论文部分内容阅读
酚酸作为一种重要的天然酚类化合物,不仅是人类从自然界直接摄入的重要的酚类物质,也是大分子多酚重要的体内代谢物,它具有抗癌、抗病毒、抗炎和抗氧化等生物活性。为了进一步了解它的活性机制,特别是在抗氧化方面的量效和构效关系,本文选取了多种药用、药食同源植物材料,对其总酚和抗氧化能力进行相关性分析,然后以常见的几种酚酸为母核,通过实验测定酚酸的抗氧化活性,并运用密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）研究酚酸抗氧化能力和推测抗氧化机制。筛选出可以大规模利用的多酚来源的植物材料,并研究酚酸抗氧化的构效关系为酚酸的分子改性提供理论支持。主要研究结果如下:（1）选取药用、药食同源植物材料54种,对植物材料的总酚与总黄酮、总抗氧化能力（FRAP）、自由基清除能力进行测定和相关性分析。以总酚含量为基础将54种植物材料分为5组:A组（n=4）总酚含量>200 mg/g;B组（n=8）总酚含量为100200mg/g;C组（n=11）、D组（n=27）和E组（n=3）总酚含量均<100 mg/g。总酚含量与FRAP显著相关,且线性拟合度高,r=0.987;说明酚类物质与抗氧化活性上存在量效关系,且蔷薇科植物黑莓叶片、红树莓叶片和胡桃科核桃种皮可以作为潜在植物多酚原料。（2）以水杨酸（2-H-B）为母核,研究常见取代基团甲基（-CH3）、甲氧基（-OCH3）和氨基（-NH2）对酚酸抗氧化活性的影响,选取了12种2-H-B衍生物,通过实验测定抗氧化能力,并运用DFT理论中的B3LYP方法对酚酸的键解离能（BDE）、电离势（IP）、质子解离焓（PDE）、质子亲和力（PA）、电子转移焓（ETE）以及最高占据轨道能量（HOMO）进行计算。抗氧化测定结果显示,这三个取代基团的加入对2-H-B的抗氧化活性均有提升,提升的大小顺序为:-NH2>-OCH3>-CH3,且取代基位于2-H-B的2-OH邻位和对位时对抗氧化活性的促进作用明显大于间位。气相中的BDE、IP、极性溶剂中的ETE和HOMO能量与实验结果匹配较好,-CH3、-OCH3和-NH2这三个取代基团的加入均减小了2-H-B的BDE值、IP值、ETE值和HOMO能量的绝对值,减小程度均为:-NH2>-OCH3>-CH3。所以推测在气相中以氢原子转移（HAT）机制为主,而极性溶剂中以顺序质子电子转移（SPLET）机制为主。（3）以羟基苯甲酸为母核,研究邻-羟基、邻-甲氧基和不同的羧酸基团对酚酸抗氧化活性的影响,选取了18种酚酸,测定了抗氧化活性,并使用B3LYP和M06-2X方法计算了相应的热力学参数。结果表明当苯环上的其他取代基相同时,与-COOH相比-CH2COOH和-CH=CHCOOH可以提高酚酸的抗氧化活性。邻-羟基和邻-甲氧基的引入可以促进酚酸的抗氧化活性,且随着引入数量增大而增大。同时,通过HPLC-MS检测到芥子酸和阿魏酸在DPPH-乙醇体系里有脱氢二聚体的生成。与-COOH相比,通过引入-CH2COOH和-CH=CHCOOH,可以降低酚羟基的BDE、IP和ETE;邻-羟基和邻-甲氧基也可降低酚羟基的BDE、IP和ETE。通过比较实验和计算结果,推测HAT和SPLET机制均有可能发生在DPPH反应体系中,而SPLET机制被认为是FRAP系统中的主要反应机制。（4）为了确定芥子酸（SA）和阿魏酸（FA）在DPPH-乙醇体系中生成的脱氢二聚体的结构,合成了芥子酸8-8二聚体和阿魏酸8-8二聚体各三种,并测定二聚体的抗氧化活性,使用M06-2X计算了BDE等参数。结果显示,SA和FA在DPPH-乙醇体系中生成的脱氢二聚体为8-8二内酯二聚体（DSA-1和DFA-1）;抗氧化活性顺序为:DSA-3>DSA-2>DSA-1和DFA-3>DFA-2>DFA-1,理论计算结果与实验结果一致。同时,发现DSA-2和DFA-2中,侧链上的双键增加了酚羟基的抗氧化活性。