阿魏酸的合成和应用
阿魏酸的合成与应用研究进展
第１７期 收稿日期：２０２０－０６－０７基金项目：贵州省科技合作计划（黔科合ＬＨ字［２０１５］７２３４号）；铜仁市科技局自然科学基金（铜市科研［２０１７］４７－３４）作者简介：李修刚（１９８３—），山东泰安人，副教授，主要从事药物及中间体的合成。
阿魏酸的合成与应用研究进展李修刚，张玲钰（铜仁学院材料与化学工程学院，贵州铜仁 ５５４３００）摘要：阿魏酸酯作为阿魏酸的衍生物具有多种生物活性，如抗血栓、抗炎、止痛以及调节人体免疫功能等作用而广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
本文介绍了阿魏酸酯的合成方法，包括酸醇酯化反应、酰氯醇化反应、酯交换反应、酶催化反应等。
同时综述了阿魏酸酯在医药和化学品方面的应用。
关键词：阿魏酸酯；合成；应用中图分类号：ＴＱ２１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１７－００８１－０２ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦｅｒｕｌｉｃＡｃｉｄＥｓｔｅｒａｓｅＬｉＸｉｕｇａｎｇ，ＺｈａｎｇＬｉｎｇｙｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｒｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｏｎｇｒｅｎ ５５４３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｏｆｆｅｒｕｌｉｃａｃｉｄ，ｆｅｒｕｌｉｃａｃｉｄｅｓｔｅｒｈａｓｖａｒｉｏｕｓｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓａｎｔｉ－ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ，ａｎｔｉ－ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ，ａｎａｌｇｅｓｉｃ，ａｎｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎｉｍｍｕｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｆｏｏｄ，ｃｏｓｍｅｔｉｃｓａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｆｅｒｕｌｉｃａｃｉｄｅｓｔｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｃｉｄａｌｃｏｈｏｌｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｃｉｄｃｈｌｏｒｉｄｅａｌｃｏｈｏｌｉｚａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ，ｅｎｚｙｍｅｃａｔａｌｙｚｅｄｒｅａｃｔｉｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｅｒｕｌｉｃａｃｉｄｅｓｔｅｒｓｉｎｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｕｌｉｃａｃｉｄｅｓｔｅｒ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 阿魏酸又称为桂皮酸或肉桂酸，是一种广泛存在于植物界的有机酸，它在中药阿魏、龙眼根、山鞠穷、川楝子等中的含量丰富。
谷维素水解制备阿魏酸
符合要求 。 通过多次的实验确定用下述方法精制阿魏 酸粗 品所得的阿魏酸的收率最高 ，晶形最好且 熔 程最 短 。 将 ２ ％乙醇溶液和阿魏酸粗 品加入试管 ， ５ 加入 ５ ％的亚硫酸 钠水溶 液溶 解 ， 浴 （Ｏ 水 ８ ℃） 加热 １ 分钟 ， ， ０ 过滤 滤液倾人干燥试管 中， 加入 ２倍于原液的蒸馏水 ，冰水浴中 自然结 晶获得 阿魏酸精品 ，抽滤 ，Байду номын сангаас饼于黑暗干燥处 自然风
