齊志文, 王成章， 蔣建新

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所;生物質(zhì)化學(xué)利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室;國(guó)家林業(yè)局 林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室;江蘇省 生物質(zhì)能源與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇 南京 210042; 2.北京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 北京 100083)

生漆是一種傳統(tǒng)的天然樹(shù)脂，由漆酚、樹(shù)膠質(zhì)、水以及其他化合物組成[1]。漆酚是生漆的主要成分，它是一種兒茶酚衍生物，具有長(zhǎng)的不飽和碳?xì)鋫?cè)鏈結(jié)構(gòu)，由飽和漆酚、單烯漆酚、雙烯漆酚和三烯漆酚等漆酚類化合物組成，是生漆固化成膜以及構(gòu)成漆膜骨架的基本反應(yīng)物，對(duì)漆膜的光澤、附著力、韌性等性能有直接影響[2]。氧化成膜的漆膜為醌類化合物，其生物活性較低，生漆生物活性的研究重點(diǎn)主要為漆酚。漆酚多聚體及其漆酚-多糖-糖蛋白高分子復(fù)合物構(gòu)成了干燥漆膜，這種特殊結(jié)構(gòu)決定了漆膜的物理性能，賦予了生漆漆膜獨(dú)特的超耐久性、磨光性及耐各種化學(xué)藥品性等[1,3]。漆酚鄰位酚羥基及側(cè)鏈不飽和官能團(tuán)使漆酚具有顯著的抗腫瘤細(xì)胞活性、腫瘤血管生成抑制效果以及抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)活性等，從而對(duì)白血病、肝癌、肺癌和食道癌等癌癥具有顯著的治療效果[4]。筆者綜述了生漆致敏機(jī)理、漆酚抗菌、抗病毒活性和藥用活性，以及漆酚聚合物的應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為高附加值漆酚衍生物的研究提供新的發(fā)展方向，同時(shí)為生漆資源的高值化利用提供參考。

1 漆酚的生物化學(xué)活性

1.1 致敏機(jī)理

生漆致敏通常指的是由生漆中油脂化合物直接接觸皮膚引起的過(guò)敏性皮炎。生漆樹(shù)脂是免疫學(xué)中的半抗原物質(zhì)[5]，滲入皮膚后，由皮膚產(chǎn)生一種酶催化的氧化物，催化漆酚為親電體的鄰位醌，氧化生成的O-醌類衍生物對(duì)親核試劑較為敏感，其與細(xì)胞膜內(nèi)的角蛋白或蛋白質(zhì)結(jié)合形成完整的抗原，進(jìn)攻兒茶酚環(huán)上4、 5和6號(hào)位的C原子[6-8]。

Halloran[9]和Hachisuka等[10]研究了致敏接觸性皮炎，結(jié)果表明：間接接觸漆酚也會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏性皮疹。漆酚或緬漆酚類中的油性分子為非親電體，不能與親電的蛋白質(zhì)形成免疫蛋白。但當(dāng)這些油性分子進(jìn)入皮膚后，多酚氧化酶能將這類油性分子轉(zhuǎn)化成具有親電性的鄰醌類分子而使其能和蛋白質(zhì)形成免疫蛋白[11]。

皮炎致敏過(guò)程分為誘導(dǎo)和釋放2個(gè)階段。在誘導(dǎo)階段，半抗原滲入皮膚形成蛋白質(zhì)-半抗原的混合物，作為完整的抗原能被朗格漢斯細(xì)胞(L細(xì)胞)攝入，為T(mén)-淋巴球細(xì)胞提供抗原信息。這些T-淋巴球細(xì)胞繼而遷移至淋巴結(jié)，在淋巴結(jié)內(nèi)辨識(shí)性地進(jìn)入效應(yīng)細(xì)胞、記憶細(xì)胞并增殖。此時(shí)生物體極其敏感，能生成免疫T-淋巴球細(xì)胞應(yīng)對(duì)下次相同半抗原的進(jìn)攻。在釋放階段，半抗原再一次進(jìn)入皮膚，結(jié)合之前形成的蛋白質(zhì)-半抗原混合物。在初次接觸抗原時(shí)形成的效應(yīng)細(xì)胞，進(jìn)入血液循環(huán)和蛋白質(zhì)-半抗原混合物作用。效應(yīng)細(xì)胞釋放一種淋巴因子化學(xué)介質(zhì)[12]。該淋巴因子可作用于不同的靶點(diǎn)：巨噬細(xì)胞、淋巴球和其他類細(xì)胞(可釋放針對(duì)L細(xì)胞的細(xì)胞毒素)。淋巴因子能作用于臨床表現(xiàn)的過(guò)敏性皮炎、紅疹和腫脹[13-14]。

