【doc】聚酰胺／硅胶吸附剂吸附分离茶多酚的红外光谱

【doc】聚酰胺／硅胶吸附剂吸附分离茶多酚的红外光谱 聚酰胺,硅胶吸附剂吸附分离茶多酚的红 外光谱 第38卷第5期 1999年9月 厦门大学(自然科学版) JournalofXiamenUniversity(NaturalScience) V0138No.5 Sep.1999 ]I6—7ZD聚酰胺/硅胶吸附剂吸附分离 茶多酚的 . 外光谱2 . 林种玉傅锦坤杨茹古萍英 (固体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面物理化学目蒙互茎厦f.1学物理化学研究所厦门大学化学系厦门361005) 摘要用傅里叶变换红外光谱研究了室温下聚酰胺/硅腔吸附剂(PA/S[O)对茶叶中茶多酚 0 ? 的分离提取原理.豇外光谱表明,PA/S[O:中PA分子的酰胺基一c—NH一是通过氢键嗳附荼多酚 分子的活性基团,而酰胺基对咖啡因分子设有吸附作用PA/SiO中表面羟基OH是吸附咖啡 因及茶多酚分子的活性基团.由于氢键的作用,荼多酚和咖啡因分子之问也能相互吸附.PA/S[O:对 氨基酸类物质不起吸附作用因而容易将其分离 关键词l!乏坠提取:堑[娄堂?咖啡因堕盟 中国图书分类号O657.330949.7584豸离吸 茶叶中含有茶多酚,咖啡因及多种氨基酸等生物活性物质[1,其中荼多酚含量约占茶叶干 重的22茶多酚是天然抗氧化剂,具有很强的清除自由基作用以及抑制癌变,脂质过氧化, 抗衰老,抗辐射等多种生理功能[2].有关茶叶中茶多酚的分离提取研究国内外已有大量的文献 报道,.在这些研究基础上,我们开发研制了一种提取茶叶中茶多酚的PA/si0吸附剂[6], 荼多酚提取率高于9o,纯度可达80,90;工艺简单,吸附剂可反复使用,且无污染环境 问题,具有应用前景.本文用红外,紫外可见光谱研究了室温下该吸附剂与茶多酚,咖啡因和氨 基酸(L一胱氨酸)之间的相互作用本质. 1实验 1.1试剂 聚酰胺(尼龙一66,颗粒状,上海树脂厂),扩孔硅胶(30~40目,r一12nm,青岛化工厂),茶 多酚(自制品,纯度90_2),咖啡因,L,胱氨酸均为生化试剂. 1.2PA/SiO:吸附剂制备 具体步骤同文献E6]. 13红外光谱测定 样品制备:室温下用1,2gPA/SiO分别置于茶多酚,咖啡因,氨基酸的水溶媛中,搅拌 30min,过滤;已吸附茶多酚,咖啡因等物质的PA/SiO:试样在8O?下抽真空干燥24h,然后 ?本文1999—04一O7收到f厦仃市自然科学基金资助项目(Z93704) 第5期林种玉等:聚酰胺/硅胶吸附剂吸附分离荼多酚的红外光谱 分别将其与干燥的KBr粉末混合(约1:20),研磨,压片(厚0.2ram). 仪器条件:NIC740FTIR光谱仪,MCT—B检测器.分辨率4cm-.,增益1,扫描次数32,平 滑参数11,平滑次数1.KBr片(厚0.2lnm,增益1,扫描次数32)作参比. 1.4紫外可见光谱测定 配制一组茶多酚和咖啡因含量分别为9.6和2.4的水溶液.各取5mL流经不同PA 负载量的PA/s10:吸附剂[.用氯仿萃取流出液中的咖啡固,用岛津uV一240紫外可见分光光 度计测定咖啡因含量. 2结果与讨论 属PA分子NH , 基二聚 4————_————15————及多聚的vN—H.1642.00】?0050 y,cm.I 640 :;.:?外光谱(图1c)发生了变化.' SiOz表面二聚的羟基一一 (3446cm)和vsl—o(1102cm)两谱带分别向低频位移至3426cm和1094cm,.而PA 二聚及多聚的一H(3299cm,,3060cm)分别蓝移至3309(:ITt及3106{2m-.,uc:.(1642 cm)没有位移.上述现象表明PA分子的NH基同SiO表面二聚的OH及SiO基相互作用形 成多聚的分子间氢键,削弱了O--H及Si—O键,导致'oo一"及一.红移.负载于SiO.上的PA 分子起了堵塞硅胶表面OH基吸附活性位的作用.载体SiO.经扩孔处理过,复盖在扩孔硅胶 表面的PA在SiO分子的分散作用下,相当一部分PA分子削弱或解除了分子问氢 键,而导致 一 蓝移.PA的.谱带位置保持不变,说明该分子的C=O键没有同硅胶的OH基作用形 成氢键.