山奈酚的制备和生物活性

背景及概述^[1-2]

黄酮是一种天然多酚类化合物，在人类日常食用的水果和蔬菜中大量存在，具有抗氧化、抗癌、抗炎等多种生物学活性，一直是国内外研究的热点。山奈酚(kaempferol)是一种黄酮类化合物，又称山奈酚-3、山奈素、山奈黄酮醇、百蕊草素III，广泛存在于水果、蔬菜以及中草药等天然植物中。近年来的研究表明，山奈酚具有抗氧化、抗炎、抗癌，防治糖尿病、动脉粥样硬化和骨质疏松，以及保护神经、肝脏和心肌，抑制蛋白激酶等多方面的营养保健作用。山奈酚作为保健食品、药品，有着非常广阔的市场。

来源^[1]

山奈酚，化学名称为3，5，7，4′-四羟基黄酮，分子式为C15H10O6，相对分子质量为286.23，微溶于水，溶于热乙醇、乙醚和碱。山奈酚的二苯基丙烷结构决定了其疏水性，C3、C5、C7和C4′的羟基可与氢自由基结合，增强了其抗氧化活性。山奈酚广泛分布于韭菜、洋葱、绿豆、南瓜、马铃薯、番茄、草莓等多种蔬菜与水果，以及连翘、迷迭香、金合欢、银杏叶、含羞草、桂皮等传统中草药。

制备^[3]

1)水解制备羟基苯乙酮中间体

1.1)将30g含量98％以上的二氢杨梅素投入反应器中，再加入质量分数为15％的氢氧化钠溶液400g，搅拌混合均匀，升温回流，进行水解反应；高效液相色谱监控，以羟基苯乙酮中间体不再增加为反应控制终点，2h后，停止反应。降温至30℃，向反应液中缓慢滴加50％的盐酸溶液，调节pH至6.2左右，搅拌2h、静置1h、过滤，得到淡黄色粘状固体。

1.2)向步骤1.1)所得淡黄色粘状固体中加入95％乙醇150g，升温回流1h，然后趁热过滤得到固体，再向该固体中加入95％的乙醇90g，再次升温回流打浆1h，降至室温，静置2h，然后过滤、干燥，得到淡黄色固体，即羟基苯乙酮中间体(2-羟基-1-(2，4，6-三羟基苯基)乙酰)17.8g。

2)催化闭环制备二氢山奈酚粗品

2.1)将步骤1.2)反应得到的羟基苯乙酮中间体17.8g投入到反应瓶中，加入DMF92g，搅拌使得羟基苯乙酮中间体完全溶解。

2.2)向步骤2.1)的溶液中加入脯氨酸3.55g，升温至65℃并保持温度不变，将13.9g对羟基苯甲醛用20gDMF溶解后缓慢滴加到反应瓶中，约2h滴完。滴完后将温度上升至70℃保温，进行催化闭环反应，高效液相色谱监控，以二氢山奈酚中间体不再增加为反应控制终点，约7h后反应结束。

2.3)将步骤2.2)所得的溶液降至室温，加入5％的冰乙酸溶液350g，搅拌2h，慢慢析出固体。过滤，将滤饼用水洗至中性并干燥，得到二氢山奈酚粗品27.6g。

3)氧化制备山奈酚

将步骤2.3)所得的二氢山奈酚粗品27.6g投入反应瓶中，加入65％的乙醇275ml，搅拌均匀，再加入无水碳酸钾6g，通入氧气，然后升温回流，进行氧化反应，高效液相色谱监控，以山奈酚不再增加为反应控制终点，约8h后反应结束。降至室温并放置过夜，过滤，得到黄色固体，再加入水200g，回流2h后过滤，滤饼水洗并干燥，得到山奈酚22.3g，含量98％(HPLC)。

生物活性^[1-2]

山奈酚的抗氧化应激活性

据研究报道，山奈酚可以显著抑制还原型辅酶II(triphosphopyridinenucleotide，NADPH)或Fe2+诱导的脂质微粒系统中的脂质过氧化，清除超氧化物阴离子，从而具有预防和治疗由这些因素引起的氧化应激反应的作用。同时，山奈酚还可以抑制过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽-S-转移酶等抗氧化酶的表达，从而降低由酒精和多不饱和脂肪酸引起的小鼠肝组织的氧化应激反应，进而对由此引发的肝损伤起到一定的保护作用。此外，山奈酚还能激活血红素氧合酶1(HO-1)的表达，抑制诱导型一氧化氮合酶(iNOS)及一氧化氮(NO)的产生，从而保护RAW264.7巨噬细胞不受脂多糖的损伤。

山奈酚的抗癌功能与作用机制

根据研究报道，山奈酚能够显著抑制白血病的发生，以及抑制肺癌、结肠癌、肝癌、乳腺癌、膀胱癌等多种恶性肿瘤细胞的生长，并诱癌细胞凋亡；其本身也可以与其他肿瘤治疗方法结合使用，加强肿瘤治疗效果。因此，山奈酚可以作为一种潜在的癌症预防和治疗剂进行进一步的开发和利用。

