浅谈白藜芦醇的合成研究进展
- 格式:doc
- 大小:28.50 KB
- 文档页数:4
・综述・白藜芦醇与白藜芦醇甙的研究进展白 杨 潘隽丽 苏薇薇3(中山大学广州现代中药质量研究开发中心,广州510275) 摘要 本文综述了白藜芦醇与白藜芦醇甙的研究进展,包括提取分离纯化、合成、药理研究和含量测定等,为其进一步开发利用提供了依据。
关键词 白藜芦醇 白藜芦醇甙 白藜芦醇(Resveratrol ,Res )与白藜芦醇甙(P oly 2datin ,PD )是从植物中提取的天然化学物质。
白藜芦醇最初是作为葡萄属植物的一种抗逆物质植物抗毒素(Phytoalexin )而被发现的〔1〕。
1989年WH O 证实优质葡萄酒中所含白藜芦醇大大降低了法国人心脏病发病率和死亡率(即法国悖论现象)。
Jang M 1等报道,在数百种植物提取物中,白藜芦醇具有抗癌活性。
最为独特的是,白藜芦醇有化学预防癌症的功能〔2〕。
我国在这方面的研究是由北京中医药大学于1998年开展起来的,目前已经成为研究的热点。
R =H 白藜芦醇(反式)R =糖基白藜芦醇甙(反式)1 白藜芦醇与白藜芦醇甙的提取分离和纯化111 提取分离 白藜芦醇与白藜芦醇甙先后在葡萄科(爬山虎属、山葡萄属、蛇葡萄属)、百合科(藜芦属、菝葜属)、蓼科(蓼属、大黄属)、豆科(槐属、花生属、决明属、三叶草属、羊蹄甲属、冬青属)、姚金娘科(桉属)等12科31属72种植物中被发现。
白藜芦醇在未经酿酒的葡萄籽、葡萄皮中含量相当高,分别为12145mg/g 和3144mg/g ,并以反式占主导地位〔3〕。
白藜芦醇是一种多酚类化合物,多酚类化合物的极性强,易溶于极性强的溶剂,以往文献报道一般先用溶剂渗漉提取或加热回流提取,再对提取物进行一系列的萃取分离。
提取溶剂〔4~16〕多用甲醇、无水乙醇、95%乙醇和乙酸乙酯,萃取分离的试剂多用石油醚、氯仿、乙酸乙酯〔4〕。
姚宝书等〔8〕对上述白藜芦醇的提取条件进行了改进,发现通过浸提一步即可,在各种有机溶剂中,乙酸乙酯浸提率最高(乙酸乙酯浸提率为甲醇浸提率的1143倍、水浸提率的3倍、乙醇浸提率的1414倍、丙酮浸提率的6419倍、氯仿浸提率的10318倍)。
葡萄酒渣中白藜芦醇类生物活性物质最新研究进展摘要:介绍了我国葡萄的发展历程及葡萄酒渣中的活性物质——白藜芦醇的生物学功能。
阐述了白藜芦醇的提取、纯化方法,同时展望了以葡萄酒渣为原料提取白藜芦醇而产生的巨大的经济效益和社会效益。
关键词:葡萄;白藜芦醇;提取;纯化0引言葡萄有“水果皇后”之美誉,其味甜美又清爽且营养丰富,还有补益气血、强筋骨、通经络、通淋消肿、滋肾益肝等功效,因此深受人们喜爱。
葡萄浆果中除含水分外,还含有约15%~30%的糖类(主要是葡萄糖、果糖和戊糖),各种有机酸和矿物质,以及各种氨基酸、蛋白质、碳水化合物、粗纤维、胡萝卜素等多种营养物质。
现代研究发现,葡萄中还含有鞣质、甾类、超氧化物歧化酶等生物活性物质。
很多文献报道,葡萄的医疗保健功效大都与这些生物活性物质的药理活性有关。
每年世界葡萄总产量中80%用于酿酒,由葡萄的世界产量可知,葡萄酒的世界年产量也是个庞大的数字。
中国的葡萄酒产业发展历史较短,但随着中国经济的腾飞,其葡萄酒生产的发展速度也是相当惊人。
由于葡萄酒的大量生产和消费,同时也产生了大量的葡萄酿酒后的副产品——葡萄酒渣(葡萄皮渣、籽、梗)。
一些发达国家如法国、意大利、西班牙等这些葡萄酒生产大国,其葡萄废弃物的70%以上均能得到很好的利用,但我国常年来由于葡萄酒生产季节性强、生产集中,导致这些废弃物往往来不及处理就被随意抛弃或作为废料处理掉,这不仅影响环境卫生,而且也是对资源的极度浪费。
研究表明,酿酒后的葡萄废弃物中含有大量以植物多酚为主的生物活性物质,如白藜芦醇、酚酸、黄酮、原花青素等,这些物质具有非常重要的生理功能特性,因此有极大的开发前景。
我国的葡萄生产量居世界前列,每年我国葡萄废弃物高达几十万吨,如何将这一大批明显有利用价值的物质充分开发出来,使其得到综合有效的利用将是食品科技工作者值得研究的问题。
