趙丹丹 蔡莊紅 曾繁強(qiáng) 賀李鑫

摘 要： 黃酮類(lèi)化合物在自然界的植物中廣泛存在，該類(lèi)化合物種類(lèi)繁多的同時(shí)藥用價(jià)值也有很多，比如能降低血管的脆性、改善血管的通透性、降低血脂和膽固醇、用于防治老年高血壓和腦溢血的向天果、槐米中的蘆丁和陳皮中的陳皮苷等等。作為我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)提取的主要原料之一的蘆丁，其單體中黃酮類(lèi)配合物有抑制血小板聚集、降壓、降血脂等多種藥理作用。通過(guò)概述黃酮類(lèi)化合物的理化性質(zhì)、提取與分離及顯色反應(yīng)等，期望獲得生物利用度、降低細(xì)胞毒性并且可以作為臨床藥物的新型黃酮類(lèi)衍生物。

關(guān)鍵詞： 蘆丁 新型衍生物 黃酮類(lèi)化合物 結(jié)構(gòu)修飾

中圖分類(lèi)號(hào)： R587文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）04-0070-03

基金項(xiàng)目：2024年度河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目“基于蘆丁單體中黃酮的結(jié)構(gòu)修飾及生物活性應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：24B150018）；鄭州市社科聯(lián)2023課題“‘雙碳背景下鄭州推進(jìn)工業(yè)企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型研究”（項(xiàng)目編號(hào)：ZSLX20230503）；河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院2023年度校級(jí)課題“綠色技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下有機(jī)污染物萃取裝置的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2023-KJ-58）。

Application Research on the Structural Modification and Bioactivity of Flavonoids in Rutin Monomer

ZHAO Dandan CAI Zhuanghong ZENG Fanqiang HE Lixin

Henan Technical Institute， Zhengzhou， Henan Province， 450042 China

Abstract： Flavonoid compounds are widely found in plants in nature. There are many kinds of the compound with many medicinal properties， such as reducing the fragility of blood vessels， improving the permeability of blood vessels and reducing blood lipids and cholesterol， as well as the fructus swietenia macrophylla， rutin in locust rice and hesperidin in dried tangerine peel for preventing and treating hypertension and cerebral hemorrhage in the elderly. Rutin is one of the main raw materials extracted by the pharmaceutical industry in China， and flavonoid complexes in its monomer have a variety of pharmacological effects such as inhibiting platelet aggregation， reducing blood pressure and reducing blood lipid. This paper summarizes the physicochemical properties， extraction， separation and color reaction of flavonoid compounds， hoping to obtain new flavonoid derivatives that can improve bioavailability， reduce cytotoxicity and be used as clinical drugs.

Key Words： Rutin； New derivatives； Flavonoids； Structural modification

黃酮類(lèi)化合物在各個(gè)植物中都廣泛存在，有文獻(xiàn)記載大約有20%的藥物中都含有黃酮類(lèi)化合物[1]，由此可以看出黃酮類(lèi)化合物資源之豐富，并且黃酮類(lèi)化合物的種類(lèi)也有很多，不同種類(lèi)其性質(zhì)也有所不同，除了其在鎮(zhèn)靜、抗突變、消炎、清熱解毒、降壓、抗菌等方面的作用外，黃酮類(lèi)化合物在抗氧化、抗癌、抑制一些酶功能的表達(dá)等方面也具有顯著的效果[2-3]。同時(shí)由于黃酮類(lèi)化合物能增加冠脈流量，所以其在防治實(shí)驗(yàn)性心肌梗塞、急性心肌缺血、冠心病、心絞痛和高血壓等方面也有廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)黃酮類(lèi)化合物的不斷研究，其越來(lái)越多的作用被人們發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用，特別是在化妝品、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，但是不少問(wèn)題也隨之而來(lái)，如結(jié)構(gòu)不同的黃酮類(lèi)化合物，表現(xiàn)出的性質(zhì)也不同，有些黃酮類(lèi)化合物的溶解性又比較差，因此對(duì)黃酮類(lèi)化合物的研究很有必要。通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究，有望改進(jìn)其性質(zhì)，從而更好地研發(fā)更多符合人們需求的藥物[4]。

1 黃酮類(lèi)化合物概述

黃酮類(lèi)化合物泛指通過(guò)中央三碳原子，將兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)相互連結(jié)而成的一系列化合物[5]。黃酮類(lèi)化合物的作用也很多，如抗氧化、抗炎、抗致癌、調(diào)節(jié)關(guān)鍵細(xì)胞酶功能等等，這也使其被認(rèn)為是各種營(yíng)養(yǎng)保健品、藥物和化妝品中不可或缺的成分。黃酮類(lèi)化合物未來(lái)發(fā)展涉及的領(lǐng)域也很廣，如黃酮類(lèi)化合物的分離、表征以及分子對(duì)接和生物信息學(xué)知識(shí)等[6]。本文通過(guò)蘆丁單體提取黃酮，進(jìn)而對(duì)蘆丁單體中黃酮的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾以及生物活性進(jìn)行研究。

