2-茨醇的制备及应用

背景及概述^[1][2]

龙脑常温下呈白色半透明的叶状晶体，像棒脑的气味，又名冰片、龙脑香、梅片等。通常情况下，龙脑可分为合成龙脑和天然龙脑两种。合成龙脑是一种正龙脑（左旋、右旋）和异龙脑混合而成的外消旋混合物，天然龙脑仅仅包含正龙脑（左旋、右旋）。右旋正龙脑主要由树的枝叶通过水蒸气蒸馈得到，在自然界中比较常见；左旋正龙脑主要由菊科植物艾纳香的新鲜叶经酸醋化再经水解制得，在自然界中含量较少。

龙脑是一种双环单萌醇，右旋正龙脑为叶状或六方形片状晶体，左旋正龙脑为六方形片状晶体，消旋龙脑为叶片状晶体。天然龙脑作为一种有价值的药材和一种食用香料已被广泛应用于制药、临床医学、食品和香水行业，尤其是在中国和印度的民间医药。龙脑常被用作＂引药＂，辛辣、味苦，作用于也脏、脾脏和肺部通道，具有清热、通诸窝、去郁火、去懸明目、消肿止痛抗炎、抗茵等功能。此外，研究发现龙脑还能够增加血脑屏障的通透性，对中枢神经系统也具有一定的保护作用

制备^[1][2]

1. 化学合成法

由于植物中提炼而成天然龙脑的生产成本高，资源稀缺，价格昂贵，满足不了人们对龙脑的需求，而合成龙脑原料易得，价格低廉，因此许多厂家用合成龙脑代替天然龙脑。目前工业上以松节油中的 α－蒎烯作原料，经有机酸加成反应成酯，再经皂化反应制得合成冰片。

目前研究龙脑的催化反应主要有固体超强酸催化合成龙脑和纳米催化剂催化。有研究将自制的硼钛基复合催化剂用于合成龙脑的生产，该法反应条件比较温和，生产能力明显放大，酯化反应时原料中 α-蒎烯转化率高，由传统工艺的 55 %～57 % 左右提高到 62 %，经过进一步精制得到的龙脑中正龙脑超过 90 %，可取代天然龙脑进 行应用。还有研究对自制 CLY 纳米催化剂催化 α-蒎烯酯化-皂化法合成龙脑进行了研究。

当 CLY2 催化剂质量为 α－蒎烯质量的 6 % 时，龙脑产率 93.3 %，m( 正龙脑)：m( 异龙脑) 29.1：62.3；当 CLY4 催化剂质量为 α－蒎烯质量的 2 % 时，产率为 46.0 %，m( 正龙脑)：m( 异龙脑) 70.5：7.3，通过柱层析分离可获得质量分数为 98.9 % 的正龙脑。催化剂经 5 次再生使用，产率仅下降 8.7 %，而产品中正龙脑质量分数上升 2.2 % 。除了通过 α－蒎烯催化反应合成龙脑，樟脑手性合成右旋龙脑也是目前的研究热点。利用樟脑还原中间产物的分子热力学稳定性差异，在碱金属/THF( 四氢呋喃) 体系中进行樟脑的不对称还原研究，经过对碱金属用量、溶剂用量、反应时间和反应温度等条件优化，反应所得樟脑转化率 为 93 %，右旋龙脑产率为 72 % 。

2. 植物细胞培养技术

植物细胞培养技术具有产量高、少占地、不受自然条件限制、不受病虫害侵扰等优点，并且通过控制 生物合成途径获得所需产物。因此，利用植物细胞培养生产高纯度右旋龙脑，可以解决目前化学合成龙 脑存在的各种弊端和天然右旋龙脑来源缺乏问题，具有广阔的应用前景。以龙脑樟的嫩叶为外植体诱导出愈伤组织，并利用 GC 分析发现其具有产生龙脑的能力，而以茎为外植体诱导出的愈伤 组织不含有龙脑。但是在龙脑樟愈伤组织的继代培养过程中易产生褐变，且随着继代时间的延长，龙脑的含量随之下降，因此，该法有待进一步深入研究。

应用^[1][2]