干。
４实验结果 反应最佳的实验条件 ： 反应 时间 ９小时 。 碱 浓度 ２ ％， ５ 醇碱 比为 ５：， ５ 反应 溶剂为正 丁醇。 纯化方法 ： ２ ％乙醇（ 加 ５ 加入 ５ ％的亚硫酸钠为 抗氧化剂 ） 量，０Ｃ 浴 ｌ 适 ８ ￣水 Ｏ分钟溶解 ， 滤 ， 过 滤液置冰水浴中重结晶 ， 抽滤 ， 滤饼 于黑暗干燥 处 自然 风 干 。
亚硫 酸 钠 为抗 氧 化 剂 ） 。 关键词 ： 魏酸 ； 浓度； 阿 碱 实验 方 法 １ 魏 酸 的 概 述 阿 始分层 ， 即变成两相体 系 ， 不再互溶 ， 加相转 需 早在 １ ８ ８６年奥地利 的科学 家就从 Ｆｒｌ 移催化剂。而正丁醇 ， ｅｕａ 水体 系则没有该缺点 。 Ｆｅｄ ｏｔ ａ中分 离 出 阿 魏 酸 （ｅｕｉ ｃｄ ；Ａ ， 是 ｉ Ｆｒｌ Ａ ｉ Ｆ ）它 ｃ ３２２ 反应 时 间 的 选 择 ．． 种羟基 肉桂酸的衍生物 ， 化学名称为 ３ 其 一甲 为了确定反应时间和谷维素水 解率及 阿魏 组实验 ：这 ７组实 氧 基 一 羟 基 肉 桂 酸 （－ ｄｏ— 酸收率的关系我们进行了 ８ ４ Ｈｙｒｘ ｙ ３ ｍｅ ｏｙｉｎｍｉ ａｉ） － 一 ｔ ｘｃ ａ ｃ ｃ ｈ ｎ ｄ 验 的溶剂 系统均 为 ２ ％的碱 ： 丁醇 （ ： ）但 ０ 正 ７３ ， ９小时 、Ｏ小时 、 １ １ ｌ 小 阿魏酸是植物 界普遍存在 的一种酚酸 ， 在 反应时间分别为 ８小时、 植物 中主要与细胞壁多糖和木质素交联构成 细 时 、２小时、３小时、 ４ 时、５小时 。结果在 ｌ ｌ ｌ小 ｌ 胞壁 的一部分 ， 是当归 、 川芎 、 阿魏 等中药 的有 １ ２小时 时谷维素水解 率和阿魏 酸的 收率都最 效成 分之一 ， 它具有 抗氧化 、 清除 自由基 、 血 高 。 １ 抗 且 ２小时前谷维素水解率和阿魏酸 的收率 １ 栓等许多独特功能 ， 毒性低。 医药 ， 品 ， 且 在 食 化 随时间加长而增高 ，２小 时后谷 维素水解率变 妆 品，农药 ，饲料添加剂等领域有着广泛 的用 化不 明显但 阿魏 酸的收率 随时间加长 而降低 。 途。 近年来 ， 阿魏酸及其衍生物已渐被国际市场 分析其原 因为 ： 当反应 时间过短时 ， 其反应不完 认识 和看好 。 阿魏酸广泛存在于一些植 物中 ， 含 全 ， 所以产率较低。而当反应时 间过长时 ， 由于 量一般 为 ００ ％左右 ， ． ３ 从植物 中提取成本较 高。 反应液中的 Ｎ Ｏ ａ Ｈ消耗过多 ，不能使溶液保持 随着 药学研究和人类 生活质量的不 断提高 ， 药 较高的 ｐ Ｈ值 ，前一阶段反应生成 的阿魏酸与 学合成 、保健品和化妆品对 阿魏酸需求量越来 环木菠萝醇等醇发生了水解反应 的逆反应 一酯 使谷维素水解率及 阿魏酸收率下降 。 越大 ， 了不受天然资源的限制 ， 足 日益增 长 化反应 ， 为 满 的市场需求 ， 对阿魏酸制备的研究 １趋活跃 。 ３ 本 ３． ．３碱浓度的选择 ２ 通 常，水解谷维素 的步骤 中多使用的碱是 实验 的目的就是为 了确定 谷维素水解制备阿魏 酸的最佳工艺和纯化方法。 Ｎ ＯＨ或 Ｋ Ｈ， ａ Ｏ 也可以使用其它的碱 性化合物 ， 例 如 ＬＯ Ｒ ＯＨ， ａ Ｏ３ＫＣ 和 Ｎａ Ｃ 。 ｉ Ｈ， ｕ Ｎ ２ ， ２Ｏ３ Ｃ ｌ Ｏ３因 ｔ ２实验原理 反应分为两 步， 一步是谷 维素在碱 的醇 为 这些 碱 既 能 促 进 水 解反 应 的进 行 又 能 与 生 成 第 抑制逆反应的进行。 由于 但 水溶液 中水解 ，生成阿魏酸 的钠盐和环木菠萝 的阿魏酸形成钠盐 ， 醇。第二步是阿魏酸钠盐和盐酸在冷水浴 中作 阿魏酸在碱性条件下易水解 的特性使碱 的浓度 用生成 阿魏酸 。阿魏酸的纯化则采用重结 晶的 对 阿魏酸 的收率影 响极大 。为了确定最佳的碱 方法 。 浓度我们 分别用 ｌ％，５ ２ ％，５ ３ ％的 】 １％，０ ２ ％，０ ３实 验 方 法 碱 进行试验 ， 结果随着 Ｎ Ｏ ａ Ｈ浓 度的增加 ， 谷维 ３ １ 验 装 置 ．