2 蘆丁概述

蘆丁是一種天然的黃酮衍生物，又名蕓香苷、維生素P，其在蕎麥、槐米、水果（如葡萄、蘋(píng)果等）、蔬菜（如胡蘿卜等）和飲料（如茶、酒等）以及一些藥用植物中廣泛存在，其化學(xué)名稱(chēng)為5，7，3′，4′-四羥基-3-蕓香糖黃酮[7]，其常為黃色或黃綠色粉末或極細(xì)針晶，提取方法有很多，如堿溶酸沉法、熱水提取法等。蘆丁單體中黃酮類(lèi)配合物有降壓、降血脂、抑制血小板聚集等多種藥理作用，但是因?yàn)槠渌苄圆詈蜕锢枚鹊?，所以在臨床上的應(yīng)用會(huì)受到一定限制。很多人通過(guò)對(duì)羥基進(jìn)行修飾使其生成醚和酯等方式來(lái)提高其溶解度、生物利用性和生物活性。

3 黃酮類(lèi)化合物的理化性質(zhì)

3.1 黃酮類(lèi)化合物的性狀

黃酮類(lèi)化合物主要是結(jié)晶或粉末狀，由于受到發(fā)色團(tuán)共軛系統(tǒng)、助色團(tuán)和離子化的影響進(jìn)而使其展現(xiàn)出不同的顏色，如由于發(fā)色團(tuán)共軛系統(tǒng)的影響，交叉共軛系統(tǒng)完整的黃酮（醇）、查爾酮會(huì)顏色更深，而交叉共軛系統(tǒng)不完整的異黃酮顏色就比較淡，交叉共軛系統(tǒng)中斷二氫黃酮（醇）、黃烷醇等則顯示出無(wú)色；對(duì)于助色團(tuán)只有黃酮（醇）7、4′位引入助色團(tuán)才會(huì)顏色加深，其他則影響不大；離子化影響主要表現(xiàn)在顏色會(huì)隨pH不同而改變，像花色素（苷）。

3.2 黃酮類(lèi)化合物的溶解性

黃酮類(lèi)化合物一般難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑。不同種類(lèi)的黃酮類(lèi)化合物其在水中溶解度也有差異，平面性強(qiáng)的分子和非平面性分子在水中溶解度會(huì)有所不同，像黃酮、黃酮醇等平面性強(qiáng)的分子會(huì)比二氫黃酮以及二氫黃酮醇等非平面性分子更難溶于水，這主要是平面性強(qiáng)的分子會(huì)因?yàn)槠浞肿优帕懈o密，進(jìn)而使分子間作用力更大，從而更難溶于水。物質(zhì)存在的方式也會(huì)對(duì)黃酮類(lèi)化合物在水中溶解度有影響：如果羥基被甲基化后，其脂溶性就會(huì)增加，水溶性則會(huì)越低；反之如果羥基越多，其水溶性就會(huì)越大，脂溶性則會(huì)越低。

3.3 黃酮類(lèi)化合物的酸堿性

黃酮類(lèi)化合物大多都具有酚羥基，這也是其顯酸性的主要原因，根據(jù)其酚羥基中氫離子電離強(qiáng)度不同，其酸性強(qiáng)度也不同，而利用其酸性的不同來(lái)進(jìn)行提取、分離及鑒定工作。黃酮類(lèi)化合物呈現(xiàn)堿性主要是因?yàn)槠浠衔镏笑?吡喃酮上的1位氧原子有未共用的電子對(duì)，可以吸收溶液中的氫離子，進(jìn)而呈現(xiàn)堿性。

3.4 黃酮類(lèi)化合物的顯色反應(yīng)

3.4.1 還原反應(yīng)

黃酮類(lèi)化合物的還原反應(yīng)有很多。其中最常用來(lái)鑒定黃酮類(lèi)化合物的顏色反應(yīng)是鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)，其顯色會(huì)隨著黃酮類(lèi)化合物的種類(lèi)不同而不同，如對(duì)于二氫黃酮、黃酮、黃酮醇、二氫黃酮醇和苷類(lèi)化合物顯色多為橙紅到紫紅和少部分的藍(lán)色或綠色，且顏色會(huì)隨B環(huán)上的OCH3或-OH增多而加深，而異黃酮類(lèi)基本不顯色等等。鈉汞齊還原反應(yīng)中不同的黃酮類(lèi)化合物其產(chǎn)物顏色也不同，如黃酮、異黃酮等會(huì)顯紅色，黃酮醇類(lèi)會(huì)顯黃色到淡紅色等[8]。

3.4.2 絡(luò)合反應(yīng)

