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2016-09-13 07:19:15夏春年
浙江化工 2016年8期 關鍵詞：研究
張 娟，夏春年
（浙江工業大學藥學院，浙江 杭州 310014）
咖啡酰基類衍生物的合成及其生物活性研究
張娟，夏春年
（浙江工業大學藥學院，浙江杭州310014）
咖啡酰基衍生物廣泛存在于天然產物中，具有廣譜的抗腫瘤活性，也具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗HIV-1等生物活性，同時具有低毒、抗耐藥、易制備等優點，近年來深受科研工作者關注，對咖啡酰基衍生物的合成方法和生物活性研究進展進行綜述。
咖啡?；苌铮簧锘钚裕谎芯窟M展
0 前言
最近幾十年，天然產物已經成為藥物、先導化合物的重要來源［1］。臨床應用的小分子藥物都是從天然產物中發現或者受天然產物的啟發而來［2］。在尋找的新藥過程中，從天然植物中分離得到的咖啡?；苌锞哂泻芎玫目鼓[瘤作用，并且在抑制腫瘤細胞的過程中又不影響正常細胞的生長和活力［3］。另外，富含咖啡?；苌锏氖澄锞哂锌拐T變、抗血糖、抗氧化的作用，有助于發展健康的飲食［4］。
1 咖啡?；愌苌锏暮铣煞椒ㄑ芯?/h2>
目前，文獻報道的咖啡?；苌锏暮铣芍饕幸韵聨追N方法：（1）直接催化酯化法［5］：采用乙?；磻獙Π⑽核岱恿u基進行保護，再用DCC 或DMAP作催化劑與醇脫水成酯。此種方法可以直接催化合成阿魏酸酯或咖啡酸酯衍生物，但對催化劑的選擇度高，用無機酸做催化劑收率較低。（2）酰氯法［6］：咖啡酸與過量的氯化亞砜回流1 h后，除去未反應的溶劑，得到酰氯。室溫下滴加醇、溶劑和催化劑的混合液，反應一段時間后得粗品。（3）咖啡酸與鹵代烴反應［5］：咖啡酸與氫氧化鈉溶于六甲基磷酸酰胺（HMPA）中，混合攪拌1 h后加入β-苯乙基溴，70℃反應3 h，后處理得粗品。（4）Witting法［7］：三苯基膦的乙酸醇酯基氯化物和3，4-二羥基苯甲醛溶于有機溶劑中，攪拌加入碳酸鉀，超聲，TLC跟蹤至反應完全。反應完全后將有機溶劑蒸干后，過柱得到咖啡酸苯乙醇酯。（5）丙二酸單酯法［8］：即首先把丙二酸和醇反應生成雙酯，通過皂化水解雙酯后得到丙二酸單酯，最后在與醛發生Knoevenagel縮合制備得到阿魏?；蚩Х弱；苌?。（6）生物催化法［9］：用脂肪酶催化阿魏酸和醇反應。（7）“一鍋法”［10］：以甲苯為溶劑，米氏酸和醇在反應一段時間后，向反應液中加入羥基苯甲醛衍生物后再加入適量吡啶至羥基苯甲醛完全溶解?；旌先芤簲嚢璺磻?，TLC跟蹤至反應完全，蒸餾除去溶劑，殘液冷卻后加入乙醚，攪拌至溶解，用稀鹽酸和水洗滌，收集乙醚層，乙醚層用無水硫酸鈉干燥過夜，過濾后蒸出溶劑，甲苯重結晶可得到純品。（8）混合酸酐法［11］：首先羧酸與氯甲酸酯反應生成混合酸酐，由于混合酸酐活性較高，與胺反應后就可以得到相應的酰胺，反應原理主要是利用碳酸上羰基的親電性比羰基低，因而氨基可以進攻羧酸羰基形成酰胺鍵。
綜合以上幾種方法我們發現，目前合成咖啡?；苌镒畛Ｓ玫氖侵苯吁セê王Ｂ确ǎ苯吁セㄖ忻撍畡┤鏒CC和DMAP一般價格比較昂貴，合成成本較高，不宜采用。而酰氯法雖然價格實惠，產率較高，但反應中會產生氯化氫和二氧化硫氣體，污染環境。所以從產物分離難度的角度考慮，我們多采用“一鍋法”和“混合酸酐法”，以香蘭素和藜蘆醛為原料合成咖啡?；苌?。
2 咖啡?；苌锏淖钚律锘钚匝芯窟M展
2.1咖啡酰基衍生物的抗腫瘤研究進展
癌癥（Cancer），亦稱惡性腫瘤，是嚴重威脅人類健康的主要病因之一?，F在的多數抗癌藥都存在毒副作用大、效果不佳、易產生耐藥性、生產不易等缺點［12］。因此尋找新型的、低毒的、高效的、靶向的、抗耐藥性的藥物成了當代新藥研究的一項迫切而艱巨的任務。天然咖啡?；苌镒鳛闈撛诳拱┧幬镆呀洷粦糜谂R床研究［13］。其中，來自于蜂膠中的咖啡酸苯乙醇酯（CAPE）就是一個具有多種生物活性的典型先導化合物［14］。Grunberger［15］等首次從蜂膠中提取分離得到咖啡酸苯乙醇酯（CAPE），對嚙齒類和人的各種腫瘤細胞顯示了較好的細胞毒性（IC50：1～35 μmol/mL）。與正常細胞相比，對癌化的纖維芽細胞和黑色素形成細胞有特定的毒性，可見CAPE對腫瘤細胞具有一定的選擇性。
王波等人［16］發現咖啡酸苯乙酯能有效抑制786-O腎癌細胞株的遷移與增值，并促進其凋亡，其機制可能是抑制了NF-κB的激活，進而下調其下游的相關基因。CAPE可有效地降低STAT3 mRNA和蛋白水平的表達，NF-κB與STAT3在腎癌中可能存在相互作用。另外，研究人員還發現CAPE能誘發人結直腸癌細胞SW-480的凋亡［17］。經CAPE處理后在結直腸癌細胞中發現了四種上調蛋白（膜連蛋白蛋白A4、3-磷酸甘油醛脫氫酶、GNPDA1和 GPX-1）和七種下調蛋白（Tim、PSMA4、鳥嘌呤核苷酸結合蛋白、PSAT1、PSMA1、肌球蛋白XVIIIB和色氨酰tRNA合成酶），其中PSAT1和PSMA1的下調與腫瘤的生成有關。經檢測，給藥后的結直腸癌細胞中PSMA1和PSAT1表達下調，而GNPDA1和GPX1表達上調。這些蛋白的差異表達可能是CAPE抗腫瘤作用的潛在的分子靶點。
