专利名称：植物源固锌化合物及其制备方法和用途的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种植物源固锌化合物及其制备方法和用途，属于环境保护技术领域。
背景技术：
东南景天(S.alfredii Hance)，生长在中国南方的一个古老铅/锌矿区，由于其地上部具有能够超积累20g/kg以上的锌的特性，已被确定为一个我国原生的新的锌超积累生态型植物[Yang XE，Long XX，Ni WZ, Fu CX. Sedum alfredii H :a new Zn hyperaccumulating plant first found in China.Chin.Sci.Bull.2002,47 (19) 1634-1637]；与模式植物锌超积累遏蓝菜相比，因为其在一个生长季节具有更大的生物量，为1800kg/hm2，而且一年可以收获2-3次，因而更具有植物修复污染土壤的潜力。稳定的金属螯合剂可以在植物体内充当配位金属离子的络合物，对植物地上部金属离子的吸收、运输和积累非常重要。植物体内已有的低分子量有机螯合剂，如草酸、组氨酸、苹果酸、柠檬酸、谷胱甘肽和烟草胺等，可以作为金属配合物。首次发现一个特定的配体可能参与了镍超积累植物中的转运M到地上部，镍超积累植物的叶片提取物中镍的化学形态是与苹果酸和柠檬酸的螯合物，在木质部渗液中组氨酸螯合物占总镍约40% [ Kramer U, Cotter-Howells JD, Charnock JM, Baker AJM, Smith JAC. Free histidine as a metal chelator in plants that accumulate nickel. Nature 1996,379 :635-638]。另一个发现是，中国江西耐铝荞麦品种，响应铝胁迫时其根系迅速分泌草酸，叶细胞中铝以无毒的铝-草酸复合物存在，其中铝草酸以1 3的比例形成铝-草酸复合物[Ma JF, Zheng SJ, Matsumoto H，Hiradate S.Detoxifying aluminium with buckwheat. Nature. 1997. 390, 569-570]。锌超积累植物遏蓝菜中烟草胺并不是锌的主要存储配体，相反，可能参与了超积累植物中的锌向地上部的转运。蛋白质和其他生物分子，如金属硫蛋白和植物螯合肽，可能作为金属离子的配体。已有研究表明，镉的富集导致镉超积累植物S. alfredii H中谷胱甘肽的增加，而不是植物整合月太的增力口 [Sun Q, Ye ZH，Wang XR, Wong ΜΗ. Cadmium hyperaccumulation leads to an increase of glutathione rather than phytochelatins in the cadmium hyperaccumulator Sedum alfredii. Journal of Plant Physiology. 2007. 164 1489-1498]，而且超积累植物S. alfredii H中植物螯合肽的合成与非超积累S. alfredii H 中起着类似的作用。专利O01010298902.X，利用超积累植物持续提取农田土壤锌的方法) 中的公开方法是在每千克锌污染土壤中施入50 SOOmg可溶性磷肥，并配施0. 2g氮和 0. 2g钾作为基肥；将东南景天带腋芽茎段先用营养液预培养3-4周，将株高6-8cm，根系生长旺盛的东南景天幼苗移栽到经上述处理的锌污染土壤中，按传统农耕法管理生长，每四个月收割东南景天地上部，收割时地上部留茎2-3cm高。定期重复收割东南景天地上部，能持续降低土壤中的锌浓度。说明锌超积累植物东南景天可以用于锌污染土壤的持续植物修复。然而，目前还没有关于报道锌超积累植物S. alfredii H中特定的植物源固锌化合物的制备方法和用途。开发特定的植物源固锌化合物及其制备方法和用途，有利于发展锌超积累植物东南景天对污染土壤中锌的植物提取的环境保护技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种植物源固锌化合物及其制备方法，用于提高锌超积累东南景天对锌的植物提取的能力。