羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁的增溶性质

张 文 慧，肖 云 丽，汪 源 浩，谭 凤 芝，李 沅

（大连工业大学 轻工与化学工程学院，辽宁 大连 116034）

0 引 言

芦丁是一种来源广泛的黄酮类化合物，可用于高血压病的辅助治疗，但其在冷水中的溶解度较小，限制了临床应用。邵伟等［1］采用饱和水溶液法制备芦丁－β－环糊精包合物，使芦丁的质量浓度由0.051 23 mg／mL 增至0.643 19 mg／mL。田进军等［2］以花生油／Tween20－Span20－无水乙醇／水体系制备了微乳液体系，体系中芦丁的质量浓度为1.523 mg／mL。Ribeiroa等［3］制备了环氧乙烷氧化丙烯和环氧乙烷氧化苯乙烯共聚物的芦丁胶束溶液，并研究了在25和37 ℃下共聚物胶束体系对芦丁的增溶能力。Lukac等［4］研究了gemini和heterogemini两种表面活性剂混合制备胶束溶液对芦丁增溶作用。

在新药物传递系统的研究中，聚合物胶束因其特有的结构和性质越来越受到关注［5］。淀粉是一种很好的制备聚合物胶束的天然高分子原料。通过对淀粉进行两亲性改性可以使其在溶液中的疏水基团自发缔合，形成疏水微区，可对难溶于水溶液的物质起到增溶的作用。本文对淀粉进行两亲性改性，研究其在水溶液中对芦丁的增溶作用及其影响因素，为提高芦丁的利用度和药理活性提供参考。

1 实 验

1.1 材 料

芦丁、月桂酰氯、DMSO、氯乙酸等，分析纯；马铃薯淀粉，食用级。

1.2 实验方法

1.2.1 羧甲基淀粉的制备

在四口烧瓶中加入马铃薯淀粉70g和无水乙醇1L，于38 ℃搅拌分散均匀，缓慢加入一定体积的40% NaOH 溶液，搅拌1.5h，缓慢滴加氯乙酸溶液（58.5g 氯乙酸溶于80 mL 无水乙醇），升温到50 ℃，搅拌反应3.5h，冷却，冰乙酸调节pH 至9.0，90%乙醇洗涤3次，真空干燥，得羧甲基淀粉（羧甲基取代度DS＝1.03）［6］。

1.2.2 羧甲基淀粉月桂酸酯的制备

将4g CMS分散于30mL DMSO 中，加入吡啶0.1g，升温至60℃，缓慢滴加月桂酰氯0.4g，搅拌反应0.5h。冷却至室温，加入无水乙醇40mL，静置沉淀，抽滤，无水乙醇洗涤2 次，抽滤，干燥，得羧甲基淀粉月桂酸酯。改变月桂酰氯与羧甲基淀粉的比例，制备不同酯化取代度的羧甲基淀粉月桂酸酯。

提纯：产品置于透析袋中（M＝13 000），去离子水透析72h，冷冻干燥。

羧甲基淀粉月桂酸酯的烷基酯化取代度测定［7］：准确称取羧甲基淀粉月桂酸酯0.2g，加入0.5mol／L NaOH 溶液10mL，磁力搅拌72h。以酚酞为指示剂，用0.5 mol／L 标准HCl溶液滴定，记录所用HCl溶液体积，同时做空白对照测定。通过公式（1）、（2）计算羧甲基淀粉月桂酸酯的酯化取代度。

式中：V1为羧甲基淀粉月桂酸酯滴定时所用盐酸体积；V2为羧甲基淀粉（CMS）滴定时所用盐酸体积；c为HCl浓度；183 为月桂酰基相对分子质量；m为V1产品质量；M为羧甲基淀粉摩尔质量（162＋80×DSCMS）；DS为月桂酰基酯化取代度。

1.3 IR表征

KBr压片，FT－IR（美国Perkin Elmer）红外光谱仪进行红外光谱谱图的采集。

1.4 芦丁溶液标准曲线的绘制

分别配制0.02，0.04，0.06，0.08，0.10mg／mL的芦丁溶液，于266nm 测定吸光度（A）。以质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。回归方程为A＝34 996.904 7ρ＋0.027 18（R2＝0.999 5）。

1.5 羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁的增溶性质

将过量芦丁加入到羧甲基淀粉月桂酸酯水溶液中，超声振荡10min，滤膜过滤，然后于266nm处测量滤液的吸光度，代入标准曲线计算溶液中芦丁的质量浓度。

2 结果与讨论

2.1 红外光谱

淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉月桂酸酯的红外光谱如图1所示。2 926cm－1处为—CH2—非对称伸缩振动吸收峰，2 850 cm－1处出现—CH2—的对称伸缩振动吸收峰。在1 740，1 610，1 420cm－1出现饱和酯键的特征吸收峰。以上吸收峰的出现表明月桂酰基通过酯化反应已经成功接到羧甲基淀粉上。

图1 淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基淀粉月桂酸酯的红外光谱谱图Fig.1 IR spectra of starch，carboxymethyl starch and docecanoylated carboxymethyl starch