在黑色素瘤細胞的耐藥性中起主要作用的是谷胱甘肽S-轉移酶（GST）和多藥耐藥相關蛋白（MRP）。Shashi K［18］等人研究發現，在黑色素瘤細胞中酪氨酸酶大量存在的情況下，咖啡酸苯乙酯（CAPE）作為一種選擇性的GST抑制劑。酪氨酸酶激活CAPE形成了一個醌類化合物，并且與谷胱甘肽反應形成cape-sg共軛。研究結果表明，CAPE（10～25 μmol/L）對 GST的抑制作用達到70%～84%；然而在酪氨酸酶沒有的情況下，CAPE沒有抑制GST的作用。
Liu C C等人［19］發現CAPE可通過增加前列腺癌靶向Akt信號來有效輔助前列腺癌的治療，CAPE可減少化療藥物的劑量并保護因化療引起的器官損傷和毒性，是一種更為安全的輔助治療晚期前列腺癌的方法。
Hyo Y L等人［20］利用CE嵌段聚合物，將咖啡酸苯乙醇酯做成了納米顆粒，并研究了咖啡酸苯乙醇酯納米顆粒的抗腫瘤活性。CE嵌段聚合物具有疏水的核心結構和親水的外殼結構，因此將脂溶性的藥物包埋其中，不僅可以提高藥物的水溶性，而且有利于藥物的緩慢釋放，降低毒副作用。另外，咖啡酸苯乙醇酯納米顆粒與咖啡酸苯乙醇酯相比，對CT26結腸癌細胞有同樣好的抗腫瘤細胞增殖效果，同時具有抗侵襲和抗遷移性。
莫清華等［21］探討c-Jun氨基末端激酶、促分裂原活化蛋白激酶（JNK/MAPK）信號通路在咖啡酸 （CA）誘導人白血病K562細胞凋亡作用中發現，咖啡酸能明顯抑制K562細胞的生長，且可誘導K562細胞凋亡，JNK/MAPK磷酸化的激活。田秋生［22］等通過調查發現，口服咖啡酸片可有效減少白血病患者化療后血小板最低值、減少持續時間、輸注血小板量。
Ashour T H等人［23］用直接酯化法合成了咖啡酸莰醇酯，并研究了咖啡酸莰醇酯對人類乳腺癌細胞株MCF-7的抗腫瘤活性。結果顯示咖啡酸崁醇酯誘導MCF-7腫瘤細胞的凋亡呈現一定的劑量和時間依賴性?？Х人釐€醇酯能增加并且減少Bcl-xL，從而導致線粒體膜電位的改變并激活了caspase-3。此外，咖啡酸莰醇酯引發了細胞內活性氧（ROS）的形成，并且激活了絲裂原活化蛋白（MAP）激酶P38和激酶JNK。因此，咖啡酸崁醇酯可能是一個潛在的抗腫瘤先導化合物。
咖啡酸崁醇酯
Xin G等人［24］探討了咖啡酸3，4-二羥基苯乙酯（CADPE）在體內的抗癌功效及其藥代動力學和代謝特征。結果顯示CADPE能顯著抑制小鼠肝癌細胞Hep-H22和荷瘤小鼠S180肉瘤細胞的生長，并且能有效抑制H22誘導的急性腹水，在這些小鼠模型上，CADPE的抗癌功效相當于5-氟尿嘧啶 （10 mg/kg，ip）和環磷酰胺（10 mg/kg，ip），且沒有表現出毒副作用。小鼠尾靜脈給藥后檢測到CADPE能夠迅速分布血液、肝、肺、心、脾等器官。CADPE在小鼠血漿中能夠迅速水解，但在人的血漿中保持了一定的穩定性，這點顯示CADPE在人體內具有更好的生物利用度。
Jia J Y等人［25］探討了咖啡酸3，4-二羥基苯乙酯（CADPE）對乳腺癌細胞的抗腫瘤作用以及它的作用機制。不同濃度的藥物對MDA-MB-231細胞作用24 h，48 h，72 h后，分別進行MTT分析，熒光染色和流式細胞儀檢測。通過JC-1和DCFH-DA染色評估線粒體膜電位和活性氧，用Western blot檢測線粒體信號通路Bcl-2、Bax和 caspase-3的表達水平。結果顯示：CADPE對乳腺癌細胞有明顯的細胞毒作用，表現出了一定的劑量依賴性。在沒有改變細胞周期的基礎上誘導了腫瘤細胞的凋亡，與此同時，給藥后的腫瘤細胞caspase-3和Bax表達上調，Bcl-2表達下降，細胞內活性氧增多，線粒體膜電位降低，由此誘導腫瘤細胞凋亡。
2.2咖啡酰基衍生物的抗炎活性研究進展
從天然產物中得到的咖啡酸苯乙酯（CAPE）還有很好的抗炎活性，近年來關于CAPE體內體外抗炎研究的機制又有了一些新的見解。已經有報道的關于CAPE的抗炎機制主要與某些酶的活性有關，如黃嘌呤氧化酶、環氧化酶的抑制和核因子（NF-κB）的激活，其中NF-κB的激活被認為與CAPE的抗炎機制最為密切［26］。Khan［27］等人發現CAPE能有效降低大鼠血管炎癥并保護了大鼠腦局灶性腦缺血，這與NF-κB和某些介質的下調有關，比如細胞因子和一氧化氮合酶。Santos［28］等人曾報道，用CAPE治療的傷口能夠加速愈合，特別是燒傷傷口的愈合，可能原因是CAPE降低了環氧合酶和脂氧合酶的活性。另外，Santos等人還研究了CAPE在大鼠身上燒傷愈合的實驗，結果顯示CAPE降低了髓過氧化物酶活性、NO含量和CD68陽性細胞數，具有顯著的抗炎活性。
Shen H等人［29］研究了咖啡酸苯乙酯及其衍生物對丙型肝炎病毒（HCV）復制能力的抑制作用，以期望開發出一種有效的抗HCV的化合物?；瘜W結構和抗病毒活性分析表明，CAPE表現出了很強的抗HCV活性 （EC50=1.0 mmol/L，SI=63.1），同時CAPE能協同地增強干擾素-α2b、daclatasvir 和VX-222的抗HCV活性，這項研究只在開發出一種新型的抗HCV的候選藥物。