为了解决上述技术问题，本发明提供一种植物源固锌化合物，其为从东南景天 (为锌超积累植物，即锌超积累东南景天)的茎叶中提取的化合物，浅黄色粉末，空气中极易吸潮成棕色粉末，易溶于水；红外光谱(KBr压片):3355cm"1处为-OH的特征峰；2929cm"1处为-CH2的特征峰；1515CHT1和749CHT1处为苯环特征峰，830^^1处为对位取代苯环的特征峰；138 !^1处为-NO2的特征峰1075(3!^1处为C-O(H)的特征峰JeigcnT1处为样品中吸附的水的特征峰。核磁共振氢谱1H NMR(500MHz, DMS0_d6) δ 10. 941 (s, 1H)，7. 576 (d, J = 8Hz, 1H)，7· 357 (d，J = 8Hz, 1H)，7. 225 (s，1H)，7. 076 (t，J = 7. 5Hz, 1H)，6. 987 (t，J = 7. 5Hz, 1H), 3. 517(m，3H)，2. 985(m，4H)，2. 380 (s，1H)，1. 246 (s，1H)，1. 083 (d，J = 7. 5Hz, 1H)， 0. 863 (m, 3H).核磁共振碳谱 13C NMR(125MHz，DMS0_d6) δ 136. 790,127. 875,124. 558, 121. 368，118. 819，118. 745，111. 773,63. 397,60. 647,56. 472,55. 340,55. 125,53. 913， 53. 252，29. 432，27. 533，25. 083，18. 994。本发明还同时提供了上述植物源固锌化合物的制备方法，依次包括以下步骤1)、将东南景天(锌超积累东南景天)的茎叶(亦称地上部)，采用体积浓度为 35 45%的乙醇溶液浸提、热回流、或者超声提取；所得的提取液经真空浓缩后得到粗提取物；2)、将粗提取物用水溶解后，按1 1的体积比加入石油醚萃取，弃石油醚层以除去非极性和低极性杂质，得到深红色水溶液；3)、将深红色水溶液上样于装有弱极性AB-8型大孔树脂的层析柱，充分吸附后， 依次用水以及10%、20(%、30(%、40(%体积浓度的乙醇溶液以1.5BV/h梯度进行洗脱分离 (BV指树脂床体积)；收集30%体积浓度的乙醇溶液对应的洗脱液；将所述30%体积浓度的乙醇溶液对应的洗脱液先减压浓缩挥去乙醇，再冷冻干燥，得黄褐色粉末状的植物源固锌化合物的粗提物。作为本发明的植物源固锌化合物的制备方法的改进将黄褐色粉末状的植物源固锌化合物的粗提物用色谱甲醇溶解，过0. 22 μ m滤膜后，用制备型高效液相色谱纯化，流动相为甲醇/水=30 70 (0 30min) 40 60 (30 75min)，收集到纯度为99. 0%的组分，真空冷冻干燥后，得到浅黄色粉末状的植物源固锌化合物(纯度99. 0% )。作为本发明的植物源固锌化合物的制备方法的进一步改进制备型液相色谱条件为 WATERS 600P-HPLC,色谱柱规格 XTerra, RPC18 250X 25mm,粒径 10 μ m,柱温 25 °C， 流速8ml/min，进样量1.5ml，波长278nm，流动相为甲醇水=30 70 (0 30min) 40 60(30 75min)，时间 75min，保留时间 75min，柱压力 10 15mbar。本发明还同时提供了上述植物源固锌化合物的用途，其特征在于用于促进东南景天(锌超积累东南景天)的茎叶中锌的积累。在本发明中，东南景天选用锌超积累东南景天，在其茎叶中含有0.788% 0. 956% (质量比)的植物源固锌化合物，该植物源固锌化合物为该植物体内的主要代谢产物之一。在本发明的步骤1)中，每IKG的东南景天茎叶(干重)配用10 30L的乙醇溶液(体积浓度为35 45% )。本发明的显著优点和效果如下a)本发明以植物修复锌污染的锌超积累植物一东南景天为原料，锌超积累的东南景天已经被国内很多单位(浙江慈溪、广东等地)采用，建立了污染土壤的植物修复基地。