木脂素类化合物的研究进展

木脂素类化合物的研究进展

关键词：理化性质、生物活性、分离提取、合成进展

木脂素广泛分布于植物的茎、叶、花、种子、果实等部位，在亚麻、谷类、水果、蔬菜中含量较高，是在自然界中广泛存在的一类天然酚类化合物，它不仅可以在众多的植物中找到，在动物体乃至人体中也有发现。因木脂素在植物的木质部和树脂中发现较早、分布较多，并且多数呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的木部和树脂中，故而得名，另外，它在人体和某些动物体内也有分布，一般称为哺乳动物木脂素(又称肠木脂素)，以区别于植物木脂素。木脂素类化合物优良的生物学活性，独特的作用机理，已经成为人们研究的热点。木脂素(liganans)是一类由两个苯丙素单元(即C6-C3单体)氧化聚合而成的天然产物，通常是指其二聚物，少数是三聚物和四聚物及与其它天然产物结合而成的复合木脂素。二聚物碳架多数是由β-碳原子(8-8’)连接而成的。

苯丙素单体

苯丙素单体木脂素在动植物中多呈游离状态，少量与糖结合成的形式存在。结构中多具羟基、甲氧基或亚甲二氧基、羧基、内酯等取代基，多数还具有旋光性。木脂素的结构多变，所表现出来的生物活性也呈多样性，因此，木脂素类化合物一般含有多种官能团和多个手性中心，这类化合物的合成和结构改造研究也因而引起合成化学家的广泛关注。

木脂素类分布较广，目前已有200多种化合物。有关木脂素的研究近10年来引起广泛的注意，这是由于木脂素类化合物具有多种生物活性，常常是一些潜在的药物。因此，有关木脂素的研究工作得到了各方面的广泛关注。

由于木脂素类天然产物具有多样奇特的骨架结构以及它的广泛的生理活性，合成化学家对木脂素的合成产生了的浓厚兴趣。近几年，在木脂素合成中应用了不少新试剂、新反应，并且发展了多种新颖的方法和合成路线，木脂素合成工作由此增添了不少新的活力和挑战。

木脂素广泛的分布于自然界中，是一类发现和分离的比较早的天然产物。第一个木脂素结构的化合物PHillyrin.A早在1863年就由Carboncini等人分离出来。然而在以后的较长时间里，人们对木脂素化合物的研究都相当沉寂。直到本世纪70年代初开始的近几十年，鬼臼毒素类似物EptosideB作为抗癌药物应用于临床之后，人们才逐渐开始高度的重视木脂素类天然产物并使之成为近几十年来天然产物化学研究的热点领域之一。

由于天然木脂素具有的重要生物活性，以及有关化学和生物活性的综述的出现，使得近该研究领域十年来都比较活跃。木脂素化合物是一类由苯丙素单体(Ar-C3)聚合而成的天然成分，但主要是由以下四种单体聚合而成。它们可脱氢，形成不同的游离基，各游离基相互缩合，形成各种不同类型的木脂素，结合位置多在β位结合，也有在其他位置结合的。

桂皮酸或桂皮醇Ý-C原子是氧化型的，一般存在于双子叶植物中。丙烯基苯或烯丙基苯γ-C 原子是非氧化型的，一般存在于樟科、木兰科等中。

1、木脂素的分类：

木脂素化合物的分类多种多样，依据其基本碳架及缩合情况不同，木脂素可以分为以下五类。

(一)简单木脂素类：是指由两分子苯丙素以侧链β-碳原子相连而成的一类化合物。此类木脂素较多，如愈创木脂酸存在于愈创木树脂中，叶下珠脂素存在于从珠子草中，它们都是典型的木脂素。

(二)环木脂素类：有苯代四氢萘、苯代二氢萘、苯代萘三种类型。中国紫杉中的异紫杉脂素个有四氢萘的基本结构；环木脂素结构中有内酯环时也称为环木脂内酯。如远志中的赛菊芋脂素属于木脂内酯成分等。

(三)联苯苯木脂素类：为两个苯丙素以苯环直接相连而成的化合物。厚朴酚和和厚朴酚存在厚朴中；五味子素存在五味子果实中。

(四)聚木脂素类：由三分子苯丙素相聚而成的木脂素；如生蒡子根中的拉帕酚。由四分子苯丙素聚合而成的，如：丹参酸乙，存在于丹参中。

(五)其它木脂素类：除以上几种外，统称为其它木脂素。

木脂素化合物根据传统的分类方式，还可分为两大类，木脂素(Lignans)和新木脂素(Neolignans)。用以偶合的苯丙素分子(Fig.1-1)结构的不同来进行分类，即由前两种γ-碳原子氧化型的组成的聚合体称之为木脂素(Lignans)或Haworth 木脂素，由后两种γ-碳原子未氧化型的组成的聚合体称为新木脂素(Neolignans)。根据其结构单元苯丙素单体不同的侧链连接方式作为划分依据，由C6-C3单位通过边链的β位碳连接而成的结构称Lignans，而C6-C3 单位不通过边链β位碳连接而形成的聚合体被归为Neolignans[15]。

自七十年代以后，随着分离手段的不断提高，植物化学家们又发现了越来越多的新型结构的木脂素化合物，单纯采用这两种分类方法已经使化合物的归属出现混乱和相互矛盾，不再能满足众多新型结构木脂素的分类要求。近期又出现了出现了先按传统分类确定苯丙素分子的连接方式，再按其骨架结构来细分的分类方式。

按此种方法分类，Lignans 主要可分为以下六类，见结构类型1-9 (Fig.1-2)：

①二芳基丁烷类木脂素，即仅由C6-C3的β-β'位单独连接，如：结构类型1。

②二芳基丁内酯类木脂素，根据饱和程度的不同，又划分为饱和、单去氢、双去氢三种结构，如：结构类型2。③呋喃类木脂素，根据氧的连接位置不同，又可以分为9-O-9’、7-O-9’、7-O-7’三种四氢呋喃结构，如：结构类型3，4，5。④双呋喃类木脂素，在结构中有4个手性碳，其中两个四氢呋喃以顺式相骈。如：结构类型6。⑤芳基萘类木脂素，有芳基萘、芳基二氢萘以及芳基四氢萘三种结构。如：结构类型7。芳基萘类木脂素又常以氧化的γ碳原子缩合形成内脂，根据内酯环合方式可分上向和下向两种结构。如结构类型8。⑥二苯

并环辛二烯类木脂素，如：结构类型9。

由于苯丙烯类化合物的偶联方式具有多样性，除了C(8)和C(8’)的偶联生成木脂素外，其他偶联方式都生成新木脂素。根据其偶联方式及其结构特征进行分类和命名，将其主要分为以下几类：8-5'新木脂素、8-3'新木脂素、8-1'新木脂素、8-O-4'新木脂素、苯并二氧六环类新木脂素、双[3.2.1]辛烷类新木脂素、联苯类新木脂素。Neolignans 主要有14种分类，见结构类型10-23(Fig.1-3)：

Neolignans 结构多样，其分类也是多种多样，但从中都可以找到苯丙素分子的骨架，如：类型10被分为联苯类，类型19被分为8-O-4'类，类型20被分为二苯醚类，类型21被分为苯二氧六环类，等等。

以上的结构类型都是苯丙素分子二聚体的新木脂素分类，近几十年，不断发现一些新类型的木脂素，包括三聚体、四聚体以及与其他天然产物的聚合体，其中三聚体被称为倍半