丹皮酚查耳酮衍生物的制備及抗菌活性研究

李娟花 楊媛媛

摘 要：本文利用水蒸氣蒸餾法提取丹皮酚，并與對二甲氨基苯甲醛反應(yīng)生成2-羥基-4-甲氧基-4、-對二甲氨基查耳酮，經(jīng)元素色譜法對所合成的查耳酮進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并研究其抗菌活性。實驗結(jié)果顯示：水蒸氣提取得到丹皮酚，與對二甲氨基苯甲醛在堿性條件下生成的衍生物為黃色針狀結(jié)晶，微溶于水，溶于有機溶劑；研究得衍生物對植物致病菌中花生黑斑病菌、玉米紋枯病菌、蘋果斑枯病菌、小麥赤霉病菌的抑菌效果最好；其次對金黃色葡萄球菌也有較好的抑菌效果；對甲型鏈球菌、大腸桿菌、白色念珠菌的抑菌效果較差。

關(guān)鍵詞：丹皮酚；查耳酮衍生物；抗菌活性

The study of preparation and antibacterial activity of Chalcone derivatives from paeonol

Juanhua-Li Yuanyuan-Yang

（Shaanxi institute of international trade & commerce， Shaanxi Xianyang， 712046）

Abstract： This paper use steam distillation， were extracted from traditional Chinese medicine cortex moutan.Through reaction with of dimethyl amine benzaldehyde were generated chalcone derivatives， the elements of chromatographic method for the synthesis of chalcone structure characterization， and study its antibacterial activity.Experimental results show that the water vapor extraction of Paeonol 7.758g. The research results in the derivatives of plant pathogenic bacteria peanut shading germ， corn wheat sheath blight fungus， apple spot blight pathogen， fusarium graminearum best bacteriostasis effect；Secondly to staphylococcus aureus has good antibacterial effect；To group a streptococcus， escherichia coli， candida albicans bacteriostatic effect is poorer.

Keywords： Danphenol； Chalcone derivatives；Antimicrobial activity.

前言

丹皮酚從化學(xué)結(jié)構(gòu)上是苯乙酮衍生物，可以作為合成查耳酮衍生物的一種前體物質(zhì)，臨床上用于治療風(fēng)濕痛、胃痛和其他疼痛、濕疹、過敏性皮炎等，具有較好療效[1-2]。查耳酮及其衍生物是一類存在于甘草、紅花等藥用植物中的天然有機化合物，是植物體內(nèi)合成黃酮的前體，可通過芳香醛酮發(fā)生交叉羥醛縮合來合成。故本文通過對二甲氨基苯甲醛[3]與丹皮酚縮合生成較為穩(wěn)定的物質(zhì)，即查耳酮。通過對丹皮酚的結(jié)構(gòu)改造，達(dá)到改變其水溶性差、易揮發(fā)等物理特性，擴大其應(yīng)用范圍。

1 實驗材料

1.1 實驗材料

中藥牡丹皮（購自咸陽市藥材公司）

1.2 實驗儀器

1.3 化學(xué)試劑

濃鹽酸（AR）天津市天力化學(xué)試劑有限公司，無水乙醇（AR），硫酸鈉（AR），對二甲氨基苯甲醛（AR）天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，氫氧化鈉（AR）廣東汕頭西隴化工廠，石油醚（AR），乙酸乙酯（AR）天津市東麗天大化學(xué)試劑廠。

2 試驗方法

2.1 丹皮酚的提取與純化

丹皮酚提取采用本實驗室研究方法：稱取牡丹皮50g，Na2SO4 加入量為藥材量的3%，超聲功率80W，超聲時間10min，超聲溫度30°的輔助條件下，加12倍水，提取時間3h，提取1次。

將丹皮酚粗品用95%的乙醇加熱回流至完全溶解時停止加熱，趁熱過濾，濾液置于燒杯中，待放置到常溫時，放入冰箱過夜，進(jìn)行結(jié)晶，并用高效液相色譜法檢驗其純度。

2.2 查耳酮衍生物的制備與測定

2.2.1 查耳酮衍生物的制備

在圓底燒瓶中加入0.25g NaoH和1.5ml水溶解冷卻。用分析天平準(zhǔn)確稱取0.5012g丹皮酚溶于一定量的無水乙醇中，充分振蕩直至全溶解，然后加入到上述堿性溶液中，攪拌下滴加由0.4ml對二甲氨基苯甲醛和10ml乙醇配制的混合溶液。反應(yīng)液由白色乳狀液變?yōu)闇啙狳S綠色，在室溫下攪拌8小時，轉(zhuǎn)速260r，溶液由黃綠色逐漸變?yōu)辄S色。

