全 文 ：竹红菌乙素产生 ’ 02作用和它所敏化的
油酸甲醋光氧化反应研究 *
陈 中 张亘华 * *蒋丽金
( 中国科学院感光化学研究所 ,北京 1 0 00 12 )
关 . 词 竹红菌乙素 、 ’认 、 光氧化 、 油酸甲醋
竹红菌是我国首先发现并应用于治疗皮肤病的新型光疗药物“ 闭 . 1” 。 年万象义等分离 、
鉴定了其主要光教色素 、竹红菌甲素 (简称 H A ) . 19 86 年竹红菌中另一光敏色素 、 竹红菌乙
素 (简称 H B ) 也被分离和鉴定即 , . 其结构如下图所示 :
翻 J O
C H户
O C也
O O、 H / `
竹红菌乙素 ( H B )
本文用化学方法证明了 H B 也能产生 `认 , 也具有光动力作用 . 虽然在竹红菌中 H B 的
含 t 比 H A 少 ,但它仍然在光治疗中起着一定的作用 .
在用作光疗药物的竹红菌粗提物中 , 除了色素 H A 、 H B 外 ,还存在着不饱和脂肪酸 , 其
中以油酸含量最多 t3] . 本文研究了 H B 敏化的油酸甲醋的光氧化反应 , 将有助于理解竹红菌
素的光治疗某些疾病的机制 .
一 、 实 验
H B 是按照文献 3[ ]中所述的方法制备 , 提纯 . 2 , 5 一二甲基吠喃是 lF uk a . A G 产品 ,用前
重燕 . 葱和 H A 在用前重结晶 . 油酸 甲醋是经硅胶 G F z、 青岛海洋化工厂产品 )旋转簿层层
析纯化 (展开液为 : 石油醚 ( 60 一 90 ℃ ) /乙酸乙醋 , 州 v ~ 4 : 1) . 紫外 一可见光谱用 H P一 8 4 51
测定 . 红外光谱用 p E R K IN 一 E L M E R 9 5 3 , K s r 压片测定 . 气体 色谱 一质谱联用 F i o n i习a。
4 0 2 1 仪侧定 , 色谱柱为 S E 5 4 , 3 0 : n x 0 . 2 5m m , 柱温 2 5 0℃ .
本文 19 8 9 年 9 月 1 8 日收到 . 1 , 8 9 年 1 1 月 1 0 收到修改稿 .
国家自然科掌荃金资肋项目 .
通讯联系人 。
科 学 通 报 19 9 0 年
。
.仇
1
.
H B 产生 ` 0 : 的测定 2 , 5一二甲基吠喃 , 蕙和胆固醉的光氧化反应是按照文献【51
所述的步骤进行 . 以 H B 、 H A 和虎红 ( R B ) 分别为光敏剂 、 用硅胶簿层层析和红外光谱分
别检测产物 .
2
.
H B 产生 `认 的 t 子产率的测定 按文献〔51 中所述步骤进行 , 以 H A 为二级璐
光计 , 朽 。w 中压汞灯为光源 ,以 QB 2 4 (上海有色玻璃厂 ) 和 3 3 89 (美国 A C E 公司 ) 薄光
片 ,滤去小于 4 2 0 n m 和大于 49 On m 的光 , 最大透过率在 4 36n m 处为 45 务 .
3
.
H B 教化的油酸甲幽光报化 纯化过的油酸 甲醋 10 0m g 和约 l m g 的 H B 溶在约
l o m l 甲醇中 ,用 50 0w 高压钠灯照射 ,光解溶液用低温恒温槽维持在一 10 ℃ , 或用水浴维持
在 巧℃ , 反应 h3 , 在整个光解过程中不断通人氧气 ,停止光照后加人 50 Om g 硼氢化钠 , 还原
后的光氧化产物用硅胶旋转簿层层析分离 , 除去 H B , 产物经干燥后加过量的双 一三甲基硅
胺 /三甲基氯硅烷 ( V / V ~ 4 : l) 在 60 ℃ 保持 h3 , 使产物转化为硅醚化衍生物 , 然后用气体
色谱一质谱联用仪鉴定 。
二 、 结 果 与讨 论
众所周知 , 2 , , 一二甲基吠喃和蕙都是极有效的 ` 0 : 接受体 . 我们分别以 H B、 H A 和 RB
为敏化剂所得的 2 , 5 一二甲基吠喃和葱的光氧化反应的产物 , 经 T L C 的 fR 值和红外光谱鉴
定 ,证明所得的产物完全一样 , 这说明了 H B 与 H A 相似能产生单重态氧 .