国外已经开始温室气体CO2固持降低的市场交易。碳固持补助在欧共体、美国、新西兰、 澳大利亚等已实施。(X)2固持补助是指固持1吨(X)2由政府所提供的补助，如美国固定1吨 CO2补助10-40美元。有些国家对生物质能源植物(X)2固持补助价格更高一些，如意大利用每100公斤生物能源原料补助22欧元。按每100公斤生物能源原料补助30美元计，预计每公顷污染土壤可生产东南景天植物生物量5. 4吨/年(干重)，此项每公顷污染土壤每年从温室气体(X)2固持补助费中收益5. 4X IOOOkgX$30/100kg = 1620美元。b)本发明具有工艺简单、安全、成本低、污染小的特点。采用本发明从锌超积累东南景天中提取的一种固锌化合物，是一种植物源固锌化合物，可以用作锌超积累东南景天叶面喷施的固锌剂。本发明充分开发利用了锌超积累东南景天中的植物源固锌化合物，用于促进锌超积累东南景天对锌的植物提取的能力。c)采用35 45%的乙醇溶剂浸泡和超声波处理的方式进行提取，提高了植物源固锌化合物的含量，减少了杂质的含量。所用到的纯化精制方法是非极性大孔树脂和制备型液相色谱两步法，保证了植物源固锌化合物的高纯度，纯度为99. 9%。本发明的植物源固锌化合物实际使用时，可配制成浓度为5 20g/L的溶液，然后涂抹在东南景天的叶面上(单面涂抹和双面涂抹均可，叶面湿润即可)。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。
图1为基于锌超积累东南景天的植物源固锌化合物的制备方法的流程图。图2为实施例2中超积累东南景天40%乙醇提取液㈧、实施例2中AB_8大孔树脂层析-30%乙醇洗脱液(B)、实施例3中制备型高效液相色谱纯化后流出液(C)的液相色谱图；保留时间9. 5min处的化合物，是锌超积累东南景天茎叶中的一种固锌化合物。图3为实施例3中制备型高效液相色谱纯化后的固锌化合物的红外光谱。图4为实施例3中制备型高效液相色谱纯化后的固锌化合物的核磁共振氢谱(A) 和碳谱⑶。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1 一种植物源固锌化合物的制备方法采集成熟期的锌超积累植物一东南景天的茎叶(亦称地上部)，洗净后，65°C烘干(含水率彡0.5%，重量比)，磨样机研磨成干粉末，过100目筛。取500g锌超积累东南景天地上部干粉，置于15L的容器中，加入15倍体积的40%乙醇-水(V/V)溶液7. 5L，充分搅勻后，进行溶剂浸提(磁力搅拌3天，常温)，得到的浸提液过滤。将过滤所得的残渣重复上述过程共3次(即以残渣替代干粉末，重复上述浸提)。合并4次浸提所得的提取液， 通过布氏漏斗抽滤。得到的抽滤液于30°C经双泵抽气减压，浓缩，得到69. 82g的粗浸膏，用超纯水溶解，定容至250mL后，配制成浓度为0. 28g干样/ml的溶液。在层析柱(直径3cm)中装好已洗净的AB_8型大孔树脂，静置后柱高31cm，体积 219ml。在其上端加入50ml浓度为0.28g干样/ml的溶液，用滴管慢慢从上部沿管壁均勻加入。分别用超纯水、10 %、20 %、30 %、40 %的乙醇-水溶液各219ml从树脂上端慢慢加入，进行梯度洗脱，流速约每秒钟1滴，收集20%、30%乙醇洗脱液，每1/;3BV的洗脱液收集 1管，平均每梯度接3管，每管73ml。保持液面高度稳定在高于树脂床IOcm的位置。每管取anl，过0. 22 μ m滤膜过滤，用HPLC检测洗脱液中的成分(Agilent 1200 =EclipseXDB-C18 柱，4. 6讓X 250讓，粒径5 μ m，温度25°C ；流速lml/min ；进样量10 μ 1 ；波长278nm ；甲醇/ 水=15/85的体积比；流出时间20min ；压力0 3mbar)。表1超积累东南景天干粉浸提液大孔树脂分离时用20%乙醇洗脱后的HPLC分析
结果
权利要求
