基本介紹
- 中文名：芪類化合物
- 外文名：Stilbene
- 分布：植物組織木質部的薄壁細胞
- 活性：抗菌、降血脂、保肝
- 含量：植物正常組織中含量較低
- 結構：具有均二苯乙烯母核或其聚合物
定義,生物活性,結構及工藝學特性,提取方法,
定義
芪類(stilbene)化合物是指具有均二苯乙烯母核或其聚合物的一類物質的總稱。這類物質在植物界的正常組織中含量較低，單和二酚羥基芪類化合物主要存在於植物組織木質部的薄壁細胞中。當植物受病菌感染或外界刺激時，受刺激組織部位的芪的總含量顯著增加。因此，天然芪類化合物可能是植物的應激產物。例如，白藜蘆酚被認為是一種植物抗毒素，在植物受到病原性進攻和環境惡化時產生的。在高等植物的木質部多以游離的形式與黃酮化合物共存，如蘇格蘭酚(又稱為銀松素)、4一羥基芪及其酯類，在松柏科的心材中與黃酮類化合物共存；在豆科與異黃酮和魚藤酮類化合物共存；在蓼科則與葸醌類化合物共存，如蓼屬(Polygonum)與大黃屬(Rheum)。在高等植物的根、葉和果中不僅存在游離的芪類化合物，而且與其苷類共存。根據Robinson的生源學說，這類化合物與黃酮類化合物的來源可能與苯丙素或桂皮酸有關。
芪類主要分布在種子植物中，已從23個科50個屬植物中分出大約100個此類物質。4一羥基芪(4一hydroxystilbene)和蘇格蘭酚(pinosyivin)及其衍生物，主要分布於幾乎所有的松柏科松屬和雲杉屬的心材中，它們和它們的一元醚具有較強的抗菌活性，而它們的二甲醚沒有抗菌活性。最常見的白藜蘆酚(又稱白藜蘆醇)已發現於21個科的31個屬的72種植物中，而這些植物中的許多是人類的食物，如桑葚、花生和葡萄等。白藜蘆酚在新鮮葡萄皮及其加工後的食品中的含量很高，在紅葡萄酒中含量可高達1．5～3mg·L-1，在白葡萄酒和玫瑰酒中的含量也相當可觀。人類飲食中的常見成分白藜蘆酚值得作為化學防癌劑進行深入研究。但長期飲葡萄酒對身體有不良影響，白藜蘆酚的來源應當是食品和非酒精的葡萄飲料。
生物活性
芪類化合物具有廣泛的生物活性，除早已知道的抗菌作用外，近年來又發現一些芪類有降血脂作用，從河套大黃中分出的土大黃苷(rhaponticin)已套用於臨床治療高血脂症。還有一些芪類有保肝、擴張毛細血管改善微循環、擴張冠狀血管、降壓作用、抗過敏、抑制血小板聚集和抗腫瘤作用。芪類的生物活性引起了人們濃厚的興趣。現將芪類化合物的生物活性介紹如下：
(1)白藜蘆酚的化學防癌作用 為了尋找新的化學防癌劑，過去幾年人們以抑制COX(環氧合酶)為指標，篩選了數百種植物提取物，發現秘魯的豆科植物五角決明(Cassia quinquangulata)根的甲醇提取物有強烈的抑制COX活性，以活性試驗指導通過層析等手段分離得到活性成分白藜蘆酚(resveratrol)，它是3，5，4’一三羥基一反式一均二苯乙烯，得率為0．003%。自藜蘆酚在癌的起始、促進和發展三個主要階段均有化學防癌活性。研究發現，白藜蘆酚通過抗氧化和抗突變作用發揮其活性，並誘導第二期藥代酶(抗起始活性)；它傳遞抗炎作用並有抑制COX和過氧化氫酶的功能(抗促進作用)；白藜蘆酚能誘導人類早幼粒細胞白血病的細胞分化(抗發展作用)。另外，對於經致癌物處理的小鼠乳腺培養物，它能抑制腫瘤發生前損害的發展。在小鼠皮膚癌模型中，白藜蘆酚能抑制腫瘤的發生率，給藥18周后同對照組相比，隨給藥劑量不同，每個小鼠皮膚腫瘤的個數降低了68%～98%，而小鼠患腫瘤的比例降低了50%～88%。幾項對白藜蘆酚毒性的檢查均為陰性。
(2)干擾微管的功能和抗小鼠P388白血病 微管是真核細胞的重要組成部分，參與細胞的許多功能調節，干擾微管的功能可導致細胞功能障礙從而達到抗腫瘤效果。Pettit報導，順式芪combretastatin A一1對微管有干擾作用；進一步研究表明，該成分對小鼠P388瘤有抑制作用，可使小鼠的延命率達26%～29%。還有一些反式芪及聚合物，如雲杉鞣醇(piceatannol)和scirpusin B及它們的衍生物，也有抗小鼠P388瘤作用。除上述作用外，一些芪類還具有鎮咳、雌激素樣作用，以及驅蛇作用。
