多甲氧基黃酮的化學合成研究進展

陳夢鈔，張玲桔，王蒙穎，鄭 赟，吳春艷*

（1.臺州科技職業(yè)學院，浙江臺州，318020；2.浙江臺州一罐食品有限公司，浙江臺州，318020）

柑橘作為我國主要的果樹品種，其果皮中含有大量的生物活性物質，如果膠、黃酮、類胡蘿卜素和類檸檬苦素等。多甲氧基黃酮（Polymethoxyflavonoids，PMFs）是一種具有4個或更多甲基的黃酮類化合物，具有極性低、生物活性高的特點。由于PMFs的提取工作量大、時間長、成本高，所以可通過提高合成PMFs的效率來減輕勞動負荷。

1 多甲氧基黃酮的合成方法

1.1 銅催化Ullmann法

LI等[1]以便宜易得的柚皮苷、橙皮苷為原料，用酸性糖苷水解、碘/吡啶脫氫制取芹菜素、香葉木素，然后用NBS溴代、Ullmann親核取代、甲氧基化，制得天然PMFs橘皮素和川陳皮素，如圖1所示。

圖1 銅催化合成多甲氧基黃酮類化合物

1.2 輕醛縮合法

汪秋安等[2]以間苯二酚為原料，經(jīng)過溴化、甲氧基化、芳烴的親核取代反應合成關鍵中間體化合物2,3,4,6-四甲氧基苯酚，后將其甲氧基化、付-克酰基化、輕醛縮合、關環(huán)，從而制得了一系列PMFs，如圖2所示。

圖2 輕醛縮合法合成多甲氧基黃酮類化合物

1.3 Baker-Venkataraman重排法

OSHITARI等[3]采用強堿將川陳皮素開環(huán)，獲得中間體2-羥基-3,4,5,6-四甲氧基苯乙酮，然后用不同的酰氯酯化、Baker-Venkataraman重排，再經(jīng)過分子內(nèi)的Claisen縮合形成二酮產(chǎn)物，最后關環(huán)生成多甲氧基黃酮類物質，見圖3。

圖3 Baker-Venkataraman重排法合成多甲氧基黃酮類化合物

柑橘類果皮中存在的川陳皮素、橘皮素、3,5,6,7,8,3’,4’-七甲氧基黃酮是以間苯二酚為初始原料經(jīng)8個步驟反應合成的。甜橙黃酮是一種常見的多甲氧基黃酮類化合物，HOSSAINAB等[4]以2,4,5,6-四甲基乙酰苯和3,4-二甲基苯甲醛為初始原料經(jīng)縮合、脫甲基、閉環(huán)、甲基化四步反應制得了甜橙黃酮。OSHITARI等[3]通過另一種不同的合成工藝合成上述代謝物，并使用3,4,5-三甲氧基苯甲酸甲酯為初始原料，合成 2’- 羥基 -3’,4’,5’,6’- 四甲氧基苯乙酮，再與3-芐基-甲氧基苯甲酰氯（4-芐基-3-甲氧基-苯甲醛、3,4-二芐基苯甲醛）經(jīng)過3個步驟反應分別得到 3’- 羥基川陳皮素、4’- 羥基川陳皮素及 3’,4’-二羥基川陳皮素。ZHENG等[5]研究結果表明柑橘果皮中羥基化的多甲氧基黃酮5-羥基川陳皮素在小鼠體內(nèi)代謝產(chǎn)生的3種主要代謝物質，經(jīng)6個步驟反應，化學合成了5,3’-二羥基川陳皮素、5,4-二羥基川陳皮素和5,3’,4’-三羥基川陳皮素。

