功能性食品配料白藜芦醇全合成工艺研究

蒲含林，张 振，姜 华，陈蓉蓉，王正濂，周先叶

(1.暨南大学生物工程研究所，广东广州510632; 2.华南师范大学生命科学学院，广东广州510631;3.广州斯威森科技有限公司，广东广州510730)

功能性食品配料白藜芦醇全合成工艺研究

蒲含林1，张 振2，姜 华1，陈蓉蓉1，王正濂3，周先叶2

(1.暨南大学生物工程研究所，广东广州510632; 2.华南师范大学生命科学学院，广东广州510631;3.广州斯威森科技有限公司，广东广州510730)

对白藜芦醇的化学合成工艺进行研究。以3，5－二羟基苯甲酸为原料，经过羟基的甲基保护，羰基还原，溴代后，与亚磷酸三甲酯反应生成3，5－二甲氧基苯甲基亚磷酸二甲酯，再与4－甲氧基苯甲醛经过Wittig－Horner反应生成3，4＇，5－三甲氧基二苯乙烯，经三氯化硼脱甲基得到白藜芦醇。全合成收率达到55.8%。此路线原料廉价易得，工艺简单，易于工业化生产。

白藜芦醇，全合成，工艺

白藜芦醇(Resveratrol)，化学名为(E)－3，4＇，5－三羟基二苯乙烯，是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物，存在于葡萄、虎杖、决明、花生等多种植物中［1－2］，具有多种重要的生物活性。经研究发现，白藜芦醇具有较强的抗氧化、抗血小板凝集、抑制心血管疾病的发生和保护肝脏的作用。近年来对于白藜芦醇及其衍生物的抗肿瘤活性也有研究，是继紫杉醇之后又一绿色抗癌药物［3］。目前，白藜芦醇的生产主要是从植物虎杖的根部中提取，但由于其含量很低，成本较高，限制了其大规模的产业化发展。因此，白藜芦醇的化学合成引起世界各国研究人员的关注。国内外报道的白藜芦醇化学合成方法有许多条路线［4－8］，这些方法均存在着诸如反应路线长、操作复杂、反应选择性不高、需要进行顺反异构化以及脱甲基试剂成本过高等弊端，不适合大规模的工业生产。因此，寻找高效、简捷、绿色环保的白藜芦醇合成方法具有十分重要的意义。本文在国内外研究的基础上，对白藜芦醇的合成工艺进行优化研究，以3，5－二羟基苯甲酸为起始原料，经硫酸二甲酯甲基化保护，硼氢化钠/三氟化硼乙醚体系还原，氢溴酸溴化，亚磷酸三甲酯酯化，然后与对甲氧基苯甲醛经Wittig－Horner反应，进一步脱甲基制得白藜芦醇。该合成路线反应步骤少，原料廉价易得，反应条件温和，收率较高，可以为白藜芦醇的工业放大提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

3，5－二羟基苯甲酸、硼氢化钠、三氟化硼乙醚、氢溴酸 均为国产化学纯;DMF(二甲基甲酰胺)、二氯甲烷、乙硫醇 均为国产分析纯;THF(四氢呋喃)、二氯乙烷 为工业原料。

显微熔点仪XT－4 北京泰克仪器有限公司;核磁共振仪DRX－400 德国Bruker公司;红外光谱仪AVATAR－370 美国Nicolet公司;薄层色谱用硅胶板GF254 青岛海洋化工厂。

1.3 实验方法

1.3.1 3，5－二甲氧基苯甲酸的合成 250mL的三口圆底烧瓶中加入3.08g(0.02mol)的3，5－二羟基苯甲酸和60mL的工业丙酮，室温条件下加入8.28g的碳酸钾，室温条件下滴加7mL的硫酸二甲酯，加热回流反应，TLC跟踪反应进程(约5h)反应完全，待反应完全后，减压浓缩回收丙酮后加入50mL的水，然后用30%氢氧化钠溶液调pH至14，75℃加热，TLC跟踪反应进程，约1h可水解完全，冷却，用浓盐酸调pH到6左右，有大量的白色固体析出，过滤，水洗，干燥得3，5－二甲氧基苯甲酸3.52g，产率为96.7%。

1.3.2 3，5－二甲氧基苯甲醇的合成 往500mL三口圆底烧瓶中加入18.2g(0.1mol)3，5－二甲氧基苯甲酸，加入250mL无水THF搅拌使其溶解，加入5.67g (0.15mol)硼氢化钠，继续搅拌10min，降温至0℃以下，向反应液中缓慢滴加21mL(0.2mol)三氟化硼乙醚(温度不能超过10℃)，滴毕，室温搅拌反应，TLC检测反应进度(约2h反应完)，反应完成后，减压浓缩回收四氢呋喃，二氯乙烷溶解，水洗(至少三遍)，无水硫酸钠干燥，浓缩回收二氯乙烷，0℃下冷冻析晶，析出白色固体为3，5－二甲氧基苯甲醇16.5g，产率98.2%，mp 45～47℃(文献值［6］mp 48～50℃)。