实 素 的 水 解 率 呈 线 性 增 加 ， 当碱 浓 度 大 于 １％ 但 ５ ａ Ｈ浓度的增加阿魏酸的收率反而下 实验装 置主要 为一套水解装 置： 装有搅拌 时随着 Ｎ Ｏ 器 、 度 计 和 冷 凝 回流装 置 的三 口瓶 。 温 降 。根据实 验结果碱 浓度 控制在 ２ ％以下 较 ５ 好。 ３２ 试 验 条 件 的 选择 ． ３２１反应溶剂 的选择 ．． ３２４ 正 交实 验 ．． 查 找 文 献 得知 谷 维 索 的水 解 反 应 在 的 经 过 一 系 列平 行 实 验 ，可 初 步 确定 不 同 影 ９ ～ ０ ％下进行效果较好 ， ０ １０ 阿魏酸对热不稳定 ， 响 因素的最佳水平 ，为了ｘ 各条件进行 进一步 Ｉ ｊ 反应温度较高时易被氧化， 经综合考虑 ， 确定 了 优化 ，用正交实验法考察各因素之间的相 互影 两个溶 剂体系 ： 异丙醇 ／ 水体 系 ， 正丁醇 ／ 水体 响 。确定 反 应 最 佳 的实 验 条 件 为 ： 应 时 间 为 ９ 反 碱浓度 为 ２ ％， ５ 醇碱 比为 ５ ５ 反应溶 剂 ：， 系（ 丙 醇 与水 可互溶 ， 异＿ 共沸点 为 ８ ＿℃； Ｏ３ 水在 小 时 ， 正 丁醇 巾 的 的溶 解度 为 ２ ． 质 量 ） ０１ ％（ ，共 沸 点 为 正 丁醇 。 ３２５ 产 品 的纯 化 ．． 为 ９ ．ｃ 。 了找出这两个溶剂系统 中较合适 ２７ｃ）为 的，我们确定了四种不同的实验条件对两个溶 反应得到的阿魏酸钠盐和酸作用后 生成的 剂 系统进行 比较 。实验条件 １用 ２ ％的碱 ， ： ０ 碱 阿魏酸中还含有较 多的杂质 。为了提高产品纯 醇 的体积 比为 ７３反应 ９个小时。实验条件 ２ 度 ， ： ： 应对其进行精 制。对于固体有机物 的纯 化 ， 用 ２ ％的碱 ， 醇的体积 比为 ７ ３反应 ８个小 通常采用重结晶、 ５ 碱 ： 升华 、 萃取 、 层析等方法。 根据 时 。实验条件 ３ 用 ２ ％的碱 ， 醇的体积 比为 阿魏酸的性质可知 阿魏酸适宜用重结晶的方法 ： ５ 碱 ６ ４反应 ８ 小时。实验条件 ４ 用 ２ ％的碱 ， 进行纯化。 ： 个 ： ５ 多次试验发现： 品的重结晶采取减 产 但所得产 品的晶 碱醇的体积 比为 ５ ５反应 ８个小时。结果 正丁 压蒸馏法时阿魏酸收率较高 ， ： 醇／ 水体 系在所有 条件下 的谷维素水解 率和阿 形不好 ， 色泽较深， 且熔程较长不符合要求 。但 魏酸 的收率均较高 。且在试验 中发现异丙醇 ， 采 用 直 接 置 于 冰水 浴 中进 行 重 结 晶 的方 法 得 到 水体系随着碱浓度 的增加 ，异丙醇与水逐 渐开 的阿魏酸虽然收率较低 ， 但颜色 、 晶形和纯 度都
阿魏酸及其衍生物的合成及药效研究进展
阿魏酸及其衍生物的合成及药效研究进展摘要：阿魏酸具有良好的药效作用，在医药及化妆品等行业被广泛应用。
阿魏酸的获取主要通过植物提取和化学合成两种途径，由于天然资源有限，故化学合成成为主流。
对阿魏酸及其衍生物的合成以及药效研究进展作了综述。
关键词：阿魏酸；阿魏酸衍生物；合成；药效阿魏酸(Ferulic Acid，FA)是当归、川芎等活血化瘀中药材活性成分之一，在其它植物中也分布广泛。
由于其具有良好药效的作用，在医药及化妆品等行业被广泛应用。
特别是近几年在药理学方面广泛而又深入的研究，发现了许多的阿魏酸及其衍生物的生物活性[1，2]，激发了人们对阿魏酸及其衍生物的研究兴趣。
在合成方面，主要化学合成方法研究和生物催化合成方法研究。
在药效方面的研究主要是心血管方面和作为自由基淬灭剂和抗氧化性，在抗衰老方面的研究。
1 阿魏酸的合成及药效学研究目前阿魏酸主要通过两种途径获得。
一是从植物中分离，比如从当归、川芎中、酸枣仁[3]中分离。
但由于天然资源的有限性，很难满足对阿魏酸日益扩大的需求。
故通过合成途径获得阿魏酸的研究较为活跃。
日本研究人员通过碱性条件下水解生产色拉油过程中产生的废料获得阿魏酸，取得较好的经济效益[4]。
通过化学合成获得阿魏酸的方法较为成熟。
主要是以香草醛和丙二酸为原料来制备。
不同方法的区别主要是所选用催化剂的不同和是否设法除去反应中生成的水[5～7]。
