Savienojumsberberīna tilpuma pulveris ir dabiski sastopams alkaloīds. Tas ir uzreiz atpazīstams ar visspilgtāko funkciju: intensīvu, zeltainu - dzelteno krāsu. Šis raksturlielums ir tik izteikts, ka gadsimtiem ilgi, pat pirms tās ķīmiskā identitātes, augi, kas satur berberīnu, piemēram, Goldenseal (Hydrastis canadensis), Oregonas vīnogas (mahonia aquifolium) un barberry (berberis vulgaris), tika izmantotas kā dabiskas krāsvielas tekstilizstrādājumiem, ādai un koks. Jautājums "Kāpēc Berberine ir dzeltena?"
Vai molekulārsEfektē krāsuno berberīna?
Berberīna tilpuma pulverisir izohinolīna alkaloīds. Tās molekulārā formula ir c₂₀h₁₈no₄⁺, norādot, ka tā ir katjons - pozitīvi uzlādēts jons. Šis lādiņš tiek delokalizēts visā molekulā, kas ir būtiska tās krāsai. Struktūra ir sarežģīta, un to var sadalīt galvenajās komponentos, kas veicina tās īpašības:
• Izokinolīna skelets:
Šī ir kausēta gredzenu sistēma, kas sastāv no benzola gredzena, kas saplūdis ar piridīna gredzenu. Piridīna gredzenā ir slāpekļa atoms, kas ir kvartalizēts (pozitīvi lādēts, uzrakstīts kā n⁺), padarot šo molekulas daļu aromātisko un elektronu - deficītu.
• Dioksimetilēna grupa (- o - ch₂ - o -):
Šī ir izplatīta funkcionālā grupa, kas daudzos dabiskos produktos pievienota aromātiskiem gredzeniem. Tas ziedo elektronus gredzenu sistēmā, ietekmējot elektronu blīvumu.
• Paplašināta konjugācija:
Viskritiskākā īpašībaberberīna tilpuma pulveris ir plaša konjugēto dubulto obligāciju sistēma. Berberīnā gredzeni tiek sakausēti tādā veidā, ka mainīgas vienas un dubultās saites rada lielu, nepārtrauktu π - elektronu sistēmu, kas aptver gandrīz visu molekulu. Iedomājieties plašu "elektronu šoseju", kurā elektroni neaprobežojas ar vienu saiti, bet tiek delocalizēti visā struktūrā
Kāpēc berberīns ir dzeltens?
Krāsu fizika: kāpēc mēs redzam dzeltenu
Krāsa nav objekta raksturīga īpašība.Berberīna tilpuma pulverisir mūsu smadzenēs radīta uztvere, pamatojoties uz gaismu, kas sasniedz mūsu acis. Baltā gaisma no saules vai spuldzes sastāv no nepārtraukta viļņu garumu spektra, katra atbilst krāsai (violetai, indigo, zilai, zaļai, dzeltenai, oranžai, sarkanai).
Kad berberīns apgaismo baltā gaismā, tas absorbē šīs gaismas specifiskos viļņu garumus. Atlikušie viļņu garumi tiek atspoguļoti vai pārraidīti, un to mēs uztveram kā krāsu.
Gaismas absorbcija ir kvantu mehānisks process. Lai absorbētu gaismas fotonu, tā enerģijai precīzi jāsaskaņo enerģija, kas nepieciešama, lai veicinātu elektronu no sava zemes stāvokļa (zems - enerģijas orbitāls) ar ierosināto stāvokli (augstāks - enerģijas orbitāls). Fotona enerģija (E) ir apgriezti proporcionāla tā viļņa garumam (λ), kā norādīts vienādojumā:
E=HC / λ
kur * h * ir Planka konstante un * c * ir gaismas ātrums.
Tas nozīmē, ka augstiem - enerģijas fotoniem ir īsi viļņu garumi (piemēram, violetā, zilā krāsā) un zems - enerģijas fotoniem ir gari viļņu garumi (piemēram, sarkana, oranža).
Molekula, kas absorbē augstu - enerģiju, īsu - viļņa garuma gaismu (piemēram, zilā vai violetā) parādīsies dzeltenā vai oranžā krāsā, jo papildinošā krāsa (pretēji uz krāsas riteņa) ir tā, ko mēs redzam.
Un otrādi, molekula, kas absorbē zemu - enerģiju, gara - viļņa garuma gaisma (piemēram, sarkana) parādīsies zilā - zaļā krāsā.
