阿魏酸的合成與應(yīng)用研究進(jìn)展

李修剛，張玲鈺

(銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

阿魏酸又稱為桂皮酸或肉桂酸，是一種廣泛存在于植物界的有機(jī)酸，它在中藥阿魏、龍眼根、山鞠窮、川楝子等中的含量豐富。另外，在一些較為常見的植物原料中也可以分離出阿魏酸，如大米糠皮、玉米、小麥糠皮、大豆等[1]。阿魏酸具有廣泛的生物學(xué)特性，如降血脂、抗氧化、抗疲勞、延緩衰老的功效[2]，此外，阿魏酸對(duì)病原真菌具有較好的抑菌效果。

但因阿魏酸難于在人體腸胃中被直接吸收，因此需要對(duì)阿魏酸進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，如阿魏酸酯衍生物可以被人體直接使用，并通過腸胃吸收[3-4]。阿魏酸酯化衍生物的特性基本與阿魏酸相同，在醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域均具有很好的應(yīng)用前景。

1 阿魏酸酯的合成方法

1.1 阿魏酸與醇直接酯化反應(yīng)

一般來說，阿魏酸與大部分的醇類化合物均可進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成阿魏酸酯類衍生物。但反應(yīng)過程可逆，其反應(yīng)后的雜質(zhì)產(chǎn)物較多，阿魏酸酯的純度較小，所以其產(chǎn)量較低。

何良飛[5]等人研究了使用濃鹽酸作為催化劑，催化阿魏酸和乙醇的酯化反應(yīng)。其結(jié)果顯示，阿魏酸乙酯的產(chǎn)率較低，雜質(zhì)較多，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)環(huán)境會(huì)造成一定的危害。黃熠、唐偉軍[6]等人使用干燥封閉容器，通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，之后加入阿魏酸和乙醇，其結(jié)果顯示，這種方式能夠有效的促進(jìn)阿魏酸酯的產(chǎn)生。胡冰、王鼎峰[7]等人給阿魏酸和乙醇的反應(yīng)中加入二環(huán)己基碳二亞胺進(jìn)行催化，顯示阿魏酸的含量提高了近5%。馬洪燕、鄭學(xué)燕[8]等人將阿魏酸和丙醇進(jìn)行混合，之后通過D101C大孔樹脂，結(jié)果顯示，阿魏酸酯的產(chǎn)量明顯提高，并且整個(gè)過程操作簡(jiǎn)便，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過多的廢水和雜質(zhì)。但此過程中的成本較高，不利于實(shí)際阿魏酸酯的生產(chǎn)。

1.2 ?；锱c醇反應(yīng)

酰氯醇化反應(yīng)是將阿魏酸與PCl3比例混合和溶劑二甲基亞砜反應(yīng)，將阿魏酸的羧基酰氯化，之后與有機(jī)醇反應(yīng)得到阿魏酸酯的過程。這類方法是一種操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件要求較低的反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間較短，阿魏酸酯的產(chǎn)量較高。但是反應(yīng)之后的副產(chǎn)物過多，產(chǎn)物的穩(wěn)定性較差，不適于大批量的阿魏酸酯的生產(chǎn)。

陳振楠[9]等人使用醋酸酐為催化劑，結(jié)果顯示，醋酸酐的加入有利于阿魏酸酯的獲得，同時(shí)在一定程度上保護(hù)阿魏酸酯產(chǎn)生的穩(wěn)定性。倪幸楠、王永麗等[10]人酰氯醇化法進(jìn)行阿魏酸酯的生產(chǎn)，分別使用乙酰水楊酸、異丁酸苯氧乙酯、2-甲基-2-(對(duì)氯苯氧基)丙酸、二甲苯氧庚酸等阿魏酸進(jìn)行混合，以期得到復(fù)雜的阿魏酸酯，結(jié)果顯示，此配方相較于常見的阿魏酸酯有更強(qiáng)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用特性。韋瑋、鄧家剛等[11]人使用乳薊和阿魏酸進(jìn)行混合，之后進(jìn)行酰氯化后，與醇反應(yīng)，合成了更為復(fù)雜的阿魏酸酯類化合物。

1.3 酯交換反應(yīng)

宋范范、孫尚德[12]等人用胡蘿卜酸乙酯與阿魏酸乙酯進(jìn)行反應(yīng)，之后加入2-乙基己醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，結(jié)果得到阿魏酸酯的含量接近58%。秦飛、豆洪啟[13]等人使用阿魏酸和甘油三亞油酸酯、亞油酸甘油三酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)7天之后得到阿魏酸三亞油酸酯和阿魏酸甘油三酯，其中得率分別為8.6%和9.2%。

盡管酯交換反應(yīng)操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，且產(chǎn)物為多組分混合物，難以分離。同時(shí)該反應(yīng)的新酯類得到的產(chǎn)物較小，所以在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多的后續(xù)處理麻煩，較難以推廣和應(yīng)用。

1.4 酶催化反應(yīng)

阿魏酸酯的酶催化反應(yīng)是一種特異性催化的過程。以酶催化法的研究就成為提高阿魏酸酯的有效方法，有于反應(yīng)中的酶具有特異性和專一性，所以酶催化生產(chǎn)阿魏酸成為了一種可以預(yù)期的發(fā)放。但是現(xiàn)階段酶催化法的研究沒有比較大的突破，大多數(shù)研究都止步于阿魏酸酯酶的篩選和制造上面。

