度 (mg/L) PG原 法 清 除 率現(xiàn) 法 清 除 率圖 32 改變加樣次序前后的 PG表 35 改變加樣次序前后的 Vc定容后的濃度(g/ml) Vc 現(xiàn)法清除率（%） Vc 原法清除率（%） 0. 40608010清除率(%) 濃 度 (mg/L)現(xiàn) 法 的 清 除 率原 法 的 清 除 率圖 33 改變加樣次序前后的 Vc由以上兩圖，可以發(fā)現(xiàn)改變加樣次序后，樣品的最高清除率高于先加雙氧水的反應(yīng)體系，而最低濃度低于先加雙氧水的反應(yīng)體系，說明加樣次序?qū)?shí)驗(yàn)的成敗有很大的關(guān)系。② 實(shí)驗(yàn)處理過程對(duì)清除率的影響37℃水浴一小時(shí)跟 37℃水浴 50W超聲波振蕩一小時(shí)的區(qū)別，測(cè)定 532nm處的清除率如 36表。的清除率 測(cè)定原理鄰苯三酚在堿性環(huán)境中發(fā)生自氧化反應(yīng)，生成穩(wěn)定濃度的 02 [2528] 實(shí)驗(yàn)方案理論上 319nm 為 pH= 時(shí)的最佳監(jiān)測(cè)峰，為避開樣品 PG 在 300nm 的強(qiáng)吸收峰，實(shí)驗(yàn)選擇在 350nm 處檢測(cè)反應(yīng)體系吸光度，所用 pH=，接近人體內(nèi)環(huán)境，這樣能保證本次研究的意義。的生成受到抑制，鄰苯三酚自氧化過程受阻，溶液在 350nm 處的吸光度減弱，因此于 350nm 處測(cè)量反應(yīng)液的吸光度，測(cè)量 5min,選擇線性較好的幾個(gè)點(diǎn)求斜率。利用上述方法測(cè)定 PG、PG—Ge 配合物、Vc 對(duì) 02有很強(qiáng)的清除作用，PGGe 配合物與 PG比較，在低濃度時(shí)，PG 的清除率優(yōu)于 PGGe 配合物，而在濃度大于 ，PGGe 配合物優(yōu)于 PG。當(dāng) Vc 的濃度達(dá)到 ，對(duì) 02 對(duì) DPPH 自由基清除率的測(cè)定 測(cè)定原理DPPH是一種比較穩(wěn)定的脂性自由基, 其N上有一個(gè)游離電子, 其乙醇溶液呈典型紫色,在532nm處有最大的吸收峰。平行實(shí)驗(yàn)三次，求平均值，利用公式計(jì)算樣品對(duì)自由基的清除率。PGGe 配合物與PG 比較，在低濃度時(shí)，PG 的清除率優(yōu)于 PGGe 配合物，而在高濃度時(shí)，PGGe 配合物優(yōu)于 PG。對(duì)于配體和配合物，濃度不到 ，其清除率已經(jīng)達(dá)到 50%，這充分體現(xiàn)了兩者有較好的抗氧化生物活性。(3) 通過紫外一可見吸收光譜、紅外吸收光譜、配位比分析對(duì) PGGe 配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 建議（1）在合成、提純產(chǎn)品及抗氧化活性的基礎(chǔ)上，做差熱熱重分析、核磁共振分析，對(duì)配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并與目前市場(chǎng)上的其他抗氧化劑（BHT、BHA）對(duì)比。（4）多參看文獻(xiàn)，對(duì)比各個(gè)方案，分析其優(yōu)劣，選擇合理的方案進(jìn)行仔細(xì)研究，并設(shè)計(jì)對(duì)本課題有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)方案，借此開拓更多此類研究的重現(xiàn)性較好的實(shí)驗(yàn)方案。每個(gè)環(huán)節(jié)都在杜彩云老師的精心指導(dǎo)下完成。杜老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向杜老師致以誠摯的謝意。08級(jí)應(yīng)化二班王 瓊20226