延 璽 任占華 呂沙沙 李玉梅 司書峰

(北京師范大學化學院，北京 100875)

一種脂溶性異黃酮化合物的晶體結(jié)構(gòu)及抗氧化活性研究

延 璽＊任占華 呂沙沙 李玉梅 司書峰

(北京師范大學化學院，北京 100875)

本文合成了5-甲基-7-羥基-4-甲氧基異黃酮，采用IR，UV，1H NMR，和元素分析對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并利用X射線單晶衍射儀測定了該化合物的晶體結(jié)構(gòu)。用紫外光譜法研究了它們對超氧陰離子自由基和1，1-二苯基-2-苦肼基自由基(1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl free radical簡稱DPPH·)的清除活性.實驗結(jié)果表明5-甲基-7-羥基-4′-甲氧基異黃酮化合物(C17H14O4)屬于三斜晶系,空間群為P1。a=0.82255(2)nm，b=0.93123(2)nm，c=1.04547(2)nm，α=89.0432(2)°，β=69.1950(10)°，γ=66.9790(10)°，Z=2，V=0.68199(3)nm3，Dc=1.375 g·cm-3，F(xiàn)(000)=296，R1=0.0444，wR2=0.1156，而且該化合物具有較好的清除羥基自由基和超氧自由基的作用。

異黃酮衍生物；脂溶性；抗氧化；自由基；晶體結(jié)構(gòu)

異黃酮類化合物廣泛分布于多種植物中，是許多中草藥的有效成分，具有明顯的抗心率失常[1]、抗缺氧缺血、解痙攣、抗骨質(zhì)疏松[2]、植物雌激素[3]、抑制癌細胞生長[4]、抗氧化作用[5]。自由基可以引起人類多種病變，如癌癥、衰老、冠心病、白內(nèi)障以及一些其它疾病，因而，如何有效地抑制和清除人體內(nèi)過多的自由基，是促進人類健康和延長人類壽命、提高人們生活質(zhì)量的一項有意義的研究[6]。為此，我們在這方面做了一些探討，合成了5-甲基-7-羥基-4-甲氧基異黃酮(L2)。采用IR，UV，1H NMR，和元素分析對其結(jié)構(gòu)進行了表征，并利用X射線單晶衍射儀測定了該化合物的晶體結(jié)構(gòu)。用紫外光譜法研究了L2對超氧陰離子自由基(O2-·)、和1，1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH·)的清除活性；利用熒光光譜法研究了L2、清除羥基自由基(·OH)的活性。結(jié)果表明，脂溶性異黃酮L2、對以上3種自由基都有好的清除活性，是一種有潛在開發(fā)價值的異黃酮衍生物。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Nicolet 170SX FRIR紅外分析儀，Cintra 10e紫外可見分光光度計，RF-5301PC熒光光度計，Elementar VarioEL型元素分析儀，500 Brüker核磁共振波譜儀，X-6顯微熔點儀，SZ-93自動雙重水蒸餾器，ZF-C型三用紫外分析儀。三氟化硼乙醚溶液(A.R.，北京長陽化工廠)，甲烷磺酰氯(C.R.，北京金龍化學試劑有限公司)，對甲氧基苯乙酸(A.R.，上海達瑞精細化學品有限公司)，3，5-二羥基甲苯 (浙江三門騰龍化工有限公司)，其他試劑均為分析純試劑，使用前按需要進行純化。

1.2 2-甲基-4,6-二羥基-4′-甲氧基脫氧安息香(L1)和(L2)的制備[7]

稱取8.3 g(0.05 mol)對甲氧基苯乙酸和6.2 g (0.05 mol)3，5-二羥基甲苯置于100 mL三口燒瓶中，加入30 mL新蒸的BF3·Et2O溶液(溶劑和催化劑)，N2保護于80℃反應(yīng)6 h。冷卻至室溫，旋蒸回收大部分的BF3·Et2O將殘余物倒入400 mL冰水中，靜置，過濾，沉淀用稀NaHCO3水溶液洗滌，得黃色粗產(chǎn)品。用水重結(jié)晶，得到白色固體產(chǎn)品5.44 g，產(chǎn)率：40%。m.p.104～105℃；IR(KBr，ν/cm-1)：3415.2 (-OH)，1 626.8(-CO-)；1H NMR(acetone，500 MHz，δ/ ppm)：2.24(s，3H，-CH3)，3.77(s，3H，-OCH3)，4.40(s，2H，-COCH2-)，6.23(s，1H，4-H)，6.28(s，1H，6-H),6.85 (d，2H，3′-H，5′-H)，7.21(d，2H，2′-H，6′-H)。元素分子按C16H16O4計算(%)：C，70.57；H，5.92；實驗值(%)：C，70.59；H，5.88。證實為2-甲基-4,6-二羥基-4′-甲氧基脫氧安息香化合物。