刺激因子(S.I.)表示淋巴細(xì)胞試驗(yàn)組活性和對(duì)照組活性的比值[11],淋巴細(xì)胞刺激試驗(yàn)表明漆酚及酯化漆酚顯示了相似的漆酚濃度-刺激因子曲線(漆酚質(zhì)量濃度范圍為0.002～20 mg/L)，且當(dāng)漆酚質(zhì)量濃度為2 mg/L時(shí)，S.I.值達(dá)到最大值近250；但亞甲基漆酚在此濃度范圍并未顯示顯著的刺激因子變化。漆酚致敏機(jī)理如圖1所示[15]。

圖1 漆酚致敏機(jī)理[15]Fig. 1 Urushiol sensitization mechanism[15]

漆酚抗原被L細(xì)胞捕捉，將抗原信息傳遞給T-淋巴球細(xì)胞，誘導(dǎo)T細(xì)胞的敏化反應(yīng)。初始敏化反應(yīng)中，白介素-1β(1L-1β)和主要的組織相容性復(fù)合體(MHC)種類Ⅱ在L細(xì)胞中產(chǎn)生[6]。膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生漆酚傳遞的細(xì)胞因子例如腫瘤壞死因子α(TNF-α)，1L-1α和粒性白細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、集落刺激因子，其可進(jìn)一步刺激L細(xì)胞[7]。

Kim等[16]通過(guò)合成多種不同烷基側(cè)鏈(—H、—CH3、—C5H11、—C10H21、—C15H31、—C20H41)的1,2-甲氧基苯型和兒茶酚漆酚型衍生物，研究了這類化合物接觸性過(guò)敏反應(yīng)和抗氧化能力。其中，兒茶酚類漆酚衍生物(CTUDs)對(duì)1,1-二苯基-2-苦肼基自由基具有較高的自由基清除能力，抑制了經(jīng)偶氮二異庚腈(AMVN)誘導(dǎo)的亞油酸甲酯溶劑中脂質(zhì)的過(guò)氧化反應(yīng)。CTUDs也具有對(duì)蛋黃卵磷脂單層泡脂質(zhì)體系統(tǒng)(PC LUV)(被AMVN、 2-脒基-丙烷二鹽酸化物和銅離子等誘導(dǎo))的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)抑制作用。由于CTUDs位于雙層磷脂中，被視為一種抵制脂質(zhì)過(guò)氧化薄膜的高效抗氧化化合物，其具有抗細(xì)胞和亞細(xì)胞氧化損傷的作用。Coifman等[17]簡(jiǎn)述了肌肉中微米級(jí)不可溶抗體的釋放系統(tǒng)，即不溶于水的疫苗通過(guò)乙醇注入體內(nèi)免疫系統(tǒng)作為一種新的免疫療法，此方法對(duì)那些漆酚高度過(guò)敏的人群很有效。