Jin L G等人［30］探討了CAPE對經X射線照射誘導的大鼠腸損傷的保護作用。在給大鼠連續灌胃七天的CAPE后，將大鼠腹部暴露在X射線下72 h后處死檢測，我們發現經CAPE預處理的大鼠腸粘膜中逆轉了p38MAPK的活化并且增加了細胞間粘附分子，同時降低了輻射引起的細菌移位，而且CAPE（2.84 mg/（kg·d））所用劑量比陽性對照藥NAC（100 mg/（kg·d））小，由此認為CAPE能有效預防輻射引起的損傷。除此之外，Jian J C［31］等人發現CAPE對大鼠急性放射性肝損傷的保護作用，在給大鼠連續3 d腹腔注射CAPE （30 mg/kg）后使其腹部暴露在30 Gy射線下，經檢測發現CAPE能顯著降低血清中丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶的水平，增加了SOD和谷胱甘肽的活性。組織學評價進一步證實了CAPE對射線引起的肝損傷有一定的保護作用。
Tsai C F等人［32］探討了CAPE對小膠質細胞活化的影響。格里斯反應檢測顯示CAPE能顯著抑制一氧化氮合酶（NOS）、環氧化酶-2（COX-2）和一氧化氮的表達，另外增加了小膠質細胞中血紅素氧化酶-1（HO-1）和紅細胞生成素（EPO）的表達，進一步研究發現一磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK-α）可以調控CAPE的抗炎作用。體內免疫組化染色結果顯示了CAPE抗神經炎癥的作用。
Choi J H等人［33］研究發現CAPE通過抑制NF-κB信號通路來減弱視網膜免疫細胞浸潤和促炎性細胞因子的產生，從而抑制了EAU小鼠眼葡萄膜眼的敏感程度，這說明CAPE有可能可以作為自身免疫性疾病的治療劑。
Valeria P等人［34］發現CAPE-阿司匹林的協同用藥能明顯減少新西蘭兔眼睛房水中的蛋白質和中性粒細胞以及PGE2和TNF-α水平。數據表明，CAPE-阿司匹林作為有效和安全的代表性的聯合用藥可能用于眼部炎癥的治療。
Mi S C等人［35］發現，在小鼠模型中，CAPE（10 mg/kg）能夠抑制由免疫球蛋白E（IgE）介導的動物局部過敏反應。而且在體外培養的人肥大細胞的實驗中，CAPE（20 mmol/L）能夠減少組胺的釋放和炎癥因子（IL）-1β、IL-6、IL-8的產生。
2.3咖啡?；苌锏目寡趸钚匝芯窟M展
Wang J等人［36］運用直接酯化法合成了一系列的烷基咖啡酸酯類化合物，并測試了這些化合物在食用油中的抗氧化性。實驗以傳統的抗氧化劑BHT和維生素C為對照，用DPPH法測試了這一系列化合物清除食用油中氧自由基的能力，結果顯示：BHT和維生素 C的 IC50值分別是 51.2 μmol/L和33.3 μmol/L，而咖啡酸乙醇酯和咖啡酸丙醇酯的IC50值分別是15.6 μmol/L和14.1 μmol/ L，從這一結果中可以看出烷基咖啡酸酯具有很好的抗氧化活性。
Bai H等人［37］研究了從天然產物中得到的咖啡酸苯乙酯（CAPE）和人工合成的維生素E的聯合抗氧化作用，研究結果顯示在成纖維細胞（L929）中，CAPE和維生素E的協同作用能有效降低細胞內活性氧的產生，保護細胞膜，并且提高谷胱甘肽/氧化性谷胱甘肽的比例以及核因子Nrf2介導的抗氧化酶的表達，從而預防細胞的氧化損傷?；谶@一研究結果得出：CAPE與維生素E的聯合使用可以直接清除細胞內活性氧，抑制脂質過氧化，調節Nrf2-GSH氧化還原系統，為生物體提供有效的抗氧化保護。
Huanga Y J等人［38］研究了咖啡酸（CA）和咖啡酸苯乙酯（CAPE）對丙烯醛誘導的小鼠海馬細胞（HT22）氧化神經元毒性的保護作用，通過測試細胞活力，細胞內活性氧和谷胱甘肽的水平以及MAPK和Akt信號蛋白，發現CA和CAPE能顯著降低丙烯醛誘導的神經毒性，活性氧的積累和谷胱甘肽的耗竭，進一步的研究表明CA和CAPE的神經毒性保護作用與MAPKs和Akt信號通路的調節有關。這一研究結果表明CA/CAPE對丙烯醛相關的神經退行性疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ┑闹委熖峁┛尚行缘姆椒ā?/p>
2.4咖啡酰基衍生物的其它生物活性研究進展
Noura A H等［39］發現咖啡酸苯乙酯（CAPE）能減輕臨床糖尿病患者動脈粥樣硬化，在給糖尿病老鼠模型連續給藥6周（30（kg·d）），監測老鼠的胰島素血糖、血清水平，TNF-α和AGEs，評價老鼠動脈HO-1蛋白表達和膠原沉積，發現CAPE可以緩解心臟收縮和舒張血壓，擴張血管的收縮，而沒有影響AGEs水平。CAPE能夠抑制TNF-α，誘導HO-1蛋白表達，減少膠原沉積，從而抵消了因糖尿病而引起的動脈粥樣硬化。Uluc Y等人［40］研究了CAPE對于處于癲癇狀態的腦神經元的保護作用，組織病理學檢測顯示：CAPE能夠顯著保護大腦皮層神經元CA1、CA3、海馬區和前額皮質，同時減少了海馬區和前額皮質細胞的凋亡。