1 葡萄酒渣中的生物活性物质白藜芦醇1.1白藜芦醇简介白藜芦醇,又称芪三酚,起初在葡萄中发现,被认为它的产生与葡萄植株对真菌的感染或非生物刺激(如紫外辐射) 有关。
白藜芦醇合成途径
白藜芦醇合成途径
白藜芦醇是一种天然的多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种生物活性。
它广泛存在于植物中,如葡萄、花生、蓝莓等。
白藜芦醇的合成途径主要有天然合成和人工合成两种。
天然合成途径是指白藜芦醇在植物体内通过生物合成途径合成的过程。
白藜芦醇的生物合成途径主要包括苯丙氨酸途径和黄酮途径。
苯丙氨酸途径是指白藜芦醇的合成起始物质是苯丙氨酸,经过苯丙氨酸羟化酶、肉桂酸羧化酶、白藜芦醇合酶等酶的催化作用,最终合成白藜芦醇。
黄酮途径是指白藜芦醇的合成起始物质是黄酮酸,经过黄酮酸还原酶、黄酮酸脱水酶、白藜芦醇合酶等酶的催化作用,最终合成白藜芦醇。
人工合成途径是指通过化学合成的方法合成白藜芦醇。
人工合成途径主要包括化学合成和生物合成两种。
化学合成是指通过有机合成化学反应合成白藜芦醇。
生物合成是指利用微生物或酵母等生物体内的代谢途径合成白藜芦醇。
目前,人工合成白藜芦醇的方法已经得到了广泛的研究和应用。
白藜芦醇的合成途径主要包括天然合成和人工合成两种。
天然合成途径是指白藜芦醇在植物体内通过生物合成途径合成的过程,人工合成途径是指通过化学合成和生物合成的方法合成白藜芦醇。
随着科学技术的不断发展,白藜芦醇的合成途径将会越来越多样化和高效化,为白藜芦醇的应用提供更多的选择和可能。
白藜芦醇的研究进展孙娜,康彦芳(天津渤海职业技术学院,天津300402)摘要:本文综述了近几年来在白藜芦醇的提取分离方法、合成途径和检测分析方法等方面的研究进展。
关键词:白藜芦醇;合成;提取分离;检测doi:10.3969/j.issn.1008.1267.2009.05.002中图分类号:TQ243.1文献标志码:A文章编号:1008-1267(2009)05-0005-03白藜芦醇(Res)又称芪三酚,是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。
有顺式和反式两种存在形式,还可以和糖形成糖苷,可在肠道中糖苷酶的作用下释放出白藜芦醇,天然植物中主要以反式白藜醇存在,其生理活性强于顺式异构体。
白藜芦醇除广泛地应用于医药、保健品、食品、化妆品等领域外还是生产光点制剂、激光染料光学记忆材料、光导物质、太阳能转换材料、非线性光学材料的关键中间体[1]。
白藜芦醇的市场需求量极大,但价格昂贵,因此开发生产白藜芦醇具有广阔的市场前景。
1白藜芦醇的制备1.1化学合成1.1.1通过Perkin反应合成白藜芦醇:早在1941年Spath和Kromp[2]首次尝试以1,3-二甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯甲酸钠为底物通过Perkin反应得到顺式缩合产物(A),将产物(A)脱羧后置于甲醇和盐酸的混合液48h后可使顺式产物异构化得到纯净的反式结晶。
近年Solladie等[3]有对这一合成路线加以改进,以3,5-二异丙氧基苯甲醛和同样以异丙基作为羟基的保护基团的茴香醛酸通过Perkin反应,得到的产物经检测为单一顺式构型,经脱羧反应后,将得到以顺式构型为主的混合构型的产物,因此需异构化得到单一反式构型产物,较为纯净的白藜芦醇晶体。
1.1.2通过Wittig或Wittig-Homor反应合成:Wittig反应所需条件温和、产物易分离并具有良好的立体选择性,通过Wittig或Wittig-Homor反应合成均二苯乙烯类化合物为众多科学家所采用。
白藜芦醇合成
白藜芦醇是一种天然的抗氧化物质,具有多种生物活性和药理作用。