载体SiO是酸性氧化物,其表面活性基团极易同PA分子中一C--NH--基团 略呈碱 性的NH基相互作用形成氢键,保留PA分子中略呈酸性的C=O基团的吸附活性 位. 2.2PA/SiO吸附茶多酚的红外光谱 图2示出自制茶多酚(以儿茶紊为主的多酚类混合物)以及PA/SiO吸附茶多酚的 红外光谱. 厦门大学(自然科学版) 图2a中336Zcm谱峰来自茶多酚分子中OH基的 Uo—H.茶多酚同PA/SiO.相互作用的结果引起该 H谱带(3362cm)蓝移至3396cm"(图2b).而 PA/Si吸附剂中PA分子uc—o谱带由l642cm (图lc)降至l630cm_.,说明PA分子C=O基端氧 同茶多酚分子OH基氢原子相互吸引形成氢键,导致 uc.红移.但茶多酚分子的Uo一谱带由3362cm蓝 移至3396cm一,这是由于复盖在扩孔硅胶表面的 PA分子的C:O基对茶多酚分子OH基的吸附起了 分散茶多酚分子的作用,从而削弱或消除了茶多酚 部分分子内及分子间氢键的缘故.上述结果表明PA 对茶多酚有吸附作用. 2.3PA/SiO.吸附咖啡因的红外光谱 由图3示出的咖啡因及PA/Si吸附咖啡因的 红外光谱看出,当加八咖啡因后,PA/SiOz中sio2表 面羟基的uo—H谱蜂由342:5cm(图lc)降至3412 cm(图3b).咖啡因的两个uc一0谱峰(1702cm_., l663cm)在与吸附剂相互作用之后,其中 N , c—o基的uc一0谱带由1663cm降至1653 / N , cm_.,说明咖啡因分子的c=o N 基端氧同吸附剂中si表面羟基形 成氢键,而导致谱带红移-咖啡因分t 子的另一个基团的uc:.l C呈 谱带(1702cm一)由于其羰基端氧的' N \ 萎? b 27001400 v/m.I 图2茶多酚(a)和PA/SiO吸附茉多醣 (b)的红外光谱 Fig21Rspectraof(a)teBpolyphenoland (h)teapdypheno1ad~rbedhy PA/SI(】2 b 电负性小于c==()基,加上空间432l N //cm'' 竺案苎:鐾季要图3咖啡困()和PA/SiO~吸附咖啡因(b)的红外光谱羟基形成氢键,因此谱峰位置保持不Fi g,3I … Rsp ' ectra ' of()caffe … inean … d( 一 h)caffeine三dby 变.比较图lc与图3b看出,加八咖PA/SiO~ t8目g曼《 第5期林种玉等:聚酰胺/硅胶吸附剂暇附分离茶多酚的红外光谱 谱带位置(3310cm)基本保持不变,说明PA分子的NH基并没同咖啡囡分子C=O基形成 氢键.上述结果表明SiO表面OH基对咖啡因有吸附作用,PA对咖啡因没有吸附作用而对茶 多酚有吸附作用.负载型PA/SiO吸附剂是将载体SiO:经高温扩孔处理过,这样一方面减少 其表面吸附水蒸汽形成的OH基数量,另一方面提高PA在SiO表面的复盖度,使硅胶表面残 余的OH基减少到最低限度,使其吸附咖啡因的量降至最低水平,提高茶多酚与咖啡因的分离 效果. 2.4PA/siO.同时吸附茶多酚和咖啡因的红外光谱 图4为PA/O同时吸附茶 多酚和咖啡因的红外光谱.比较 吸附剂只吸附茶多酚的红外光谱 (图2b)发现,当多加入咖啡因之 后,已和PA分子C=O基作用的 茶多酚分子的u0一吸收谱带由 3396cin_.降至3344cm-.,咖啡 N , 因的c—.基团的=.由 N 1663cin降647cm-I,说明o0.?, cm.1 22on90 N…' 酚子基团端氧…, NSiO 能吸引茶多酚分子的OH基形成 氢键.比较吸附剂只吸附咖啡因的红外光谱(图3b)看出,当多加入茶多酚之后,茶多 酚及已和 PA作用的硅胶表面羟基u0一吸收谱带分别由3362cin及3412cm降至3344cm-., 已和 N , 硅胶OH基作用的咖啡因分子—O基的uc—o,由1653cm再次降至1647cm-..说明 N 茶多酚与咖啡因分子的活性基团之间的相互吸附作用,也说明茶多酚分子同硅胶 表面羟基形 成了多聚的分子间氢键,吸附剂中硅胶对茶多酚也有吸附作用.氨基酸(L一肮氨酸)的红外光 谱表明,可归属于肮氨酸NH基uN—H的3026cm-.,CoO一基uc:0的l585cm和COOH基 uc—o的1622cin_.3个谱峰,在肮氨酸同PA/SiO作用之后,上述活性基团的谱峰位置均保持 不变,说明PA/Sj吸附刺未能由于氢键作用而吸附氨基酸.IR谱还表明,氨基酸与茶多酚及 咖啡因之间没有吸附作用,因此容易将其同茶多酚及咖啡因分离. 