(3)抑制透明角質酸酶活性和抗變態反應 日本學者Kakegawa(懸川)發現，一些抗變態反應藥物(如tranilast)有抑制透明角質酸酶的作用，於是他對有抑制該酶活性的一些芪類如八仙花酸(hrdrangeic acid)及其衍生物作了抗變態反應實驗。結果表明，八仙花酸及其衍生物對抗原引起的組織胺的釋放有很強的抑制作用，作用強度與羧基取代基有關，羧基酯化後作用減弱。還有報導，雲杉鞣醇也有抗變態反應作用。
(4)抗菌作用 很早就發現含有芪類的樹木不易腐爛，所以芪類又被稱為植物殺菌素(phytoalexine)。芪類物質為廣譜抗菌物質，對真菌和細菌都有抑制作用。據報導，雲杉鞣醇及其衍生物的抗菌作用：雲杉鞣醇對桔青黴(Penicillium citrinum)的最小抑菌濃度(MIC)為25 μg/mg，對金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的MIC為135μg/mg。通過研究piceatannol及其衍生物的抗菌作用，可知羥基和烯鍵為抗菌的必需基團。還有報導，異戊烯基可增加抗菌活性。有的學者認為，芪類物質的抑菌機制是抑制了細菌中的含巰基酶。
(5)擴張毛細血管、擴冠及降壓作用 趙克森報導，虎杖苷(picoeid)可以使燒傷後收縮型血管轉為擴張型，減少血栓的形成。米佐江等人認為，虎杖苷晶VI號可以改善重症不可逆失血性休克的微循環的紊亂。稻森善顏報告，天然芪類piceatannol具有擴冠和降低血壓作用。羥基和烯鍵與擴冠作用有關，將羥基酯化或烯鍵還原均使活性降低。
(6)抑制血小板的聚集 虎杖苷明顯地抑制由ADP和花生四烯酸誘導的血小板聚集，對鈣離子引起的血小板聚集也有一定的抑制作用。一些流行病學的研究顯示：通過適量飲酒特別是飲紅葡萄酒能降低冠心病的死亡率，可能是酒中所含的白藜蘆酚起了預防心臟病的作用，有報導它可以抑制血小板聚集及調節脂蛋白的代謝。
(7)降血脂和保肝作用 虎杖中的白藜蘆酚、虎杖新苷和同屬植物何首烏中的芪2，3，4，5’，Tetrahydroxystibene一2一0一β一D一glucopyranoside降脂實驗表明，上述三個芪類都部分抑制大鼠肝中過氧化脂質的堆積，降低大鼠血清中GOT和GPT的水平。這些芪類物質還對類脂的新陳代謝有影響，如虎杖新苷對大鼠血清的TG和LD一CH的提高有一定的抑制作用，減少了致動脈硬化指數。包天桐等對芪類化合物的保肝作用進行了研究，指出反式芪能明顯保護由四氯化碳引起的小鼠肝損害，使高的GOT值及GPT值降低，肝組織病變減輕；還可以促進肝糖元的合成。
許多傳統中草藥(如大黃、何首烏、虎杖、桉葉)中都含有芪類化合物。近年來國內外學者對芪類化合物的化學和生物活性進行了深入研究，找到了一些有較強活性的芪類，如大黃中分出的土大黃苷已用於臨床。天然芪類還可作為殺蟲劑用於農業及林業。總之，這是一類具有開發價值的天然成分，應引起植化及藥理工作者的重視。
一些流行病學的研究顯示，通過適量飲酒特別是飲紅葡萄酒能降低冠心病的死亡率，可能是酒中的白藜蘆酚起了預防心臟病的作用，有報導它可以抑制血小板聚集及調節脂蛋白的代謝。科學研究證實：白藜蘆酚可有效預防中風與冠心病；同時具有降血脂、抑制血小板聚集及調節脂蛋白等作用。近年來，從葡萄皮和葡萄籽中提取所得‘‘白藜蘆酚”現已成為國際市場上的暢銷天然藥物。
結構及工藝學特性
天然芪類化合物都是酚類化合物，另有一部分是酚酸性物質和苷類，還有聚芪酚類。常見的芪類多是單芪類，按單芪類結構可分成八類。
(1)第一類是單羥基芪類 如4一羥基芪及其甲醚。
(2)第一類是二羥基芪類 如蘇格蘭酚及單與二甲醚。
