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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 羧甲基槲皮素的合成
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 槲皮素是一種具有多種生物活性的黃酮類化合物，但是由于其水溶性和脂溶性均很差，因此它的生物利用度很低。羧甲基槲皮素是一種槲皮素的衍生物，其以槲皮素母核為基礎(chǔ)，引入羧甲基，改善了槲皮素的水溶性和脂溶性，理論上有利于其生物利用度的提高。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前眾多槲皮素水溶性衍生物僅考慮在水中的溶解度，而忽略了脂溶性的同步提高。脂溶性的提高有利于提高對生物膜的通透性。同時(shí)，相對于傳統(tǒng)水溶性衍生物的硫酸基和磷酸基，羧甲基的鈉鹽解離常數(shù)很小，更有利于通過生物膜。 許多文獻(xiàn)報(bào)道槲皮素具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤等多重生物活性，但其口服生物利用度很低，原因是其水溶性和脂溶性均很差。造成這一現(xiàn)象的原因主要是槲皮素存在分子內(nèi)氫鍵。槲皮素在羧甲基化后，分子內(nèi)氫鍵削弱，同時(shí)還引入了可成鹽的羧基，使其水溶性和脂溶性均得以提高。另外羧甲基化后形成的苯氧乙酸片段也有抗菌作用，理論上可以加強(qiáng)槲皮素的抗菌活性。 槲皮素是一種黃酮醇類化合物。90年代以來，有關(guān)槲皮素抗腫瘤、抗炎、抗血小板聚集、抗氧自由基、擴(kuò)血管、抗菌、抗病毒等作用陸續(xù)引起學(xué)者們的關(guān)注，并在研究領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。更重要的是，槲皮素及其衍生物對動物毒性較小。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，大鼠LD50為10-50 g/kg；小鼠一次口服槲皮素15 g/kg，觀察7天無一死亡。臨床上，槲皮素目前出現(xiàn)在一些復(fù)方口服制劑中，這些藥物主要用于心腦血管疾病和糖尿病的治療。 然而，由于槲皮素水溶性較差，生物利用度較低，于是有些學(xué)者開始關(guān)注槲皮素水溶性衍生物的開發(fā)。目前，國內(nèi)外關(guān)于水溶性槲皮素的文獻(xiàn)主要是抗凝、心血管保護(hù)、抗腫瘤方面的活性研究。通過對大量相關(guān)文獻(xiàn)比較發(fā)現(xiàn)，這些衍生物的活性與槲皮素原形類似。這說明槲皮素的衍生化并未使其活性做出較大改變。在國內(nèi)外研究中出現(xiàn)的水溶性槲皮素品種主要是7-槲皮素硫酸酯和4',7-槲皮素二硫酸酯，槲皮素磷酸酯的相關(guān)文獻(xiàn)較少。這些衍生物的特點(diǎn)是成鹽后水溶性有所增強(qiáng)，且溶解的分子幾乎全部以負(fù)離子形式存在。由于生物膜表面也帶負(fù)電，這些衍生物的通透性都不是很理想。正因?yàn)槿绱耍壳跋嚓P(guān)文獻(xiàn)的研究幾乎都是分子水平。 目前槲皮素硫酸酯的合成方法主要是濃硫酸酯化法，在低溫下主要得到單硫酸酯，溫度的提高會增加二硫酸酯的含量，但同時(shí)也提高槲皮素分解產(chǎn)物的量。這種合成方法收率較低且產(chǎn)生大量廢酸。有國外文獻(xiàn)報(bào)道槲皮素4'-槲皮素硫酸酯的合成方法：槲皮素先用芐基保護(hù)，再與三氧化硫在DMF中反應(yīng)，催化氫化脫保護(hù)后得到產(chǎn)品。這種方法雖比較環(huán)保，但步驟繁瑣。 目前尚未檢索到槲皮素羧甲基衍生物相關(guān)文獻(xiàn)，說明本課題有很強(qiáng)的創(chuàng)新性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 許多文獻(xiàn)報(bào)道槲皮素具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤等多重生物活性，但其口服生物利用度很低，原因是其水溶性和脂溶性均很差。造成這一現(xiàn)象的原因主要是槲皮素存在分子內(nèi)氫鍵。槲皮素在羧甲基化后，分子內(nèi)氫鍵削弱，同時(shí)還引入了可成鹽的羧基，使其水溶性和脂溶性均得以提高。