2.sPA/SiO:吸附咖啡因的紫外可见光谱测定 选取273nln峰作为咖啡囡的定量峰,测流出液中咖啡因的含量.结果表明当含有9.6 茶多酚和2.4咖啡因的混合水溶液流经PA/SiO之后,已经分离出其中2/3的咖啡因,还有 i/3留在茶多酚里.经过几次反复,茶多酚中咖啡因含量逐次可减少约2/3.实际上茶叶中咖啡 因的含量只有2,5%,若经过如此多次吸附,必能有效地分离出咖啡因,使其残留量降至最 tu口宕?口E ? 720?厦门大学(自然科学版)i999年 低水平,提高茶多酚的纯度.咖啡因对茶多酚的吸附作用会影响两者的分离效果.实际上吸附 剂与咖啡因对茶多酚的分子之间存在着竞争吸附过程.从结构上看,吸附剂PA分子含有大量 ON \ 的—c—NH一活性基团,比咖啡因分子单个c—0基更容易吸附茶多酚分子的羟基 / N 氢,竞争结果绝大多数茶多酚分子的活性基团选择性地吸附在PA/NO中PA分子上,而达到 吸附平衡,从而分离出其中的咖啡因. 参考文献 原征彦.荼多酚类的功能和食品中应用.NewFoodIndustry,1990,32(2):33~38 陈惠英,颜国钦.茶叶抗致突变及抗癌之研究概况,食品工业(台湾),i993,25(12):14~21 葛宜掌.赵本钧.茶叶天然抗氧化剂——茶多酚的提取方法.中国专利,CN1071660A.1993 杨贤强,叶立扬,贾之慎.一种茶叶中提取天然抗氧化剂的方法.中国专利,CN1043730A.1990 胡秋辉,姜梅,朱建成.茶叶中咖啡囡和荼多酚提取技术研究.天然产物研究与开发.1997,9(2):63--66 傅锦坤,刘金渡,金来等负载型吸附剂及其用于从茶叶中提取茶多酚的方法中国专利.CN1186717A l998 BeliamyLJ.TheIMra—redspectraofcompiexnlolecules.London:ChepmenandHaL1.1978l08,l21, 231,240 中西香尔,索罗曼PH着,三绪明译.红外光谱 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 100倒.北京:科学出版社.I984:26 IRAbsorptionSpectraofTeaPolyphenolExtracted byPA/SiO2 LinZhongyuFuJinkunYangRuGuPingying (StateKeyLab.forPhys.Chem.ofSolidSurf.,Inst.ofPhys.Chem Dept.ofChem.,XiamenUniv.,Xiamen361005) Abs~actTheprincipleofteapolyphenolextractedbypolyamideonsilicaadsorbent (PA/Si0z)atroomtemperaturewasStudiedwithFTIRSpectroscopy.TheobtainedIRs,osctr a O showedthattheamidegroup—C—-NH—ofthePAmoleculeofPA/SiO2adsorbedtheactive groupofteapolyphenolmoleculethroughhydrogenbondinganddidnotadsorbthecaffeine molecule.ThesurfacehydroxylgroupontheSiO2ofPA/Siwasthereactivegroupwhichad— sorbedcaffeineandteapolyphendmolecules,andtheteapolyphenolandcaffeinemoleculescan alsoadsorbeachotheviahydrogen— bonding.Substanceslikeaminoacidswerenotadsorbedby PA/SiOtandthuseasilyseparated. KeywOrcISTeapolyphenol,Extraction,IRspectra,Caffeine,Polyamide,Silica 12345678