目前已经发现白藜芦醇能够抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血脂、抗血小板凝聚、抗血管新生等。
因此,白藜芦醇成为了当前药物研究领域的热点。
白藜芦醇的合成方法主要有天然提取、化学合成和生物合成等几种。
其中,化学合成是目前应用最广泛的方法。
化学合成白藜芦醇的方法主要有以下几种:
1. 醛缩法:通过醛缩反应,合成出白藜芦醇。
该方法具有反应简单、反应条件温和等优点。
2. 溴乙酸酯法:通过溴乙酸酯的催化反应,合成出白藜芦醇。
该方法具有反应条件温和、选择性好等优点。
3. 烟酸衍生物法:通过烟酸衍生物的反应,合成出白藜芦醇。
该方法具有反应条件温和、反应转化率高等优点。
4. 酚醛缩合法:通过酚醛缩合反应,合成出白藜芦醇。
该方法具有反应简单、反应条件温和等优点。
总的来说,白藜芦醇的化学合成方法在反应条件、产率和结构控制等方面均有优点和缺点。
因此,需要根据具体的需求选择不同的合成方法进行研究和应用。
- 1 -。
白藜芦醇的合成生物学制造技术产量全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:白藜芦醇(resveratrol)是一种天然存在于植物中的保健成分,被广泛应用于食品、医疗和化妆品行业。
它被认为具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤等多种生理活性,对健康具有很多好处。
目前,传统的合成白藜芦醇工艺成本高,并且存在环境污染等问题,制约了白藜芦醇的产量与使用。
合成生物学技术被广泛应用于白藜芦醇生产,以提高产量、降低成本,使白藜芦醇更广泛地应用于不同领域。
合成生物学技术是一种由基因组学、蛋白质组学和代谢组学等多个学科交叉融合形成的综合技术,可以通过调控生物体内代谢途径,实现目标化合物的高效产生。
在合成生物学技术的帮助下,白藜芦醇的生产更加高效、可控、可持续。
下面将从合成生物学技术在白藜芦醇制备中的应用、产量提高及未来发展方向等方面展开讨论。
一、合成生物学技术在白藜芦醇合成中的应用合成生物学技术在白藜芦醇的合成中发挥着重要作用。
传统的白藜芦醇制备方法主要通过化学合成或从天然植物中提取,但这些方法存在成本高、污染大等问题。
而利用微生物合成白藜芦醇的方法成为了一种新的生产方式。
合成生物学技术可以通过基因工程技术调控微生物代谢途径,使其产生白藜芦醇。
基因组学、蛋白质组学等先进技术的应用,可以加速白藜芦醇合成途径的研究与优化,提高合成效率。
二、白藜芦醇产量的提高白藜芦醇的合成生物学制造技术不仅提高了生产效率,还能够增加产量。
通过合成生物学技术,可以对微生物进行代谢工程,提高其合成白藜芦醇的能力。
通过对代谢途径的调控,改良酶的活性和底物亲和力等方法,可以增加白藜芦醇的合成速率和积累量。
利用基因组学和蛋白质组学等技术,可以对微生物进行全面的基因编辑和选择,筛选出更适合合成白藜芦醇的菌株。
通过高通量的发酵实验和流式细胞技术等手段,可以实现白藜芦醇的快速筛选和产出。
这些技术的应用不仅提高了白藜芦醇的产量,还可以降低生产成本,达到可大规模商业化生产的水平。
葡萄籽中白藜芦醇的提取纯化及其抑菌功能的研究葡萄籽中白藜芦醇的提取纯化及其抑菌功能的研究
背景:
白藜芦醇是一种天然的多酚类化合物,广泛存在于许多植物中,包括葡萄籽。
近年来,白藜芦醇引起了广泛的关注,因为它被认为具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤和抗菌等作用。
因此,提取和纯化葡萄籽中的白藜芦醇成为了研究的热点。
提取和纯化白藜芦醇:
葡萄籽中白藜芦醇的提取方法主要包括溶剂提取、酶解法和超临界流体萃取等。
溶剂提取是最常用的方法之一,常用的溶剂包括酒精、乙醚、丙酮等。
酶解法则通过在葡萄籽中添加酶来释放白藜芦醇。
超临界流体萃取是一种高效的提取方法,利用超临界流体的溶解力和扩散性来提取目标化合物。
