鄭秋闿，范晶晶，陳鳴才，許 凱

（1.濰坊學(xué)院化學(xué)化工與環(huán)境工程學(xué)院，山東濰坊 261061；2.濰坊學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東濰坊 261061；3.中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所，廣東廣州 510650）

二氫楊梅素（DMY）屬于黃酮類化合物，大量存在于葡萄科蛇葡萄屬植物中，具有消炎抑菌［1］、抗高血壓［2－3］、保護(hù)肝臟［4－6］等作用，可以作為天然抗氧劑應(yīng)用于油脂及高油食品的保藏［7－8］。在本實(shí)驗(yàn)室的前期工作中，首次將DMY 應(yīng)用于高分子材料中，發(fā)現(xiàn)DMY對各種高分子材料的抗氧化作用均優(yōu)于合成抗氧劑［9－10］。本文對DMY 的抗氧化機(jī)理進(jìn)行初步研究，確定了DMY 分子中發(fā)揮抗氧化作用的主要基團(tuán)。本文將引發(fā)劑（過硫酸銨）作為自由基的供體，與DMY混合，研究DMY 分子上羥基的變化。本研究不僅為DMY 在高分子材料中的應(yīng)用提供基本數(shù)據(jù)，而且有助于進(jìn)一步揭示DMY 在生物體內(nèi)的抗氧化作用機(jī)理，為其在醫(yī)療、食品等方面的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料及實(shí)驗(yàn)儀器

材料：DMY 粗提物，廣州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院；三油酸甘油酯，分析純，天津津沽工商實(shí)業(yè)公司；其他各種化學(xué)試劑均為瓶裝分析純試劑，市售品。

儀器：超導(dǎo)核磁共振譜儀，DRX－400 型，德國BRUKER 公司。

1.2 DMY樣品的制備及其純度檢測

DMY 粗提物加入3 倍質(zhì)量的丙酮，加熱回流提取30min；將回流液過濾，加入3倍體積的沸水，靜置2h，置于4 ℃的冰箱中24h，使其析出針狀結(jié)晶；重復(fù)沸水溶解以及結(jié)晶的過程5次，純化得白色針狀結(jié)晶。

制得的DMY 經(jīng)高效液相色譜檢測其純度。色譜條件：色譜柱為Prep Nova－Pak HR C18色譜柱（3.9 mm×300mm）；流動(dòng)相由乙腈、水、乙酸按1∶9∶0.1的比例制成，速率為1.0mL／min；檢測波長288nm；進(jìn)樣量為20 μL。用面積歸一法算得其純度為99.77%。

1.3 測試方法

物質(zhì)的量之比為1∶2的過硫酸銨和DMY 溶于氘代二甲亞砜，80 ℃油浴加熱，分別對空白的DMY樣品，加熱前、加熱1h、加熱2h的過硫酸銨和DMY的混合樣品進(jìn)行核磁共振氫譜分析。

2 結(jié)果與討論

DMY分子包含15個(gè)碳原子，6個(gè)羥基，構(gòu)成C6－C3－C6的三環(huán)結(jié)構(gòu)（見圖1）。為了確定DMY 在抗氧化過程中起作用的基團(tuán)，將引發(fā)劑（過硫酸銨）作為自由基的供體與DMY 混合，研究DMY 上羥基的變化。過硫酸銨的自由基產(chǎn)生的半衰期隨溫度的升高而縮短，100℃下為0.17h，80℃下為2.1h，60℃下為38.5h。

圖1 DMY化學(xué)結(jié)構(gòu)

物質(zhì)的量之比為1∶2的過硫酸銨和DMY 溶于氘代二甲亞砜，加熱前后的空白DMY 樣品、過硫酸銨和DMY 的混合樣品進(jìn)行核磁共振氫譜分析，所得圖譜見圖2。圖2中的δ 為化學(xué)位移，空白樣品編號為（a），過硫酸銨與DMY 混合但未加熱樣品編號為（b），混合后加熱1h樣品編號為（c），混合后加熱2h樣品編號為（d）。

