硝酸酯類槲皮素衍生物的制備及抗氧化活性研究

韋 靜，李芳耀，楊新平，文杜鵑，鄧海東

（1.桂林醫學院研究生學院，廣西桂林541004；2.桂林醫學院藥學院，廣西桂林541004）

硝酸酯類槲皮素衍生物的制備及抗氧化活性研究

韋 靜1，李芳耀2，*，楊新平2，文杜鵑2，鄧海東2

（1.桂林醫學院研究生學院，廣西桂林541004；2.桂林醫學院藥學院，廣西桂林541004）

以槲皮素為起始原料，通過兩步反應制備兩種新型硝酸酯類槲皮素衍生物，其結構經1H-NMR及ESI-MS確證，初步考察產物對DPPH·和·OH自由基的清除性能。結果表明，兩種槲皮素衍生物對DPPH·清除率分別為88.7%和90.1%，對·OH清除率分別為78.6%和80.6%，其IC50分別為4.2、4.5mg/L和19.2、22.3mg/L。

槲皮素，抗氧化活性，衍生物

自由基是人體正常代謝過程中的產物，其含量過多或過少都會產生氧化應力，從而導致DNA和蛋白質受損。研究表明，衰老、動脈粥樣硬化、糖尿病、惡性腫瘤、白內障等眾多疾病都與活性氧自由基密切相關。從中草藥活性成分中尋找和開發具有較強清除自由基作用的低毒抗氧化劑已成為人們研究的熱點[1]。槲皮素是最廣泛存在的一種天然黃酮類化合物，是多種中草藥（如黃芪、絞股藍、天胡荽和香青蘭等）的有效成分[2-4]。槲皮素具有廣泛的藥理作用和生物活性，如保護心肌缺血、增強免疫功能及鎮痛等作用，并且還具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗突變、抗癌、抗菌、抗病毒、抗動脈粥樣硬化等多種生理功能[5-6]，研究表明，槲皮素與某些金屬離子形成配合物后，具有更強的清除自由基活性[7-8]。硝酸酯類化合物具有舒張血管平滑肌、抑制心肌收縮力、抗血小板聚集和抗血栓形成、抗血細胞黏附、抗血管平滑肌細胞的增殖、抑制內皮素的生成等生物活性[9]，但其抗氧化活性研究未見文獻報道。基于以上考慮，本研究以槲皮素為先導物，通過不同的碳鏈偶聯硝酸酯基團，設計合成了2個新型硝酸酯類槲皮素衍生物。制備方案如圖1，目標產物的結構經1H-NMR和MS譜確證，初步研究了產物的體外抗氧化活性。

圖1 目標產物的合成路線Fig.1 The synthetic routes of target compounds

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

二苯代苦味酰自由基（DPPH·） Sigma公司；其它試劑 均為市售分析純，必要時經無水處理。

超導核磁共振儀 瑞士Bruck公司；電噴霧質譜儀 美國Bruck公司；TU-1901型雙光路紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；ZF7三用紫外分析儀 鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 4′-溴乙氧基槲皮素（1a）和4′-溴丁氧基槲皮素（1b）的制備 將0.75g槲皮素溶解于20mL無水DMF中，加入2.09g無水碳酸鉀，常溫下反應1h。然后加入1.3mL 1，2-二溴乙烷，升溫至70℃，恒溫反應5h，TLC跟蹤反應進程。然后將燒瓶中的溶液倒入裝有大量冰水的燒杯中，并加入NaCl，抽濾，得到沉淀，柱層析分離得到淡黃色結晶0.38g，產率為35.2%。同法制備4′-（2-硝基氧基）乙氧基槲皮素（2a），得淡黃色結晶0.49g，產率為43.1%。

1.2.2 4′-（2-硝基氧基）乙氧基槲皮素（2a）和4′-（2-硝基氧基）乙氧基槲皮素（2b）的制備 將0.72g硝酸銀溶入6.0mL無水乙腈中，避光，加熱至50℃，迅速加入4′-溴乙氧基槲皮素（1a）0.28g與無水乙腈的混合液10mL，加畢，升溫至80℃，恒溫反應7h，TLC跟蹤反應進程。反應結束，抽濾，濾餅用少量乙腈洗滌，收集濾液并減壓濃縮，得到黃色固體。用柱層析分離得到淡黃色固體0.19g，產率為71.2%。1H-NMR（CDCl3，500 MHz）δ：4.04（2H，t，-CH2-O），4.23（2H，t，-CH2-ONO2），4.34～4.38（3H，s，5-OH，7-OH，3’-OH），6.40（1H，s，8-CH），6.50（1H，s，6-CH），7.04（1H，s，5’-CH），7.70～7.73（2H，m，1’-CH and 6’-CH），12.62（1H，s，3-OH）；ESIMS m/z：393[M+H]+。同法制備4′-（2-硝基氧基）乙氧基槲皮素（2b），產率為65.3%。δ：1.89～1.94（4H，m，-CH2CH2CH2CH2-），4.03（2H，t，-CH2-O），4.25（2H，t，-CH2-ONO2），4.07～4.45（3H，s，5-OH，7-OH，3’-OH），6.33（1H，s，8-CH），6.42（1H，s，6-CH），7.07（1H，s，5’-CH），7.70～7.74（2H，m，1’-CH and 6’-CH），12.62（1H，s，3-OH）；ESI-MS m/z：421[M+H]+。