在提取后,可以通过色谱技术,如硅胶柱层析、高效液相色谱和逆流层析等方法来纯化白藜芦醇。
白藜芦醇的抑菌功能:
白藜芦醇具有广谱的抗菌活性,对多种细菌和真菌均具有抑制作用。
研究表明,白藜芦醇可以通过多种机制发挥其抑菌作用。
首先,白藜芦醇可以破坏细菌细胞膜结构,导致细胞溶解和死亡。
其次,白藜芦醇可以抑制细菌的生物合成过程,如DNA、RNA和蛋白质的合成。
此
外,白藜芦醇还可以抑制细菌产生的毒素,并干扰细菌与宿主细胞之间的相互作用。
总结:
葡萄籽中白藜芦醇的提取和纯化是一项重要的研究课题,因为白藜芦醇具有广泛的生物活性。
通过合适的提取方法和纯化技术,可以获得高纯度的白藜芦醇。
此外,白藜芦醇还具有显著的抑菌功能,可能成为开发新型抗菌剂的潜在来源。
未来的研究可以进一步探索白藜芦醇的抗菌机制,并开发葡萄籽提取物或白藜芦醇作为抗菌剂的临床应用前景。
白藜芦醇的合成及其性质摘要: 白藜芦醇是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。
它不仅是植物遭受胁迫时产生的一种能提高植物抵抗病原性攻击和环境恶化的植物抗毒素, 还具有抗癌、抗氧化、调节血脂、影响寿命等多方面有益于人类健康的重要功能。
以下对白藜芦醇的理化特性、合成、提取、纯化与检测方法进行了全面总结, 并在其作用的分子机制基础上, 对其生物学活性、基因工程研究及产业化情况进行了重点介绍。
发现在传统育种的基础上, 借助于现代生物技术手段, 将白藜芦醇的天然活性保健作用应用于保健食品的开发、作物经济附加值的提高具有广阔的前景。
它的开发和利用, 必将为食品及制药工业新产品的开发提供新的挑战与机遇。
关键词白藜芦醇功能合成性质产业化白藜芦醇(Resveratrol)是含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。
广泛存在于葡萄、松树、虎杖、决明子和花生等天然植物或果实当中, 到目前为止至少已在21 科、31 属的72 种植物中被发现。
它是许多植物受到生物或非生物胁迫(如真菌感染、紫外照射等)时产生的一种植物抗毒素。
白藜芦醇除了能提高植物的抗病性, 研究发现它还有有益于人类健康的多种生物学活性及药理作用, 深受生物医学界的重视。
以下综述了白藜芦醇的性质特点、合成、分离、纯化和检测方法的研究进展, 并对其生物学活性、作用的分子机制、其在植物中相关基因工程研究及产业化情况进行了重点探讨。
1 白藜芦醇的发现白藜芦醇是1940 年日本人首次从毛叶藜芦(Veratrum grandiflorum)的根中获得的。
1963 年, Nonomura 等提出白藜芦醇是某些草药治疗炎症、脂类代谢和心脏疾病的有效成分。
1976 年, Langcake和Pryce发现在葡萄(Vitis riparia)的叶片中存在白藜芦醇, 其合成在遭受紫外线照射、机械损伤及真菌感染时急剧增加, 并且能够抵抗灰霉菌(Botrytiscinerea)的侵染, 是植物体在逆境或遇到病原侵害时分泌的一种抗毒素, 故称之为“植物杀菌素”。
白藜芦醇的抗肿瘤机制研究进展白藜芦醇(Resveratrol)是一种天然产物,广泛存在于多种植物中,尤其是红酒和葡萄皮中含量较高。
研究表明,白藜芦醇具有多种生物学活性,包括抗氧化、抗炎、抗衰老等,同时也被认为具有抗肿瘤活性。
本文主要通过对白藜芦醇抗肿瘤机制的研究进展进行综述。
1.抗氧化作用:白藜芦醇能够显著抑制细胞内氧化应激反应,减少氧自由基产生,并通过激活细胞内抗氧化酶的活性来清除自由基。
氧化应激是肿瘤细胞的生物学特征之一,而白藜芦醇的抗氧化作用可以有效阻断氧化应激引起的DNA损伤,从而抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
2.抗炎作用:白藜芦醇对炎症反应具有显著抑制作用。
炎症反应是肿瘤发生和发展的重要因素之一,白藜芦醇通过调节多种炎症相关信号通路,如核因子κB(NF-κB)通路、MAPK通路等,抑制肿瘤细胞的增殖和扩散,并诱导肿瘤细胞凋亡。