Chang G J等人［41］在心臟灌注的模式下，發現CAPE能延長房-室傳導間隔、文式周期長度和房室結不應期。在離體心臟的模式下，CAPE能減少再灌注導致的室上顫動和降低左心室壓力。在乳頭肌中，CAPE能縮短動作電位的持續時間，減小最大上升速度和減弱乳頭肌的收縮力。在fura-2的加載單個心室肌細胞中，CAPE能減少細胞短時間鈣離子的瞬時振幅。膜片鉗實驗表明，CAPE具有降低 L-型鈣離子電流（ICa，L）（IC50=1.1 μmol/L）和鈉離子電流（INa）（IC50=0.43 μmol/L）的作用，這造成電壓依賴性失活的負移和從失活狀態恢復的延遲。CAPE能輕微的減少鉀離子（IK）外流的延遲，但不影響內向整流鉀離子通道（IK1）。以上結果表明，在CAPE引起豚鼠心臟電機械改變實驗的的主要原因是CAPE優先抑制鈣離子和鈉離子的內流，而這或許是CAPE抗心律失常作用的基礎。Banskota A H［42］發現了CAPE可以作為消除鎘及其造成的血液和肝腎毒性的有前景的一類代表性藥物。Anwar M S等人［43］體外研究發現，CAPE有一定的纖維蛋白溶解力，能夠慢慢溶解全血凝塊，并表現出一定的劑量依賴。這一發現表明CAPE可作為溶血栓的替代藥。
Barrs R S等人［44］發現CAPE對神經組織退化疾病有一定的治療作用，比如帕金森。線粒體損傷和氧化應激是神經組織退化疾病的關鍵誘因，CAPE對神經組織的保護機制與細胞色素從線粒體釋放到細胞質和caspase-3的激活有關。這個研究表明CAPE對6-羥基多巴胺（6-OHDA）誘導的多巴胺能神經元丟失有一定的保護作用，也是首次證明了CAPE能夠抑制線粒體通透性轉換（MPT），從而抑制神經元細胞的壞死。另外，Neife Aparecida等人［45］發現CAPE能夠跨越血腦屏障，并且不影響正常腦細胞的線粒體功能，基于以上發現希望開發出能夠治療帕金森等其他神經退行性疾病的藥物。
Zhao J等人［46］在用嚙齒類動物研究CAPE是否具有減少創傷性腦損傷的病理狀態的實驗時發現，使用CAPE治療的動物，無論是平衡運動功能和運動功能（使用天平和腳故障測試）或在學習記憶功能（采用Morris水迷宮和聯想的恐懼記憶測試）都沒有改善。然而，采用CAPE治療的動物，大腦皮質層的減少比對照組更少。這些發現表明，CAPE可能對中樞神經系統損傷后的血管損傷的恢復有幫助。
Vita D D等人［47］通過費希爾酯化反應合成了10個咖啡酸酯類化合物，并研究了它們對白色鏈球菌生物膜形成的抑制作用，結果顯示咖啡酸酯、肉桂酸酯和3、4-二羥基苯甲酸酯對白色鏈球菌生物膜的半數抑菌濃度（MIC50）分別為：16 μg/ mL、32 μg/mL、32 μg/mL，與對照藥物氟康唑（MIC50：128 μg/mL）相比，表現出了較強的抑制白色鏈球菌生物膜生長的作用。
Khushwant S B等人［48］研究發現，咖啡酸及其衍生物可通過調節腎素-血管緊張素-醛固酮系統多靶點來治療高血壓?？Х人岷退?9種衍生物，如綠原酸，槲皮素與卡托普利的抗高血壓作用的機理已經被證明是通過抑制腎素和血管緊張素轉化酶（ACE）的活性，進而抑制醛固酮的分泌。在所有被測化合物中，咖啡酸二苯基乙酯的抑制腎素分泌作用最強（IC50=229 μmol/L，卡托普利IC50=1108 μmol/L，而咖啡酸二苯基乙酯對ACE的抑制率IC50=9.14 μmol/L，僅次于卡托普利（IC50=1.02 μmol/L），由此可證明這類咖啡酸酯類衍生物可作為潛在的降血壓藥物。
3 結束語
咖啡?；愌苌锓N類繁多，具有廣泛的生物活性。對咖啡酰基類衍生物的設計，合成，并對這些咖啡?；苌镞M行生物活性研究，具有重要的實際意義。相信隨著人們研究的不斷深入，此類化合物的種類將更具多樣性，生物活性研究將更加全面和細致。
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Research Progress on Synthesis and Bioactivity of Caffeoyl Derivatives
ZHANG Juan，XIA Chun-nian
（College of Pharmaceutical Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310032，China）
Caffeoyl derivatives are widely distributed in natural products，which show a broad spectrum of anti-tumor activities and anti-oxidation and antibacterical activities.These caffeoyl derivitives have the advantages of low toxicity，anti-drug-resistant，easy preparation，which attracted more attention in recent years. In this paper，the synthesis and biological activity of advances in the coffee acyl derivatives were reviewed.