絡(luò)合反應(yīng)主要包括AlCl3、鋯鹽-杞櫞酸和FeCl3這三種反應(yīng)。AlCI3反應(yīng)可用于定量或定性分析，在紫外燈下多數(shù)黃酮類(lèi)化合物會(huì)顯黃色熒光但7，4′-二羥基和4′-羥基黃酮醇會(huì)顯天藍(lán)色熒光，這常被用來(lái)鑒別7，4′-二羥基和4′-羥基黃酮醇。鋯鹽-杞櫞酸反應(yīng)常用來(lái)鑒別黃酮類(lèi)化合物中是否有3-OH，在加入鋯鹽生成黃色絡(luò)合物后再加入杞櫞酸，如果黃色不褪去就有3-OH，反之則無(wú)[9]。FeCl3反應(yīng)則是用來(lái)判斷黃酮類(lèi)化合物是否含有酚羥基，而且會(huì)根據(jù)酚羥基數(shù)目位置不同呈現(xiàn)紫、綠、藍(lán)等顏色。

3.4.3 堿性試劑顯色反應(yīng)

在堿液中不同種類(lèi)的黃酮化合物會(huì)顯示出不同的顏色，黃酮類(lèi)在氫氧化鈉水溶液中會(huì)產(chǎn)生黃到橙色。二氫黃酮類(lèi)會(huì)在堿性條件下開(kāi)環(huán)，所以二氫黃酮在冷堿液中會(huì)呈現(xiàn)黃色到橙色，熱堿液中則呈深紅或紫紅色。查耳酮、橙酮在堿液中會(huì)顯紅或紫紅色。黃酮醇類(lèi)由于通空氣3-OH被氧化，所以會(huì)在堿液中會(huì)先呈黃色后轉(zhuǎn)為棕色。

4 黃酮類(lèi)化合物的提取與分離

4.1 黃酮類(lèi)化合物的提取

4.1.1 乙醇或甲醇提取法

在乙醇或甲醇提取法中，不同濃度的乙醇或甲醇提取的物質(zhì)也不同。如對(duì)于游離黃酮一般用高濃度的醇（如90%～95%）提取，而對(duì)于黃酮苷類(lèi)一般用60%左右濃度的醇提取[10]。

4.1.2 熱水提取法

熱水提取法是利用所提取物質(zhì)溶于熱水后，遇乙醇等溶劑能沉淀，進(jìn)而得到所需物質(zhì)的方法。對(duì)于黃酮類(lèi)化合物其一般僅限于提取黃酮苷類(lèi)，所以當(dāng)提取的原料中含有較高的黃酮苷類(lèi)物質(zhì)時(shí)可以采用這種方法。這種方法需要考慮的因素有很多，如加入的水量以及其溫度、時(shí)間等。但這種方法的工藝具有成本低、基本不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的優(yōu)勢(shì)，比較適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但是其提取出的產(chǎn)品雜質(zhì)較多。

4.1.3 超臨界萃取技術(shù)

作為近10年才發(fā)展起來(lái)的一種新型技術(shù)超臨界流體萃取法，其工作原理主要是在低溫、高壓等條件下利用超臨界流體的特性得到所需的組分，然后通過(guò)改變其溫度、壓力等條件使所需成分和萃取劑分離，進(jìn)而得到產(chǎn)品的方法[11]。超臨界萃取由于其效率高、沒(méi)有有機(jī)溶劑殘留、溶劑不易造成污染等特征，成為了一種較廣泛使用的藥物提取、分離手段。

4.1.4 堿提酸沉法

黃酮類(lèi)化合物本身顯弱酸性，這也是堿提酸沉法的前提，堿提酸沉法是將酚羥基黃酮經(jīng)過(guò)堿性水或堿性稀醇（如50%的乙醇）浸出后酸化沉淀析出，或利用有機(jī)溶劑萃取。常用的堿性水溶液為飽和石灰水、5%碳酸鈉或稀氫氧化鈉溶液等。

4.2 黃酮類(lèi)化合物的分離

由于黃酮類(lèi)化合物的種類(lèi)多種多樣，每個(gè)種類(lèi)的性質(zhì)也會(huì)有所不同，所以其分離的原料也會(huì)有所差異，例如：根據(jù)其極性的不同，利用其分配原理或者吸附能力的差異來(lái)分離；或者根據(jù)其酸性強(qiáng)弱，利用pH梯度來(lái)進(jìn)行沉淀分離；亦或者根據(jù)其某些特殊的結(jié)構(gòu)，利用其不同的金屬鹽絡(luò)合能力來(lái)分離等等[12]。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，雖然發(fā)現(xiàn)了黃酮類(lèi)化合物的多種作用，但是對(duì)其的研究仍然有不足之處。黃酮類(lèi)化合物現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)的種類(lèi)多達(dá)8 000多種，而且隨著對(duì)其的深入研究，越來(lái)越多的黃酮類(lèi)化合物將被發(fā)現(xiàn)，對(duì)于如何將這些化合物分類(lèi)繼而進(jìn)一步應(yīng)用于生產(chǎn)中也是任重道遠(yuǎn)的任務(wù)。雖然對(duì)其完全了解還有很長(zhǎng)一段路程，但是由于其本身具有的抗氧化、抗炎以及抗腫瘤等生理功效，還是使黃酮類(lèi)化合物成為科研工作者在食品、保健品以及藥品等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，應(yīng)用前景依然十分廣泛。

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