1.4 查爾酮工藝

5,6,7-三甲氧基黃酮類化合物合成方法的改進，用乙醇溶解6-羥基-2,3,4-三甲氧基苯乙酮，然后加入10%氫氧化鈉溶液，再調(diào)節(jié)pH值為12[6]。在冰水浴中，攪拌上述溶液并緩緩加入含對羥基苯甲醛的酒精溶液，在室溫下反應24 h。反應結束后，加入適當?shù)谋?，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH=5.0。選取乙酸乙酯對有機層進行萃取，用無水硫酸鈉脫去水分然后將反應溶液轉移至密閉容器中抽真空后進行干燥。在DMSO溶液中加入上述制得的化合物并攪拌溶解，加入一定量的碘催化劑，并在100 ℃的條件下回流2 h。反應結束后冷卻至室溫，加適量冰水，用乙酸乙酯作為萃取劑萃取3次，用無水硫酸鈉脫去水分，然后在密閉容器中抽真空后對反應液進行干燥。利用柱色譜法進行分離提取得到目標化合物4’-羥基-5,6,7-三甲氧基黃酮0.51 g，其產(chǎn)率為31%。

1.5 ZnCl2-HCl合成法

在氯仿-無水乙醚中加入3,4,5-三甲氧基苯并攪拌溶解，再加入氯乙腈和無水氯化鋅，混合均勻。在冰浴中加入干燥的氯化氫，3 h后在4 ℃的條件下放置24 h，取出后用鹽酸浸泡2 h，4 ℃保存24 h。反應結束后經(jīng)過減壓過濾，得到微黃色固體物質。用氯仿-無水乙醚清洗沉淀，再加入適量的熱水，使之溶解，水浴冷凝回流1 h。4 ℃下靜置一夜后，抽出反應溶液，經(jīng)過減壓過濾后得到化合物6-羥基-2,3,4-三甲氧基氯苯乙酮。將2-氯-1-（6-羥基-2,3,4-三甲氧基苯基)乙基-1-酮與對羥基苯甲醛溶解于裝有95%乙醇溶液的圓底燒瓶中，將10%氫氧化鈉緩緩滴入瓶中，使其在室溫條件下反應24 h。將10%鹽酸溶液滴加至反應瓶中，產(chǎn)生沉淀物，將其轉移至密閉容器中抽真空后進行干燥，得到亮黃色的沉淀物質。在乙醇溶液中溶解上述亮黃色沉淀物質，然后將蒸餾水緩緩滴入瓶中，使其結晶沉淀，最后經(jīng)抽濾得到化合物4’-羥基-5,6,7-三甲氧基黃酮[6]。

1.6 3-羥基橘皮素和3-羥基川陳皮素的合成法

劉偉等[7]在1 L的三頸圓底燒瓶中，將弱堿性緩沖溶液、橘皮素、川陳皮素溶解于混合溶劑中，在0 ℃的條件下猛烈攪拌并緩緩加入20%過硫酸氫鉀復合鹽的水溶液，在2 h內(nèi)全部滴完，在0 ℃的冰水浴中反應15 h。之后再逐滴加入20%過硫酸氫鉀復合鹽的水溶液，在2 h內(nèi)全部滴完，并在0 ℃下持續(xù)反應15 h。薄層色譜法跟蹤到原料點至完全消失，此時反應結束，反應液處于靜置分層狀態(tài)。水相采用氯仿萃取3次，保證和有機相結合后加入無水Na2SO3使有機相干燥。將5 mg對甲苯磺酸加到濾液中，在室溫下攪拌并反應1 h，用UV燈可看到反應溶液表面有一層綠色亮光，經(jīng)減壓抽濾除去反應溶劑，然后用硅膠柱層析分離提純殘留物，分別得到3-羥基橘皮素和3-羥基川陳皮素。

2 結語

不同果皮中含有的PMFs含量和類型也各不相同。除了橘皮素和川陳皮素，其他PMFs含量都較低。隨著PMFs的生物活性研究越來越深入，其利用價值也越來越高，需求量也越來越大，當天然PMFs不能滿足人們的需要時，需要借助化學合成、生物合成等方法進行生產(chǎn)。