在25 mL的圓底燒瓶中加入0.272 g 2-甲基-4，6-二羥基-4′-甲氧基脫氧安息香化合物(1 mmol)，用6.0 mL干燥的DMF溶解，逐滴加入1.5 mL新蒸的BF3·Et2O溶液，緩慢加熱至50℃。另取0.2 mL CH3SO2Cl溶于2.7 mL DMF中。將此淡黃色溶液緩慢加入到上述反應(yīng)體系中，70℃反應(yīng)6 h。冷卻，倒入100 mL冷水中，產(chǎn)生紅棕色沉淀，過濾，用水洗滌，干燥，乙醇/丙酮(1∶2)重結(jié)晶，得到淺黃色粉末0.39 g，產(chǎn)率：70%。m.p.122.4～124.2℃；IR(KBr，ν/ cm-1)：3438.0(-OH),1634.2(-CO-)；1H NMR(CDCl3，500 MHz，δ/ppm)：2.86(s,3H,-CH3),3.86(s，3H，-OCH3)，5.34 (s，1H，OH)，6.67 (s，1H，8-H)，6.72(d，1H，6-H)，6.98 (d，2H，3′-H，5′-H)，7.46(d，2H，2′-H，6′-H)，7.82(s，1H，2-H)。元素分析按C17H14O4計算(%)：C，72.33；H，5.272；實驗值(%)：C，72.34；H，4.99。

1.3 化合物L2晶體結(jié)構(gòu)的測定

以乙醇為溶劑，配制適量的L2飽和溶液，并在室溫下緩慢揮發(fā)，6周后析出適合于單晶結(jié)構(gòu)測試的淺粉紅色晶體。選取大小為0.30 mm×0.26 mm× 0.10 mm的單晶，在BRUCKER SMART 1000 CCD衍射儀上，以Mo Kα(λ=0.071073 nm)為X射線源，石墨單色器，利用φ-ω掃描方式在室溫下收集衍射數(shù)據(jù)。分子結(jié)構(gòu)采用SHELXS-97[8]程序由直接法解出，并用SHELXL-97[9]程序?qū)Ψ菤湓幼鴺思捌涓飨虍愋詼囟纫蜃舆M行基于F2的全矩陣最小二乘法修正。

1.4 化合物L2對超氧陰離子自由基的清除[10-11]

在10 mL比色管中，加入pH=8.2，0.1 mol·L-1Tris-HCl緩沖溶液5 mL，然后依次加入不同體積的1×10-2mol·L-1的化合物L2溶液，最后加入0.1 mL 10 mmol·L-1鄰苯三酚溶液，用蒸餾水定容到10 mL，搖勻。25℃恒溫下靜置4 min。然后立即測定其在319 nm波長處的紫外吸光度A，加入化合物L2的體積從0 μL開始，體積間隔為1 μL，一直測到紫外吸收峰將近消失為止。

測吸光度值A(chǔ)時分別以對應(yīng)濃度的化合物L2的Tris-HCl緩沖溶液為參比，測吸光度值A(chǔ)0時以相應(yīng)Tris-HCl緩沖溶液作為參比。

1.5 化合物L2對DPPH自由基的清除[11]

以乙醇為溶劑，分別配置1×10-2mol·L-1的化合物L2溶液和1×10-2mol·L-1的DPPH·溶液.然后在各個10 mL比色管中分別加入2 mL DPPH·溶液和一定體積的化合物L2溶液，搖勻反應(yīng)30 min后，于517 nm處測定其吸光度。測吸光度值A(chǔ)時以各相應(yīng)濃度的化合物溶液作參比，測定吸光度值A(chǔ)0時以乙醇溶液為參比。

2 結(jié)果與討論

2.1 晶體結(jié)構(gòu)的描述

化合物的晶體衍射數(shù)據(jù)、主要鍵長和鍵角分別列于表1和表2，圖1為化合物L2的分子結(jié)構(gòu)圖。

CCDC：821767。

表2 化合物L2的鍵長和鍵角Table 2 Bond lengths(nm)and bond angle(°)for L2

圖1 化合物L2的分子結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Molecular structure of compound L2

2.2 化合物L2清除超氧自由基的研究

超氧陰離子自由基是一類很廣泛的活性氧自由基，它的產(chǎn)生途徑也很多，但能穩(wěn)定產(chǎn)生超氧陰離子自由基的方法卻不是很多，本文采用鄰苯三酚在堿性體系中發(fā)生自氧化的方法產(chǎn)生超氧陰離子自由基以供實驗檢測用。鄰苯三酚在酸性環(huán)境中相當穩(wěn)定，而在堿性條件下能迅速自氧化，并在自氧化過程中產(chǎn)生超氧陰離子自由基 (Superoxide Anion Free Radical，SAFR)，此SAFR繼續(xù)加速其自氧化反應(yīng)，如果及時清除SAFR，就會抑制其自氧化反應(yīng)速率。