在冰-水浴冷卻下，向上述反應(yīng)物中滴加5%的鹽酸酸化至6.0之間，溶液由黃色渾濁變?yōu)榇u紅色，加入適量純化水使其變?yōu)槌壬珳啙幔鋬?nèi)靜置一段時間，待其沉淀進(jìn)行過濾。再滴2ml純化水，目的是濾洗鹽酸，最后自然干燥。將過濾后的溶液加入適量無水乙醇，加熱至60℃后，加入2g活性炭進(jìn)行脫色，趁熱抽濾后在室溫中揮干液體，制得丹皮酚查耳酮衍生物。

2.2.2 查耳酮衍生物的測定

本試驗采用薄層色譜法測定。

供試品：經(jīng)本次試驗所制備的丹皮酚查耳酮衍生物

對照品：對二甲氨基苯甲醛：乙醇=1：1（體積比）

展開劑：石油醚：乙酸乙酯=9：1（體積比）

顯色劑：無水乙醇：濃硫酸=1：1（體積比）；FeCL3溶液

2.3 查耳酮衍生物的生物活性測定

供試菌：金黃色葡萄球菌；大腸桿菌（中南林業(yè)科技大學(xué)菌種保藏中心）；白色念珠菌（中國菌種保藏委員會）。

NB培養(yǎng)基：牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCL 5.0g，蒸餾水1000lm，PH 7.2-7.4。

PDA培養(yǎng)基：葡萄糖20g；馬鈴薯200g；瓊脂20g，蒸餾水1000ml。

細(xì)菌接到NB培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)24h；在PDA培養(yǎng)基上接種霉菌，28攝氏度培養(yǎng)48h，待用。合成的查耳酮衍生物用乙酸乙酯稀釋成5個濃度梯度，采用澆鑄平板法（將1毫升稀釋的樣品放于空白的無菌培養(yǎng)皿，之后將冷卻到40-59度之間的培養(yǎng)基倒入，輕搖混勻，凝固）在每個培養(yǎng)皿中加入9ml滅菌后溶化的培養(yǎng)基和1ml樣品液，對照組用無菌水替代樣品液，培養(yǎng)基凝固后再用6mm打孔器接種[26]。然后恒溫恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，細(xì)菌37℃，真菌28℃。待對照組上菌落快要長滿培養(yǎng)皿時，采用十字交叉法測量抑菌半徑。

3 實驗結(jié)果

3.1 丹皮酚提取結(jié)果

通過水蒸氣蒸餾法進(jìn)行4次提取，得到丹皮酚的質(zhì)量為7.758g。

3.2 丹皮酚純化結(jié)果

通過無水乙醇溶解加熱回流后，最終得到丹皮酚的質(zhì)量為6.178g，白色針狀晶體，熔程為49.2-50.3 ℃，產(chǎn)率為0.44。

3.3 合成結(jié)果

本次試驗得到的合成產(chǎn)物化學(xué)名稱為2-羥基-4-甲氧基-4、-對二甲氨基查耳酮，分子式為C18H17O3N，相對分子質(zhì)量為295的黃色針狀晶體，該物質(zhì)微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多數(shù)有機溶劑。

3.4 測定結(jié)果

（1）薄層分析圖：將顯色劑倒入噴霧瓶中，并均勻的噴在薄層板上，出現(xiàn)3個顯色的圓點。得到薄層層析圖如圖1-2所示。

討論：由圖2可知：其3個點均為淡紅棕色分別為1，2，3。1號位為丹皮酚，2號位為對二甲氨基苯甲醛，3號位為丹皮酚查耳酮衍生物。3個晶體顏色深度：丹皮酚>對二甲氨基苯甲醛>丹皮酚查耳酮衍生物。分別在3個圓點處滴上一滴HCL后，3個點均變?yōu)榈{(lán)色。