(3)第三類是三羥基芪類 如白藜蘆酚、綠百合素。
(4)第四類是四羥基芪類 如羥基白藜蘆酚、3，5，3’，4‘四羥基芪、土大黃苷元等等。
(5)第五類是五羥基芪類 如3，5，3’，4’，5’一五羥基芪等。
天然芪類化合物都有酚羥基，具有酚類的化學性質，有明顯的弱酸性，一般均能溶於氫氧化鈉等強鹼中，有些則能溶於碳酸鈉及氫氧化鐵水溶液中。其能溶於鹼溶液，而遇酸則析出，能轉溶於有機溶劑的性質，可用作酚性物質的提取分離方法；另外也可利用酚羥基能與金屬成鹽的性質，採用鉛鹽(乙酸鉛)、銅鹽(氫氧化銅)沉澱法，石灰吸附法，離子交換法等。
由於植物中的芪類酚性物質常與多種其他酚性化合物共同存在，因此在分離純化及結晶方面有時會帶來一定的困難，有些化合物要在純度較高的情況下才能析出結晶。
芪類化合物多是具有多酚衍生物，由於酚羥基較多的化學成分與蛋白質親合較強，用一般浸出方法較難浸出。採用丙酮一水為浸出劑，有利於酚羥基與蛋白質“解聚”；浸出劑的比例由原料的乾濕程度而定，常用50%～70%丙酮；該溶劑系統浸出率較高。當浸出溶液除去丙酮後，再分別用乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，可分得不同相對分子質量部分；萃取過程中，應儘量避免與空氣、陽光、酸、鹼、氧化劑、鐵製品和高溫長時間接觸。
(6)第六類是吡喃芪類化合物 如存在於豆科植物醉魚豆(Lonchocarpus nicou)根中的與魚藤酮共存在的醉魚豆烯(Lonchocarpene)和桑科植物Morus lhou根皮中具有吡喃結構的苷類及其相似物。它們可能在生源上與魚藤酮類化合物有關。
(7)第七類是芪酸類化合物 如繡毯酸、排線草酸和丹參酸。
芪類有機酸具一般羧酸的性質，它可生成鹽、酯、醯氯和醯胺等衍生物。它們的溶解度與結構有關，在水中的溶解度隨有機酸分子中極性基團的增加而增加。例如，多元酸比一元酸易溶於水，含酚基和羧基數目多的水溶性大；但一般芪酸類難溶於水，一般能溶於乙醇和苯或乙醚等有機溶劑，但難溶或不溶於石油醚。
一般芳香酸能與鹼金屬、鹼土金屬結合成鹽。其一價金屬鹽都易溶於水，而二價或三價金屬鹽較難溶於水。常利用此性質從中草藥中提取分離芳香酸類，但分離時常常伴隨著鞣質和鞣質分解產物；所用分離方法也常和鞣質的分離法相似。
(8)第八類是芪的苷類 如樅苷、3，4，4’，5L四羥基芪一3一葡萄糖苷、3，5，4’一三羥基一4‘一(6’一沒食子醯)一葡萄苷和土大黃苷
芪苷多為晶體，含有結晶水，無色，味苦。一般易溶於沸水，能溶於冷水、乙醇，大多不溶或難溶於乙醚、氯仿等有機溶劑中。有的芪酚苷類化合物可溶於鹼性溶液、吡啶及冰醋酸中。
由於酚苷多為礦苷結構，故易為杏仁酶所水解。用酸加熱水解時，由於條件不同往往得到不同的產物，因此酚苷水解時應選擇適宜的條件。
芪苷與其他酚苷類的提取方法相近，可先用熱水浸出，根據酚苷易溶於熱水、微溶於冷水的特性，將水浸出液濃縮後放置時，芪苷有可能析出。必要時將水浸出液濃縮，先加乙酸鉛溶液沉澱雜質後，再予以精製。粗的酚苷多在水或乙醇中重結晶精製。
提取方法
1．芪類酚性化合物的分離方法
提取分離芪類成分時，要多考慮它們的酚羥基的弱酸性和在各種溶劑中的溶解度，常用與水不混溶的有機溶劑進行浸出。例如，用乙醚為溶劑能自原料中浸出酸性成分，包括酚類和酸類化合物。用乙醚浸出酚類化合物的方法。
分離混合的酚類化合物的方法很多。游離芪類含量一般較低，從植物中直接提取其苷類再水解，可從水解物中提取分離游離芪類化合物(如白藜蘆酚等)。
2．芪類酸性化合物的提取分離方法
芪類有機酸的提取與一般芳香酸和生物鹼提取原理相類似，主要利用有機酸的一價金屬鹽易溶於水、其二價或三價金屬鹽較難溶於水的性質進行浸出。游離態存在的有機酸，可用有機溶劑直接浸出。主要分為有機溶劑浸出法 、鹼水直接浸出法、離子交換方法 。
