豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解特性毕业论文.doc

豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解特性目 录摘要 1ABSTRACT 11 绪论 21.1 植物甾醇的结构与来源 21.2 植物甾醇的生理功能与应用 31.3 单一植物甾醇的分离精制的研究进展 41.4 本文的研究内容和意义 52 实验部分 62.1 实验药品 62.2 实验仪器 62.3 豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中溶解度的测定 62.4 豆甾醇摩尔溶解度的计算 73 豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解度及关联 83.1豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解度 83.2 豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中溶解度的关联 84 结论 145 参考文献 156 致谢 16 豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解特性摘要本文采用动态法测定了豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解度，并采用Apelbalt模型对豆甾醇溶解度与温度的关系进行拟合实验结果表明:在实验温度范围内，当二元溶剂中的甲苯体积分数相同时，豆甾醇的溶解度随着温度的升高而增加；在温度相同时，随着甲苯-乙醇二元溶剂中的甲苯体积分数的增加，豆甾醇的溶解度呈先增加后减小的趋势当甲苯-乙醇二元溶剂中的甲苯体积分数为0.8时，豆甾醇的溶解度最大采用Apelbalt模型对豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中溶解度与温度进行拟合，标准偏差小，精度高。

关键词：豆甾醇；甲苯-乙醇；溶解度The solubility of stigmasterol in binary solutionsAbstractThe solubility of stigmasterol in toluene-ethanol solution was measured by dynamic method. The relation between the experimental solubility as mole fraction and temperature was correlated by Apelbalt for the researched system. The results show that at the range of experimental temperature, the solubility of stigmasterol increase with the increasing temperature. At the same temperature, the solubility of stigmasterol in the binary solution increase at first and then decrease with the increasing content of toluene. when the volume fraction of toluene is 0.8, the solubility of stigmasterol is maxium in the binary solution. The calculated solubility of stigmasterol in the binary solution by Apelbalt euqation show in a good agreement with the experimental data by a much smaller sd .Keywords: stigmasterol, toluene-ethanol, solubility16 1 绪论1.1 植物甾醇的结构与来源植物甾醇是以环戊烷全氢菲(又称甾核)为骨架的一类甾体化合物[1]。

不同植物甾醇的结构如图1所示植物甾醇的化学性质主要表现在具有活性的羟基和双键上，随着C17位上侧链R的长短，及R所含双键数目的多少和位置的差异，该分子结构代表了不同种类的植物甾醇现在已经确认的植物甾醇都属于4-无甲基甾醇，它们具有相同的手性结构它们在结构上惟一不同之处是侧链但是正是这些侧链的微小差异导致了它们生理功能的不同图1 不同植物甾醇的结构图植物甾醇通常为片状或粉末状白色固体，经溶剂结晶处理的甾醇为白色鳞片状或针状结晶，其中在乙醇中结晶形成针状或鳞片状，由二氯甲烷中结晶形成针刺状或长棱晶植物甾醇中碳原子数一般为27-31，分子量386-456常温下植物甾醇为白色粉末，无臭无味，熔点可达到130-140℃，相对密度略大于水，不溶于水、碱和酸，可溶于乙醚、苯、氯仿、乙酸乙酯、二硫化碳和石油醚等有机溶剂甾醇的相对密度略大于水，不溶于水，可溶于多种有机溶剂精炼植物油脱胶产生的脱臭馏出物[2]是制取植物甾醇的良好来源，特别是大豆油、菜籽油、花生油、玉米油、葵花子油等的脱臭物中的甾醇含量一般在10％-30％，其中约40%是植物甾醇，主要有豆甾醇、β-谷甾醇、菜油甾醇它是国内目前的植物甾醇产品的主要来源，而得到的大多是各种植物甾醇的混合物。