實驗條件的確定：鄰苯三酚在堿性條件下能迅速自氧化，放出SAFR，生成有色中間產(chǎn)物。初始溶液呈黃棕色，幾分鐘后變綠色，幾小時后轉(zhuǎn)為黃色，這是因為生成的中間產(chǎn)物不斷氧化的結(jié)果。從圖2吸收曲線可知，鄰苯三酚自氧化積累的初始中間產(chǎn)物在319 nm處有一明顯吸收峰，而且在三十幾分鐘內(nèi)只看到這個明顯的中間產(chǎn)物峰。后隨自氧化的繼續(xù)，中間產(chǎn)物的積累，幾小時后此峰轉(zhuǎn)移到440 nm附近.本實驗選擇自氧化的初始階段，所以選定319 nm作為測試波長，4 min為自氧化反應(yīng)紫外吸收光譜的測試時間。清除率計算公式為：

圖2 鄰苯三酚在堿性體系中的自氧化光譜變化圖Fig.2 Changs of spectra of pyrogallol in basic system selfoxidizing

圖3為不同濃度的化合物L2對超氧陰離子自由基的清除率圖，從圖中可以看到，隨著L2濃度的增加其對超氧陰離子自由基的清除率值也增加，L2對超氧陰離子自由基清除的IC50值為14.1 μmol· L-1，說明 L2具有較強的抗氧化性,是一種有效的超氧陰離子自由基清除劑。

圖3 在不同濃度下L2對O2-·的清除率曲線Fig.3 Scavenging rate curves of L2 on superoxide anion free radicals at different concentration

2.3 化合物L2清除DPPH·自由基的研究

1，1 -二苯基-2-苦肼基自由基分光廣度法，在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于清除自由基物質(zhì)的研究與天然抗氧化試劑的篩選[12-16]。DPPH·是一種十分穩(wěn)定的有機自由基，即便在室溫溶液中也很安定，其乙醇溶液在515 nm處具有特征的紫紅色吸收峰，當存在自由基清除劑時，由于與其單電子配對而使其吸收逐漸消失，其褪色程度與其所接受的電子數(shù)成定量關(guān)系，因而可用分光光度法進行定量分析，以分光光度法測定加入不同濃度的抗氧化劑或待測樣品后的吸光度的分析法是一種篩選自由基清除劑的簡便方法[11-18]。清除率公式為：

圖4 在不同濃度下L2對DPPH·的清除率曲線Fig.4 Scavenging rate curves of L2 on DPPH·at different concentration

由圖可以看到，L2都對DPPH·同樣有一定的清除活性，通過對不同濃度的L2對DPPH·的清除率曲線可知，L2對DPPH·清除率的IC50值為24.5 mmol·L-1。

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Crystal Structure and Antioxidant Activities of One Fatty Soluble Isoflavones Derivatives

YAN Xi＊REN Zhan-Hua Lü Sha-Sha LI Yu-MeiSI Shu-Feng
(College of Chemistry,Beijing Normal University,Beijing100875,China)

The fat-soluble isoflavone derivatives:5-methyl-7-hydroxy-4′-methoxyisoflavone (L2)were synthesized and their structures were characterized by IR,UV,1H NMR,single crystal X-ray diffraction and elemental analysis.The scavenging activities of L2 on superoxide anion free radical and 1,1-diphenyl-2-picrylhy-drazyl free radical(DPPH·)were measured by ultraviolet spectrophotometry.The experiment result shows that,the crystal (C17H14O4)belongs to triclinic space group P1 with unit cell constants a=0.822 55(2)nm,b=0.931 23(2)nm,c= 1.04547(2)nm,α=89.043(2)°,β=69.1950(10)°,γ=66.9790(10)°,V=0.68199(3)nm3,Z=2,Dc=1.375 g·cm-3, F(000)=296,R=0.0444,wR=0.1156.The compound L2 can scavenge 1,1-diphenyl-2-picrylhy-drazyl free radical (DPPH·)and superoxide anion free radical effectively.CCDC:821767.

isoflavone derivatives;fatty soluble;antioxidant activity;free radical;crystal Structure

O625.4

A

1001-4861(2011)06-1133-05

2010-11-08。收修改稿日期：2011-02-26。

國家自然科學基金(No.20271008)、北京市重點學科基金、北京師范大學測試中心基金資助項目。＊

。E-mail：yanxi@bnu.edu.cn，Tel：010-58806200，F(xiàn)ax：010-58802075