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高效制备杨梅素的方法探析

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-06-05 共2654字

  杨梅素( MYR) 属于黄酮醇类化合物,广泛存在于天然植物中[1]

  ,具有抗炎镇痛、抗肿瘤、降血糖、保肝和抗氧化等多种药理活性,尤其在防治心血管疾病方面作用明显[1]

  .一些国家已有将MYR 开发成保健食品上市,MYR 需求量逐年增加。然而,目前 MYR 主要是从资源相对有限的杨梅树皮和显齿蛇葡萄叶提取,这些植物资源相对有限,有的植物 MYR 含量较低,造成市场上MYR 产品供应远远不足,且价格相对较高。有关MYR 的化学合成尚还未见报道。因此,寻找一种高效的制备 MYR 的方法,具有重要的现实意义。

  黄酮醇类化合物的合成多采用查尔酮的关环反应,即常称为 Algar-Flynn-Oyamada ( AFO) 反应[4 -5]

  .显齿蛇葡萄中二氢杨梅素( DMY) 含量高达 38. 5%[1]

  ,提取工艺简单。本文利用 DMY与 MYR 在结构上的相似性,根据二氢黄酮在碱性条件下转化为查尔酮的原理,并结合 AFO 反应机理,以 DMY 为起始原料,经在碱性条件下开环和氧化成环反应半合成 MYR,其结构经1H NMR,13C NMR 和 IR 确证。

  1 实验部分
  
  1. 1 仪器与试剂
  
  UV-3900 型紫外分光光度计; Bruker Ascend400Hz 型核磁共振仪( DMSO-d6为溶剂,TMS 为内标) ; Nicolet IS10 型傅里叶变换红外光谱仪; SHA-D 型水浴恒温振荡器。

  甲醇,分析纯,乙腈,色谱纯,天津市科密欧化学试剂有限公司; 氢氧化钠和过氧化氢,分析纯,天津市恒兴化学试剂有限公司; 盐酸,分析纯,株洲市星空化玻有限责任公司; 磷酸,分析纯,湖南汇虹试剂有限公司; DMY 和 MYR,≥98%,张家界至诚生物有限公司; 实验用水为超纯水。

  1. 2 MYR 的合成
  
  在锥形瓶中依次加入 DMY 0. 520 g( 1. 624mmol) ,H2O 30 mL,15% H2O20. 68 mL 和 16%NaOH 溶液 5. 5 mL,搅拌下于 35 ℃ 反应 24 h.用盐酸调至 pH 5,减压浓缩,蒸干,用甲醇溶解,过滤,用 UV-Vis 测定含量并计算收率为 16. 21%.

  滤液加入一定量糖用粉末状活性炭,于30 ℃搅拌脱色30 min,过滤,滤液减压浓缩后用甲醇重结晶得黄色晶体;1H NMR δ: 12. 5 ( s,1H,5-OH) ,10. 7 ( s,1H,7-OH) ,9. 2 ( s,1H,3-OH) ,9. 1( s,2H,3,5-OH) ,8. 7( s,1H,4-OH) ,7. 2( s,2H,2,6-H) ,6. 3 ( d,J = 115. 0 Hz,1H,8-H) ,6. 1 ( d,J = 115. 0 Hz,1H,6-H) ;13C NMR δ:175. 7( C4) ,163. 8( C7) ,160.7( C5) ,156.0( C9) ,146. 8( C2) ,145. 6( C3',5') ,135. 8( C3,4') ,120. 7( C1 ') ,107. 1( C2',6') ,102. 9( C10) ,98. 1( C6) ,93. 1( C8) ; IR ν: 3 581,3 517,3 115( Ar-OH) ,1 642( C = O) ,1 615,1 543,1 508 cm- 1.

  2 结果与讨论
  
  2. 1 合成工艺优化
  
  为了寻找 MYR 的最佳合成工艺,分别考察了溶剂、反应温度、溶剂用量、加料方式、NaOH 用量、H2O2用量和反应时间对 MYR 收率的影响。

  ( 1) 溶剂DMY 1. 624 mmol,甲醇 / 水为溶剂,其余反应条件同 1. 2,考察甲醇含量对 MYR 收率的影响,结果见图 1.由图 1 可见,以纯水为反应溶剂时MYR 收率最高 ( 8. 56% ) ; 随着甲醇含量增加,MYR 收率呈下降趋势。可能是由于 DMY 在碱性条件下的开环反应是亲核取代反应,而溶剂的极性越大,越有利于取代反应的进行。在典型的实例中,通常用 ROH/KOH 进行消除反应溶剂,H2O / KOH 用于取代反应。因此该反应以水为溶剂较佳。【1】

