【摘要】：木素作為天然聚合物存在于所有陸生植物中,在自然界的儲量和再生量都非常龐大。普遍認(rèn)為,木素是一種酚類聚合物,主要來自三種羥基肉桂醇,通過自由基反應(yīng)和化學(xué)偶聯(lián)過程。木素分子單木素自由基的無序聚合為高分子化合物。盡管已對木素進(jìn)行了一個多世紀(jì)的研究,但在木素的結(jié)構(gòu)規(guī)律性和生物活性方面仍然有許多未知的地方,因此通過模擬植物體內(nèi)環(huán)境來合成木素脫氫聚合物(DHP),并以此來探究低分子木素的生物活性很有必要。本文以香草醛和紫丁香醛為起始物,合成了木素前驅(qū)物松柏醇葡萄糖苷(coniferin)和芥子醇葡萄糖苷(syringin)。然后將松柏醇葡萄糖苷、松柏醇葡萄糖苷和芥子醇葡萄糖苷的混合物(1:1,摩爾比)為原料在漆酶和β-葡萄糖苷酶的催化作用下用混合法分別合成了木素脫氫聚合物G型木素(DHP-G)和GS型木素(DHP-GS)。通過溶劑法對DHP-G和DHP-GS進(jìn)行分級得到八個組分,即石油醚可溶組分F_(11)和F_(21)、乙醚可溶組分F_(12)和F_(22)、乙醇可溶組分F_(13)和F_(23)、丙酮可溶組分F_(14)和F_(24)。利用~(13)C-NMR、FTIR和GPC等對各組分DHP的結(jié)構(gòu)和分子量進(jìn)行表征。FTIR譜圖顯示,DHP-G和DHP-GS分別與銀杏MWL和楊木MWL有著非常相似的官能團(tuán)吸收信號。~(13)C-NMR譜圖說明兩種DHP都生成了5-5、β-O-4、β-1、β-5和β-β等結(jié)構(gòu),其中都以β-O-4和β-5結(jié)構(gòu)為主。GPC結(jié)果表明溶劑法得到的DHP分子量隨溶劑溶解能力的增強(qiáng)而增大。生物活性實驗顯示,乙醚可溶組分F_(21)和F_(22)的自由基清除能力、抗菌能力和抗腫瘤增殖能力最好。將F_(21)和F_(22)進(jìn)行柱色譜純化,分別得到了5個化合物G_1、G_2、G_3、G_4、G_5和GS_1、GS_2、GS_3、GS_4、GS_5,通過APCI-MS質(zhì)譜分析化合物的分子量信息和結(jié)構(gòu),并結(jié)合生物活性驗證,從構(gòu)效關(guān)系的角度解釋DHP生物活性的來源。APCI-MS分析發(fā)現(xiàn)G_1是(β-5)型二聚體;G_2是(β-5)(β-5)型三聚體;G_3是(β-O-4)(β-5)(β-5)型的四聚體;G_4是(β-5)(β-O-4)(5-5)(β-O-4)型五聚體;G_5是(β-O-4)(β-5)(β-O-4)(5-5)(β-β)型六聚體。GS_1是GS型(β-5)二聚體;GS_2是GGS型(β-O-4)(β-5)三聚體;GS_3是SGG型(β-5)(β-O-4)三聚體。GS_4是SGGG型(β-5)(β-O-4)(5-5)四聚體;GS_5是SSGGGS型(β-O-4)(β-5)(β-O-4)(5-5)(β-β)六聚體。分析得到的這些化合物的抗腫瘤實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),這些組分中只有G_1、G_2和GS_1對Hela細(xì)胞的生長半抑制濃度低于50μg/mL。F_(22)中抗腫瘤活性物質(zhì)主要為GS_1和GS_2。從抑菌圈直徑和最小抑制濃度MIC來看,G_1和G_2的抑菌活性較高,DHP純化的化合物對大腸桿菌的生長抑制活性要高于金黃色葡萄球菌。抗氧化實驗結(jié)果顯示G_1和G_2的自由基清除效率非常高,它們的IC_(50)值分別4.8 mg/L和8.9 mg/L,而從F_(22)中柱色譜純化得到的五個組分中只有GS_1的自由基清除能力較好。結(jié)合從DHP分離的上述化合物的結(jié)構(gòu)和生物活性發(fā)現(xiàn),苯環(huán)上甲氧基的增加會削弱低聚DHP的生物活性,然而β-O-4連接對生物活性基本沒有貢獻(xiàn)。醛基含量的增加,自由基清除能力、抑菌能力和抗腫瘤增殖能力都有不同程度的下降,β-5型的苯基香豆?jié)M結(jié)構(gòu)的生成會極大的增加低聚DHP的抗氧化、抗菌和抗腫瘤活性。
【圖文】：