其中张相年等人采取的以哌啶作为催化剂和以苯作为除水剂使阿魏酸的收率达98%以上，纯度达到99.4%，更适宜工业化生产。
由于生物催化合成具有清洁高效耗能低的独特优势，符合合成化学发展的趋势，故阿魏酸的生物催化合成受到重视，有用微生物将丁子香酚肉桂酸酯转化为阿魏酸的报道[8]。
但尚未有用微生物工业化生产阿魏酸的报道，仍需进行大量而深入的研究以获得突破。
2 阿魏酸衍生物的合成及其药效研究阿魏酸化学名4-羟基-3甲氧基苯丙稀酸，是一种酚酸。
尽管阿魏酸在某些方面具有确切的药理活性，但其分子中含有双键，烷烃基较短，易亲水，很难透过生物膜脂质双分子层。
阿魏酸技术与应用数据
阿魏酸能清除自由基，促进清除自由基的酶的产生，增加谷胱甘肽转硫酶和醌还原酶的 活性，并抑制酪氨酸酶活性，来调节人体生理机能。在天然香料、医药、保健品和食品添加 剂等方用途广泛。
近几年发现了许多阿魏酸及衍生物的药理作用和生物活性，且毒性较低。 2.生理作用 抗辐射作用
辐射导致的器官衰竭很大程度上是由慢性过氧化损伤引起。辐射对机体造成的损伤分直 接损伤和间接损伤两种，直接损伤即辐射直接引起细胞内一些敏感分子的断裂；间接损伤则 是引起水的辐解导致细胞内活性氧升高进而引起亚细胞结构的改变，因此抗氧化剂被广泛用 于辐射损伤的治疗。保护细胞免受活性氧损伤必须保持细胞内稳态的内源性巯基池，尤其是 保持谷胱甘肽（GSH）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）含量的稳定。谷胱甘肽为过氧 化氢和脂质过氧化物转化成水和脂质醇提供还原当量，保护巯基蛋白群免受氧化损伤。谷胱 甘肽生物合成的限速反应则是由谷氨酸盐—半胱氨酸连接酶(GCL)催化完成，该酶是由一个 催化亚单位(GCLC)和一个调节亚单位(GCLM)组成。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸是组织中一种 重要的抗氧化成分，能通过降低谷胱甘肽还原酶和硫氧还蛋白的还原当量维持细胞的氧化还 原电位。
阿魏酸有广谱的抗氧性；阿魏酸还有活肤、增白、抗炎、抑制过敏的作用。
（二）其他应用 1.药理作用：
阿魏酸（阿魏酸钠）具有抗血小板聚集，抑制血小板 5-羟色胺释放，抑制血小板血栓素 A2(TXA2)的生成，增强前列腺素活性，镇痛，缓解血管痉挛等作用。是生产用于治疗心脑血 管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料。如心血康、利脉胶囊、太太口服液等等，
天然阿魏酸的制取方法研究
分析检测天然阿魏酸的制取方法研究张锦红（浙江得乐康食品股份有限公司，浙江台州 317306）摘 要：目的：开发出一种天然阿魏酸的制取方法。
方法：以公司提取糠甾醇（牙周宁）的废液（皂液）为原料，经浓缩、酸析、脱色、结晶工艺制备阿魏酸。
结果：针对阿魏酸易氧化特点，采用低温、真空分离提纯等措施，产品质量好，收率高。
结论：该方法方便操作，易于控制，可以用于阿魏酸的制备。
关键词：天然；阿魏酸；制取工艺天然植物川芎、当归、升麻、酸枣仁等含有阿魏酸。
天然阿魏酸开发研究早于20世纪80年代，但因天然植物阿魏酸含量低、提取工艺复杂、生产成本高，未见工业化报道[1]。
在20世纪50年代，人们发现阿魏酸可以通过香草醛（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）和丙二酸的缩合反应来制备，且该缩合能以较高收率得到阿魏酸[2]。
阿魏酸有顺式和反式两种，顺式为黄色油状物，反式为白色至微黄色结晶物，一般使用反式阿魏酸[3]。
由于化学合成的阿魏酸产品存在毒副作用，使用领域受到一定限制，所以天然阿魏酸产品在医药应用领域外，在食品添加剂方面具有较广阔的市场前景。
阿魏酸（Ferulic Acid），即3-甲氧基-4-羟基桂皮酸。
其化学结构式见图1。
阿魏酸的理化特性很特别，其熔点为174 ℃，几乎不溶于水，但在加热后可明显提高其溶解度，特别在乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂中容易溶解，且具有较好的耐热性，但对光照比较敏感[4]。