3. 抑制肿瘤细胞增殖和扩散:白藜芦醇能够抑制肿瘤细胞的增殖和扩散,并诱导肿瘤细胞凋亡。
白藜芦醇通过抑制细胞周期调控蛋白(如cyclin D1、CDK4等)的表达,阻断细胞周期的进程,从而抑制肿瘤细胞的增殖。
同时,白藜芦醇还能够通过调节多种凋亡相关蛋白(如Bcl-2家族蛋白、caspase家族蛋白等)的表达,促进肿瘤细胞的凋亡。
4.抑制肿瘤血管生成:白藜芦醇能够抑制肿瘤血管生成,从而阻断肿瘤的血液供应,抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
白藜芦醇通过调节多种血管生成相关信号通路(如VEGF通路、FGF通路等),抑制血管生成相关因子的表达,减少新生血管的形成。
5.抗肿瘤免疫活性:白藜芦醇在抗肿瘤免疫活性方面也具有重要作用。
研究表明,白藜芦醇能够增强机体特异性免疫应答,促进T细胞的活化和增殖,并增加巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用。
总结起来,白藜芦醇通过抗氧化、抗炎、抑制肿瘤细胞增殖和扩散、抑制肿瘤血管生成以及增强免疫活性等多种机制发挥抗肿瘤活性。
然而,目前对于白藜芦醇的机制研究还存在一些问题和挑战,如白藜芦醇的生物利用度较低,抗肿瘤机制尚不完全清楚等。
白藜芦醇的合成研究进展
黄卫文;李忠海;黎继烈;钟海雁
【期刊名称】《中南林业科技大学学报》
【年(卷),期】2010(030)010
【摘要】白藜芦醇是一种具有抗病及多种保健功能、有益于人类健康的非黄酮类多酚化合物,从天然植物中获取大量白藜芦醇面临着资源短缺的问题.人工合成白藜芦醇主要有两类方法:化学合成和生物合成.化学合成主要有:Perkin反应合成白藜芦醇,Witting和Witting-Homer反应合成白藜芦醇,Heek反应合成白藜芦醇,利用碳负离子与羰基化合物的缩合反应合成白藜芦醇等方法.生物合成主要有:植物细胞悬浮培养技术生产白藜芦醇,芪合酶转基因技术.
【总页数】6页(P72-77)
【作者】黄卫文;李忠海;黎继烈;钟海雁
【作者单位】中南林业科技大学,湖南,长沙,410004;中南林业科技大学,湖南,长沙,410004;中南林业科技大学,湖南,长沙,410004;中南林业科技大学,湖南,长
沙,410004
【正文语种】中文
【中图分类】Q946.82
【相关文献】
1.白藜芦醇的微生物合成研究进展 [J], 翟逸;刘钦松;任晓静
2.葡萄白藜芦醇的功能及生物合成调控研究进展 [J], 方林川;迟军利;王俊芳
3.白藜芦醇等芪类合成酶研究进展 [J], 周晋;李顺祥;曹亮;虢小翊;颜新培;黄丹
4.白藜芦醇的微生物合成研究进展 [J], 翟逸;刘钦松;任晓静;
5.白藜芦醇类似物及其合成研究进展 [J], 高鸿杰;昊靓;蒋国飞;冯晓亮
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
白藜芦醇制备方法及其生物活性研究进展作者:冯瑞陈继承林好薛丽华赖明耀庞杰来源:《海峡科学》2012年第08期[摘要] 白藜芦醇是蒽醌萜类化合物,一种植物体内产生的天然二苯乙烯类活性多酚物质。
该文通过查阅国内外相关文献,从提取方法和生理活性方面对白藜芦醇的制备技术进行了综述,以期对白藜芦醇制备研究和开发利用提供参考。
[关键词] 白藜芦醇提取方法生理活性研究进展0 引言白藜芦醇(Resveratrol,简称Res)又称芪三酚,化学名称为3, 4, 5-三羟基二苯乙烯(3, 4, 5-trihy-drolystilbence),是含芪类结构的二苯乙烯芪类、非黄酮类多酚物质[1-2]。
白藜芦醇首次从毛叶藜芦(Veratrum grandiflorum)的根部分离得到[3],研究表明,它在抗菌、抗氧化、抗肿瘤、治疗炎症、脂质代谢紊乱、心脏疾病等方面发挥重要作用[4]。
目前发现在虎杖、葡萄、花生、桑葚等72种植物中均含有白藜芦醇。
