2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的合成和用途

简介

随着人们认识的不断深入，2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮不仅可以成为合成着色剂的天然替代品，还因拥有丰富的生物活性，在新型功能食品、新型化妆品与制药工业中被广泛应用。然而2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮本身很不稳定，极易发生降解，其稳定性受到自身结构、pH值、温度、光照、氧气、酶、溶剂、金属离子、蛋白质及类黄酮等诸多因素的影响[1-2]。因此，为了进一步实现2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮在复杂条件下的稳定应用，研究者们提出了两种主要的改进策略。一方面，研究者尝试将2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮包埋在更加稳定的体系内，通过乳化或凝胶化进行封装，如以油包水（W/O）的形式形成微胶囊来实现其在体系内的稳定存在；另一方面，研究者尝试以母体2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的结构作为出发点，通过结构修饰、生物工程技术等方法开发稳定性更好、生物活性更优的衍生物[3-4]。

图1 2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的结构式。

合成

图2 2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的合成路线[5]。

葡萄糖和哌啶在乙醇中的溶液在氩气的引入下回流。加入乙酸并进一步加热后，用水稀释浓缩的反应溶液，用EtOAc萃取γ-吡喃酮。使用柱色谱（硅胶）和高真空蒸馏纯化粗产物。最后，将产物从己烷中重结晶得到标题化合物2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。合成路线如图2所示。

图3 2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮的合成路线[6]。

将残余物溶解在磷酸盐缓冲液（0.1M，pH 7.4，2.4mL）中。将该溶液的等分试样（150μL）和磷酸缓冲液（2.4 mL）中的L-丙氨酸（0.2 mmol）溶液置于螺旋盖小瓶（1.5 mL）中，得到1-DG和L-丙氨酸（分别为42 mM）的孵育溶液。加热培养液（37和50°C），随时间取样，衍生化后用GC分析。数值表示为至少三次独立测定的平均值。衍生化反应。三甲基甲硅烷基衍生物。采用参考文献（5）中所述的方法，干燥等分试样（50μL），将残余物溶解在吡啶（50μL）中，并加入N，O-双（三甲基硅烷基）乙酰胺和5%三甲基氯硅烷（50μ）。在注入GC MS系统之前，样品在RT下保持3小时。通过将TIC中获得的峰面积与含有已知量的纯真实参考化合物的标准溶液的峰面积进行比较来进行定量。使用所有样品中存在的甲硅烷化磷酸的信号对目标化合物的信号进行标准化。通过GC-MS获得的甲硅烷化化合物的数据显示，标准偏差<10 mmol/mol 1-DG，导致变异系数<5%。最终得到标题化合物2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。合成路线如图3所示。

用途

制药和化妆品行业也正在将2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮开发为功能因子或着色剂等。目前消费者对合成色素潜在不良影响的忧虑逐渐增加，2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮正是一些合成色素的天然替代品，并在多个国家被批准作为食品着色剂来使用。如欧盟法规认可包括葡萄皮、黑加仑、浆果等多种提取来源的花色苷。然而，2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮在体内的生物利用度却相对不足。这可能是由于其脂溶性不足导致其不易通过细胞的磷脂双分子层，也可能是由于2，3-二氢-3，5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮在抵达靶向位点前在消化道内就已被肠道微生物降解，从而无法达到靶向作用位点被机体充分利用[7-8]。

参考文献

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