[科普中国]-芪类化合物

定义

芪类(stilbene)化合物是指具有均二苯乙烯母核或其聚合物的一类物质的总称。这类物质在植物界的正常组织中含量较低，单和二酚羟基芪类化合物主要存在于植物组织木质部的薄壁细胞中。当植物受病菌感染或外界刺激时，受刺激组织部位的芪的总含量显著增加。因此，天然芪类化合物可能是植物的应激产物。例如，白藜芦酚被认为是一种植物抗毒素，在植物受到病原性进攻和环境恶化时产生的。在高等植物的木质部多以游离的形式与黄酮化合物共存，如苏格兰酚(又称为银松素)、4一羟基芪及其酯类，在松柏科的心材中与黄酮类化合物共存；在豆科与异黄酮和鱼藤酮类化合物共存；在蓼科则与葸醌类化合物共存，如蓼属(Polygonum)与大黄属(Rheum)。在高等植物的根、叶和果中不仅存在游离的芪类化合物，而且与其苷类共存。根据Robinson的生源学说，这类化合物与黄酮类化合物的来源可能与苯丙素或桂皮酸有关。

芪类主要分布在种子植物中，已从23个科50个属植物中分出大约100个此类物质。4一羟基芪(4一hydroxystilbene)和苏格兰酚(pinosyivin)及其衍生物，主要分布于几乎所有的松柏科松属和云杉属的心材中，它们和它们的一元醚具有较强的抗菌活性，而它们的二甲醚没有抗菌活性。最常见的白藜芦酚(又称白藜芦醇)已发现于21个科的31个属的72种植物中，而这些植物中的许多是人类的食物，如桑葚、花生和葡萄等。白藜芦酚在新鲜葡萄皮及其加工后的食品中的含量很高，在红葡萄酒中含量可高达1．5～3mg·L-1，在白葡萄酒和玫瑰酒中的含量也相当可观。人类饮食中的常见成分白藜芦酚值得作为化学防癌剂进行深入研究。但长期饮葡萄酒对身体有不良影响，白藜芦酚的来源应当是食品和非酒精的葡萄饮料。1

生物活性芪类化合物具有广泛的生物活性，除早已知道的抗菌作用外，近年来又发现一些芪类有降血脂作用，从河套大黄中分出的土大黄苷(rhaponticin)已应用于临床治疗高血脂症。还有一些芪类有保肝、扩张毛细血管改善微循环、扩张冠状血管、降压作用、抗过敏、抑制血小板聚集和抗肿瘤作用。芪类的生物活性引起了人们浓厚的兴趣。现将芪类化合物的生物活性介绍如下：

(1)白藜芦酚的化学防癌作用 为了寻找新的化学防癌剂，过去几年人们以抑制COX(环氧合酶)为指标，筛选了数百种植物提取物，发现秘鲁的豆科植物五角决明(Cassia quinquangulata)根的甲醇提取物有强烈的抑制COX活性，以活性试验指导通过层析等手段分离得到活性成分白藜芦酚(resveratrol)，它是3，5，4’一三羟基一反式一均二苯乙烯，得率为0．003%。自藜芦酚在癌的起始、促进和发展三个主要阶段均有化学防癌活性。研究发现，白藜芦酚通过抗氧化和抗突变作用发挥其活性，并诱导第二期药代酶(抗起始活性)；它传递抗炎作用并有抑制COX和过氧化氢酶的功能(抗促进作用)；白藜芦酚能诱导人类早幼粒细胞白血病的细胞分化(抗发展作用)。另外，对于经致癌物处理的小鼠乳腺培养物，它能抑制肿瘤发生前损害的发展。在小鼠皮肤癌模型中，白藜芦酚能抑制肿瘤的发生率，给药18周后同对照组相比，随给药剂量不同，每个小鼠皮肤肿瘤的个数降低了68%～98%，而小鼠患肿瘤的比例降低了50%～88%。几项对白藜芦酚毒性的检查均为阴性。2

(2)干扰微管的功能和抗小鼠P388白血病 微管是真核细胞的重要组成部分，参与细胞的许多功能调节，干扰微管的功能可导致细胞功能障碍从而达到抗肿瘤效果。Pettit报道，顺式芪combretastatin A一1对微管有干扰作用；进一步研究表明，该成分对小鼠P388瘤有抑制作用，可使小鼠的延命率达26%～29%。还有一些反式芪及聚合物，如云杉鞣醇(piceatannol)和scirpusin B及它们的衍生物，也有抗小鼠P388瘤作用。除上述作用外，一些芪类还具有镇咳、雌激素样作用，以及驱蛇作用。1