白藜芦醇在自然界中的存在形式有:顺式、反式白藜芦醇和顺式、反式白藜芦醇苷,在紫外光照射下,白藜芦醇苷反式异构体能够转化为顺式异构体,其中反式异构体的生理活性大于顺式异构体,单体活性大于糖苷,植物中白藜芦醇通常以稳定的反式糖苷形式存在[5]。
随着白藜芦醇提取纯化技术和生理、药理活性研究的不断深入,在食品、药品和化妆品等方面的应用前景更为广阔。
1 白藜芦醇的提取白藜芦醇为无色针状结晶,熔点:256℃~258℃,较难溶于水,易溶于丙酮、乙醇、甲醇、乙酸乙酯等有机溶剂。
在366nm激发产生紫色荧光,遇氨水等碱性溶液显红色,遇醋酸镁的甲醇溶液显粉红色,并能和三氯化铁-铁氰化钾起显色反应[6]。
白藜芦醇应在低温、避光条件下保存,碱性环境中不稳定。
在紫外光210nm处有强吸收,次强吸收峰分别在305nm~330nm和280nm~295 nm处[6-7]。
从天然植物中提取白藜芦醇的传统方法为有机溶剂提取法和加热回流法。
1a 反式白藜芦醇 1b 顺式白藜芦醇
图1 白藜芦醇的结构图
2 白藜芦醇的生物学活性
2.1 抗氧化、抗自由基作用
白藜芦醇可通过多种方式发挥抗氧化作用。
Kimura等人研究表明,白藜芦醇可抑制大鼠肝中脂质过氧化物的沉积,并可抑制大鼠肝脏微粒体中由ADP 和NADPH引起的脂质过氧化反应[3]。
Hung等证实白藜芦醇可清除羟基自由基使DNA免受损伤,还可抑制二硫化谷胱甘肽的形成,使谷胱甘肽处于还原状态,从而抑制羟基自由基的形成[4]。
2.2 抗癌、抗肿瘤活性
白藜芦醇可通过调解基因表达、激活或抑制信号通路、诱导细胞周期延迟、细胞凋亡等方式作用于癌细胞,发挥抗癌抗肿瘤活性[5]。
Sabry等研究表明,白藜芦醇可以减少小鼠体内和生殖细胞中顺铂诱导的细胞毒性和细胞凋亡,对于已治愈的因暴露于顺铂的癌症患者,白藜芦醇可作为一种有益补充剂来避免二次恶性肿瘤和变态生殖的产生[6]。
2.3 改善心脑血管系统
近年来,白藜芦醇对心脑血管的保护作用成为研究的热点,大量研究也表明白藜芦醇是一种可有效预防心血管疾病的物质。
Nicholson等发现白藜芦醇可显著增加血管舒张分子NO合酶的表达,同时降低血管收缩剂内皮素的表达,进而使血管舒张,降低血压和
40-46.方向为微生物分子生物学与基因工程。
每一食,便念稼墙之艰难;
每一衣,则思纺织之辛苦。
浅谈白藜芦醇的合成研究进展学院:生命科学学院班级:生工132学号:1314200109姓名:邓信任摘要:白藜芦醇是一种生物性很强的天然多酚类物质,又称为芪三酚,是肿瘤的化学预防剂,也是对降低血小板聚集,预防和治疗动脉粥样硬化等作用。
白藜芦醇具有优良药理活性和保健功能,其广泛应用于食品、医药、保健品、化妆品等领域。
其市场需求很大且与日剧增,目前已有大部分国家和地区都开发了白藜芦醇及其制品。
人工合成白藜芦醇主要有两类方法:化学合成和生物合成。
关键词:白藜芦醇;化学合成;生物合成;研究进展1.前言白藜芦醇(Resveratro1),化学名为反式3,4ˊ,5-三羟基二苯乙烯(3,4ˊ,5-Trihydroxy-trans-stilbene),是一种存在于植物中的具有芪类结构的非黄酮类天然多酚化合物,其化学结构式如下所示。
白藜芦醇广泛存在于葡萄、虎杖、决明子和花生等天然植物中, 它是植物在受到生物或非生物威胁时产生的一种植物抗毒素。
(美国农业部的研究结果表明,花生红衣与仁中也含有相当多的白藜芦醇。
)白藜芦醇生理活性显著,具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗氧化、抗自由基、保护肝脏、保护心血管和抗心肌缺血等功能,被喻为继紫杉醇之后又一新的绿色抗肿瘤药物;同时其保健功能也引起了欧美科学家的普遍兴趣。
因白藜芦对骨质疏松、痤疮及老年痴呆症有预防作用,还具有抗病毒及免疫调节作用,被美国专著《抗衰老圣典》列为100种最热门有效抗衰老物质之一。
由于白藜芦醇在医药和食品工业中的广泛应用, 导致白藜芦醇需求量的大幅增加。