比较而言，阿魏酸钠的性质比较稳定，易溶于水，且可人工合成。
同时，阿魏酸具有良好的光吸收作用，尤其是对290～330 nm的紫外线吸收，为其在美容化妆品领域的应用奠定了良好的基础。
阿魏酸的性状为白色或类白色结晶性粉末，无臭、无味。
阿魏酸作为药品具有抗炎、止痛、抗血栓形成、抗紫外线辐射、抗自由基以及调节人体免疫功能的作用。
在临床上用于冠心病、脑血管病、脉管炎、白细胞和血小板减少等疾病的治疗。
在食品、化妆品中则主要作为抗氧化剂使用[5]。
阿魏酸酯类衍生物的药理作用及合成研究进展
【 作者简 介】黄珍辉 ，男 ，０ ０级 药物化学专业在读硕 士研 究生 ；研究方 ２１
向 ： 物 中 间 体 、 然 活 性 化 合 物 的合 成 与 结 构 修 饰 药 。 药 天 【 讯 作 者】彭 彩 云 （ ９ ２ ， ， 教 授 ， 士 生 导 师 ， 要 从 事 天 然 活 性 通 １ ７ 一）女 副 硕 主 化 合 物 、 物 中间 体 合 成 与 结 构 修 饰 研 究 。 药
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｙ ｔ ｅ ｉ ｎ ｐ ａ ｍ ａ ｏ ｏ ｉａ ｆｅ ｔ ｆ Ｆｅ ｕ ｉ ｉ ｓｅ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ａ ｄ ｈ ｒ ｃ ｌ ｇｃ ｌ ｅ ｆ ｃ ｓ ｏ ｒ ｌ Ａｃｄ ｅ ｔ ｒ ｅ
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ＨＵ ＡＮＧ Ｚ ｅ ｈ ｉ Ｓ ｈ ｎ ｕ ＨＥＮＧ Ｗｅ ｂ ｎ ＦＵ Ｒｏ ｇ ｅ ｇ Ｌ Ｕ ａ ｑ ｎ ＨＵＡＮＧ ｅ ＰＥ ｎ ｉｇ ｎｇｎ Ｉ Ｙ ｎｕ Ｐ ｉ ＮＧ Ｃ￣ｙ ｎ ｕ
酸 诱 导 细 胞 凋 亡 的 一 个 潜 在 靶 向 ， 可 能 与 线 粒 体 通 路 中 细 即
胞 色素 Ｃ的释放 和 ｃｓａｅ ３的激 活有 关 。 文 等［ 成 了呋 ａｐ ｓ一 仇 ８ １ 合 咱氮 氧 化 与 阿魏酸 偶 联化 合 物 并对 其 生 物 活性 进 行 了研 究 ， ５个 目标 产 物抑 制 Ｆ ｓ 导 的 细胞 凋 亡活 性 与 阿魏 酸 没有 太 ａ介 大 差异 Ａ ｉ ｋｒ ａ等唧 发现 采 用酯 化 法将 阿魏 酸 同五倍 子 酸 结合 可 合成 高 抗化 学致 癌 活性 物 质 。 １ ． 氧化 、 除 自由基 作 用 ３抗 清 林 奇 龄 等㈣对 阿 拉伯 糖 阿魏 酸 酯 （ — ｒ ） 外 清 除 羟 自 Ｆ Ａ ａ体 由基研究 ． 考察了其对 ・ Ｈ 的清除并与阿魏酸 （Ａ） Ｏ Ｆ 进行了 比较 ，
阿魏酸哌嗪的合成及其药理与临床研究
阿魏酸哌嗪的合成及其药理与临床研究一、阿魏酸哌嗪的合成阿魏酸哌嗪的合成通常采用化学合成方法。
其基本的合成路线是将阿魏酸与哌嗪在一定的反应条件下进行反应。
具体来说，先将阿魏酸进行适当的化学处理，使其具备与哌嗪反应的活性基团，然后在合适的溶剂中，控制温度、酸碱度等条件，使两者发生反应，生成阿魏酸哌嗪。
在合成过程中，反应条件的控制至关重要。
温度过高或过低都可能影响反应的进行和产物的纯度；酸碱度不合适可能导致副反应的发生；溶剂的选择也会影响反应物的溶解性和反应效率。
因此，优化合成条件是提高阿魏酸哌嗪产率和纯度的关键。
二、阿魏酸哌嗪的药理作用1、抗凝血作用阿魏酸哌嗪能够抑制血小板的聚集和释放，从而发挥抗凝血作用。
它可以通过调节血小板内的信号通路，减少血小板的活化和黏附，降低血液的凝固性，预防血栓的形成。
2、抗氧化作用阿魏酸哌嗪具有较强的抗氧化活性。
它能够清除体内的自由基，减轻氧化应激对细胞和组织的损伤。
通过抑制脂质过氧化反应，保护细胞膜的完整性，维持细胞的正常功能。
3、抗炎作用炎症反应在许多疾病的发生和发展中起着重要作用。
阿魏酸哌嗪可以抑制炎症介质的释放，如白细胞介素、肿瘤坏死因子等，从而减轻炎症反应。
它还能够调节炎症相关的信号通路，抑制炎症细胞的活化和浸润。