當(dāng)前可用于阿魏酸酯的酶超過50余類，其中主要是從微生物中分離純化而來的，也有經(jīng)過基因改造而得到的。另外也有直接從大豆和雞爪谷等植物中直接提取分離而得到，用于阿魏酸酯催化的酶類。倪幸楠、王永麗[10]等人使用南極假絲酵母脂肪酶A對(duì)阿魏酸乙酯進(jìn)行催化，經(jīng)過試驗(yàn)后結(jié)果顯示在不同的溶液中催化效果各有差異。其中2,2,4-三甲基戊烷的溶液中發(fā)反應(yīng)效果較好，產(chǎn)物的得率接近98%。陳振楠等[9]人對(duì)比了L10脂肪酶、南極假絲酵母脂肪酶A、南極假絲酵母脂肪酶B、磷脂酶、ATGL脂肪甘油三酯脂肪酶、激素敏感性甘油三酯脂肪酶、酰肽水解酶、葡萄糖氧化酶等8種不同的脂肪酶類對(duì)阿魏酸酯的催化效果，結(jié)果顯示南極假絲酵母脂肪酶B對(duì)阿魏酸酯的催化效果最好，產(chǎn)率接近97%。

2 阿魏酸酯的作用及應(yīng)用

2.1 阿魏酸酯具有降血脂、保肝和降體重作用

阿魏酸酯具有多種保健功能，如保護(hù)肝臟、保護(hù)腸胃、增強(qiáng)免疫力，增加食物香味等作用。所以作為保健食品和食品添加劑將會(huì)比較有市場(chǎng)。

季芳、黃國(guó)興[14]等人研究糙米阿魏酸酯對(duì)血脂的調(diào)控作用，對(duì)有高血脂的大鼠喂食6周后發(fā)現(xiàn)：大鼠血脂含量明顯降低，并且脾腺指數(shù)也有較大的增高，肝臟中的脂肪含量有較大下降，并且抑制率達(dá)分別高于30%、45%、30%，說明糙米阿魏酸酯對(duì)脂肪肝具有較好的預(yù)防效果。李辰、黎瑩[15]等人研究酒精對(duì)肝臟損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，阿魏酸酯可以降低酒精轉(zhuǎn)化為乙醛，同時(shí)降低了肝組中的三酰甘油含量，同時(shí)降低了機(jī)體內(nèi)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的活性，提高了乙醛脫氫酶、乙醇脫氫酶及谷胱甘肽的水平，有效降低了酒精對(duì)肝臟的損傷作用。梅勝、王鎮(zhèn)發(fā)[16]等人以增重的小鼠為研究對(duì)象，對(duì)其飼喂阿魏酸酯，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，阿魏酸酯能夠降低小鼠的體脂含量，小鼠體重明顯降低。

2.2 阿魏酸酯的抗氧化性

阿魏酸酯具有很好的抗氧化性，作為化妝品添加劑，具有較好抗氧化和美白護(hù)膚的效果。

劉艷紅、楊子佳[17]等人對(duì)阿魏酸酯中的抗氧化行進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有很好的清除氧自由基能力，清除氧自由基能力達(dá)到12%以上。另外對(duì)DPPH 自由基和超氧陰離子自由基的清除作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)火龍果阿魏酸酯對(duì)DPPH 自由基和超氧陰離子自由基的清除效果很明顯。另外以阿魏酸酯為研究對(duì)象，將D-半乳糖注射入小鼠體內(nèi)，通過對(duì)比飼喂和不飼喂阿魏酸酯的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)阿魏酸酯能夠減小D-半乳糖對(duì)小鼠機(jī)體的損傷，降低了小鼠肝臟中的蛋白質(zhì)羰基、超氧化物歧化酶、還原型谷胱甘肽、內(nèi)丙二醛的含量。

2.3 阿魏酸酯抗炎作用

由于阿魏酸衍生物有抗血栓形成、抗炎、止痛以及調(diào)節(jié)人體免疫功能等作用，因此具有很高的藥用價(jià)值。

陳振楠[9]等人研究了微生物膏狀和粉狀阿魏酸酯對(duì)痤瘡的治療效果，結(jié)果顯示均對(duì)痤瘡具有很好的治療效果，在抑菌性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了兩種阿魏酸酯對(duì)大腸桿菌和鏈球菌具有很好的一直作用。安光奎、任金娜[1]等人直接將阿魏酸酯進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有很好的殺菌效果；對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行蛋白分離后，其分離蛋白對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌也具有很好的殺菌效果，但是其發(fā)酵液和蛋白提取液對(duì)白色念球菌殺菌效果不明顯。吳煜、邵詩(shī)音[18]等人研究了紅茶阿魏酸酯對(duì)小鼠免疫力的影響試驗(yàn)，其中使用白色念珠菌會(huì)被腹腔巨噬細(xì)胞吞噬的原理對(duì)巨噬細(xì)胞對(duì)外來異物的吞噬功能進(jìn)行測(cè)定。使用MTT比色法法測(cè)定其對(duì)自然殺傷細(xì)胞的殺傷活性、使用脾細(xì)胞增殖法和胸腺細(xì)胞增殖法對(duì)白細(xì)胞介素1和白細(xì)胞介素2的生物活性進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示，紅茶阿魏酸酯能夠有效體高白細(xì)胞介素1和白細(xì)胞介素2的活性，同時(shí)增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能，自然殺傷細(xì)胞的殺滅性提高。

3 結(jié)論

阿魏酸酯具有廣泛的生物活性，其制備方式與制備工藝的改進(jìn)與優(yōu)化非常重要。但是目前的直接酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、阿魏酸的?；冀夥磻?yīng)均存在缺陷，因此阿魏酸酯的制備需要進(jìn)一步優(yōu)化。