因此,了解白藜芦醇的合成对进一步的发展利用是必要的。
2. 白藜芦醇的化学合成法2.1 Wittig法和Wittig-Homer法Wittig反应通过磷叶立德与醛、酮反应生成烯烃及氧化膦,是有机合成中常用的双键形成手段。
1985年,Moreno-Manas等借鉴了Steynberg的合成方法,利用3,5-二羟基甲苯为起始原料,经过羟基保护、溴代等步骤制备了相应的Wittig盐,再与4-甲基硅氧基苯甲醛反应合成白藜芦醇,但收率只有10%。
国内晏日安等以对甲氧基苄醇、3,5-二甲氧基苯甲醛为原料,经溴代、成盐、Wittig反应、异构化、脱甲基5步反应合成了白藜芦醇,产品纯度较高,但收率不高。
近年来出现了很多改进方法解决了收率和分离问题,如在氢氧化钾(粉末)/二氯甲烷液/同两相反应中,以18一冠一6作相转移催化剂。
使反应收率大大提高。
利用高分子聚苯乙烯作载体以固定三苯基膦,可以解决副产物的分离问题。
Wittig-Homer反应是对Wittig反应的一种改进,是用简单易得的膦酸酯来代替磷叶立德试剂来实现双键的形成,条件温和、操作简便、收率高并具有良好的立体选择性,与Wittig 反应比较具有更多的优点。
潘华君等以价廉易得的3,5-二羟基苯甲酸为起始原料,经甲醇酯化、苄醚保护酚羟基、还原、溴化、Arbuzov重排和Wittig-Horner缩合制得3.5,4'-三苄氧基-(E)-二苯乙烯;再用廉价的三氯化铝脱苄醚保护基,成功合成了白藜芦醇,有效降低了原材料成本。
此外,引入苄基有利于中间产物的结晶分离,使得操作更简便,收率更高,总收率48%。
由于通过Wittig或Wittig-Homer反应构造双键条件温和,国内有关白藜芦醇的合成研究大多采用该合成路线。
但由于这一合成路线步骤繁多,导致收率不高,此问题仍待解决。
2.2 Perking反应Perking反应是有机化学中的一个经典反应。
1941年Späth和Kromp首次利用Perking反应合成了白藜芦醇。
他们用3,5-二羟基苯甲醛与对羟基苯乙酸钠缩合得到反式-3,4’,5-三甲氧基二苯乙烯,但因脱羧后未能得到结晶而无法与天然提取物相比。
然而Späth和Kromp 并未放弃,他们将产物脱羧后置于甲醇和盐酸的混合液48h后得到了纯净的反式结晶。
2003年,Solladié等对Perking缩合反应进行了改进,以3,5-二异丙氧基苯甲醛和对异丙氧基苯乙酸为原料通过Perking反应得到单一顺式构型的产物,经脱羧反应后,得到以顺式构型为主的混合构型产物,再经异构化、脱保护基得到反式构型的白藜芦醇,总收率为55.2%。
Perking反应脱羧步骤反应条件苛刻.从而限制了它的应用。
若能将Perking缩合和脱羧反应一步完成,则减少了合成步骤,具有较大的发展潜力。
例如:对羟基苯甲醛和苯乙酸在吡啶中反应,直接生成4-羟基芪,收率达86%。
但Perking缩合和脱羧反应一步完成合成白藜芦醇未曾报道。
2.3 利用碳负离子与羰基化合物的缩合反应碳负离子与羰基发生亲核加成反应,所得的羟基消除后可形成双键,这类反应也可用于白藜芦醇的合成。
西班牙的Alonso等使3,5-二甲氧基苄醇的硅衍生物通过强碱作用形成碳负离子,该碳负离子再与茴香醛缩合得中间体1,继而脱水、去甲基,最后得到单一的反式产物,总收率为21%。
在这一合成路线中,中间体1收率较低只有31%,导致总收率低。
Zhang等在Emma Alonso 的金属锂方法基础上以价廉易得的对甲氧基苯甲醇和3,5-二甲氧基苯甲醛为原料,提高了中问产物1的收率(51.3%),并且使用硫酸氢钾代替二甲基亚砜脱水降低了成本。
醛与活泼亚甲基在强碱催化下构建反式二苯乙烯骨架结构,可以避免Wittig反应中生成的顺反式结构混合物分离纯化的问题。
此缩合反应具有反应条件温和、操作简便、选择性好等特点,为白藜芦醇的合成开辟了新的途径。
但这一合成路线合成步骤过于繁复,亲核反应步收率过低。