根据植物甾醇来源[3]的不同，组成的不同，国外大多数都将植物甾醇又进一步的分离成谷甾醇和豆甾醇两部分另外，造纸工业副产品木浆油也是制取植物甾醇的原料，其脱臭馏出物和木浆油中含有植物甾醇主要是由β-谷甾醇组成（50%-60%），并混有较少菜油甾醇、豆甾醇和菜籽甾醇1.2 植物甾醇的生理功能与应用植物甾醇不能由人体自行合成，只能从饮食中摄取它能保持生物体内环境稳定，控制糖原和物质的代谢，调节应激反应等，是不同胆甾醇而具有许多有益生理功能的天然化合物基于植物甾醇对人体的诸多功能及其特有的性质，植物甾醇被广泛应用于医学、食品、化妆品、饲料等行业中[5-6]1）医药工业植物甾醇可作为调节高胆甾醇症、减轻动脉粥样硬化及防治前列腺疾病的药物植物甾醇有类似于氢化可的松的消炎作用和阿司匹林的解热镇痛作用，可作为消炎镇痛药另外，临床应用已证明谷甾醇对治疗宫颈癌和皮肤癌都有明显的疗效，对晚期的癌症病人，可结合其他药物综合治疗，效果比较明显[7]2）食品工业[8]植物甾醇和植物甾烷醇作为食品添加剂中的降胆固醇成分正日益受到人们的重视在食品营养添加剂和麦淇淋的配方中，植物甾醇经常以天然营养因子出现以治疗高胆固醇。

植物甾醇具有良好的抗氧化和抗腐蚀作用，可作为食品添加剂使用它常作为天然营养因子出现在食品营养强化剂和麦淇淋配方中以治疗高胆甾醇症2000年9月，美国食品与药物管理局已经批准添加植物甾醇的食品可采用“Health claim”的标签[9]然而作为食品成分，植物甾醇在国外已经得到了迅速发展，各种类似的产品已经进入了消费市场，我国在这方面起步较晚3）化妆品工业植物甾醇具有调节和控制反相膜流动性的功能，因此常被用作头发和皮肤调节剂、皮肤再生细胞促进剂和头发生长促进剂，也可作为皮脂腺调节剂、抗炎剂、抗老化因子、伤口愈合剂和非离子乳化剂，多晶的类固醇衍生物在塑料工业中可用于生产医药和化妆品工业的透明膜植物甾醇及其衍生物在皮肤清洁剂和护肤剂中也可被用作乳化剂，并能改善皮肤触感在浴用化妆品中与阳离子或阴离子表面活性剂合用，能起到稳定泡沫的作用低乙氧基化物可以起到去除油脂的作用植物甾醇亲和性弱，在头发香波中起到调节剂的作用，在洗发剂和护发剂中，可使头发变强劲、不易断裂，此外还有减少对头皮的静电作用4）饲料工业植物甾醇可以和核糖蛋白及植物激素结合生成一种新型的动物生长激素[10]该激素可增强原植物激素对环境温度及在动物体内分解的稳定性，促进动物蛋白质的合成，有利于动物健康和生长。

研究表明，含植物甾醇的饲料可以降低禽蛋等动物产品的胆甾醇含量此外，植物甾醇还可用作动物的肝功能改善剂除以上用途外，植物甾醇在造纸行业可用于纸张的精压加工；在印刷行业可作为油墨颜料的分散剂；在纺织工业可作为柔软剂；在农业中可以作为大规模合成农业除草剂和杀虫剂的原料等β-谷甾醇和植物生长激素与能在水中形成分子层膜的脂质制成的核糖核蛋白，作为动物生长剂添加到饲料中可通过注射由动物皮下吸收，或通过表面喷雾由皮肤吸收，或作为养殖池水添加剂，适用于蚕、鱼、虾、鸟和家畜，从而达到促进动物生长，提高产量，降低成本良好经济效益的目的1.3 单一植物甾醇的分离精制的研究进展由于甾醇单体结构极其相似，因而从单一植物甾醇中分离β-谷甾醇、豆甾醇，得到纯度较高的单体甾醇是一件困难而又繁琐的工作但实现单组分高纯度植物甾醇的规模化生产，可以为甾体药物的生产提供较为廉价的原料[11]目前，国内外对植物甾醇单体的分离方法主要有化学法和物理法1）化学法化学法的原理是通过化学反应来制备植物甾醇的衍生物，从而增加了各种植物甾醇的物性差异，然后再利用物理方法分离出单体比如利用有机酸与甾醇羟基发生酯化反应生成相应衍生物，增大物理性质差异，然后重结晶分离是利用甾醇环和支链上双键发生卤素加成反应，使生成衍生物物理参数差异变大,再选择合适的有机溶剂萃取、重结晶分离[12]。

