咖啡酸等小分子酚酸類成分自氧化及聚合機制 產物及藥理活性研究進展△

張倩倩，李思謙，周立紅，張鳳蓮，章順楠*，吳春勇*

1.中國藥科大學 藥學院，江蘇 南京 211198；2.天士力醫藥集團股份有限公司 中藥先進制造技術國家地方聯合工程實驗室，天津 300410

酚酸類成分廣泛存在于植物中，具有抗菌、抗炎和抗氧化等多種藥理活性[1-5]。據報道，咖啡酸、丹參素等小分子酚酸類成分存在自氧化作用，反應過程中會產生自由基。自由基是含有1個或多個未成對電子的分子、原子、基團等的物質[6-7]。一般光照、加熱或自由基引發劑等可引發自由基的產生。自由基之間可互變并兩兩結合成鍵，此時自由基消失，自由基反應終止[8]。

1 咖啡酸等小分子酚酸類成分自氧化機制推測

1.1 形成碳中心自由基和碳氧自由基

Maegawa等[9]利用ESR技術研究了咖啡酸在不同pH下產生的自由基。通過對ESR信號的分析以及對宏觀和微觀酸解離常數的測定和分子軌道(MO)的計算可知，所產生的碳氧自由基在pH為10的NaHCO3/Na2CO3緩沖液中最為穩定。通過對咖啡酸分子最高已占軌道(HOMO)的計算可知，在堿性溶液中，咖啡酸的Ⅰ型二級解離形式(圖1A)和Ⅱ型二級解離形式(圖1B)都參與了自由基的形成，其中產生于Ⅰ型二級解離形式的自由基有4種共振結構，見圖1C～F；產生于Ⅱ型二級解離形式的自由基有5種共振結構，見圖1G～K，均包括碳中心自由基(圖1D～F、H～K)和碳氧自由基(圖1C、G)。

注：A、B.咖啡酸的Ⅰ型及Ⅱ型解離形式；C～F.產生于咖啡酸Ⅰ型解離形式的4種自由基共振形式；G～K.產生于咖啡酸Ⅱ型解離形式的5種自由基共振形式。

1.2 形成超氧自由基

綜合已有報道推測，咖啡酸自氧化機制見圖2[9-15]。另外，Maegawa等[9]提出，丹參素等含飽和側鏈的小分子酚酸類成分與咖啡酸、異阿魏酸等含丙烯酸側鏈的小分子酚酸類成分的自氧化機制可能并不相同。含飽和側鏈的小分子酚酸類成分在堿性溶液中的一級解離形式也參與了自由基的形成，而丙烯酸側鏈的作用則有待深入研究[17-20]。

注：A～D分別為咖啡酸及其一級解離形式、Ⅰ型二級解離形式與Ⅱ型二級解離形式；E～F為碳氧自由基；G～M為碳中心自由基；N為咖啡酸鄰苯醌。

2 咖啡酸等小分子酚酸類成分自由基聚合機制及產物推測

2.1 無酶促氧化條件下聚合

注：A～D.可能的咖啡酸二聚物結構；E.D可能的形成機制；F.咖啡醇；G.咖啡酸在機制E下可能形成的聚合產物。

2.2 酪氨酸酶氧化條件下聚合

咖啡酸、阿魏酸、對香豆酸、肉桂酸等小分子酚酸類成分能夠被酪氨酸酶氧化，從而抑制其活性。由于酪氨酸酶是黑色素合成的關鍵酶，故小分子酚酸類成分能夠減少黑色素的產生，抑制黑色素瘤的形成與發展[26-29]。在此過程小分子酚酸類成分中會被氧化產生自由基聚合物。與無酶促條件相比，酪氨酸酶氧化條件下自由基聚合的機制與產物可能更加復雜。

圖4 酪氨酸酶促氧化下的聚合產物

圖5 酪氨酸酶促氧化下的聚合機制

3 含1，4-苯并二烷結構聚合物的藥理作用

3.1 抗炎活性

3.2 抗腫瘤活性

3.3 腎上腺素α受體拮抗活性

注：A～I為部分含1，4-苯并二烷結構的化合物。

3.4 抗病毒活性

4 結語

酚酸類成分存在于丹參等多種中藥及其制劑中，發揮著重要的藥理作用，有著悠久的研究歷史。近年來，國內外學者研究表明，丹參相關產品中，各酚酸類成分間存在復雜的降解轉化，但目前普遍認為，降解終產物為咖啡酸、丹參素等小分子酚酸類成分，而關于小分子酚酸類成分的進一步降解研究甚少。而咖啡酸等小分子酚酸類成分進一步降解(即自氧化)所產生的自由基可能才是酚酸類成分發揮藥效作用，尤其是抗氧化作用的關鍵所在。因此，為了進一步明確含酚酸類成分相關產品的物質基礎，更加深入地解析酚酸類成分的作用機制，有必要進一步研究咖啡酸等小分子酚酸類成分的自氧化機制，有助于闡明酚酸類藥效成分質量傳遞規律，填補小分子酚酸類成分進一步轉化的機制及產物的空白，也有助于指導含酚酸類成分的藥品進行科學生產和合理使用。