1.2.3 DPPH·清除能力測定 產物對DPPH·清除作用的測定參考文獻[10]的方法。分別將各種不同濃度化合物2a～2b的甲醇溶液0.1mL，加到3.9mL 0.004% DPPH的甲醇溶液中，30min后在517nm處測其吸光度，同時測定DPPH空白溶液的吸光度，每樣品平行測3次，取其平均值，繪制DPPH·清除率對化合物濃度曲線，如圖1，計算半清除率IC50值。

1.2.4 ·OH清除活性測定 參考文獻[11]，在反應體系中加入0.2mol/L、pH=7.4的磷酸緩沖溶液1.0mL，520mg/L的番紅溶液0.2mL，1.0mL EDTA-Fe2+，然后加入不同濃度的樣品試液7.0mL，最后加入6%H2O2溶液0.8mL，混合均勻，在40℃水浴保溫0.5h，在波長520nm處測吸光度。空白組以等體積的去離子水代替樣品溶液；對照組以等體積的去離子水代替樣品溶液和EDTA-Fe2+溶液，每樣品平行測3次，取其平均值，繪制清除·OH的活性曲線，如圖2，計算半清除率IC50值。

2 結果與討論

設計并合成兩個新型硝酸酯類槲皮素衍生物，其結構經1H-NMR及ESI-MS確證，所合成的2個硝酸酯類槲皮素衍生物B環上5′和6′位置的1H-NMR都向低場移動，初步確定烴基在4′位取代。將目標產物溶解于一定量的甲醇中，測定試樣的加AlCl3的紫外吸收光譜，然后加入鹽酸再測，對比兩次測定的紫外光譜發現幾乎沒有任何變化，充分說明了B環上沒有鄰二羥基存在，可以確定烴基在4′位取代。

2a和2b的1H NMR譜大部分相差不大，只是2b比2a在化學位移1.89～1.94ppm處多4個氫，這是2b比2a多兩個亞甲基的緣故。2a與1a相比，由于硝基氧基取代了溴，導致原來與溴相連的亞甲基上的氫向低場移動，化學位移從3.68ppm增為4.23ppm，2b與1b的氫譜也有類似的變化，導致原來與溴相連的亞甲基上的氫化學位移從3.66ppm增為4.25ppm，說明硝基氧基已經取代了溴。

圖2 產物和槲皮素清除DPPH·的活性Fig.2 Scavenging capability of target compounds and quercetin on DPPH free radicals

圖3 產物和槲皮素清除·OH的活性Fig.3 Scavenging capability of target compounds and quercetin on hydroxyl free radicals

目標產物2a和2b對DPPH·清除率分別為88.7%和90.1%，IC50分別達到4.2、4.5mg/L；對·OH清除率分別為78.6%和80.6%，IC50分別達到19.2、22.3mg/L，表明產物均具有較強的清除自由基的能力。槲皮素濃度在50mg/mL時達到閾值，繼續增加其濃度，其清除·OH能力下降[12]。

3 結論

通過對槲皮素的結構修飾，得到兩個硝酸酯類槲皮素衍生物，通過體外對自由基的清除作用證實產物可有效清除DPPH·和·OH，其對DPPH·和·OH的半清除率均小于槲皮素，分別為4.2、4.5mg/L和19.2、22.3mg/L，其中2b對·OH清除率分別為80.6%，有望通過進一步結構修飾，開發出新型自由基清除劑。

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Study on preparation and antioxidant activity of quercetin derivatives coupled with nitrate moiety

WEI Jing1，LI Fang-yao2，*，YANG Xin-ping2，WEN Du-juan2，DENG Hai-dong2
（1.Graduate College，Guilin Medical University，Guilin 541004，China；2.Pharmacy College，Guilin Medical University，Guilin 541004，China）

Two novel quercetin derivatives coupled with nitrate moiety were prepared with alkylene dibromide and AgNO3from quercetin.Their structures were characterized by1H-NMR and ESI-MS.Their capability of scavenging the DPPH·and·OH radicals were evaluated.The preliminary assay results showed that the products possessed strong scavenging activity on reducing power on DPPH·and·OH radicals with maximum scavenging rate 88.7%，90.1%and 78.6%，80.6%，effectively scavenged DPPH·and·OH radicals with IC50of 4.2，4.5mg/L and 19.2，22.3mg/L，respectively.

quercetin；antioxidant activity；derivative

TS201.2

A

1002-0306（2012）05-0095-03

2011－05－26 *通訊聯系人

韋靜（1979-），女，碩士研究生，講師，研究方向：藥物分子與生物大分子相互作用。

廣西教育廳科研立項項目（201010LX343）；桂林醫學院青年教師科研啟動基金。