白藜蘆醇環糊精包合物制備與性能

李 晨，張寬才*，張懿玲，胡瑪爾，尤國仁，喻理德

(1.江蘇九旭藥業有限公司，221200，江蘇，徐州；2.江西中醫藥大學藥學院，330004，南昌)

0 引言

白藜蘆醇(Resveratrol, Res, C14H12O3)，相對分子質量228.25，目前已經在21個科、31個屬的72種植物被發現，白藜蘆醇在植物體內主要以自由態和糖苷的形式存在，液相色譜研究表明花生皮、花生殼、葡萄皮、葡萄籽、葡萄蒂、牡丹籽、牡丹莢中均含有白藜蘆醇，其中，葡萄皮中白藜蘆醇的含量最高，為50～100 μg/g[1]。

從白藜蘆醇的結構式來看，其存在3,5,4-三羥基-順式-二苯乙烯和3,5,4-三羥基-反式-二苯乙烯2種構型，在紫外光照射下反式Res易轉化為順式Res[2]。2個苯環中間的碳鏈包含了一個碳碳雙鍵，雙鍵的兩端都分別連接著一個氫原子和另外一個較優基團。白藜蘆醇的碳碳雙鍵上的電子云起到了給兩邊苯環共軛的作用，有效地使整體的離域電子密度降低；由于連在左右苯環上的羥基的氧原子本身有一對孤對電子，而氧原子又正好接在苯環上的碳原子上，苯環的大π鍵與氧原子上的孤對電子發生p-π共軛效應，增大了苯環上的電子云密度，所以連接在苯環上的羥基的氫原子非常容易離開這個共軛體系，從而使得多酚物質白藜蘆醇被氧化形成碳氧雙鍵得到醌類物質。實驗室保存白藜蘆醇必須注意隔絕氧氣，隔絕光線等[3]。從理化性質來看，白藜蘆醇是無色結晶物質，與堿性物質如氨水溶液反應會使得溶液變紅，同時與三氯化鐵-鐵氰化鉀(FeCl3-K3[Fe(CN)6])配合物發生顯色反應[4]。白藜蘆醇具有抗炎消菌，預防心臟疾病，降低血脂等多種藥理作用，盡管其能夠從眾多植物中提取，但合成白藜蘆醇成本更低，純度更高。目前，白藜蘆醇在應用上的問題是水溶性小，穩定性小，生物利用度低，本研究旨在制備白藜蘆醇環糊精包合物并測定其性能，探索能夠提高白藜蘆醇生物利用度和穩定性的新方法。

圖1 白藜蘆醇的化學結構

β-環糊精包合物(圖2)的環內腔由醚鍵包裹，層層相接，屬于疏水部位，而它環兩邊卻掛著豐富的羥基，羥基作為一種親水集團，非常容易增大在水中的溶解度[5]。利用β-環糊精包合白藜蘆醇，能有效地把白藜蘆醇在水中溶解度小的問題解決，而且β-環糊精包合物價格低廉，實用性高，適合作為藥物中間體，屬于藥學中藥物制劑領域的一種應用廣泛的常見天然空穴包合材料。白藜蘆醇本身性質不穩定，既不容易溶解于水中，還易被氧化劑氧化。β-環糊精包合物就承載著一個保護的作用，由于它有6、7或者8個葡萄糖單元[5]，會與白藜蘆醇分子之間產生一種結合力，有效地提高了白藜蘆醇分子的藥物效應。

圖2 β-環糊精包合物結構

1 儀器、試劑與材料

1.1 儀器

RW 20D攪拌器，XPR分析天平(奧豪斯上海天平儀器有限公司)，氣相色譜儀(山東金普分析儀器)，大燒杯，恒溫水浴鍋，移液管(上海精密科學儀器有限公司)，熱風循環烘箱，鼓風干燥烘箱(德順烘箱設備制造)，ZW-808A封閉式微型抽濾裝置(水德科技高品質抽濾設備)。

1.2 試劑與材料

3，5-二羥基苯甲酸、甲醇、氯化芐(純度99.6%)、四氫鋁鋰、三溴化磷、三乙氧基磷、對氧苯甲酰基苯甲醛。

2 實驗操作

2.1 環糊精包合白藜蘆醇的制備過程

用witing-Horne法合成方法制備高純度白藜蘆醇，然后用噴霧干燥法制備β-環糊精包合物。

2.1.1 白藜蘆醇的化學合成 現代對白藜蘆醇的合成研究方法主要有witing法和witing-Horner法，本研究利用3,5-二羥基苯甲酸為原料，經過羥基保護與SN2親核取代發生一系列有機化學反應[6]。其反應線路如圖3。