Dabai - izgatavotajam berberīna lielapjoma pulverim ir īpaša enerģijas plaisa starp visaugstāko okupēto molekulāro orbitāli (HOMO) un zemāko neaizņemto molekulāro orbitāli (LUMO). Enerģija, kas nepieciešama, lai pārlēktu šo plaisu, atbilst fotoniem zilā - uz - redzamā spektra indigo/violetā reģionu, aptuveni no 345 nm līdz 435 nm. Tas ir tā absorbcijas spektrs ar raksturīgu virsotni, kas bieži ir ap ~ 421 nm un vēl aptuveni ~ 345 nm.
Jauberberīna tilpuma pulverisEfektīvi absorbē zilu un violetu gaismu, tas noņem šīs krāsas no baltas gaismas, kas uz to spīd. Gaismai, kas tiek atspoguļota vai pārraidīta, nav šo blūza, un mēs uztveram atlikušo krāsu - zaļumu, dzeltenumu, apelsīnu un sarkano - sajaukumu, ko mūsu vizuālā sistēma integrējas spoži dzeltenā krāsā. Jo intensīvāka absorbcija, jo spilgtāka krāsa. Berberīna absorbcija ir tik spēcīga, ka tā risinājumi bieži ir fluorescējoši, izdalot dzelteno - zaļo mirdzumu zem UV gaismas, turpmāk pierādot tā elektronisko ierosmi.
Hromofors: "krāsa - nesējs" berberīnā
Ķīmijā par savienojuma krāsu atbildīgo atomu grupu sauc par hromoforu (no grieķu hroma, kas nozīmē krāsu un phoros, kas nozīmē nesēju).Berberīna tilpuma pulverisVisa plaši konjugētā sistēma darbojas kā viens, liels hromofors. Galvenās funkcijas, kas padara šo sistēmu par efektīvu hromoforu, ir:
• Konjugētās sistēmas garums:
Parasti īkšķa noteikums, jo ilgāk konjugētā sistēma (jo vairāk mainīgākas dubultās saites), jo mazāka ir homo - lumo enerģijas sprauga. Mazāka sprauga nozīmē, ka tiek absorbēta zemāka enerģijas apgaismojums, no UV no UV nomaiņas novirza redzamajā spektrā. Vienkāršas molekulas ar īsu konjugāciju (piemēram, etilēns) absorbē UV un ir bezkrāsas.Berberīna tilpuma pulverisLiela, stingra, plakana struktūra ar tā garo konjugācijas ceļu ir lieliski noregulēta, lai absorbētu redzamo gaismu.
• Kvartāra slāpekļa loma (n⁺):
Pozitīvi lādētais slāpekļa atoms ir elektrons - izņemšanas grupa. Tas velk elektronu blīvumu pret sevi, stabilizējot LUMO (ierosināto stāvokli) un efektīvi samazinot tā enerģiju. Tas vēl vairāk samazina homo - lumo spraugu, nodrošinot, ka absorbētā gaisma ietilpst redzamā spektrā, nevis UV. Šāda veida hromoforu, kas satur slāpekļa katjonu, kas iestrādāts konjugētā sistēmā, dažreiz tiek klasificēts kā īpašs tips, ko sauc par "iminium hromoforu".
• Auxochromes:
Šīs ir funkcionālās grupas, kas piestiprinātas pie hromofora, kuras pašas neizraisa krāsu, bet var padziļināt esošo krāsu, modificējot hromofora elektronu blīvumu. Berberīnā dioksimetilēna grupa ({- o - ch₂ - o -) un metoksy grupas (- och₃) ir elektronu - donēšana. Viņi iespiež elektronu blīvumu konjugētajā sistēmā, nedaudz paaugstinot Homo enerģiju. Šis donors - akceptora mijiedarbība - ar auksohromiem ziedojot elektronus, un iminija slāpeklis, kas tos pieņem - tālāk smalka - noregulē enerģijas plaisu, pastiprinot dzelteno krāsu.
Dinamiskā dzeltenā krāsāberberīna tilpuma pulveris Tādējādi ir tieša šīs precīzās molekulārās inženierijas vizuālā nolasīšana - Garš, konjugēts ceļš, kas modificēts ar elektronu - ziedošanu un elektronu -, izņemot grupas, lai izveidotu perfektu enerģijas spraugu zilai -} gaismas absorbciju.