4、改善微循环阿魏酸哌嗪能够扩张微血管，增加微血管的血流量，改善微循环障碍。
这有助于提高组织的氧供和营养物质的供应，促进代谢产物的排出，对维持组织和器官的正常功能具有重要意义。
5、保护肾脏功能在肾脏疾病中，阿魏酸哌嗪可以减轻肾小球的损伤，降低尿蛋白的排泄，保护肾功能。
它通过调节肾内的血流动力学、抑制炎症反应和氧化应激等机制发挥肾脏保护作用。
三、阿魏酸哌嗪的临床应用1、肾小球疾病阿魏酸哌嗪常用于慢性肾小球肾炎、肾病综合征等肾小球疾病的治疗。
它可以减少尿蛋白的排泄，延缓肾功能的恶化，提高患者的生活质量。
2、糖尿病肾病糖尿病肾病是糖尿病常见的并发症之一。
阿魏酸哌嗪可以改善糖尿病肾病患者的微循环，减轻肾脏的损伤，对延缓疾病的进展具有一定的作用。
最新阿魏酸的功能和应用
阿魏酸的功能和应用摘要阿魏酸是植物界普遍存在的一种酚酸,在植物体内很少以游离态存在,主要与低聚糖、多胺、脂类和多糖形成结合态。
它有许多保健功能,如清除自由基、抗血栓、抗菌消炎、抑制肿瘤、防治高血压、心脏病、增强精子活力等。
阿魏酸毒性低,易于为人体代谢,其用途越来越广泛。
阿魏酸在食品工业中主要用于制备天然香兰素、抗氧化剂、防腐剂、交联剂和机能促进剂等,阿魏酸可通过化学合成法和提取法获得。
关键词阿魏酸,功能,制备,应用Abstract Ferulic acid, 4-(-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-propenoic acid,an effective component of Chinese medicine herbs, such as Angelica sinensis,Cimicifuga heracleifolia and Lignsticum chuangxiong, is a ubiquitous phenolic acid in the plant kingdom. It is mainly conjugated with mono-and oligosaccharides, polyamines, lipids and polysaccharides and seldom occurs in a free state in plants. Ferulic acid is a phenolic acid of low toxicity; it can be absorbed and easily metabolized in the human body. It has many physiological functions, including antiox idant, antimicrobial, anti-inflammatory, anti-thrombosis, and anti-cancer activities, and also protects against coronary disease, lowers cholesterol and increases sperm viability. Because of these properties and its low toxicity, ferulic acid is now widely used in the food industries. It is used as the raw material for the production of vanillin and preservatives, as a cross-linking agent for the preparation of food gels and edible films, and as an ingredient in sport foods. Ferulic acid can be prepared by chemical synthesis and through biological transformation.Key words Ferulic acid,Function,Preparation,Application阿魏酸的化学名称为4-羟基-3-甲氧基肉桂酸,是植物界普遍存在的一种酚酸,在植物中主要与细胞壁多糖和木质素交联构成细胞壁的一部分,是当归、川芎、阿魏等中药的有效成分之一[1]。