另外羧甲基化后形成的苯氧乙酸片段也有抗菌作用，理論上可以加強(qiáng)槲皮素的抗菌活性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 目前眾多槲皮素水溶性衍生物僅考慮在水中的溶解度，而忽略了脂溶性的同步提高。脂溶性的提高有利于提高對生物膜的通透性。同時(shí)，相對于傳統(tǒng)水溶性衍生物的硫酸基和磷酸基，羧甲基的鈉鹽解離常數(shù)很小，更有利于通過生物膜。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 羧甲基槲皮素這一衍生物理論上可以提高槲皮素的生物利用度，將槲皮素的藥用價(jià)值充分開發(fā)出來。目前已經(jīng)有一些槲皮素的復(fù)方制劑用于心腦血管疾病及糖尿病的治療，羧甲基槲皮素的研發(fā)有望開發(fā)出療效更強(qiáng)的藥物。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的 通過對槲皮素的羧甲基化，增大其水溶性和脂溶性。 方法 將槲皮素在堿性條件下與氯乙酸鈉反應(yīng)，制得羧甲基槲皮素。利用HPLC、IR、NMR、MS技術(shù)對產(chǎn)物的純度進(jìn)行測定并進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。 結(jié)果 產(chǎn)物總收率90%（以槲皮素計(jì)），重結(jié)晶后產(chǎn)物純度98%，與目標(biāo)結(jié)構(gòu)相同。 結(jié)論 羧甲基槲皮素合成方便，產(chǎn)率高，純度高，其在弱堿性水溶液中的溶解度較槲皮素有明顯提高。
獲獎情況
- 尚未公開發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- J.V. Formica, W. Regelson. Review of the biology of quercetin and related bioflavonoids [J]. Food Cosmet. Technol., 1995, 33(12): 1061–1080. 秦曉蓉, 張銘金, 高緒娜等. 槲皮素抗菌活性的研究[J]. 化學(xué)與生物工程, 2009, 26(4): 55-59.
同類課題研究水平概述
- 槲皮素是一種黃酮醇類化合物。90年代以來，有關(guān)槲皮素抗腫瘤、抗炎、抗血小板聚集、抗氧自由基、擴(kuò)血管、抗菌、抗病毒等作用陸續(xù)引起學(xué)者們的關(guān)注，并在研究領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。更重要的是，槲皮素及其衍生物對動物毒性較小。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，大鼠LD50為10-50 g/kg；小鼠一次口服槲皮素15 g/kg，觀察7天無一死亡。臨床上，槲皮素目前出現(xiàn)在一些復(fù)方口服制劑中，這些藥物主要用于心腦血管疾病和糖尿病的治療。 然而，由于槲皮素水溶性較差，生物利用度較低，于是有些學(xué)者開始關(guān)注槲皮素水溶性衍生物的開發(fā)。目前，國內(nèi)外關(guān)于水溶性槲皮素的文獻(xiàn)主要是抗凝、心血管保護(hù)、抗腫瘤方面的活性研究。通過對大量相關(guān)文獻(xiàn)比較發(fā)現(xiàn)，這些衍生物的活性與槲皮素原形類似。這說明槲皮素的衍生化并未使其活性做出較大改變。在國內(nèi)外研究中出現(xiàn)的水溶性槲皮素品種主要是7-槲皮素硫酸酯和4',7-槲皮素二硫酸酯，槲皮素磷酸酯的相關(guān)文獻(xiàn)較少。這些衍生物的特點(diǎn)是成鹽后水溶性有所增強(qiáng)，且溶解的分子幾乎全部以負(fù)離子形式存在，而生物膜表面也帶負(fù)電，因此這些衍生物對生物膜的通透性都不是很理想。正因?yàn)槿绱?，目前眾多相關(guān)文獻(xiàn)中的研究幾乎都局限于分子水平。 目前槲皮素硫酸酯的合成方法主要是濃硫酸酯化法，在低溫下主要得到單硫酸酯，溫度的提高會增加二硫酸酯的含量，但同時(shí)也提高槲皮素分解產(chǎn)物的量。這種合成方法收率較低且產(chǎn)生大量廢酸。有一國外文獻(xiàn)報(bào)道一種新型水溶性槲皮素衍生物——4'-槲皮素硫酸酯的合成方法：槲皮素先用芐基保護(hù)，再與三氧化硫在DMF中反應(yīng)，催化氫化脫保護(hù)后得到產(chǎn)品。這種方法雖比較環(huán)保，但步驟繁瑣。 目前尚未檢索到槲皮素羧甲基衍生物相關(guān)文獻(xiàn)，說明本作品有很強(qiáng)的創(chuàng)新性。