在以 H B 为光敏剂的胆固醇光氧化反应中 , 和以 H A为敏化剂时一样仅得到了 3夕一O H 一 , -
a 一 o o H 胆固醉这唯一产物 , 由于胆固醇的自由基氧化产物和 ’ 0 : 氧化产物完全不同 (如图 l
所示 ) . 胆固醇与 ` O : 作用得 3夕一 O H 一 , a 一 O O H 胆固醇为唯一产物 . 而胆固醉自由基氧化得
九 一 O O H 和 7声一 O O H 胆固醇等产物 . 我们仅得了 , 一 a 一 O O H 胆固醇 . 这进一步证明了 H B
具有产生 ’ O: 的作用 . 以 H A 为二级露光计 ; 测定了 H B 产生 ` O: 的量子产率约为 .0 21
( H A 的 尹。 : 为 。 . 24 ) . 以上这些实验都证明了 H B 与 H人 相似具有较强的产生 ’ q 的能
.力 .
2
.
H B 敏化的油酸甲酸的光扭化反应 油酸 甲醋自由基氧化的经典机制是 61t . 通 过
吸氢作用产生二个烯丙基自由基 I A 和 1B (如图 2 所示 ) , 氧进攻自由基端基碳原子形成四种
异构体的氢过氧化物 ( 1 0一 o 0 H /△ 8 、 8 一 o O H /△ 9 、 9 一 O O H /△ 10 1 1一 o o H /△ 9 十八碳烯酸
酮 ) , 如图 2 所示。
J 代 -幼 ’ , 仇
5“ 一 O O H
蒸欢、二 扩甘喋尊 O O H
7P 一 o O H 九 一 O O H
图 1 胆固醇氧化反应机制示意图
而油敌甲酮的单重态氧氧化却完全不同 。
第 , 期 科
8 + 10 一 O O H
O O H
9 + 1 1心 O H
图 2 油酸甲醋自由基氧化的经典机制
经过 “ e n e ” 反应单重态载直接加到不饱和碳原子
学 通 报 ` ”
上得到 , 一 O O H /△ 10 和 1 0一 O O H /△ 8 十八碳烯酸醋 (如图 3所示 ) .
虽然油酸甲醋的氧化反应已研究很长时间了 , 但仅仅是在近期才找到了测定各过氧化氢
“ 工疡l
O O H
~广石又
产物异构体含量的方法 . 由于经基脂肪酸醋的三甲基
硅醚衍生物具有很好的挥发性 , 能很顺利地进行气体
色谱分析 ,在质谱仪中能产生有特性的断裂碎片 ,使得
在气体色谱中不能完全被分离的异构体 , 但在通过气
体色谱与质谱联用仪 ( G C 一M S 仪 )时 , 在质谱鉴定中可
以根据断裂碎片的丰度来推测各异构体的含量 , 本文
即运用此方法分析鉴定产物 , 从而推测了反应机理 。
纯化过的油酸 甲醋 (经 G C一M s 仪鉴定含有硬脂
ó,O公
,汽沪心O退叭
;
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.f.