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阿魏酸的合成和应用摘要介绍了阿魏酸的结构、性质、合成方法,其中生物合成法具有广阔的开发和应用前景。
阿魏酸因其独特而优良的药理活性在食品、保键品、化妆品、医药等方面有着广泛的用途。
关键词阿魏酸合成应用阿魏酸(Ferulic Acid)的化学名称为4羟基3甲氧基肉桂酸,是桂皮酸(又称肉桂酸,3苯 基 2丙烯酸,分子结构如图1)的衍生物之一,阿魏酸最初在植物的种子和叶子中发现,是一种广泛存在于植物中的酚酸,在细胞壁中与多糖和蛋白质结合成为细胞壁的骨架,它在阿魏、当归、川芎、升麻、酸枣仁等中药材中的含量较高,是这些中药的有效成分之一,已经作为中成药的质量指标之一。
在食品原料中,咖啡、谷壳、香兰豆、麦麸、米糠中阿魏酸含量也较高。
近几年在药理药效方面的研究发现了许多阿魏酸及衍生物的药理作用和生物活性[1,2],且毒性较低,因而在医药、保健品、化妆品原料和食品添加剂等方面有着广泛的用途。
1 阿魏酸的结构和性质阿魏酸有顺式和反式2种,分子结构式如图2。
顺式为黄色油状物,反式为白色至微黄色结晶物,一般系指反式体,相对分子质量194.19,熔点174℃,微溶于冷水,可溶于热水,易溶于乙醇、甲醇、丙酮,微溶于苯、石油醚,pH稳定性好,广泛存在于植物中。
2 阿魏酸的制备2.1 植物提取阿魏酸在植物体内以酯的形式存在,从植物体内提取时可通过先水解后提取,或者先提取后水解2种方式获得阿魏酸。
当前可通过3条途径从植物中获得阿魏酸:一是从阿魏酸与一些小分子的结合物中获得;二是从植物细胞壁中获得;三是通过组织培养获得。
谷维素中含有阿魏酸的结构单元,以酯的形式存在,且易于水解,因此可以先用碱水解谷维素,再用酸化的方法制备阿魏酸,其反应式[3]见图3。
水解谷维素制备阿魏酸的操作方便,收率高达85.7%,副产品ROH为环木菠萝醇类,在医药方面有实用性。
而且谷维素来源广、产量大,并且价格适中,所以该法具有一定的工业化生产价值。
植物细胞壁是阿魏酸的最重要来源。
在麦麸中阿魏酸主要通过酯键与细胞壁物质木聚糖交联在一起,研究表明强碱如NaOH和酯酶都可以将酯键断裂,使得阿魏酸呈游离态释放出来,如图4为米糠水解法提取阿魏酸流程图[4]。
阿魏酸酯酶是指能将阿魏酸甲酯、低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中阿魏酸游离出来的一种酶[5],真菌、细菌和酵母都能分泌阿魏酸酯酶。
由于微生物在分泌阿魏酸酯酶的同时还分泌一些降解阿魏酸的酶系,目前采用微生物直接作用于细胞壁物质如蔗渣、麦麸等制备阿魏酸还未进入工业化生产水平,但在阿魏酸酯酶的研究上已进行了一些卓有成效的工作。
王萍等[6]以小麦麸皮为原料,分别采用碱法和酶法制备阿魏酸,通过正交试验确定出制备阿魏酸的最佳工艺参数(浓度、温度、作用时间等),比较得出酶法提取效果较佳。
采用植物组织培养法也是获得阿魏酸的一条重要途径。
采用筋骨草进行组织培养产生的阿魏酸含量高达150 mg/L培养液,而且大部分是游离阿魏酸[7]。
一些研究表明,对某些植物进行组织培养能使之产生较高产量的阿魏酸衍生物。
如对糖甜菜、玉米进行细胞悬浮培养能获得水溶性的阿魏酸葡萄糖酯、阿魏酸蔗糖酯等,含量高者可达20.0 μmol/g愈伤组织(干重)[8]。
从当归、川芎等中药材中提取阿魏酸涉及到提取的溶剂、提取工艺和纯化方法3个步骤,目前一般都采用乙醇做提取溶剂,只是对提取工艺进行优化,从传统的煎煮回流到超声、渗滤,纯化多选用大孔树脂分离,近期出现了超临界流体萃取,但面对中药资源短缺的状况,化学合成法就成为阿魏酸的一个重要来源。
2.2 化学合成法阿魏酸的化学合成法是以香兰素为基本原料,主要应用的有机反应有WittigHormer反应和Knoevenagel反应。
2.2.1 WittigHormer反应法合成阿魏酸亚磷酸三乙酯乙酸盐和乙酰香兰素在强碱体系中发生WittigHormer反应,再用浓盐酸酸化得到阿魏酸[9]。