1.2 抗菌、抗病毒活性

漆酚具有較強(qiáng)的抗菌能力，能抑制微生物的生長(zhǎng)。Cha等[18]評(píng)價(jià)了2%洗必泰(CHX)、 6%NaOCl、0.01%漆酚溶液的抗變異鏈球菌性能，經(jīng)過(guò)30 min培養(yǎng)，樣品均未正常成活，對(duì)照組顯示了極強(qiáng)的團(tuán)聚作用，說(shuō)明漆酚具有較強(qiáng)的抗變異鏈球菌的能力。何源峰[19]對(duì)漆酚進(jìn)行了結(jié)構(gòu)修飾和生物活性的研究，結(jié)果表明：漆酚對(duì)1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)和2,2′-聯(lián)氮雙(3-乙基苯并噻唑- 6-磺酸)二胺鹽(ABTS)自由基具有極佳的清除能力，且側(cè)鏈不飽和度越高，對(duì)自由基的清除能力越強(qiáng)；應(yīng)用不同飽和程度的漆酚進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，漆酚表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑菌作用，對(duì)表皮葡萄球菌抑菌圈大小達(dá)到22 mm，且不飽和度為3的漆酚抑菌性能最好。Suk等[20]和Hong等[21]研究了漆酚對(duì)幽門(mén)螺旋桿菌的抗菌效果，結(jié)果表明：漆酚的最小抑菌濃度范圍為0.064～0.256 g/L，10 min即可將幽門(mén)螺旋桿菌的細(xì)胞壁溶解；漆酚與三聯(lián)療法(奧美拉唑+克拉霉素+甲硝咪唑)結(jié)合，使幽門(mén)螺旋桿菌的根除率可達(dá)100%。Cho等[22]測(cè)試了一種非致敏性漆酚衍生物的抗菌活性，結(jié)果表明：漆酚衍生物烷基側(cè)鏈中不同長(zhǎng)度的碳鏈抑制了食物腐敗及微生物生長(zhǎng)。

此外，漆酚具有調(diào)節(jié)肝臟細(xì)胞活性和調(diào)節(jié)去乙酰酶(SIRT)蛋白抑制劑活性的作用。Hong等[21]研究表明漆酚激發(fā)了小鼠體內(nèi)某些細(xì)胞的活性，降低了小鼠患脂肪肝的風(fēng)險(xiǎn)。Ryckewaert等[23]通過(guò)漆酚影響體外細(xì)胞SIRT蛋白表達(dá)水平和漆酚與SIRT模擬對(duì)接結(jié)果說(shuō)明了漆酚化合物具有調(diào)節(jié)SIRT蛋白抑制劑活性的能力。此外，這種SIRT蛋白抑制劑的外形及細(xì)胞毒性與去乙?；阜翘禺愋許IRT蛋白抑制劑相似；而不同于特異性SIRT蛋白抑制劑EX-527。

1.3 藥用活性

漆酚具有凝血功能。Xie等[24]從漆樹(shù)樹(shù)脂中提取了具有血小板抑制活性的新型漆酚化合物，經(jīng)過(guò)1H NMR、13C NMR、異核多量子相關(guān)譜(HMQC)、高分辨電噴霧電離質(zhì)譜(HRESIMS)、EI-MS等分析確定了8種新型漆酚化合物結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。除了7a/7b，其他化合物都具有體外抗血小板活性的能力，在ADP刺激下化合物5為最有效的抗血小板活性化合物?；衔?也具有較好的抗血小板活性,IC50=(3.09±0.70)μmol/L。這些新型漆酚化合物因具有抗血小板凝集的作用可用于治療傳統(tǒng)淤血。

圖2 新型漆酚結(jié)構(gòu)圖[24]Fig. 2 Structures of new urushiol[24]

漆酚在預(yù)防肝臟疾病方面也具有一定功效。Hong等[25]通過(guò)研究漆酚化合物對(duì)患酒精肝(ALD)小鼠(包括正常小鼠和肥胖小鼠)的Toll樣受體的影響，結(jié)果表明漆酚化合物顯著地降低了小鼠體內(nèi)的TNF-α和1L-1β蛋白的水平，而酒精則增加了這種影響。Bang等[26]研究了漆酚對(duì)酒精性肝病的影響，評(píng)估了漆酚對(duì)老鼠ALD的影響。通過(guò)對(duì)比小鼠分組喂食實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)病理學(xué)結(jié)果表明漆酚顯著降低了小鼠酒精誘導(dǎo)脂肪變性的程度，提高了小鼠的免疫能力，具備治療ALD的潛力。