  
  ( 2) 反应温度水为溶剂,其余反应条件同 2. 1( 1) ,考察反应温度对 MYR 收率的影响,结果见图 2.由图 2可见,当反应温度逐渐升高时,MYR 收率也随着增大。这可能是因为升高温度增加了活化分子数,加快了反应速率。当温度高于 35 ℃时,导致其他副反应也随之进行,MYR 收率也随之减小。

  最佳反应温度为 35 ℃。( 3) 溶剂用量反应温度 35 ℃,其余反应条件同 2. 1( 2) ,考察溶剂用量对 MYR 收率的影响,结果见图 3.由图 3 可见,当 H2O 用量为 30 mL 时,MYR 收率最高( 12. 69%) ; 当溶剂用量较大时,MYR 收率逐渐降低。综合考虑,溶剂用量选择 30 mL 为宜。【2】

  
  ( 4) 加料方式溶剂 30 mL,其余反应条件同 2. 1( 3) ,考察加料方式对 MYR 收率的影响。结果表明,先加H2O2或 H2O2与 NaOH 同时加入反应时,MYR 收率相近( 11. 31%和 11. 26%) ,且比其他加料方式较高。这是因为 DMY 在开环生成查尔酮的同时也可反应生成 MYR.当先加 NaOH 时,生成其他副产物的比例增大,导致 MYR 收率降低。

  ( 5) NaOH 用量先加 H2O2,其余反应条件同 2. 1( 4) ,考察NaOH 用量对 MYR 收率的影响,结果见图 4.由图 4 可见,当加入 16% NaOH 溶液 5. 5 mL 时,MYR 收率最高( 16. 11% ) ; 增加 NaOH 用量,有利于 DMY 的开环反应,但过量 NaOH 可能会引起副反应的发生。NaOH 溶液用量为 5. 5 mL 较佳。【3】

  
  ( 6) H2O2用量NaOH 溶液 5. 5 mL,其余反应条件同 2. 1( 5) ,考察 H2O2用量对 MYR 收率的影响,结果见图 5.由图 5 可见,H2O2用量为 0. 68 mL 时,MYR 收率最高( 16. 18% ) .但不同水平之间变化不大,这可能是该反应过程中闭环反应可以利用空气中的 O2进行,但 H2O2的氧化效率要高于O2.故 H2O2用量为 0. 68 mL.【4】

  
  ( 7) 反应时间H2O2用量 0. 68 mL,其余反应条件同 2. 1( 6) ,考察反应时间对 MYR 收率的影响,结果见图6.由图6 可见,随着反应时间延长,MYR 收率提高; 当 反 应 进 行 24 h 时,MYR 收 率 最 高( 16. 21%) ; 继续延长反应时间,收率几乎不变。因此,最佳反应时间为 24 h.

  3 结论
  
  以二氢杨梅素为原料半合成杨梅素( MYR) .

  MYR 的最佳合成条件为: DMY 1. 624 mmol,水( 30 mL) 为溶剂,依次加入 15% H2O20. 68 mL 和16% NaOH 溶液 5. 5 mL,于 35 ℃ 反应 24 h,收率16. 21% .

  该方法为获取 MYR 提供了新的途径,可能成为缓解 MYR 市场供应不足的可行手段之一。

  本文做了相关方面的初步研究,MYR 收率较低,反应机理和合成条件的优化还有待进一步研究。

  参考文献
  
  [1] 江纪武,肖庆祥。 植物药有效成分手册[M]. 北京:人民卫生出版社,1986: 751.
  [2] Tong Y,Zhou X M,Wang S J,et al. Analgesic activ-ity of myricetin isolated from Myrica rubra Sieb. etZucc. Leaves[J]. Archives of pharmacal research,2009,32( 4) : 527 - 533.
  [3] 何桂霞,裴刚,周天达。 显齿蛇葡萄中总黄酮和二氢杨梅素的含量测定[J]. 中国中药杂志,2000,25( 7) : 423 -425.
  [4] Oyamada T. A novel synthesis method of flavonol[J].J Chem Soc Japan,1934,55( 12) : 1256 - 1258.
  [5] Oyamada T. Total synthesis of flavonol[J]. Bull ChemSoc Japan,1935,10( 1) : 182 - 184.
  [6] 李卫,宁正祥。 逆流法提取二氢杨梅素研究[J]. 食品科学,2005,25( 11) : 192 -194.

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