圖 2.1 松柏醇葡萄糖苷的合成Fig 2.1 Synthesis of coniferin（1） 將 1.8042g 香草醛與 4.9620g 溴代葡萄糖混合均勻，用 4.8mL 喹啉潤濕混合物，并向在體系中加入 2.7584g Ag2O，快速攪拌整個體系，反應(yīng)過程中黏度會不斷增加，可追加適量喹啉潤濕。反應(yīng) 1 小時后，使用 14.4mL 冰醋酸清洗容器將反應(yīng)物分散至 720mL 蒸餾水中，過濾，用蒸餾水清洗多次，然后置于真空干燥箱干燥 24h。用熱乙醇將黑色濾渣溶解，，然后使用紙漿漏斗過濾，最后通過減壓蒸餾除去溶劑，再用無水乙醇重結(jié)晶得到 4.5523 g（2,3,4,6-四-O-乙�；┫闾m素-β-D葡萄糖苷。得率 79.9%，熔點 143.1-146.0℃。（2） 用 4.6 mL 吡啶將 3.6008g 上一步產(chǎn)物和 1.5608 g 丙二酸溶解，滴加 5 滴哌啶，在 100℃油浴中反應(yīng)一個半小時；反應(yīng)完全待溫度冷卻到室溫，加入體積比（1:3）稀鹽酸將 pH 值調(diào)至 2-3，砂芯漏斗過濾得晶狀物；使用大量 pH 為 3 的酸性水洗滌晶狀物，真空干燥后再用乙醚洗滌多次得（2,3,4,6-四-O 乙�；┌⑽核�-β-D 葡萄糖苷。得率 98.2%，熔點 207.8-209.0℃（3） 取上一步產(chǎn)物 3.6068g 溶解在 18.4mL 無水苯液中，傾入 10.8mL SOCl，

分別稱取 4.0mmol 松柏醇葡萄糖苷和芥子醇葡萄糖苷，混合后進(jìn)行脫氫聚合復(fù)上述步驟得到 DHP-GS，得率 80.9%。2.2.7 DHP-G 和 DHP-GS 的分級采用溶劑法[72]對DHP-G和DHP-GS進(jìn)行分級處理。根據(jù)有機(jī)溶劑的溶解分別用石油醚（沸點 30-60℃）、無水乙醚、無水乙醇和丙酮對 DHP 進(jìn)行抽提體步驟如圖 2.2 所示。用 30mL 丙酮將 DHP-G 溶解，然后逐滴加入 300mL 石中，邊滴加邊攪拌。滴加完畢后攪拌 4 小時，離心分離。收集上清液蒸干溶到石油醚可溶組分 F11，將不溶部分繼續(xù)用丙酮溶解后逐滴加入 300mL 無水乙重復(fù)上述操作得到乙醚可溶組分 F12，然后依次用無水乙醇和丙酮抽提分別得醇可溶組分 F13和丙酮可溶組分 F14，得率分別為 2.1%、26.2%、31.3%和 7.8%酮不溶部分 32.6%）。DHP-GS 按上述步驟分級分別得到石油醚可溶組分 F21、可溶組分 F22、乙醇可溶組分 F23和丙酮可溶組分 F24，得率分別為 2.5%、2440.8%和 9.7%（丙酮不溶部分 22.7%）。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ351.377

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