IR(KBr):3360，1593，1461，1437，1292，1206，1150，1014，826，700cm－1。

1.3.3 3，5－二甲氧基溴化苄的合成 往250mL三口圆底烧瓶中加入8.4g(0.05mol)3，5－二甲氧基苯甲醇，加入80mL的工业甲苯将其溶解，再加入40%的氢溴酸20mL，加入相转移催化剂四丁基碘化铵0.2g，85℃条件下加热回流反应约4h反应完全。反应完后将反应液用自来水洗三遍(100mL×3)，无水硫酸钠干燥。浓缩干溶剂得微黄色的粉末，用95%的甲醇重结晶得白色针状晶体10.39g，收率为90%，mp 67～69℃(文献值［7］mp 69～71℃)。

IR(KBr):2963，2865，1622，1603，1480，1436，1333，1216，1171，1070，942，810，700cm－1。

1.3.4 3，4＇，5－三甲氧二苯乙烯的合成 在250mL的三口烧瓶中加入9.2g(0.04mol)的3，5－二甲氧基溴化苄，加入50mL的亚磷酸三甲酯后，再加少量的正四丁基碘化铵，115℃加热反应2h，反应完全后90℃减压蒸馏，回收剩余的亚磷酸三甲酯。向剩余物中加入100mL的DMF并冷却至0℃，加入6.5g(0.12mol)甲醇钠，搅拌约30min后，缓慢滴加5.5mL(0.045mol)对甲氧基苯甲醛的DMF溶液10mL，滴加完毕后室温搅拌反应，约6h后反应完全，将反应液加入到200mL的冰水中并搅拌约10min，有固体物析出。过滤得浅黄色的晶体，干燥得到3，4＇，5－三甲氧二苯乙烯9.3g，收率为86%，mp 54～56℃(文献［6］mp 55～57℃)。

IR(KBr):2926，2852，1590，1507，1460，1422，1278，1248，1193，1152，1064，1027，956，825cm－1。

1H NMR(CDC13)δ:3.80(s，9H，－OMe)，6.38(t，1H，J=2Hz，H－4)，6.67(d，2H，J=2Hz，H－2，6)，6.38 (t，1H，J=2Hz，H－4)，6.65(d，2H，J=2Hz，H－2，6)，6.85(d，2H，J=8.7Hz，H－3＇，5＇)，6.92(d，1H，J=16.3 Hz，α－H)，7.06(d，1H，J=16.3Hz，β－H)，7.46(d，2H，J=8.7Hz，H－2＇，6＇)。

1.3.5 白藜芦醇的合成 将2.7g(0.01mol)3，4＇，5－三甲氧基－1，2－二苯乙烯置于500mL四颈瓶中，加入100mL无水二氯甲烷，搅拌使其溶解，冰盐浴冷却至－10℃，搅拌下缓慢滴加100mL三氯化硼二氯甲烷溶液(含0.1mo1 BCl3)，反应体系呈鲜红色，然后滴加乙硫醇20mL(0.025mol)，滴加完毕后室温搅拌过夜反应，TLC检测10～12h反应完全，将反应液倒入400mL冰水中搅拌，出现白色沉淀物，用乙酸乙酯(60mL× 3)萃取，有机相以饱和食盐水(50mL×3)洗至中性，无水硫酸镁干燥，减压回收溶剂，得灰白色产物，以甲醇－水(体积分数为5∶1)重结晶，得白色粉末1.73g，收率为76%，熔点253～257℃。

1H NMR(CDC13)δ:3.82(s，9H，－OCH3×3)，6.36 (t，1H，J=2.2Hz，H－4)，6.65(d，2H，J=2.2Hz，H－2，6)，6.89(d，2H，J=8.8Hz，H－3＇，5＇)，6.91(d，1H，J=16.2Hz，a－H)，6.98(d，1H，J=16.2Hz(3－H)，7.75(d，2H，J=8.8Hz，H－2＇，6＇)。

13C NMR(CDCl3)，δ:160.7(C－3，5)，159.4(C－4＇)，139.7(C－1)，129.6(C－1＇)，128.2(C－β)，127.6 (C－2＇，6＇)，126.5(C－α)，114.1(0－3＇，5＇)，104.3 (C－2，6)，99.6(C－4)，55.4(－OCH3×3)。

2 结果与讨论

2.1 还原反应

合成路线见图1。本研究用廉价的NaBH4/BF3－Et2O体系代替价格昂贵的AlLiH4，在保证较高产率的前提下不但降低了生产成本，而且避免了使用AlLiH4较苛刻的无水条件，使反应更容易控制。实验研究表明，NaBH4的用量对反应有较大的影响。