caffeoyl derivatives；bioactivities；research progress
1006-4184（2016）8-0014-07
2016-03-13
張娟（1990-），女，安徽宣城人，在讀碩士研究生，研究方向：藥物及中間體研究。E-mail：1291316161@qq.com。
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張 娟，夏春年
（浙江工業大學藥學院，浙江 杭州 310014）
咖啡酰基類衍生物的合成及其生物活性研究
張娟，夏春年
（浙江工業大學藥學院，浙江杭州310014）
咖啡酰基衍生物廣泛存在于天然產物中，具有廣譜的抗腫瘤活性，也具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗HIV-1等生物活性，同時具有低毒、抗耐藥、易制備等優點，近年來深受科研工作者關注，對咖啡酰基衍生物的合成方法和生物活性研究進展進行綜述。
咖啡?；苌铮簧锘钚裕谎芯窟M展
0 前言
最近幾十年，天然產物已經成為藥物、先導化合物的重要來源［1］。臨床應用的小分子藥物都是從天然產物中發現或者受天然產物的啟發而來［2］。在尋找的新藥過程中，從天然植物中分離得到的咖啡?；苌锞哂泻芎玫目鼓[瘤作用，并且在抑制腫瘤細胞的過程中又不影響正常細胞的生長和活力［3］。另外，富含咖啡?；苌锏氖澄锞哂锌拐T變、抗血糖、抗氧化的作用，有助于發展健康的飲食［4］。
1 咖啡?；愌苌锏暮铣煞椒ㄑ芯?/h2>
目前，文獻報道的咖啡?；苌锏暮铣芍饕幸韵聨追N方法：（1）直接催化酯化法［5］：采用乙?；磻獙Π⑽核岱恿u基進行保護，再用DCC 或DMAP作催化劑與醇脫水成酯。此種方法可以直接催化合成阿魏酸酯或咖啡酸酯衍生物，但對催化劑的選擇度高，用無機酸做催化劑收率較低。（2）酰氯法［6］：咖啡酸與過量的氯化亞砜回流1 h后，除去未反應的溶劑，得到酰氯。室溫下滴加醇、溶劑和催化劑的混合液，反應一段時間后得粗品。（3）咖啡酸與鹵代烴反應［5］：咖啡酸與氫氧化鈉溶于六甲基磷酸酰胺（HMPA）中，混合攪拌1 h后加入β-苯乙基溴，70℃反應3 h，后處理得粗品。（4）Witting法［7］：三苯基膦的乙酸醇酯基氯化物和3，4-二羥基苯甲醛溶于有機溶劑中，攪拌加入碳酸鉀，超聲，TLC跟蹤至反應完全。反應完全后將有機溶劑蒸干后，過柱得到咖啡酸苯乙醇酯。（5）丙二酸單酯法［8］：即首先把丙二酸和醇反應生成雙酯，通過皂化水解雙酯后得到丙二酸單酯，最后在與醛發生Knoevenagel縮合制備得到阿魏?；蚩Х弱；苌?。（6）生物催化法［9］：用脂肪酶催化阿魏酸和醇反應。（7）“一鍋法”［10］：以甲苯為溶劑，米氏酸和醇在反應一段時間后，向反應液中加入羥基苯甲醛衍生物后再加入適量吡啶至羥基苯甲醛完全溶解?；旌先芤簲嚢璺磻?，TLC跟蹤至反應完全，蒸餾除去溶劑，殘液冷卻后加入乙醚，攪拌至溶解，用稀鹽酸和水洗滌，收集乙醚層，乙醚層用無水硫酸鈉干燥過夜，過濾后蒸出溶劑，甲苯重結晶可得到純品。（8）混合酸酐法［11］：首先羧酸與氯甲酸酯反應生成混合酸酐，由于混合酸酐活性較高，與胺反應后就可以得到相應的酰胺，反應原理主要是利用碳酸上羰基的親電性比羰基低，因而氨基可以進攻羧酸羰基形成酰胺鍵。
綜合以上幾種方法我們發現，目前合成咖啡?；苌镒畛Ｓ玫氖侵苯吁セê王Ｂ确ǎ苯吁セㄖ忻撍畡┤鏒CC和DMAP一般價格比較昂貴，合成成本較高，不宜采用。而酰氯法雖然價格實惠，產率較高，但反應中會產生氯化氫和二氧化硫氣體，污染環境。所以從產物分離難度的角度考慮，我們多采用“一鍋法”和“混合酸酐法”，以香蘭素和藜蘆醛為原料合成咖啡?；苌?。
2 咖啡?；苌锏淖钚律锘钚匝芯窟M展
2.1咖啡酰基衍生物的抗腫瘤研究進展
癌癥（Cancer），亦稱惡性腫瘤，是嚴重威脅人類健康的主要病因之一?，F在的多數抗癌藥都存在毒副作用大、效果不佳、易產生耐藥性、生產不易等缺點［12］。因此尋找新型的、低毒的、高效的、靶向的、抗耐藥性的藥物成了當代新藥研究的一項迫切而艱巨的任務。天然咖啡?；苌镒鳛闈撛诳拱┧幬镆呀洷粦糜谂R床研究［13］。其中，來自于蜂膠中的咖啡酸苯乙醇酯（CAPE）就是一個具有多種生物活性的典型先導化合物［14］。Grunberger［15］等首次從蜂膠中提取分離得到咖啡酸苯乙醇酯（CAPE），對嚙齒類和人的各種腫瘤細胞顯示了較好的細胞毒性（IC50：1～35 μmol/mL）。與正常細胞相比，對癌化的纖維芽細胞和黑色素形成細胞有特定的毒性，可見CAPE對腫瘤細胞具有一定的選擇性。
王波等人［16］發現咖啡酸苯乙酯能有效抑制786-O腎癌細胞株的遷移與增值，并促進其凋亡，其機制可能是抑制了NF-κB的激活，進而下調其下游的相關基因。CAPE可有效地降低STAT3 mRNA和蛋白水平的表達，NF-κB與STAT3在腎癌中可能存在相互作用。另外，研究人員還發現CAPE能誘發人結直腸癌細胞SW-480的凋亡［17］。經CAPE處理后在結直腸癌細胞中發現了四種上調蛋白（膜連蛋白蛋白A4、3-磷酸甘油醛脫氫酶、GNPDA1和 GPX-1）和七種下調蛋白（Tim、PSMA4、鳥嘌呤核苷酸結合蛋白、PSAT1、PSMA1、肌球蛋白XVIIIB和色氨酰tRNA合成酶），其中PSAT1和PSMA1的下調與腫瘤的生成有關。經檢測，給藥后的結直腸癌細胞中PSMA1和PSAT1表達下調，而GNPDA1和GPX1表達上調。這些蛋白的差異表達可能是CAPE抗腫瘤作用的潛在的分子靶點。