2.4 Heck反应Heck反应是在钯催化剂作用下烯烃或炔烃与芳基卤代物的偶联反应,具有很高的反式立体选择性,而且反应条件温和,操作简便。
2002年,Guiso等使用了一种新的方法合成白藜芦醇,利用3,5-二乙酰氧基苯乙烯与对乙酰氧基碘苯发生Heck反应,然后水解即可,总收率达到了70%。
2008年,Moro等以重氮盐为离去基团通过三步反应合成了白藜芦醇,总收率达72%。
他考察了不同烯烃对中间体3的收率的影响,得出对乙酰氧基苯乙烯(95%)比对甲氧基苯乙烯(53%)好。
此合成路线少,立体选择性高,收率高。
此外,为了保证产物构型为单一反式、提高收率、减少反应步骤、降低成本。
2003年Jefery 和Ferber采用钯催化一锅法合成白藜芦醇,总收率可达80%。
此方法把两步Heck反应先后在同一反应器中完成,既简化了反应步骤又可得到单一的反式产物,这一合成方案具有一定的开发前景。
关于Heck反应,其特点是:在底物种类、反应条件、催化剂类型等多方面有较大的选择余地;易于实现高效、高化学与立体选择性;可在较温和的反应条件下实现工业化生产。
3. 白藜芦醇生物合成法3.1 植物细胞培养技术植物细胞培养技术,是把本来应在天然环境中成长的植物,在不改变其天然属性的前提下,置于完全人工受控的反应环境中,并利用优化的细胞繁殖条件促使植物细胞高速繁殖,把每一个植物细胞都变成能够自然合成的有用化合物,然后从细胞中提取对人类有用的天然活性成分物质。
这是加快药用植物的繁育速度和解决药用资源短缺的有效措施。
植物组织培养法生产白藜芦醇不受季节限制,不破坏自然资源,植物组织生长周期可以人为控制。
利用植物细胞悬浮培养技术生产白藜芦醇,以高产植物细胞株筛选为重点,以植物细胞在生物反应器中大规模培养为核心,其生产成本低、产品质量高,且不破坏自然资源和保护环境,为白藜芦醇产业化提供了崭新的途径。
上海纳贝生物公司利用植物细胞大规模培养技术进行植物细胞生物反应器培养生产白藜芦醇,最终实现了产业化生产。
3.2 芪合酶转基因技术芪合酶转基因研究的途径与目的来自两个方面:一是通过转基因途径使一些不含白藜芦醇的物种也具备合成白藜芦醇的能力,利用基因工程大量生产白藜芦醇;二是为控制病原菌感染植物引起的疾病,用抗菌基因进行转基因得到抗性植物,以控制病原菌感染植物引起的疾病。
近年来芪合酶转基因研究倍受科学家关注。
芪合酶(stilbenesyn-thase,STS)是芪类化合物中的主要酶类。
现代生物技术的发展,为大规模产业化生产白藜芦醇提供了崭新的途径。
尽管利用生物技术获得白藜芦醇的方法大多处在实验研究阶段,但通过建立在分子生物学水平基础上的生物合成白藜芦醇的理论与实用技术,包括细胞工程、酶工程和基因工程等的研究,利用植物细胞培养技术培养高产白藜芦醇细胞系、筛选高转化率的微生物和有效前体物质、优化培养条件等,白藜芦醇的生物合成具有广阔的前景。
4 . 小结白藜芦醇是一类有特殊医疗保健功能的多酚物质, 在化妆品、保健品、药品及多种饮料产品上都有广泛应用。
因此, 深入开展白藜芦醇制备方法的研究,利用现代科学技术的发展,实现白藜芦醇化学合成法和生物合成法的大规模产业化发展,以应对日益增长的白藜芦醇市场需求具有重要意义。
参考文献:【1】陈镇泉,林矫健,陈君深等.科学新发现和葡萄新品种[J].葡萄栽培与酿酒,1997,(3):54-56.【2】郭景南,刘祟怀.葡萄属植物白黎芦醇研究进展[J].果树学报,2002,19( 3) : 199-204.【3】刘娅,王光慈.白黎芦醇生理活性作用研究进展[J].中国食品添加剂,2002,6(2): 19-21.【4】杨琨,曹映玉,赵妍等.白黎芦醇的有机合成方法[J].天津化工,2004,18(3):14-15.【5】王世盛,赵伟杰,刘志广等.白黎芦醇的化学合成研究[J].中国药物化学杂志,2004,14(2):91-93.【6】李 ,戴佳锟,祁 ,等.白藜芦醇的药理作用及其合成途径研究进展[J].安徽农业科学,2009,37(11):。