按照圖2中3個點的RF比移值可得，1號位：RF=5.9/6.2=0.95；2號位：RF=2.9/6.2=0.47；3號位：RF=2.5/6.2=0.40。

按照極性大小排序：丹皮酚查耳酮衍生物>對二甲氨基苯甲醛>丹皮酚。據(jù)資料，對二甲氨基苯甲醛的極性是大于丹皮酚的極性的，然而，丹皮酚查耳酮衍生物中含有更多的氨基基團。因此，丹皮酚查耳酮衍生物的極性是大于對二甲氨基苯甲醛的極性的。圖2.3所表現(xiàn)出來的情況符合丹皮酚，對二甲氨基苯甲醛和丹皮酚查耳酮衍生物3個物質(zhì)的性質(zhì)。即薄層層析鑒定成功。

（ 2 ） 紅外光譜表征

將配體及配合物的晶體進(jìn)行研磨，用紅外光譜儀（溴化鉀壓片）對配體及配合物進(jìn)行了紅外光譜測定。

從紅外光譜圖知，3750-3000cm-1峰是O-H的特征吸收峰，1900-1650cm-1峰是C=O的特征吸收峰，2830-2810cm-1峰是OCH3的特征吸收峰，3300-3500cm-1峰是NH2的特征吸收峰，，1400-1600cm-1峰有三個吸收峰是苯環(huán)的特征吸收峰。

（3）配體及配合物的元素分析（計算值）

①丹皮酚：分子式：C9H10O3；相對分子質(zhì)量：166

②對二甲氨基苯甲醛：分子式：C9H11NO；相對分子質(zhì)量：149

③查耳酮衍生物（2-羥基-4-甲氧基-4、-對二甲氨基查耳酮）：

分子式：C18H17O3N；相對分子質(zhì)量：295

3.5 抑菌結(jié)果

4 結(jié)論

用水蒸汽蒸餾法從牡丹皮中提取出丹皮酚，純化過后得到7.178g白色針狀晶體，與對二甲氨基苯甲醛在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)，最后得到2-羥基-4-甲氧基-4、-對二甲氨基查耳酮，分子式為C18H17O3N，相對分子質(zhì)量為295的黃色針狀晶體，該物質(zhì)微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多數(shù)有機溶劑。

反應(yīng)的第一步是氮原子作為親核試劑進(jìn)攻羰基的親核加成反應(yīng)，但產(chǎn)物不穩(wěn)定，隨機失去一份子水，生成具有碳氮雙鍵結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。通過紅外和薄層的初步表征，最終的產(chǎn)物就是其目標(biāo)產(chǎn)物。

以丹皮酚與對二甲氨基苯甲醛合成查耳酮是在堿性條件下的反應(yīng)，丹皮酚在堿性條件下羰基α碳原子上的氫電離，此基團作為給予體與不具有α氫的對二甲氨基苯甲醛進(jìn)行加成反應(yīng)，生成的羥醛受芳基影響容易去水，形成α，β-不飽和酮，這類縮合反應(yīng)稱為Claisen-Schmidt縮合。此反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)物是按摩爾比為2：3的比例反應(yīng)的，丹皮酚的量可以稍微大一些，這樣可以避免對二甲氨基苯甲醛油狀物的過剩，也避免了對二甲氨基苯甲醛的反應(yīng)不完全把生成的產(chǎn)物包住。

本文選用8種供試菌種對于希夫堿的體外抗菌活性研究，結(jié)果表明希夫堿對植物致病菌中花生黑斑病菌、玉米紋枯病菌、蘋果斑枯病菌、小麥赤霉病菌的抑菌效果最好；其次對金黃色葡萄球菌也有較好的抑菌效果；對甲型鏈球菌、大腸桿菌、白色念珠菌的抑菌效果較差。若對于植物的致病性真菌起到的效果較好，那么就可以為農(nóng)藥提供一定的研究，現(xiàn)在的植物病害也比較嚴(yán)峻，能解決植物的病害就能提高糧食的產(chǎn)量，而且一般的農(nóng)藥都是劇毒或者帶毒的物質(zhì)，對人體都有一定的傷害和潛伏期，所以能從這一方面入手，就可以解決很多的植物病毒，且能給人們的生活帶來安全的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] Vogel S，Heilmann J.Synthesis，cytotoxicity，and antioxidative activity of mino

prenylated chalcones from Humulus lupulus[J].J Nat Prod，2008，71（7）：1237-1241.

[2] 江熟平，陳永學(xué).徐長卿及丹皮酚的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].中國中藥雜志，1994，19（5）：311-313.

[3] 孟霜鶴，譚志誠，李莉等.對二甲氨基苯甲醛的熱容及熱力學(xué)性質(zhì)[J].化學(xué)世界，1999，（9）：483-486