在黑色素瘤細胞的耐藥性中起主要作用的是谷胱甘肽S-轉移酶（GST）和多藥耐藥相關蛋白（MRP）。Shashi K［18］等人研究發現，在黑色素瘤細胞中酪氨酸酶大量存在的情況下，咖啡酸苯乙酯（CAPE）作為一種選擇性的GST抑制劑。酪氨酸酶激活CAPE形成了一個醌類化合物，并且與谷胱甘肽反應形成cape-sg共軛。研究結果表明，CAPE（10～25 μmol/L）對 GST的抑制作用達到70%～84%；然而在酪氨酸酶沒有的情況下，CAPE沒有抑制GST的作用。
Liu C C等人［19］發現CAPE可通過增加前列腺癌靶向Akt信號來有效輔助前列腺癌的治療，CAPE可減少化療藥物的劑量并保護因化療引起的器官損傷和毒性，是一種更為安全的輔助治療晚期前列腺癌的方法。
Hyo Y L等人［20］利用CE嵌段聚合物，將咖啡酸苯乙醇酯做成了納米顆粒，并研究了咖啡酸苯乙醇酯納米顆粒的抗腫瘤活性。CE嵌段聚合物具有疏水的核心結構和親水的外殼結構，因此將脂溶性的藥物包埋其中，不僅可以提高藥物的水溶性，而且有利于藥物的緩慢釋放，降低毒副作用。另外，咖啡酸苯乙醇酯納米顆粒與咖啡酸苯乙醇酯相比，對CT26結腸癌細胞有同樣好的抗腫瘤細胞增殖效果，同時具有抗侵襲和抗遷移性。
莫清華等［21］探討c-Jun氨基末端激酶、促分裂原活化蛋白激酶（JNK/MAPK）信號通路在咖啡酸 （CA）誘導人白血病K562細胞凋亡作用中發現，咖啡酸能明顯抑制K562細胞的生長，且可誘導K562細胞凋亡，JNK/MAPK磷酸化的激活。田秋生［22］等通過調查發現，口服咖啡酸片可有效減少白血病患者化療后血小板最低值、減少持續時間、輸注血小板量。
Ashour T H等人［23］用直接酯化法合成了咖啡酸莰醇酯，并研究了咖啡酸莰醇酯對人類乳腺癌細胞株MCF-7的抗腫瘤活性。結果顯示咖啡酸崁醇酯誘導MCF-7腫瘤細胞的凋亡呈現一定的劑量和時間依賴性?？Х人釐€醇酯能增加并且減少Bcl-xL，從而導致線粒體膜電位的改變并激活了caspase-3。此外，咖啡酸莰醇酯引發了細胞內活性氧（ROS）的形成，并且激活了絲裂原活化蛋白（MAP）激酶P38和激酶JNK。因此，咖啡酸崁醇酯可能是一個潛在的抗腫瘤先導化合物。
咖啡酸崁醇酯
Xin G等人［24］探討了咖啡酸3，4-二羥基苯乙酯（CADPE）在體內的抗癌功效及其藥代動力學和代謝特征。結果顯示CADPE能顯著抑制小鼠肝癌細胞Hep-H22和荷瘤小鼠S180肉瘤細胞的生長，并且能有效抑制H22誘導的急性腹水，在這些小鼠模型上，CADPE的抗癌功效相當于5-氟尿嘧啶 （10 mg/kg，ip）和環磷酰胺（10 mg/kg，ip），且沒有表現出毒副作用。小鼠尾靜脈給藥后檢測到CADPE能夠迅速分布血液、肝、肺、心、脾等器官。CADPE在小鼠血漿中能夠迅速水解，但在人的血漿中保持了一定的穩定性，這點顯示CADPE在人體內具有更好的生物利用度。
Jia J Y等人［25］探討了咖啡酸3，4-二羥基苯乙酯（CADPE）對乳腺癌細胞的抗腫瘤作用以及它的作用機制。不同濃度的藥物對MDA-MB-231細胞作用24 h，48 h，72 h后，分別進行MTT分析，熒光染色和流式細胞儀檢測。通過JC-1和DCFH-DA染色評估線粒體膜電位和活性氧，用Western blot檢測線粒體信號通路Bcl-2、Bax和 caspase-3的表達水平。結果顯示：CADPE對乳腺癌細胞有明顯的細胞毒作用，表現出了一定的劑量依賴性。在沒有改變細胞周期的基礎上誘導了腫瘤細胞的凋亡，與此同時，給藥后的腫瘤細胞caspase-3和Bax表達上調，Bcl-2表達下降，細胞內活性氧增多，線粒體膜電位降低，由此誘導腫瘤細胞凋亡。
2.2咖啡酰基衍生物的抗炎活性研究進展
從天然產物中得到的咖啡酸苯乙酯（CAPE）還有很好的抗炎活性，近年來關于CAPE體內體外抗炎研究的機制又有了一些新的見解。已經有報道的關于CAPE的抗炎機制主要與某些酶的活性有關，如黃嘌呤氧化酶、環氧化酶的抑制和核因子（NF-κB）的激活，其中NF-κB的激活被認為與CAPE的抗炎機制最為密切［26］。Khan［27］等人發現CAPE能有效降低大鼠血管炎癥并保護了大鼠腦局灶性腦缺血，這與NF-κB和某些介質的下調有關，比如細胞因子和一氧化氮合酶。Santos［28］等人曾報道，用CAPE治療的傷口能夠加速愈合，特別是燒傷傷口的愈合，可能原因是CAPE降低了環氧合酶和脂氧合酶的活性。另外，Santos等人還研究了CAPE在大鼠身上燒傷愈合的實驗，結果顯示CAPE降低了髓過氧化物酶活性、NO含量和CD68陽性細胞數，具有顯著的抗炎活性。
Shen H等人［29］研究了咖啡酸苯乙酯及其衍生物對丙型肝炎病毒（HCV）復制能力的抑制作用，以期望開發出一種有效的抗HCV的化合物?；瘜W結構和抗病毒活性分析表明，CAPE表現出了很強的抗HCV活性 （EC50=1.0 mmol/L，SI=63.1），同時CAPE能協同地增強干擾素-α2b、daclatasvir 和VX-222的抗HCV活性，這項研究只在開發出一種新型的抗HCV的候選藥物。
