荧光光谱法测定连翘酯甙水溶液的质子电离常数
作者：王进东 林珍 杨槐俊
单位：王进东 杨槐俊 (山西省医药研究所 太原 030012)；林珍 (山西省中药材学校)
关键词：连翘酯甙；光谱法，荧光；质子电离常数
山西医科大学学报990256 摘要 采用荧光光谱法，通过分析不同酸度中连翘酯甙水溶液荧光强度的变化，研究溶液pH值对其荧光强度的影响，并得出连翘酯甙水溶液的质子电离常数。
中图号 R284.1
Determination of the Ka of forsythiaside in
aqueous solution by fluorescent spectrum
, 百拇医药
Wang Jindong, Lin Zhen, Yang Huaijun
(Institute of Medicine of Shanxi,Taiyuan 030012)
Abstract The variation of fluorescent intensity of forsythiaside in aqueous solution at different pH was studied by fluorescent spectrometry.The results show that the pH value of the solution has great effect on relative fluorescent intensity of forsythiaside.The hydrogen ion electric dissociation constant (Ka) of forsythiaside was determined.
, http://www.100md.com
Key words forsythiaside; spectrometry,fluorescence； proton ionization constant
连翘是一种在民间中流传很广的中草药，以果实入药，功能为清热解毒，散结消肿，有显著的抗菌作用。近年来国外学者从连翘中分离出一种抗菌活性成分连翘酯甙[1]。药理研究表明，它对金黄色葡萄球菌等十多种致病菌有极强的抑制作用，并且具有抑制磷酸二酯酶(cAMP)及抗真菌作用，是连翘中主要的抗菌活性成分[2]。由于连翘酯甙分子中含有共轭的芳香环，应该具有荧光，并且分子中含有酚羟基，其荧光光谱对pH变化很敏感。本文通过研究不同pH值下连翘酯甙水溶液荧光光谱的变化，来求得其质子电离常数。
1 材料与方法
1.1 试剂和仪器 连翘酯甙从连翘中分离提取，经红外光谱、紫外光谱、1HNMR谱、13CNMR谱及元素分析验证与文献相符[3]。所用试剂均为分析纯。所用仪器为Model 850型荧光光谱仪(日本日立)，pHS-2型酸度计(上海雷磁仪器厂)，78-1型磁力搅拌器。
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1.2 实验方法 配制连翘酯甙水溶液浓度为1.069×10-3 mol.L-1、NaCl浓度为0.16 mol.L-1(保持恒定的离子强度)。在酸度计上测酸度，然后用荧光光谱仪测其发射光强度。用微量进样器逐步加入0.1 mol.L-1 NaOH溶液，在不断搅拌下依次测pH值；再逐步加入0.1 mol.L-1 HCl，同样依次测pH值。做不同pH值的荧光光谱。仪器条件为λex＝384 nm，λem为390～570 nm，狭缝宽度为5 nm。
2 结果与讨论
2.1 连翘酯甙在不同pH下荧光光谱的变化 不同pH值下连翘酯甙的荧光光谱见图1。
图1 不同pH值下连翘酯甙的荧光光谱
, 百拇医药
图中由1号至10号每次滴加1μl 0.1mol.L-1 NaOH,由10号至20号每次滴加1μl 0.1 mol.L-1 HCl
从图中看出，溶液的酸度对连翘酯甙水溶液的荧光强度有明显影响。随着溶液碱性增强，荧光强度减弱，随着溶液酸性增强，荧光强度逐渐增大，即加入NaOH后，连翘酯甙分子中酚羟基质子逐渐电离，使得荧光发生淬灭，随着NaOH的逐步加入，质子全部电离，最后荧光基本消失。由图1还可看出，溶液的酸度不仅对荧光强度有明显的影响，而且最大发射峰位置也发生变化。随着NaOH的不断加入，最大发射峰位置向长波长方向移动，即发生红移。反之，当溶液酸度增加时，最大发射峰向短波长方向移动，即发生紫移。这是由于加入碱后，随着质子的失去，连翘酯甙中咖啡酸部分的共轭效应增大，从而使得最大发射峰产生红移。反之，加入酸后，共轭效应减小，使得最大发射峰产生紫移，这与连翘酯甙的紫外光谱相一致。
, 百拇医药
2.2 连翘酯甙水溶液的质子电离常数 表1为连翘酯甙水溶液在不同pH值的相对荧光强度。由表1作图，得到不同pH下的连翘酯甙荧光强度变化图，如图2。由图2看出，相对荧光强度随pH变化曲线呈倒S型，在pH＝8附近，荧光强度的变化有一个突跃。从图中找出突跃的中点，所对应的pH值为8.3，即pKa=8.3，因此连翘酯甙水溶液的质子电离常数Ka=10-8.3
表1 不同pH下的相对荧光强度
pH
4.86
6.06
7.00
7.70
8.02
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8.42
相对荧光强度F
0.69
0.68
0.68
0.63
0.51
0.24
pH
8.88
9.20
9.72
10.28
, 百拇医药
11.07
11.82
相对荧光强度F
0.08
0.06
0.05
0.05
0.04
0.03
图2 连翘酯甙相对荧光强度随pH值的变化曲线
参考文献
1 Nishibe S,Okabe K.Tsukamoto H,et al.The structure of forsythiaside isolated from Forsythia suspensa.Chem Pharm Bull. 1982, 30 (3): 1048～1050
2 匡海学，张宁，陆志博.青连翘抗菌活性成分的研究，中药通报， 1988， 13 (7)： 32～34
3 Katsuya E,Kazuhiro T,Toyoko A,et al.Structure of forsythoside A,an antibacterial principle of Forsythia suspensa leaves.Heterocycles, 1981, 16 (8): 1313～1314
[1998-12-03收稿], 百拇医药
单位：王进东 杨槐俊 (山西省医药研究所 太原 030012)；林珍 (山西省中药材学校)
关键词：连翘酯甙；光谱法，荧光；质子电离常数
山西医科大学学报990256 摘要 采用荧光光谱法，通过分析不同酸度中连翘酯甙水溶液荧光强度的变化，研究溶液pH值对其荧光强度的影响，并得出连翘酯甙水溶液的质子电离常数。
中图号 R284.1
Determination of the Ka of forsythiaside in
aqueous solution by fluorescent spectrum
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Wang Jindong, Lin Zhen, Yang Huaijun
(Institute of Medicine of Shanxi,Taiyuan 030012)
Abstract The variation of fluorescent intensity of forsythiaside in aqueous solution at different pH was studied by fluorescent spectrometry.The results show that the pH value of the solution has great effect on relative fluorescent intensity of forsythiaside.The hydrogen ion electric dissociation constant (Ka) of forsythiaside was determined.