山奈酚的抗炎活性

研究发现，山奈酚能够显著抑制LPS诱导的人单核细胞THP-1的MAPK通路的表达，降低巨噬细胞衍生趋化因子(MDC)、干扰素诱导蛋白-10(IP-10)、白细胞介素-8(IL-8)等炎症因子产生，从而有效抑制炎症的发生。

山奈酚的神经保护作用

山奈酚能通过抑制氧化应激反应，对由氧化应激引起的神经损伤起到一定的保护作用。山奈酚能够显著保护SHSY5Y神经细胞和主要的神经元细胞不受鱼藤酮的伤害，减少蛋白酶裂解和细胞核凋亡，ROS水平和线粒体羟基化合物含量也被显著降低。由此证明，山奈酚具有一定的神经保护功能，可以作为一种潜在的神经保护药剂进行开发和利用。

山奈酚抑制蛋白激酶活性

山奈酚能够显著抑制重组人蛋白激酶CK2的活性，而且对HL-60细胞内CK2的抑制作用强于阳性对照四溴-2-氮杂苯并咪唑。另有研究表明，山奈酚能够明显抑制重组人CK2全酶活性，作用效果强于目前已知的CK2抑制剂。由此证明，山奈酚是一种效果很好的蛋白激酶抑制剂。

山奈酚的肝及心肌保护作用

以山奈酚等黄酮类化合物为主要成分的延肝丸一直被亚洲国家用于治疗及预防肝脏疾病。研究发现，山奈酚可通过抑制凋亡蛋白CHOP的表达，对内质网应激诱导的HL-7702人正常肝细胞的凋亡起到保护作用。用山奈酚处理局部缺氧/复氧(A/R)诱导损伤的心肌细胞，可以发现山奈酚能够通过沉默调节因子1(SIRT1)介导的线粒体途径，显著增加Bcl-2的表达，表现出对A/R诱导的心肌细胞凋亡的保护作用。

山奈酚的动脉粥样硬化防治功能

检测山奈酚对动脉粥样硬化模型新西兰白兔的影响，发现山奈酚和高胆固醇混合饲养10周后，与高胆固醇单独饲养组相比，兔子动脉血中细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、整合蛋白、单核细胞趋化因子-1(MCP-1)等黏附分子的基因水平和蛋白水平均有显著降低，证明山奈酚能够有效降低血管炎症反应，具有防止动脉粥样硬化发生的潜在功能。此外，山奈酚也是辣木中抗动脉粥样硬化的主要活性成分，辣木已被列为一种潜在的高脂血症、动脉粥样硬化和心血管疾病的治疗剂。

山奈酚的糖尿病防治功能

研究发现，山奈酚能够显著改善胰岛素刺激下的成熟3T3-L1脂肪细胞摄取葡萄糖的能力，表现出防治糖尿病的潜在功能。同时，山奈酚还可通过降低血糖、改善胰岛素敏感度来维持正常血脂水平；通过抗氧化、抗炎、抑制醛糖还原酶途径，在一定程度上抑制2型糖尿病大鼠慢性并发症的发生。

山奈酚的骨质疏松防治功能

山奈酚能够激活雌激素受体的活性，促进成骨细胞增殖，提高成骨细胞的分化和矿化能力。另有研究发现，山奈酚能显著提升去卵巢大鼠的骨密度，减缓大鼠尿液中骨钙和磷的流失，抑制去卵巢大鼠血清中酒石酸酸性磷脂酶和组织蛋白K的活性。显微CT结果表明，山奈酚能够显著改善骨质疏松大鼠骨小梁形态结构，证明山奈酚对去卵巢大鼠骨质疏松有明显的治疗作用，而且其作用机制可能与抑制骨吸收有关。

山奈酚的其他功能活性

除上述生物功能外，人们发现，山奈酚还具有抗菌作用，对金黄色葡萄球菌及绿脓杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等多种人体病原菌均有很好的抑制作用，还在止咳、治疗白内障、抑制生育、抗癫痫、解痉、抗溃疡、利胆利尿等方面表现出了一定的治疗效果。此外，山奈酚还是一种天然的免疫抑制剂，可以减少由T淋巴细胞过度活化和增殖所导致的自身免疫病和器官移植排斥反应的发生。

参考文献

[1] 陈育华,周克元,袁汉尧.山奈酚药效的研究进展[J].广东医学,2010,31(08):1064-1066.

[2] 张雅雯,邵东燕,师俊玲,朱静,黄庆生,杨慧.山奈酚生物功能研究进展[J].生命科学,2017,29(04):400-405.

[3]CN201811455271.0一种山奈酚的制备方法