Jin L G等人［30］探討了CAPE對經X射線照射誘導的大鼠腸損傷的保護作用。在給大鼠連續灌胃七天的CAPE后，將大鼠腹部暴露在X射線下72 h后處死檢測，我們發現經CAPE預處理的大鼠腸粘膜中逆轉了p38MAPK的活化并且增加了細胞間粘附分子，同時降低了輻射引起的細菌移位，而且CAPE（2.84 mg/（kg·d））所用劑量比陽性對照藥NAC（100 mg/（kg·d））小，由此認為CAPE能有效預防輻射引起的損傷。除此之外，Jian J C［31］等人發現CAPE對大鼠急性放射性肝損傷的保護作用，在給大鼠連續3 d腹腔注射CAPE （30 mg/kg）后使其腹部暴露在30 Gy射線下，經檢測發現CAPE能顯著降低血清中丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶的水平，增加了SOD和谷胱甘肽的活性。組織學評價進一步證實了CAPE對射線引起的肝損傷有一定的保護作用。
Tsai C F等人［32］探討了CAPE對小膠質細胞活化的影響。格里斯反應檢測顯示CAPE能顯著抑制一氧化氮合酶（NOS）、環氧化酶-2（COX-2）和一氧化氮的表達，另外增加了小膠質細胞中血紅素氧化酶-1（HO-1）和紅細胞生成素（EPO）的表達，進一步研究發現一磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK-α）可以調控CAPE的抗炎作用。體內免疫組化染色結果顯示了CAPE抗神經炎癥的作用。
Choi J H等人［33］研究發現CAPE通過抑制NF-κB信號通路來減弱視網膜免疫細胞浸潤和促炎性細胞因子的產生，從而抑制了EAU小鼠眼葡萄膜眼的敏感程度，這說明CAPE有可能可以作為自身免疫性疾病的治療劑。
Valeria P等人［34］發現CAPE-阿司匹林的協同用藥能明顯減少新西蘭兔眼睛房水中的蛋白質和中性粒細胞以及PGE2和TNF-α水平。數據表明，CAPE-阿司匹林作為有效和安全的代表性的聯合用藥可能用于眼部炎癥的治療。
Mi S C等人［35］發現，在小鼠模型中，CAPE（10 mg/kg）能夠抑制由免疫球蛋白E（IgE）介導的動物局部過敏反應。而且在體外培養的人肥大細胞的實驗中，CAPE（20 mmol/L）能夠減少組胺的釋放和炎癥因子（IL）-1β、IL-6、IL-8的產生。
2.3咖啡?；苌锏目寡趸钚匝芯窟M展
Wang J等人［36］運用直接酯化法合成了一系列的烷基咖啡酸酯類化合物，并測試了這些化合物在食用油中的抗氧化性。實驗以傳統的抗氧化劑BHT和維生素C為對照，用DPPH法測試了這一系列化合物清除食用油中氧自由基的能力，結果顯示：BHT和維生素 C的 IC50值分別是 51.2 μmol/L和33.3 μmol/L，而咖啡酸乙醇酯和咖啡酸丙醇酯的IC50值分別是15.6 μmol/L和14.1 μmol/ L，從這一結果中可以看出烷基咖啡酸酯具有很好的抗氧化活性。
Bai H等人［37］研究了從天然產物中得到的咖啡酸苯乙酯（CAPE）和人工合成的維生素E的聯合抗氧化作用，研究結果顯示在成纖維細胞（L929）中，CAPE和維生素E的協同作用能有效降低細胞內活性氧的產生，保護細胞膜，并且提高谷胱甘肽/氧化性谷胱甘肽的比例以及核因子Nrf2介導的抗氧化酶的表達，從而預防細胞的氧化損傷?；谶@一研究結果得出：CAPE與維生素E的聯合使用可以直接清除細胞內活性氧，抑制脂質過氧化，調節Nrf2-GSH氧化還原系統，為生物體提供有效的抗氧化保護。
Huanga Y J等人［38］研究了咖啡酸（CA）和咖啡酸苯乙酯（CAPE）對丙烯醛誘導的小鼠海馬細胞（HT22）氧化神經元毒性的保護作用，通過測試細胞活力，細胞內活性氧和谷胱甘肽的水平以及MAPK和Akt信號蛋白，發現CA和CAPE能顯著降低丙烯醛誘導的神經毒性，活性氧的積累和谷胱甘肽的耗竭，進一步的研究表明CA和CAPE的神經毒性保護作用與MAPKs和Akt信號通路的調節有關。這一研究結果表明CA/CAPE對丙烯醛相關的神經退行性疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ┑闹委熖峁┛尚行缘姆椒ā?/p>
2.4咖啡酰基衍生物的其它生物活性研究進展
Noura A H等［39］發現咖啡酸苯乙酯（CAPE）能減輕臨床糖尿病患者動脈粥樣硬化，在給糖尿病老鼠模型連續給藥6周（30（kg·d）），監測老鼠的胰島素血糖、血清水平，TNF-α和AGEs，評價老鼠動脈HO-1蛋白表達和膠原沉積，發現CAPE可以緩解心臟收縮和舒張血壓，擴張血管的收縮，而沒有影響AGEs水平。CAPE能夠抑制TNF-α，誘導HO-1蛋白表達，減少膠原沉積，從而抵消了因糖尿病而引起的動脈粥樣硬化。Uluc Y等人［40］研究了CAPE對于處于癲癇狀態的腦神經元的保護作用，組織病理學檢測顯示：CAPE能夠顯著保護大腦皮層神經元CA1、CA3、海馬區和前額皮質，同時減少了海馬區和前額皮質細胞的凋亡。