通常利用豆甾醇乙酯的四溴化物和β-谷甾醇乙酯的二溴化物溶解度的差异，首先将混合植物甾醇用乙酸酐进行酯化反应，然后将酯化产物用过量溴进行溴化，选用合适的溶剂分离出四溴化物和二溴化物分离后的产物分别用锌粉还原脱溴、碱性水解，最后在丙酮中重结晶得到纯的豆甾醇和β-谷甾醇这种工艺在大规模的工业化生产中存在反应步骤多、成本高、操作困难、环境污染大、溶剂回收率低等缺点，因而不能达到令人满意的分离结果2）物理法物理法的原理是利用甾醇物理性质的不同从而达到分离的结果，依据的物性不同,所采取的方法也不同,如利用个别甾醇蒸汽压力不同，真空蒸馏分段富集;在层析柱中利用个别甾醇在洗脱液与吸附剂之间分配差异，达到分离目的；利用个别甾醇在有机溶剂中溶解度的差异，进行重结晶分离等万建春等[13]测定β-谷甾醇和豆甾醇在环己酮中的溶解度，利用β-谷甾醇和豆甾醇在环己酮中的溶解度随温度变化的差异，分别用重结晶法提纯β-谷甾醇和豆甾醇，并对豆甾醇的结晶条件(料液比、结晶温度和养晶时间)进行优化试验结果表明，经过4次结晶操作，β-谷甾醇的纯度可达到90%；豆甾醇结晶过程中采用料液比(混合植物甾醇与环己酮比，g/mL)1:3.3、结晶温度25℃、养晶5h的条件下，经5次结晶豆甾醇的纯度达到96%。

吴英艳等[14]测定了甾醇单体在不同溶剂中的溶解度数据，在此基础上，利用菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇在环己酮中的溶解度随温度变化的差异，用重结晶法提纯β-谷甾醇，经过3次结晶操作，β -谷甾醇的纯度达到86.58%；利用菜油甾醇、豆甾醇在正戊醇和环己酮中溶解度的差异，经过5次重结晶,结晶产品中豆甾醇的纯度分别达到96.1%和93.9%1.4 本文的研究内容和意义本文研究了豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解特性，主要的研究内容如下：（1）测定豆甾醇在不同甲苯含量的甲苯-乙醇二元溶剂中的溶解度2）采用Apelbalt模型拟合溶解度与温度的关系，为二元溶剂结晶分离精制豆甾醇提供理论数据2 实验部分2.1 实验药品豆甾醇（纯度＞95%，西安蓝天生物工程有限责任公司），乙醇（AR，国药集团化学试剂有限公司），甲苯（AR，国药集团化学试剂有限公司）2.2 实验仪器温度计，移液管，球形冷凝管，玻璃夹套结晶器（自制），磁力加热搅拌器（常州国华电器有限公司），T33A电子天平（上海天平仪器厂），DCW3510型低温恒温槽（上海比朗仪器有限公司）2.3 豆甾醇在甲苯-乙醇二元溶剂中溶解度的测定豆甾醇在溶剂中的溶解特性，是采用溶剂结晶法分离提纯混合物的热力学基础。

目前测量溶解度的方法很多，归纳起来大体上可以分成动态法和静态法两种[15,16]静态法是指在恒定的温度、压力和溶质过量的条件下，搅。