(3)抑制透明角质酸酶活性和抗变态反应 日本学者Kakegawa(悬川)发现，一些抗变态反应药物(如tranilast)有抑制透明角质酸酶的作用，于是他对有抑制该酶活性的一些芪类如八仙花酸(hrdrangeic acid)及其衍生物作了抗变态反应实验。结果表明，八仙花酸及其衍生物对抗原引起的组织胺的释放有很强的抑制作用，作用强度与羧基取代基有关，羧基酯化后作用减弱。还有报道，云杉鞣醇也有抗变态反应作用。

(4)抗菌作用 很早就发现含有芪类的树木不易腐烂，所以芪类又被称为植物杀菌素(phytoalexine)。芪类物质为广谱抗菌物质，对真菌和细菌都有抑制作用。据报道，云杉鞣醇及其衍生物的抗菌作用：云杉鞣醇对桔青霉(Penicillium citrinum)的最小抑菌浓度(MIC)为25 μg/mg，对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的MIC为135μg/mg。通过研究piceatannol及其衍生物的抗菌作用，可知羟基和烯键为抗菌的必需基团。还有报道，异戊烯基可增加抗菌活性。有的学者认为，芪类物质的抑菌机制是抑制了细菌中的含巯基酶。

(5)扩张毛细血管、扩冠及降压作用 赵克森报道，虎杖苷(picoeid)可以使烧伤后收缩型血管转为扩张型，减少血栓的形成。米佐江等人认为，虎杖苷晶VI号可以改善重症不可逆失血性休克的微循环的紊乱。稻森善颜报告，天然芪类piceatannol具有扩冠和降低血压作用。羟基和烯键与扩冠作用有关，将羟基酯化或烯键还原均使活性降低。

(6)抑制血小板的聚集 虎杖苷明显地抑制由ADP和花生四烯酸诱导的血小板聚集，对钙离子引起的血小板聚集也有一定的抑制作用。一些流行病学的研究显示：通过适量饮酒特别是饮红葡萄酒能降低冠心病的死亡率，可能是酒中所含的白藜芦酚起了预防心脏病的作用，有报道它可以抑制血小板聚集及调节脂蛋白的代谢。

(7)降血脂和保肝作用 虎杖中的白藜芦酚、虎杖新苷和同属植物何首乌中的芪2，3，4，5’，Tetrahydroxystibene一2一0一β一D一glucopyranoside降脂实验表明，上述三个芪类都部分抑制大鼠肝中过氧化脂质的堆积，降低大鼠血清中GOT和GPT的水平。这些芪类物质还对类脂的新陈代谢有影响，如虎杖新苷对大鼠血清的TG和LD一CH的提高有一定的抑制作用，减少了致动脉硬化指数。包天桐等对芪类化合物的保肝作用进行了研究，指出反式芪能明显保护由四氯化碳引起的小鼠肝损害，使高的GOT值及GPT值降低，肝组织病变减轻；还可以促进肝糖元的合成。2

许多传统中草药(如大黄、何首乌、虎杖、桉叶)中都含有芪类化合物。近年来国内外学者对芪类化合物的化学和生物活性进行了深入研究，找到了一些有较强活性的芪类，如大黄中分出的土大黄苷已用于临床。天然芪类还可作为杀虫剂用于农业及林业。总之，这是一类具有开发价值的天然成分，应引起植化及药理工作者的重视。

一些流行病学的研究显示，通过适量饮酒特别是饮红葡萄酒能降低冠心病的死亡率，可能是酒中的白藜芦酚起了预防心脏病的作用，有报道它可以抑制血小板聚集及调节脂蛋白的代谢。科学研究证实：白藜芦酚可有效预防中风与冠心病；同时具有降血脂、抑制血小板聚集及调节脂蛋白等作用。近年来，从葡萄皮和葡萄籽中提取所得‘‘白藜芦酚”现已成为国际市场上的畅销天然药物。2