该法需要预先保护酚羟基,否则由于强碱的存在,生成酚钠离子会抑制羰基和碳负离子之间的反应,还易发生副反应生成杂质。
2.2.2 Knoevenagel反应法合成阿魏酸在吡啶溶剂中加入少量有机碱作催化剂,香兰素和丙二酸发生Knoevenagel 反应生成阿魏酸,催化剂有哌啶和苯胺等。
反应式[4]如图5。
但该法反应时间长,长达3周,且获得是反式和顺式阿魏酸混合物。
张相年[10]等在前人的工作基础上对合成作了改进,用苯作带水剂带出反应生成的水,将香兰素的转化率提高到98%以上,阿魏酸的收率提高到95%且纯度达到99.4%,该工艺更适于批量生产,能满足愈来愈大的需求。
2.3 生物合成法生物合成法是用几种微生物(如Arthrobacter Blobiformis)将阿魏酸前体转化为阿魏酸,如将丁香油中提取得到的丁子香酚肉桂酸酯转化为阿魏酸[11]。
生物合成法是一种清洁有效的合成方法,但阿魏酸的生物合成还有待于进一步研究,以探索出能够大量生产的方法。
3 阿魏酸的应用近几年在药理药效方面的研究发现了许多阿魏酸的生物活性,因而其在医药、保健品、化妆品原料和食品添加剂等方面有着广泛的用途。
3.1 在保健品和食品领域中的应用许多像太太口服液[12]、经通口服液[13]、健脾补血片[14]一类的保健品都含有阿魏酸,能活血通络,消除黄褐斑、失眠、腰酸腿沉等症。
运动员在剧烈的运动过程中会造成机体的氧化损伤,许多运动食品都需添加抗氧化剂,目前国外很多运动食品中都添加阿魏酸或含有阿魏酸的草药。
油脂放置时间过久或贮存不善,其中不饱和脂肪酸的双键与空气中的氧结合,生成过氧化物,阿魏酸具有抗氧化活性和抑菌作用,对过氧化氢、超氧自由基、羟自由基、亚硝基都有强烈的清除作用,故可用作食品抗氧化剂。
日本1975年即将阿魏酸作为柑橘、亚麻籽油、大豆油、猪油的抗氧化剂;阿魏酸作为交联剂逐渐地应用于制备食品胶和可食性包装膜,在面粉中加入阿魏酸,可使蛋白质分子结合成更大网络的分子结构从而强化面团,改善其焙烤品质,所以阿魏酸可作为功能因子开发功能性的食品。
同时阿魏酸可作为合成香兰素的前体物质,通过微生物酶将阿魏酸转化成香兰素,以阿魏酸为原料,利用微生物的方法生产的香兰素与合成的香兰素相比具有毒性低、安全性高的特点,可以用作食品和化妆品行业的香料[15]。
3.2 在化妆品中的应用阿魏酸能改善皮肤品质,使其细腻、光泽、富有弹性,阿魏酸及其衍生物被公认为美容因子,因为阿魏酸有很强的抗氧化作用,并有抑制酪氨酸酶的作用,减少黑色素的产生,从而起到抑制皮肤老化、美白皮肤的效果。
3.3 在药品中的应用阿魏酸及其衍生物具有调节人体免疫系统、抗血栓、抗血小板聚集、消炎止痛等作用,且能被机体吸收并可从尿中排出,不会累积在体内,几乎没有毒性作用,因此具有很高的药用价值。
当前在医学上用复方阿魏酸钠治疗脑血栓已有明显效果,该药能明显抑制血小板聚集,无明显副作用。
阿魏酸能竞争性地抑制肝脏中羟戊酸-5-焦磷酸脱氢酶活性,抑制肝脏合成胆固醇,从而达到降血脂目的[16]。
另有报道指出,阿魏酸还有保肝健胆、提高精子活力的功效,对治疗癌症和艾滋病也有一定的效果[17]。
研究表明,阿魏酸具有很好的抗氧化和清除自由基的活性。
阿魏酸不仅能清除自由基,而且能调节人体生理机能,抑制产生自由基的酶,促进清除自由基的酶产生,如Kawabata等报道,阿魏酸能大大增加谷胱甘肽转硫酶和醌还原酶的活性,抑制酪胺酸酶活性[18]。
4 结论与展望生物合成法是一种清洁有效的合成方法,目前许多科学家致力于阿魏酸的生物合成研究,用麦麸和蔗渣生产阿魏酸也是非常有前途的研究方向,我们有理由相信随着阿魏酸生产工艺的进步和相关研究的进展,阿魏酸能够更好地为我们所利用。
但是阿魏酸的水溶性不好也在一定程度上限制了它的应用,目前阿魏酸主要以其钠盐形式作为药物应用于临床。
由于阿魏酸分子中含酚羟基、羧基、烯键和芳环这些活性基团,易于分子改造,许多阿魏酸衍生物被合成应用,比如阿魏酸酯,同样具有良好的生物活性。
总之阿魏酸及其衍生物将会更好地被人类应用于医药、食品、化妆品等领域。
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