Chang G J等人［41］在心臟灌注的模式下，發現CAPE能延長房-室傳導間隔、文式周期長度和房室結不應期。在離體心臟的模式下，CAPE能減少再灌注導致的室上顫動和降低左心室壓力。在乳頭肌中，CAPE能縮短動作電位的持續時間，減小最大上升速度和減弱乳頭肌的收縮力。在fura-2的加載單個心室肌細胞中，CAPE能減少細胞短時間鈣離子的瞬時振幅。膜片鉗實驗表明，CAPE具有降低 L-型鈣離子電流（ICa，L）（IC50=1.1 μmol/L）和鈉離子電流（INa）（IC50=0.43 μmol/L）的作用，這造成電壓依賴性失活的負移和從失活狀態恢復的延遲。CAPE能輕微的減少鉀離子（IK）外流的延遲，但不影響內向整流鉀離子通道（IK1）。以上結果表明，在CAPE引起豚鼠心臟電機械改變實驗的的主要原因是CAPE優先抑制鈣離子和鈉離子的內流，而這或許是CAPE抗心律失常作用的基礎。Banskota A H［42］發現了CAPE可以作為消除鎘及其造成的血液和肝腎毒性的有前景的一類代表性藥物。Anwar M S等人［43］體外研究發現，CAPE有一定的纖維蛋白溶解力，能夠慢慢溶解全血凝塊，并表現出一定的劑量依賴。這一發現表明CAPE可作為溶血栓的替代藥。
Barrs R S等人［44］發現CAPE對神經組織退化疾病有一定的治療作用，比如帕金森。線粒體損傷和氧化應激是神經組織退化疾病的關鍵誘因，CAPE對神經組織的保護機制與細胞色素從線粒體釋放到細胞質和caspase-3的激活有關。這個研究表明CAPE對6-羥基多巴胺（6-OHDA）誘導的多巴胺能神經元丟失有一定的保護作用，也是首次證明了CAPE能夠抑制線粒體通透性轉換（MPT），從而抑制神經元細胞的壞死。另外，Neife Aparecida等人［45］發現CAPE能夠跨越血腦屏障，并且不影響正常腦細胞的線粒體功能，基于以上發現希望開發出能夠治療帕金森等其他神經退行性疾病的藥物。
Zhao J等人［46］在用嚙齒類動物研究CAPE是否具有減少創傷性腦損傷的病理狀態的實驗時發現，使用CAPE治療的動物，無論是平衡運動功能和運動功能（使用天平和腳故障測試）或在學習記憶功能（采用Morris水迷宮和聯想的恐懼記憶測試）都沒有改善。然而，采用CAPE治療的動物，大腦皮質層的減少比對照組更少。這些發現表明，CAPE可能對中樞神經系統損傷后的血管損傷的恢復有幫助。
Vita D D等人［47］通過費希爾酯化反應合成了10個咖啡酸酯類化合物，并研究了它們對白色鏈球菌生物膜形成的抑制作用，結果顯示咖啡酸酯、肉桂酸酯和3、4-二羥基苯甲酸酯對白色鏈球菌生物膜的半數抑菌濃度（MIC50）分別為：16 μg/ mL、32 μg/mL、32 μg/mL，與對照藥物氟康唑（MIC50：128 μg/mL）相比，表現出了較強的抑制白色鏈球菌生物膜生長的作用。
Khushwant S B等人［48］研究發現，咖啡酸及其衍生物可通過調節腎素-血管緊張素-醛固酮系統多靶點來治療高血壓?？Х人岷退?9種衍生物，如綠原酸，槲皮素與卡托普利的抗高血壓作用的機理已經被證明是通過抑制腎素和血管緊張素轉化酶（ACE）的活性，進而抑制醛固酮的分泌。在所有被測化合物中，咖啡酸二苯基乙酯的抑制腎素分泌作用最強（IC50=229 μmol/L，卡托普利IC50=1108 μmol/L，而咖啡酸二苯基乙酯對ACE的抑制率IC50=9.14 μmol/L，僅次于卡托普利（IC50=1.02 μmol/L），由此可證明這類咖啡酸酯類衍生物可作為潛在的降血壓藥物。
3 結束語
咖啡?；愌苌锓N類繁多，具有廣泛的生物活性。對咖啡酰基類衍生物的設計，合成，并對這些咖啡?；苌镞M行生物活性研究，具有重要的實際意義。相信隨著人們研究的不斷深入，此類化合物的種類將更具多樣性，生物活性研究將更加全面和細致。
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Research Progress on Synthesis and Bioactivity of Caffeoyl Derivatives
ZHANG Juan，XIA Chun-nian
（College of Pharmaceutical Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310032，China）
Caffeoyl derivatives are widely distributed in natural products，which show a broad spectrum of anti-tumor activities and anti-oxidation and antibacterical activities.These caffeoyl derivitives have the advantages of low toxicity，anti-drug-resistant，easy preparation，which attracted more attention in recent years. In this paper，the synthesis and biological activity of advances in the coffee acyl derivatives were reviewed.
caffeoyl derivatives；bioactivities；research progress
1006-4184（2016）8-0014-07
2016-03-13
張娟（1990-），女，安徽宣城人，在讀碩士研究生，研究方向：藥物及中間體研究。E-mail：1291316161@qq.com。
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