图1 白藜芦醇全合成路线Fig.1 Synthetic routes of resveratrol

2.1.1 硼氢化钠的用量对反应进程的影响 对NaBH4/3，5－二甲氧基苯甲酸不同摩尔比例的反应进行了比较，结果见表1。

从表1可以看出，当NaBH4和3，5－二甲氧基苯甲酸的比为1∶1时原料反应的产率很低，增加NaBH4至1.5∶1时原料2h反应完全，产率为93%，当继续增加NaBH4的量时产率无明显提高，当增加至3∶1时产率反而有所下降，此时反应体系较为粘稠，原因可能是由于 NaBH4在 THF溶解性不是很好，反应溶液粘稠造成原料反应不完全，而且剩余的未反应的NaBH4给后处理带来很大的不便。

2.1.2 三氟化硼乙醚用量对反应进程的影响 实验证明三氟化硼乙醚(BF3－Et2O)的用量也对反应产率有一定的影响，实验结果见表2。

表2 不同比例的BF3－Et2O/3，5－二甲氧基苯甲酸对反应产率的影响Table 2 Effect of mole ratio of BF3－Et2O to 3，5－dimethoxy－benzoic acid on the yield of reaction

从表2可知，当BF3－Et2O与原料3，5－二甲氧基苯甲酸的比为1∶1时几乎不反应，但是当增加BF3－Et2O的量到1.5∶1时反应有较大的提高，2∶1时产率最高达到98.8%，较理想。继续增加BF3－Et2O的量，反应的产率变化不大。综合考虑上面两个因素，选择NaBH4/BF3－Et2O/3，5－二甲氧基苯甲酸的比例为2∶2∶1，取得了较理想的收率。

2.2 溴代反应

多数以三溴化磷为溴化试剂，产率也很理想，但是PBr3的毒性较大，反应剧烈，后处理麻烦。本反应用40%的氢溴酸加少许的相转移催化剂作为溴化试剂，反应条件温和，对环境的污染相对较小，而且产率较高，易放大生产。其中相转移催化剂的种类对反应影响不大。

2.3 3，4'，5－三甲氧基二苯乙烯的合成

用亚磷酸三甲酯代替常用的亚磷酸三乙酯，提高了原子经济性，而且磷酸二甲酯钠盐更易溶于水更利于目标产物的纯化。

2.4 脱甲基反应

目前最常用的脱甲基试剂是三溴化硼(BBr3)，BBr3最大的优点就是反应的产率高，但是价格较贵，反应要求温度低，较难控制，限制了其应用范围。本研究在大量实验的基础上，采用三氯化硼的二氯甲烷溶液加少量的乙硫醇作为脱甲基试剂，大大降低生产的成本。单独用三氯化硼脱甲基能力很弱，加入乙硫醇后大大得到改善。甲醚基的裂解反应可视为路易斯酸碱的交换反应，其裂解过程可由另一种路易斯酸和另一种路易斯碱的协同推拉来完成。三氯化硼是一种路易斯酸，属于硬酸，其与路易斯软碱乙硫醇的协同作用大大增加了其脱甲基的能力。

3 结论

按照本实验合成路线，原料3，5－二羟基苯甲酸经硫酸二甲酯甲基化保护，NaBH4/BF3－Et2O体系还原，氢溴酸溴代，亚磷酸三甲酯酯化，然后与对甲氧基苯甲醛经Wittig－Horner反应，进一步经三氯化硼脱甲基得到白藜芦醇，收率达到55.8%。由于在本实验中选取的试剂均廉价易得，大大降低了生产成本，且反应步骤少，反应条件温和，收率较高，可以为白藜芦醇的工业放大提供理论参考。

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Study on the synthesis of functional food ingredients resveratrol

PU Han－lin1，ZHANG Zhen2，JIANG Hua1，CHEN Rong－rong1，WANG Zheng－lian3，ZHOU Xian－ye2
(1.Bio－engineering Institute，Jinan University，Guangzhou 510632，China; 2.College of Life Science，South China Normal University，Guangzhou 510631，China; 3.Guangzhou Swellxin Science and Technology Co.，Ltd.，Guangzhou 510730，China)

The synthesis techniques of reveratrol was studied.The target compound was prepared from 3，5－dihydroxybenzoic acid by methylation and reduction，followed by bromination and reaction with trimethlphosphate to give dimethyl(3，5－dimethoxybenzyl)phosphonate then condensation with anisaldehyde by Wittig－Horner reaction.Finally，the products demethylation with BCl3led to resveratrol.The overall yield of resveratrol reached 55.8%.The approach could be easily operated and the material were conveniently obtained，making the atom economy cheaper and more suitable to scale production.

reveratrol;total synthesis;techniques

TS201.1

B

1002－0306(2012)02－0349－03

2011－03－28

蒲含林(1964－)，男，博士，副研究员，研究方向:天然产物及其活性。