1.植物源固锌化合物，其特征在于为从东南景天的茎叶中提取的化合物，浅黄色粉末，空气中极易吸潮成棕色粉末，易溶于水；红外光谱(KBr压片):3355cm-1处为-OH的特征峰；2929cm-1处为-CH2的特征峰； 1515cm"1和749CHT1处为苯环特征峰，830CHT1处为对位取代苯环的特征峰；138 !^1处为-NO2的特征峰1075(3!^1处为C-O(H)的特征峰JeigcnT1处为样品中吸附的水的特征峰；核磁共振氢谱 1H NMR (500MHz, DMS0_d6) δ 10. 941 (s，1Η)，7. 576 (d，J = 8Ηζ，1Η)， 7. 357 (d, J = 8Hz，1H)，7· 225(s，1H)，7· 076(t，J = 7. 5Hz, 1H) ,6. 987 (t, J = 7. 5Hz, 1H), 3. 517 (m, 3H), 2. 985 (m, 4H), 2. 380 (s, 1H), 1. 246 (s, 1H), 1. 083 (d, J = 7. 5Hz，lH)， 0. 863 (m, 3H).核磁共振碳谱 13C NMR(125MHz，DMS0_d6) δ 136. 790,127. 875,124. 558, 121. 368，118. 819，118. 745，111. 773,63. 397,60. 647,56. 472,55. 340,55. 125,53. 913， 53. 252，29. 432，27. 533，25. 083，18. 994。
2.如权利要求1所述的植物源固锌化合物的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤1)、将东南景天的茎叶，采用体积浓度为35 45%的乙醇溶液浸提、热回流、或者超声提取；所得的提取液经真空浓缩后得到粗提取物；2)、将粗提取物用水溶解后，按1 1的体积比加入石油醚萃取，弃石油醚层以除去非极性和低极性杂质，得到深红色水溶液；3)、将深红色水溶液上样于装有弱极性AB-8型大孔树脂的层析柱，充分吸附后，依次用水以及lO^JO^JO^dO^体积浓度的乙醇溶液以1. 5BV/h梯度进行洗脱分离；收集 30%体积浓度的乙醇溶液对应的洗脱液；将所述30%体积浓度的乙醇溶液对应的洗脱液先减压浓缩挥去乙醇，再冷冻干燥，得黄褐色粉末状的植物源固锌化合物的粗提物。
3.根据权利要求2所述的植物源固锌化合物的制备方法，其特征在于将黄褐色粉末状的植物源固锌化合物的粗提物用色谱甲醇溶解，过0. 22 μ m滤膜后，用制备型高效液相色谱纯化，流动相为甲醇/水=30 70 (O 30min) 40 60 (30 75min)，收集到纯度为99. 0%的组分，真空冷冻干燥后，得到浅黄色粉末状的植物源固锌化合物。
4.根据权利要求3所述的植物源固锌化合物的制备方法，其特征在于所述制备型液相色谱条件为WATERS 600P-HPLC,色谱柱规格XiTerra, RPC18 250 X 25mm,粒径10 μ m,柱温 25°C，流速8ml/min，进样量1. 5ml，波长278nm，流动相为甲醇水=30 70(0 30min) 40 60(30 75min)，时间 75min，保留时间 75min，柱压力 10 15mbar。
5.如权利要求1所述的植物源固锌化合物的用途，其特征在于用于促进东南景天的茎叶中锌的积累。
全文摘要
本发明公开了一种植物源固锌化合物为从东南景天的茎叶中提取的化合物，浅黄色粉末，空气中极易吸潮成棕色粉末，易溶于水；红外光谱(KBr压片)3355cm-1处为-OH的特征峰；2929cm-1处为-CH2的特征峰；1515cm-1和749cm-1处为苯环特征峰，830cm-1处为对位取代苯环的特征峰；1384cm-1处为-NO2的特征峰；1075cm-1处为C-O(H)的特征峰；1619cm-1处为样品中吸附的水的特征峰。本发明还同时提供了上述植物源固锌化合物的制备方法。该植物源固锌化合物的用途为用于促进东南景天的茎叶中锌的积累。
文档编号B09C1/00GK102408455SQ20111022058
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者张梦希, 彭红云, 杨肖娥, 邢严 申请人:浙江大学