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Key words forsythiaside; spectrometry,fluorescence； proton ionization constant
连翘是一种在民间中流传很广的中草药，以果实入药，功能为清热解毒，散结消肿，有显著的抗菌作用。近年来国外学者从连翘中分离出一种抗菌活性成分连翘酯甙[1]。药理研究表明，它对金黄色葡萄球菌等十多种致病菌有极强的抑制作用，并且具有抑制磷酸二酯酶(cAMP)及抗真菌作用，是连翘中主要的抗菌活性成分[2]。由于连翘酯甙分子中含有共轭的芳香环，应该具有荧光，并且分子中含有酚羟基，其荧光光谱对pH变化很敏感。本文通过研究不同pH值下连翘酯甙水溶液荧光光谱的变化，来求得其质子电离常数。
1 材料与方法
1.1 试剂和仪器 连翘酯甙从连翘中分离提取，经红外光谱、紫外光谱、1HNMR谱、13CNMR谱及元素分析验证与文献相符[3]。所用试剂均为分析纯。所用仪器为Model 850型荧光光谱仪(日本日立)，pHS-2型酸度计(上海雷磁仪器厂)，78-1型磁力搅拌器。
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1.2 实验方法 配制连翘酯甙水溶液浓度为1.069×10-3 mol.L-1、NaCl浓度为0.16 mol.L-1(保持恒定的离子强度)。在酸度计上测酸度，然后用荧光光谱仪测其发射光强度。用微量进样器逐步加入0.1 mol.L-1 NaOH溶液，在不断搅拌下依次测pH值；再逐步加入0.1 mol.L-1 HCl，同样依次测pH值。做不同pH值的荧光光谱。仪器条件为λex＝384 nm，λem为390～570 nm，狭缝宽度为5 nm。
2 结果与讨论
2.1 连翘酯甙在不同pH下荧光光谱的变化 不同pH值下连翘酯甙的荧光光谱见图1。
图1 不同pH值下连翘酯甙的荧光光谱
, 百拇医药
图中由1号至10号每次滴加1μl 0.1mol.L-1 NaOH,由10号至20号每次滴加1μl 0.1 mol.L-1 HCl
从图中看出，溶液的酸度对连翘酯甙水溶液的荧光强度有明显影响。随着溶液碱性增强，荧光强度减弱，随着溶液酸性增强，荧光强度逐渐增大，即加入NaOH后，连翘酯甙分子中酚羟基质子逐渐电离，使得荧光发生淬灭，随着NaOH的逐步加入，质子全部电离，最后荧光基本消失。由图1还可看出，溶液的酸度不仅对荧光强度有明显的影响，而且最大发射峰位置也发生变化。随着NaOH的不断加入，最大发射峰位置向长波长方向移动，即发生红移。反之，当溶液酸度增加时，最大发射峰向短波长方向移动，即发生紫移。这是由于加入碱后，随着质子的失去，连翘酯甙中咖啡酸部分的共轭效应增大，从而使得最大发射峰产生红移。反之，加入酸后，共轭效应减小，使得最大发射峰产生紫移，这与连翘酯甙的紫外光谱相一致。
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2.2 连翘酯甙水溶液的质子电离常数 表1为连翘酯甙水溶液在不同pH值的相对荧光强度。由表1作图，得到不同pH下的连翘酯甙荧光强度变化图，如图2。由图2看出，相对荧光强度随pH变化曲线呈倒S型，在pH＝8附近，荧光强度的变化有一个突跃。从图中找出突跃的中点，所对应的pH值为8.3，即pKa=8.3，因此连翘酯甙水溶液的质子电离常数Ka=10-8.3
表1 不同pH下的相对荧光强度
pH
4.86
6.06
7.00
7.70
8.02
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8.42
相对荧光强度F
0.69
0.68
0.68
0.63
0.51
0.24
pH
8.88
9.20
9.72
10.28
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11.07
11.82
相对荧光强度F
0.08
0.06
0.05
0.05
0.04
0.03
图2 连翘酯甙相对荧光强度随pH值的变化曲线
参考文献
1 Nishibe S,Okabe K.Tsukamoto H,et al.The structure of forsythiaside isolated from Forsythia suspensa.Chem Pharm Bull. 1982, 30 (3): 1048～1050
2 匡海学，张宁，陆志博.青连翘抗菌活性成分的研究，中药通报， 1988， 13 (7)： 32～34
3 Katsuya E,Kazuhiro T,Toyoko A,et al.Structure of forsythoside A,an antibacterial principle of Forsythia suspensa leaves.Heterocycles, 1981, 16 (8): 1313～1314
[1998-12-03收稿], 百拇医药