2 漆酚的應(yīng)用

2.1 涂料

漆酚分子間可以通過(guò)酚羥基或雙鍵的化學(xué)鍵合作用，形成色澤度、硬度較優(yōu)的生漆涂料。Bai等[27]采用循環(huán)伏安法監(jiān)測(cè)，以K2CuCl4·2H2O為氧化還原劑對(duì)“死漆”進(jìn)行處理，在相對(duì)濕度為75%的環(huán)境中，以0.6% K2CuCl4·2H2O處理固化的“死漆”色澤度達(dá)到101.0%、硬度達(dá)到0.84。Yang等[28]研究了生漆熱聚合及其對(duì)生漆涂膜性能的影響，結(jié)果在室溫下從“死漆”中制得一系列的熱聚合生漆(TPL)。

2.2 新型材料

2.2.1漆酚-金屬(鹽)聚合 漆酚和金屬之間可以形成漆酚-金屬配合物，具有較好的彈性和耐熱性。Xue等[29]探討了漆酚/鐵及其聚丙烯復(fù)合材料涂層的竹纖維的制備及表征。結(jié)果表明：漆酚/鐵聚合物通過(guò)分子間氫鍵作用與竹纖維(BFs)表面結(jié)合，在通過(guò)原位聚合法制得的漆酚/鐵涂層的竹纖維(BCFeU)/聚丙烯(PP)化合物中起著交聯(lián)鍵合的作用。改性后的竹制品BCFeU斷裂伸長(zhǎng)量增加了56%，最大偏轉(zhuǎn)量增加了46%。羅震等[30]以漆酚/銅聚合物(UCP)有機(jī)溶液為鑄膜液，采用Breath Figures法可制備孔型規(guī)整、分布均勻、平均孔徑為1.5 μm的耐熱性疏水性UCP和平均孔徑為0.85 μm的耐酸堿性疏水性UCP。徐艷蓮等[31]采用直接研磨的方法制備了漆酚/鉛聚合物及其自組裝聚合物。漆酚/鉛聚合物(ULP)為形態(tài)均勻的多孔膜和微球，具有良好的耐熱性(ULP分解溫度為432～496 ℃)。Zheng等[32]采用膨脹法制備了兩性功能材料漆酚/鈦金屬螯合物(UTi)-聚苯乙烯聚合物(PS)。其中，聚苯胺(PANi)可以通過(guò)特殊的交互作用較好地結(jié)合在PS的球狀凸起部分，結(jié)果表明：修飾后的兩性材料UTi-PANi有望作為一種導(dǎo)電和耐熱材料。

漆酚-金屬配合物材料也具有較好的電子傳遞性能和剛性。Wang等[33]采用原位光敏還原的方法得到漆酚/銀離子復(fù)合多孔材料涂層，以Br?nsted酸為催化劑，通過(guò)Friedel-Crafts反應(yīng)合成聚合漆酚(PUS)，PUS/Ag多孔薄膜展示了優(yōu)越的電子性能，具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的巨大潛能。

Watanabe等[1]介紹了一種用于制備熱交聯(lián)漆膜薄層簡(jiǎn)單高效的方法，主要是以金屬醋酸鹽作為漆的摻雜物，該固化漆層薄膜具有良好的剛性和韌性。Zheng等[34]通過(guò)將正丁基鈦酸鹽和漆酚進(jìn)行層層疊加的自組裝，在紫外照射下得到具有強(qiáng)抗腐蝕性的超薄復(fù)合材料——鈦/聚合漆酚。結(jié)果表明：當(dāng)所有超薄復(fù)合材料浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的NaCl和1 mol/L HCl 混合溶液中24 h后，聚合度為7的復(fù)合材料仍保持了良好的形貌特征且完全無(wú)缺陷。