圖3 白藜蘆醇合成線路

首先用甲醇使3,5-二羥基苯甲酸酯化，然后用氯芐保護羥基，再使用四氫鋁鋰還原酯基為芐醇，而后用溴取代醇羥基生成溴芐，然后用witing-Horne法構建白藜蘆醇的雙鍵[6]，之后再去掉保護酚羥基的-Bz基，得到最終產物白藜蘆醇。

2.1.2 噴霧干燥法制備β-環糊精包合物 將環糊精粉末倒入水溶液中攪拌，向一定濃度下的環糊精溶液中倒入制成的白藜蘆醇成品并繼續攪拌，直到攪拌均勻后形成混合充分的溶液，之后將該溶液用微米級別的膜過濾器進行過濾，并使用噴霧干燥機對過濾出來的產品進行干燥，得到的產物為淡黃色粉末[7]。

2.2 β-環糊精包合白藜蘆醇的性能

研究表明，白藜蘆醇能對人體內乙酰化酶的基因產生積極影響，促進清除自由基與抗氧化能力，保持的細胞氧化還原狀態，延緩細胞衰老。乙酰化酶是一種防止人體內健康細胞衰老的基因，能夠防治癌癥當中正常細胞的生長變化，β-環糊精能夠有效促進白藜蘆醇的水溶性，使白藜蘆醇通過此藥物制劑的方式被人體口服利用[8]。以下是對環糊精白藜蘆醇包合物的性能的測定。

2.2.1 儲藏穩定性的性能對比 設置實驗溫度梯度分別為25℃(室溫光照)、45℃(光照)、65℃光照3個條件下觀察白藜蘆醇和被β-環糊精包合的白藜蘆醇的保留程度。

實驗研究發現，白藜蘆醇在各個溫度下的保留程度都極低；而β-環糊精包合的白藜蘆醇卻只失去了一小部分，溫度的影響較小，儲藏穩定性都比較高。

2.2.2 水溶性能的對比 控制實驗的其他變量一致，在2個盛有適量水溶液的燒杯中比較β-環糊精包合的白藜蘆醇和單純的氧化白藜蘆醇的溶解程度。實驗結果為用環糊精包合的產物溶解度達到了15 mg/mL，約為普通白藜蘆醇直接溶解的500倍。

2.2.3 藥物作用效果對比 經過環糊精包合的白藜蘆醇對細胞毒性實驗表明，濃度過高的白藜蘆醇會導致癌癥的發生，但β-環糊精包合的白藜蘆醇能在0～100 μM濃度范圍有較強的抑制癌細胞作用[9]。

3 討論與展望

3.1 RES的2種吸光度關系

根據吸光度值來看，當將RES的濃度控制在0.005～0.020 mmol/L的范圍內，用紫外可見光分光光度計可在一定的波長內收到的吸光度逐漸遞增。這說明了在這個濃度范圍之內的白藜蘆醇具有的水中溶解度呈現上升的趨勢(表1)。

表1 吸光度隨濃度變化表

由β-環糊精包合的RES分子在水中的溶解度增加了39.8～46.7倍，其中，吸光度與物質在水中的濃度呈現正比關系。用紫外可見光分光光度計檢測可見，可在306 nm處測出比普通RES濃度遞增的更大的吸光度。

3.2 RES的包合物應用前景

本實驗采用witing-Horne法合成方法制備高純度白藜蘆醇，然后用噴霧干燥法制備β-環糊精包合物，方法簡便快捷, 形成的包合物的理化性質發生了不同客體分子的改變，彌補了白藜蘆醇在水中溶解度差、容易被氧化劑氧化且受光線照射易降解的缺陷。RES作為未來的一種高能藥物，發揮出來的醫療藥效與人體吸收度密切相關。由于白藜蘆醇在水中的溶解度低，提高其水溶性的相關研究是非常有必要的。

本研究為開發抗衰老、抗癌的新型藥物制劑提供了理論依據，白藜蘆醇具有很好的臨床應用背景，而其溶解度的提高，不僅擴大了其應用范圍，還能使其在醫藥、食品、化妝品等領域發揮更大的作用。RES的環糊精包合物無論在儲藏穩定性或者水溶解性能亦或是藥物效果上都領先于未被包合的產物，目前水溶液的RES產品價值高出原產品數倍。由此可見，β-環糊精包合的方式有效地解決了白藜蘆醇水溶性低的問題。在今后的研究中，若拓寬RES的利用領域，我國將在抗癌防衰老與預防心血管疾病等領域中更進一步。