圖2 核磁共振氫譜

DMY 的核磁共振氫譜羥基峰化學(xué)位移δ：δ＝8.23ppm 為4′—OH；δ＝8.93ppm 為3′—OH 和5′—OH；δ＝10.83ppm 為7—OH；δ＝11.88ppm 為5—OH。δ＝4.39ppm 雙峰為C 環(huán)上2—H，屬于比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在整個(gè)清除自由基的過程中不參與反應(yīng)。將各羥基峰面積Ax與δ＝4.39ppm 的峰面積A4.39相比，就能得到各羥基的相對含量（見圖3）。

圖3 核磁共振氫譜相對峰面積

由圖3可以看到，加熱前添加過硫酸銨的DMY 的羥基沒有任何變化，但加熱1h以后，5—OH 和7—OH的含量稍有降低，3′—OH 和5′—OH 的含量降低了一半，4′—OH 已經(jīng)全部反應(yīng)；加熱2h以后，5－OH 和7—OH 的含量又稍有降低，3′—OH 和5′—OH 已經(jīng)全部反應(yīng)?？梢酝茢?，DMY 分子中各個(gè)位置羥基的反應(yīng)活性如下：4′—OH 反應(yīng)活性大于3′—OH 和5′—OH 的反應(yīng)活性大于5—OH 和7—OH 的反應(yīng)活性。

這種在具有抗氧化活性的物質(zhì)中添加自由基生成劑，通過檢測老化過程中抗氧化物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，判斷活性點(diǎn)位和抗氧化機(jī)理的方法適用于多種物質(zhì)，具有通用性。

存在于植物中大多數(shù)的黃酮類化合物都具有抗氧化性，這與黃酮類物質(zhì)特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，即構(gòu)效關(guān)系［11］。許多實(shí)驗(yàn)都表明黃酮類抗氧化劑的活性與酚羥基的數(shù)目無關(guān)，但與分子中是否存在鄰二酚羥基有關(guān)［12－13］，黃酮抗氧化劑的B環(huán)上取代基的特性對其抗氧化性有很大的影響。B環(huán)的酚羥基是活性中心，而A 環(huán)酚羥基清除自由基作用很弱［14］，原因是B環(huán)羥基處于鄰位，可通過形成分子內(nèi)氫鍵和共振作用兩種機(jī)制使苯氧自由基趨于穩(wěn)定［15－16］（見圖4），而A 環(huán)羥基處于間位，不具備上述穩(wěn)定機(jī)制，所以活性較差。DMY 分子中具有鄰苯三酚型酚羥基結(jié)構(gòu)，被抽氫后可形成2個(gè)分子內(nèi)氫鍵，更穩(wěn)定，所以其活性比鄰二酚羥基更高。但如果酚羥基在形成苯氧自由基之前即與鄰近的雜原子形成分子內(nèi)氫鍵，則其抽氫反應(yīng)還要克服氫鍵鍵能，這將使其活性降低［9］。大多數(shù)黃酮化合物中A 環(huán)羥基與C環(huán)的氧原子處于間位，因此A 環(huán)羥基活性總是很低，這是B環(huán)羥基成為黃酮抗氧化活性中心的又一原因。DMY分子中B環(huán)3′，4′，5′—OH 為3個(gè)相鄰的羥基，在清除自由基的過程中，在電子離域作用下可形成更加穩(wěn)定的自由基，同時(shí)可以作為鰲合金屬離子的接合點(diǎn)［17］，相較B環(huán)上只有1個(gè)羥基的黃酮，抗氧化活性更強(qiáng)。另外，C環(huán)中3—OH，A 環(huán)中5—，7—OH 的存在同樣增強(qiáng)了DMY清除自由基的能力。

圖4 黃酮中B環(huán)穩(wěn)定機(jī)理

3 結(jié)論

將DMY 與引發(fā)劑混合加熱，DMY 分子上羥基的變化表明B環(huán)的3個(gè)相鄰的羥基是活性中心，其特殊結(jié)構(gòu)對其抗氧化性有很大的影響。

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