合成龙脑由于药效较差，毒性较大，在医疗上医生更推荐使用天然龙脑，某些急救、儿科用的中成药仍采用天然龙脑入药，同时随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，天然右旋龙脑的研究和应用越来越受到重视。单独使用龙脑药效不明显，但由于龙脑是一种高脂溶性化学物质，它能被胃肠道快速吸收并透过血脑屏障，因此常被用作复方中药中的辅药或引药，以达到强化其它药物的治疗作用。

研究发现冰片既有镇静安神作用，又有醒脑作用，即冰片对中枢神经兴奋性有较强的双向调节作用；冰片也可以通过改善缺血脑组织的血氧供应，进而改善该区域的能量代谢，对脑缺血起到保护作用；通过体外实验证明龙脑对金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、大肠杆菌等细菌以及孢子丝菌、红色癣菌、曲霉菌等真菌具有杀灭或抑制生长的作用，通过小鼠体内实验，龙脑被证实具有抗炎作用和抗血栓作用；另外，龙脑经黏膜、皮下组织均易吸收，除自身可透过血脑屏障外，还是一种有效的透皮促进剂，即可促进某些亲水性物质( 如庆大霉素、顺 铂等) 透过血脑屏障，对皮质激素、去角质剂、抗增生药等多种皮肤外用药起到促透作用。以上是关于龙脑作用中枢神经、循环系统及抗炎作用、抗菌作用、与其它药物的相互作用方面的研究成果，但是有关天然龙脑的安全性方面的研究鲜有报道。

人们普遍认为天然龙脑无毒而樟脑具有毒性，因此在含有龙脑的中药产品中推荐使用天然龙脑代替合成龙脑，并且常把生物样本中的樟脑仅看成掺入天然龙脑中的杂质。然而用不同溶剂处理过的天然龙脑上清液灌喂小鼠、大鼠和小兔，发现天然龙脑在它们体内均会产生代谢产物-樟脑，而且在这 3 种动物血浆中樟脑浓度随着时间的增加而增加，说明龙脑转化成樟脑不会受到溶剂的影响，而是一个酶促反应。在以上研究的基础上，改进了在老鼠组织中测定天然龙脑的 GC-MS 方法，探讨了国产天然龙脑在动物组织中的分布情况，试图通过现代医学手段解释天然冰片的归经特征。该研究采用 GC－MS 和选择离子检测联合使用避免内源物质的分析干扰，具有良好的分辨率，研究发现小鼠经过天然龙脑给药后，在其各个组织中均能检出樟脑，进一步验证了龙脑可能经过生物转化为樟脑。

许多理论均认为中医中脏腑与解剖学中的器官概念并不绝对一致，中医所说的脏腑是建立在人体器官解剖学中各器官之间的生物关系。由于缺乏科学知识的支持，脏腑学说逐步与实体器官分离开来，尽管每部分脏腑并不与相关的器官一一对应，但脏腑学说往往包含一个实体器官作为其理论的主要部分。因此尝试通过研究活性物质在组织中的分布进行归经的归入和分析。利用 GC-MS 法检测天然龙脑在小鼠组织中的含量，发现在小鼠的肝和肾中有较高浓度的分布，这是由于这两种器官在药物代谢中发挥重要作用。同时天然龙脑在心和脑中的含量也较高，解剖学上的心脏器官正是中医 理论心经的重要组成部分，这一结果与中医将龙脑归心经的说法一致；另一方面，天然龙脑具有高脂溶性，能够轻易通过血脑屏障，在中枢神经有较高浓度和较长停留时间，这也可能正是龙脑具有开窍作用的原因。

但在脑中分布的天然龙脑是否与归入心经有关还有待进一步的研究。中医理论还认为龙脑归肺经。肺中的合成龙脑浓度相对较低。因此仅仅通过分析有效成分的组织分布来解释龙脑的归肺经特征缺乏科学依据。在中医理论中，肺主皮毛。虽然龙脑对肺没有直接的疗效，但其在中药中常用作皮肤吸收剂。这可能是中医将龙脑是视为归肺经药物的原因。

主要参考资料

[1] 龙脑制备方法及其药理药效研究进展

[2] 史小帅. 结晶法提纯合成龙脑的研究[D]. 华东理工大学, 2016.