Izmantotno Berberīna krāsas
Dzeltenā krāsaberberīna tilpuma pulverisnav tikai zinātkāre; Tam ir ievērojama praktiska pielietošana:
• Vēsturiska krāsošana:
Kā minēts, berberīns - Bagātīgi augi bija tradicionālās krāsvielas. Savienojums var tieši krāsot dzīvnieku šķiedras, piemēram, vilnu un zīdu, bez kodola (fiksējošais līdzeklis), jo berberīna katjonu raksturs ļauj tam veidot jonu saites ar šo šķiedru negatīvi lādētām virsmām. Augu -} bāzes šķiedrām, piemēram, kokvilnai, ir vajadzīgas kodantu (piemēram, alum).
• Analītiskā ķīmija un kvalitātes kontrole:
Krāsa un tās intensitāte tiek izmantota identificēšanai un kvantitatīvai noteikšanai.
• plāns - slāņa hromatogrāfija (TLC):
Kad paraugs saturberberīna tilpuma pulveristiek palaists uz TLC plāksnes, tā parādās kā spilgti dzeltens plankums zem redzamas gaismas, bieži fluorescējot zem UV gaismas, padarot to viegli identificējamu.
• Spektrofotometrija:
Spēcīgā absorbcija pie noteikta viļņa garuma (~ 421 nm) ļauj zinātniekiem precīzi izmērīt berberīna koncentrāciju šķīdumā (piemēram, augu ekstrakts, farmaceitisks formulējums), izmantojot alu - Lamberta likumu. Šis ir kvalitātes nodrošināšanas stūrakmens uztura un farmācijas nozarē. Guanjie Biotech kā lielapjoma berberīna piegādātājs ļoti paļaujas uz šādām spektroskopiskām metodēm, lai garantētu mūsu tīrību un koncentrācijuberberīna tilpuma pulveris produkts mūsu klientiem.
• bioloģiskā krāsošana:
Berberīna fluorescējošās īpašības ir izmantotas histoloģijā, lai mikroskopiskai pārbaudei krāsotu specifiskus audus, piemēram, heparīnu tuklajās šūnās.
Secinājums
Iemeslsberberīna tilpuma pulverisir dzeltens ir ideāls pierādījums tam, kā makroskopiskās īpašības rodas no atomu - mēroga struktūras. Tā plašā, konjugētā π - elektronu sistēma, kas ir izstrādāta pēc dabas ar elektronu -, ziedojot auksohromus un elektronu -, izņemot iminija centru, rada precīzu molekulārās enerģijas spraugu. Šī plaisa precīzi atbilst zilās un violetās gaismas enerģijai. Augstot šos viļņu garumus no baltas gaismas, berberīns atspoguļo to papildinošo krāsu - spilgtu, nekļūdīgu dzeltenu. Šis īpašums, kas nebūt nav vienkārša īpašība, ir spēcīgs rīks, kas tilizē tradicionālo lietošanu, modernu rūpniecību un izsmalcinātu zinātnisku analīzi, padarot Berberīna zelta nokrāsu par patiesu tā unikālās ķīmiskās identitātes parakstu. Lielapjoma berberīna piegādātājiem, piemēram, Guanjie Biotech, nodrošinot augstas - tīrības nodrošināšanuberberīna tilpuma pulveris, Šī krāsa kalpo kā pastāvīgs, redzams atgādinājums par savienojuma definējošo molekulāro īpašību. Ja jums tas ir nepieciešams, lūdzu, nekautrējieties jautāt kopā ar mumsinfo@gybiotech.com.
Atsauces
[1] Putns, CW (red.). (2017). Visaptveroša organiskā ķīmija: organisko savienojumu sintēze un reakcija. Pergamon Press. (Par vispārīgiem hromoforu un auksohromu principiem).
[2] Imanhahidi, M., & Hosseinzadeh, H. (2008). Berberis vulgaris un tā aktīvās sastāvdaļas Berberīna farmakoloģiskā un terapeitiskā ietekme. Phytoterapy Research, 22 (8), 999-1012. (Berberīna avotu un īpašību fona).
[3] Jahn, M., & Günther, W. (1998). Par berberīna hromatogrāfiju. Hromatogrāfijas žurnāls, 822 (2), 311-314. (Berberīna krāsas TLC un analītiskiem pielietojumiem).
[4] Krane, BD, Fagbule, MO, Shamma, M., & Gözler, B. (1984). Benzilizohinolīna alkaloīdu struktūras. Žurnāls par dabiskajiem produktiem, 47 (1), 1-43. (Sīkai berberīna un ar to saistīto alkaloīdu strukturālai analīzei).
[5] Lamba, SS, & Buch, K. (1990). Berberīna spektroskopiskie pētījumi. Indijas Ķīmiskās biedrības žurnāls, 67 (6), 512 - 513. (Specifiskiem UV-Vis absorbcijas datiem un spektrālās analīzei).