2.2.2漆酚-有機(jī)物聚合 新型漆酚基有機(jī)聚合物具有更加優(yōu)良的表面性能和穩(wěn)定性。Lu等[35]制備一種添加特定相對(duì)分子質(zhì)量殼聚糖的新型漆酚涂層。相對(duì)分子質(zhì)量分布、粒度分布、干燥時(shí)間和凝膠含量分析結(jié)果表明：溶解在5%檸檬酸中含3%殼聚糖的漆酚涂層和100%漆酚涂層具有相同的干燥時(shí)間和薄膜硬度，但前者具有更光鮮的表面。Ishimura等[36]以日本黑目生漆(KL)和胺基硅烷試劑混合得到混合生漆涂層(HBL)，核磁分析證實(shí)HBL中的胺基和環(huán)氧亞麻籽油(ELO- 6)中的環(huán)氧基反應(yīng)，之后通過(guò)雙鍵的復(fù)雜自氧化和交叉偶聯(lián)反應(yīng)得到色澤優(yōu)良、堅(jiān)硬的聚合物薄膜。Kanehashi等[37]通過(guò)混合生物基材料(天然漆酚、環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅化合物混合)的液體和固體核磁分析表明：這種發(fā)生在漆酚和有機(jī)硅烷化合物之間的溶膠-凝膠反應(yīng)進(jìn)行的非常迅速，反應(yīng)為溶膠-凝膠高活性化學(xué)反應(yīng)。此外，在環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)環(huán)之后，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅烷之間的反應(yīng)緩慢，且有機(jī)硅烷內(nèi)部—NH2和—OH的凝膠反應(yīng)發(fā)生在環(huán)氧樹(shù)脂交叉偶聯(lián)之后，具體反應(yīng)過(guò)程如圖3所示。

部分漆酚基有機(jī)聚合材料具有良好的防潮性。Jeong等[38]由漆酚和3-硅烷甲基丙烯酸丙酯(TPM)制備得到方便運(yùn)輸處理的固態(tài)粉末狀漆酚(YPUOH)，其具有較高的熱穩(wěn)定性。Jung等[39]通過(guò)在低密度聚乙烯(LDPE)中添加低組分的YPUOH得到了熱穩(wěn)定性增強(qiáng)和防水性能良好的復(fù)合材料，這種材料具有作為新型包裝材料的巨大潛能。該復(fù)合材料中因YPUOH的存在，使得防潮性能隨著YPUOH組分的增加而增強(qiáng)。Watanabe等[40]將漆酚側(cè)鏈中不飽和雙鍵加氫還原得到氫化漆酚。AFM(原子顯微鏡)觀察表明氫化漆酚形成的混合涂層薄膜為均相分布。Jeong等[41]研制了一種耐用、防水、清潔的生物基納米牙齒涂層。將漆酚以納米薄膜的形式層層涂抹在透明干凈的牙具(COAs)上，聚合漆酚(PU)為COAs提供了高強(qiáng)度的機(jī)械性能、低細(xì)胞毒性和抗菌疏水性，具體反應(yīng)過(guò)程如圖4所示。

圖3 漆酚、BPAE和硅烷之間的反應(yīng)[37]Fig. 3 The reaction between urushiol, BAPE and silane[37]

圖4 聚合漆酚層層組裝圖[41]Fig. 4 Assembly diagram of polymeric urushiol layer by layer[41]

3 結(jié)語(yǔ)與展望

目前，對(duì)于生漆中漆酚過(guò)敏表現(xiàn)、過(guò)敏機(jī)理、藥物治療和前期預(yù)防的研究非常重要。生漆主要作為漆膜涂層廣泛應(yīng)用于涂料領(lǐng)域；也可將漆酚從生漆中分離出來(lái)加以改性，作為特殊材料使用，但這類特殊材料目前應(yīng)用領(lǐng)域較窄，市場(chǎng)普及率較低。在今后的研究過(guò)程中，可以通過(guò)改變漆酚基團(tuán)或增加官能團(tuán)合成新型化合物，使其具有更高的生物活性，從而拓寬漆酚的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，將漆酚與其他天然產(chǎn)物通過(guò)官能團(tuán)反應(yīng)或者化學(xué)鍵合作用合成新型化合物，評(píng)價(jià)新型化合物的生物活性進(jìn)而應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)于提高生漆的利用度具有重要的意義。