结构及工艺学特性天然芪类化合物都是酚类化合物，另有一部分是酚酸性物质和苷类，还有聚芪酚类。常见的芪类多是单芪类，按单芪类结构可分成八类。

(1)第一类是单羟基芪类 如4一羟基芪及其甲醚。

(2)第一类是二羟基芪类 如苏格兰酚及单与二甲醚。

(3)第三类是三羟基芪类 如白藜芦酚、绿百合素。

(4)第四类是四羟基芪类 如羟基白藜芦酚、3，5，3’，4‘四羟基芪、土大黄苷元等等。

(5)第五类是五羟基芪类 如3，5，3’，4’，5’一五羟基芪等。2

天然芪类化合物都有酚羟基，具有酚类的化学性质，有明显的弱酸性，一般均能溶于氢氧化钠等强碱中，有些则能溶于碳酸钠及氢氧化铁水溶液中。其能溶于碱溶液，而遇酸则析出，能转溶于有机溶剂的性质，可用作酚性物质的提取分离方法；另外也可利用酚羟基能与金属成盐的性质，采用铅盐(乙酸铅)、铜盐(氢氧化铜)沉淀法，石灰吸附法，离子交换法等。

由于植物中的芪类酚性物质常与多种其他酚性化合物共同存在，因此在分离纯化及结晶方面有时会带来一定的困难，有些化合物要在纯度较高的情况下才能析出结晶。

芪类化合物多是具有多酚衍生物，由于酚羟基较多的化学成分与蛋白质亲合较强，用一般浸出方法较难浸出。采用丙酮一水为浸出剂，有利于酚羟基与蛋白质“解聚”；浸出剂的比例由原料的干湿程度而定，常用50%～70%丙酮；该溶剂系统浸出率较高。当浸出溶液除去丙酮后，再分别用乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，可分得不同相对分子质量部分；萃取过程中，应尽量避免与空气、阳光、酸、碱、氧化剂、铁制品和高温长时间接触。2

(6)第六类是吡喃芪类化合物 如存在于豆科植物醉鱼豆(Lonchocarpus nicou)根中的与鱼藤酮共存在的醉鱼豆烯(Lonchocarpene)和桑科植物Morus lhou根皮中具有吡喃结构的苷类及其相似物。它们可能在生源上与鱼藤酮类化合物有关。2

(7)第七类是芪酸类化合物 如绣毯酸、排线草酸和丹参酸。

芪类有机酸具一般羧酸的性质，它可生成盐、酯、酰氯和酰胺等衍生物。它们的溶解度与结构有关，在水中的溶解度随有机酸分子中极性基团的增加而增加。例如，多元酸比一元酸易溶于水，含酚基和羧基数目多的水溶性大；但一般芪酸类难溶于水，一般能溶于乙醇和苯或乙醚等有机溶剂，但难溶或不溶于石油醚。

一般芳香酸能与碱金属、碱土金属结合成盐。其一价金属盐都易溶于水，而二价或三价金属盐较难溶于水。常利用此性质从中草药中提取分离芳香酸类，但分离时常常伴随着鞣质和鞣质分解产物；所用分离方法也常和鞣质的分离法相似。2

(8)第八类是芪的苷类 如枞苷、3，4，4’，5L四羟基芪一3一葡萄糖苷、3，5，4’一三羟基一4‘一(6’一没食子酰)一葡萄苷和土大黄苷

芪苷多为晶体，含有结晶水，无色，味苦。一般易溶于沸水，能溶于冷水、乙醇，大多不溶或难溶于乙醚、氯仿等有机溶剂中。有的芪酚苷类化合物可溶于碱性溶液、吡啶及冰醋酸中。

由于酚苷多为矿苷结构，故易为杏仁酶所水解。用酸加热水解时，由于条件不同往往得到不同的产物，因此酚苷水解时应选择适宜的条件。

芪苷与其他酚苷类的提取方法相近，可先用热水浸出，根据酚苷易溶于热水、微溶于冷水的特性，将水浸出液浓缩后放置时，芪苷有可能析出。必要时将水浸出液浓缩，先加乙酸铅溶液沉淀杂质后，再予以精制。粗的酚苷多在水或乙醇中重结晶精制。2

提取方法1．芪类酚性化合物的分离方法

提取分离芪类成分时，要多考虑它们的酚羟基的弱酸性和在各种溶剂中的溶解度，常用与水不混溶的有机溶剂进行浸出。例如，用乙醚为溶剂能自原料中浸出酸性成分，包括酚类和酸类化合物。用乙醚浸出酚类化合物的方法。

分离混合的酚类化合物的方法很多。游离芪类含量一般较低，从植物中直接提取其苷类再水解，可从水解物中提取分离游离芪类化合物(如白藜芦酚等)。

2．芪类酸性化合物的提取分离方法

芪类有机酸的提取与一般芳香酸和生物碱提取原理相类似，主要利用有机酸的一价金属盐易溶于水、其二价或三价金属盐较难溶于水的性质进行浸出。游离态存在的有机酸，可用有机溶剂直接浸出。主要分为有机溶剂浸出法 、碱水直接浸出法、离子交换方法 。2