2.2 羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁的增溶性质

2.2.1 月桂酰基取代度对芦丁增溶能力的影响

在羧甲基淀粉月桂酸酯质量浓度为41mg／mL、25 ℃、pH 10.5条件下研究月桂酰基取代度对芦丁增溶能力的影响。由图2可知，月桂酰基取代度在0.034～0.075时，随着取代度的增加，羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁的增溶能力逐渐下降。这是因为只有分子间疏水缔合形成的疏水微区才有增溶作用，随着疏水基取代度的增加，更容易发生分子内疏水缔合，分子链卷曲，进而形成的分子间疏水微区数量减少［8］，最终使月桂酰基对芦丁的增溶能力随着取代度的增加而不断降低。

图2 月桂酰基取代度对芦丁增溶能力的影响Fig.2 Effect of DSon rutin solubilization

2.2.2 溶液质量浓度对芦丁增溶能力的影响

在25 ℃、pH 10.5、月桂酰基取代度为0.034条件下研究羧甲基淀粉月桂酸酯溶液质量浓度对芦丁增溶能力的影响。由图3 可知，在11～41mg／mL时，随着溶液质量浓度的提高，芦丁的质量浓度也明显提高。这是因为随着溶液质量浓度的增加，溶液中聚集体数目增多，疏水微区数量增多，从而增溶了更多的芦丁分子。

图3 溶液质量浓度对芦丁增溶能力的影响Fig.3 Effect of solution concentration on rutin solubilization

2.2.3 溶液温度对芦丁增溶能力的影响

在溶液质量浓度为41mg／mL、pH 10.5、月桂酰基取代度为0.034条件下研究温度对芦丁增溶能力的影响。当温度在20～25℃范围时，温度升高有利于疏水基团之间的疏水缔合，因此芦丁质量浓度由3.75 mg／mL 升到3.94 mg／mL；当温度超过25℃时，温度升高虽然有利于疏水基团之间的疏水缔合作用，但分子的热运动增加，疏水基团之间的解缔合作用增强，疏水基团之间疏水微区数量减少，致使芦丁质量浓度由3.94 mg／mL下降到3.56mg／mL。

2.2.4 溶液pH 对芦丁增溶能力的影响

在溶液质量浓度为41 mg／mL、25 ℃、月桂酰基取代度为0.034条件下研究pH 对芦丁增溶能力的影响。由图4 可以看出，在pH 为6.5～10.5时，随着pH 的升高，羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁的增溶能力由0.89 mg／mL 上升到4.02mg／mL。这是因为羧甲基淀粉月桂酸酯中的羧甲基属于阴离子型的亲水基团，当溶液pH增加时，阴离子之间相互排斥作用加强，分子链更为伸展，聚合物栅栏层堆积密度下降，空间增大，从而提高了聚集体对芦丁的增溶能力。

图4 溶液pH 对芦丁增溶能力的影响Fig.4 Effect of pH on rutin solubilization

3 结 论

在淀粉分子中引入羧甲基和月桂酰基基团，制备了羧甲基淀粉月桂酸酯，并用红外表征了其结构。羧甲基淀粉月桂酸酯溶液对芦丁增溶性质研究的结果表明，羧甲基淀粉月桂酸酯对芦丁有很好的增溶作用，当月桂酰基取代度0.034、溶液质量浓度41mg／mL、25 ℃、pH 10.5时，芦丁在羧甲基淀粉月桂酸酯的溶液中的质量浓度为4.02mg／mL。

［1］邵伟，王大庆，李广太.芦丁－β－环糊精包合物的研究［J］.中药材，1998，21（1）：31－33.

［2］田进军，薛艳.芦丁微乳化研究［J］.南阳理工学院学报，2011，6（3）：109－111.

［3］RIBEIRO M E，VIEIRA I G，CAVALCANTE I M，et al.Solubilisation of griseofulvin，quercetin and rutin in micellar formulations of triblock copolymers E62P39E62 and E137S18E137［J］.International Journal of Pharmaceutics，2009，378（1／2）：211－214.

［4］LUKACL M，PROKIPCAK I，LACKO I，et al.Solubilisation of griseofulvin and rutin in aqueous micellar solutions of gemini and heterogemini surfactants and their mixtures［J］.European Journal of Pharmaceutical Sciences，2011，44（3）：194－199.

［5］陈东，丁平田，邓意辉，等.聚合物胶束用于口服给药的研究进展［J］.药学学报，2010，45（5）：560－564.

［6］VOLKERT B，LOTH F，LAZIK W，et al.Highly substituted carboxymethyl starch［J］.Starch－Starke，2004，56（7）：307－314.

［7］汪源浩，具本植，张淑芬.高粘度、高热稳定性羧甲基淀粉己酸酯的溶液性质［J］.化工学报，2013（3）：124－128.

［8］宋朋，李国宝，隋卫平.两亲性壳聚糖对5－FU 的增溶和缓释作用［J］.济南大学学报：自然科学版，2012，26（3）：246－250.