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图 3 油酸甲酮单重态载氧化机制
酸甲醋 7多和亚油酸甲醋 2另 ) . 以 H B 为敏化剂分别在一 10 ℃ 和 15 ℃ 进行光氧化反应 3 L
反应液直接用 T L C 分离 , 经红外光谱和显色反应 (显色剂为 N , N 一二甲基对苯二胺盐酸
盐 ) . 反应液用硼氢化钠还原后 , 经 G c 一M s 仪分析 . 油酸甲醋的转化率和产物分布如表 1
所示 。
表 1 甲醇中 H B 敏化的油酸甲酣光氧化产物分布
反 原 产 物
应 料温 消 轻基十八碳烯酸 甲酮 经基十八碳二 其
度 耗 烯酸甲醋 他
(七 ) (肠 ) 8一H /乙9 9 一 O H /八1 0 ` 。一
:o()/
朋 1 1一 H l △9 ( % ) (% )
(肠 ) (肠 ) (% )
+ 1 5 8 , 2 4 , 4 2 1 5 5
~ 1 0 , 0 3 4 7 4今 l 5
由表 1 中表明主要产物为氢过氧化的十八碳烯酸 . 其中 ’ q 进攻双键所得的 9一 O H /△ 10 和
1 0一 O H /△ 8 产物 , 大大多于经自由基机制氧化所得的 8一 O H /△ 9 和 1 1一O H /△夕 产物 . 另
外 , 少最的氢过氧化十八碳二烯酸是原料中所含的杂质亚油酸甲醋被光氧化产生的 . 在 15 ℃
的反应中还有微量的其他产物生成 , 由于量少未能鉴定 .
用硼氢化钠还原后的光氧化产物转化成三 甲基硅醚衍生物后 ,再经 G C 一M S 仪分析 , 虽然
在气体色谱中各异构物得不到很好的分离 , 但可以利用各异构体在质谱中有特征 的 断 裂 碎
片 t’J , 并根据各特征碎片的丰度 , 初步估算出各异构体的相对含量 . 硅醚化衍生物在质谱中的
特征断裂如图 4 所示 .
A B
8
一
O H l l o
一
o H A g l ` 8 2 4 1 2 7 1
9心H l l l一 H 幽 10 1` 9 2 2 7 2 8 5
图 . 三甲基硅醚衍生物在质谱中的特性断裂示意图
H B 敏化的油酸甲醋在一 10 ℃ 光氧化产物的三 甲基硅醚衍生物经 G C一M S 分析 ,其主要产物
的质谱数据为 : 3 8峪 ( M + 分子离子峰 ) .
科
” 呼 ( M十一 H O T M s) 其特征碎片峰及其相对丰度为
学 通 报 l , 9。 乍
2 5, (一务 ) 、 2 7一( 5 0关 )、 z书一( 3多 )、 2 2 7 ( , 4界 ) , 所以从中可以粗略估计各种经基十八碳姗酸甲鹅
异构体含量 , 并列于表 1 . 在 15 ℃ 时的反应 , 也得到了大致相同的产物分布 (表 1 ) . H B 敏
化的反应巾主要产物为 9 一 o H /△ 1。 , 1。一 O H /△ 8 , 仅得到了极少量的 8一O H Z△ , 和 1 1一 O H I
△ 9的产物 ,这就说明 H B 敏化的油酸甲醋光氧化反应主要是经历单重态氧 “ en e , 反应机制 .
粹灭实验也支持了这一结果 . 典型的 ’ o : 碎灭剂 D A B c o 明显碎灭此反应 , 而典型的自由基
碎灭剂 2 , 6一二丁基酚不能阻止此反应 。
致谢 : 本文中 G C一 M s 分析由我所康致泉同志测定 , 特此致谢。
参 考 文 献
万象义 、 陈远腾 ,科学通报 , 25 ( 19 80 ) , 2呜: 1 1斗8 .
C h . n W
e i` h i n , C h e n Y u a n t e u s e t a l . , L i口 b i z ` 才招二 C五e 解 . , 19 8 0 , 1 8 8 0 -
张受华 、 陈申、 安静仪 、 蒋丽金 ,科学通报 , 3义 1 , 8 8 ) , 7 : 51 8一 , 2.2
梁丽 、竺通压 、张受华 ,科学通报 , 3 2 ( 1 9 8 7 ) , l : , 6一 , 9 .
安静仪 、 张受华 、 蒋丽金等 , 中国科学 , 幼 ( 1 , 8 5 ) , 1 1: 9 7 ,一 9 8 2 .
F r a n k . l
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L I P i d
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R , r
· , 幼 ( 1 9 8 5 ) , 19 7一 2 2 1 .
F r . 吟 e l , E . N . , N e f f , w . E . e t 一 1. , L 户`i` : , 1 2 ( 1 9 7 7 ) , 1 1 : 9 0 1一 9肠 .
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.工,二,`.j斗ó,门`口.` rr`ólLō几
第 , 期 科 学 苟 报