青蒿素中的化學(xué)

陸漢忠

【摘要】青蒿素是一種含過氧基團(tuán)的新型的倍半萜化合物。20世紀(jì)70年代，屠呦呦帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)從中藥青蒿中分離得到抗瘧有效單體，命名為青蒿素，經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該藥物對(duì)瘧疾起到有效抑制的作用。青蒿素之所以對(duì)瘧疾起到有效抑制的作用，是由于它獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】青蒿素；結(jié)構(gòu)；物理性質(zhì)；化學(xué)性質(zhì)

青蒿素盡管在四十多年前就有科學(xué)家研究它了，四十多年來，它在抗瘧疾上發(fā)揮了巨大作用，可是，在我國(guó)科學(xué)家屠呦呦榮獲2015年諾貝爾獎(jiǎng)之前，很少人關(guān)注它，對(duì)它的了解也很少。屠呦呦獲諾獎(jiǎng)之后，青蒿素也因此讓更多普通民眾所熟悉。下面筆者對(duì)它做一些簡(jiǎn)單介紹，以幫助大家對(duì)它的認(rèn)識(shí)。

一、青蒿素（Arteannuin）的化學(xué)結(jié)構(gòu)

青蒿素是一種含過氧基團(tuán)的新型的倍半萜化合物，是從與青蒿同屬的黃花蒿（又名臭蒿）中提取的。

青蒿素分子的化學(xué)式為：C15H22O5。

科學(xué)家對(duì)青蒿素分子結(jié)構(gòu)的確定是分段進(jìn)行的。

根據(jù)紅外光譜、核磁共振譜等對(duì)青蒿素分子分析及它的一些化學(xué)反應(yīng)，首先推出青蒿素分子結(jié)構(gòu)中含有如下結(jié)構(gòu)：

即一個(gè)分子內(nèi)有三個(gè)甲基（—CH3）和一個(gè)過氧基團(tuán)（---O---O---）及其他原子團(tuán)，其中一個(gè)甲基連在帶氧原子的碳上。

如何將各個(gè)結(jié)構(gòu)單元拼湊起來呢？科學(xué)家們根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和青蒿素的穩(wěn)定性，用X射線對(duì)青蒿素分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析，用直接法獲得了全部非氫原子的結(jié)構(gòu)信息，最后確定青蒿素的分子結(jié)構(gòu)如下圖：

青蒿素C15H22O5的相對(duì)分子質(zhì)量為：

12×15+1×22+16×5=282

青蒿素中C、H、O三種元素的質(zhì)量比為：（12×15）∶（1×22）∶（16×5）=90∶11∶40

二、青蒿素的性質(zhì)

（一）物理性質(zhì)

青蒿素是一種無色針狀晶體，難溶于水，熔點(diǎn)156℃～157℃。

（二）化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)）

1.青蒿素的氫解

青蒿素用鈀-碳酸鈣在常溫常壓下催化氫化，即失去過氧而成環(huán)氧化合物（C15H22O4）。

2.青蒿素的硼氫化鈉還原

青蒿素用硼氫化鈉還原得到半縮醛化合物（C15H24O5）。

3.青蒿素與堿的反應(yīng)

青蒿素在碳酸鉀-甲醇溶液常溫下放置1小時(shí)，得到針狀結(jié)晶物a-環(huán)氧化合物（C15H20O4）。

4.青蒿素與酸的反應(yīng)

青蒿素加入冰醋酸-濃硫酸溶液，搖勻使之溶解，在常溫下放置16-17小時(shí)，得到呈淺棕黃色的物質(zhì)五元環(huán)內(nèi)酯化合物（C14H20O3）。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉靜明，倪慕云，樊菊芬，等.青蒿素（Arteannuin）的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)[J].化學(xué)學(xué)報(bào)，1979，37（02）：129-143.

[2]屠呦呦研究的“青蒿素”到底是個(gè)啥？[N].科學(xué)時(shí)報(bào)，2015-10-05.

[3]李英，虞佩琳，陳一心，等.青蒿素類似物的研究——I、還原青蒿素的醚類、羧酸酯類及碳酸酯類衍生物的合成[J].藥學(xué)學(xué)報(bào)，1981（06）.