产品名称: β-石竹烯
英文名: β-Caryophyllene
中文别名:
英文别名: trans-Caryophyllene
Cas 号: 87-44-5
产品编码:BPF0502
分子式: C15H24
分子量: 204.357
来源:
物理性状: Oil
化合物类型: 倍半萜类(Sesquiterpenoids)
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。
可以满足克级至公斤级大量需求，详情请咨询。
提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，对照品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
β-石竹烯的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
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天然产物作为药物先导化合物的重要来源，在人类与疾病的漫长斗争史中扮演着不可替代的角色。其中，萜类化合物因其结构多样性和广泛的生物活性而备受关注。在众多萜类化合物中，β-石竹烯（β-Caryophyllene）作为一种独特的双环倍半萜烯，近年来在天然产物药理学领域引起了研究者的浓厚兴趣。β-石竹烯广泛存在于多种芳香植物的精油中，尤其是丁香油、黑胡椒、肉桂和迷迭香等，是许多香料和传统草药的关键活性成分之一。
β-石竹烯的独特之处在于其作为膳食大麻素（dietary cannabinoid）的身份。它是目前已知的唯一一种能够直接且选择性地激活大麻素受体2型（CB2受体）的常见膳食萜烯，而不会产生大麻素受体1型（CB1受体）介导的精神活性副作用。这一特性使其在治疗炎症、疼痛、神经退行性疾病以及代谢性疾病等领域展现出巨大的潜力。此外，β-石竹烯还因其抗炎、抗氧化、抗菌、抗焦虑和镇痛等多种药理活性而受到广泛研究。其作用机制不仅限于大麻素系统，还涉及对多种炎症信号通路和离子通道的调控。
本综述旨在全面梳理β-石竹烯的研究现状，从化学结构、植物来源、药理活性、作用机制到成药性评价和临床应用前景，进行系统而深入的阐述，以期为该天然产物的进一步开发与利用提供科学依据。
β-石竹烯的化学结构属于双环倍半萜烯，其分子式为C₁₅H₂₄，分子量为204.3570 g/mol。其结构核心是一个由九元环与环丁烷稠合而成的双环体系，并含有一个环外亚甲基（=CH₂）和一个内环双键。立体化学上，自然界中最为常见且生物活性最强的形式是(-)-β-石竹烯，其与环外双键相邻的立构中心具有S构型，而剩余的两个立构中心则均为R构型。其对映体为(+)-β-石竹烯，但后者在自然界中相对罕见且生物活性通常较弱。
从理化性质来看，β-石竹烯表现出典型的亲脂性特征。其油水分配系数（LogP）高达5.6172，表明其具有极强的脂溶性，极易溶于有机溶剂和非极性介质，而在水中的溶解度极低，仅为0.0006 mg/mL。这种高亲脂性决定了其能够轻易地穿过生物膜，包括血脑屏障（BBB）。成药性参数显示，β-石竹烯具有高血脑屏障透过性，这为其在中枢神经系统疾病治疗中的应用提供了结构基础。此外，其拓扑极性表面积（TPSA）为0.0000，进一步印证了其非极性特征。在安全性评估方面，β-石竹烯在Ames试验中结果为阴性（0.0），表明其不具有直接的致突变性；同时，hERG抑制试验结果为阴性，提示其引发心脏QT间期延长相关心律失常的风险较低。这些理化性质和初步安全性数据为其作为候选药物或功能性食品成分的开发奠定了良好基础。
β-石竹烯在植物界分布极为广泛，是许多芳香植物精油的主要成分之一。其含量最为丰富的来源包括丁香（Syzygium aromaticum）花蕾油，其中β-石竹烯含量可高达10%-20%以上；此外，黑胡椒（Piper nigrum）、肉桂（Cinnamomum zeylanicum）、迷迭香（Rosmarinus officinalis）、大麻（Cannabis sativa）、啤酒花（Humulus lupulus）以及多种罗勒属（Ocimum）植物中也含有较高水平的β-石竹烯。值得注意的是，β-石竹烯常与α-石竹烯（即α-律草烯）共存，二者在结构上互为同分异构体，但在生物活性上存在差异。
提取β-石竹烯最传统且常用的方法是水蒸气蒸馏法，该方法适用于从植物原料中提取挥发性精油，所得精油中β-石竹烯的含量取决于植物种类、产地、采收季节及蒸馏条件。为了获得更高纯度的β-石竹烯，研究者常采用超临界流体萃取技术，尤其是使用二氧化碳作为溶剂。超临界CO₂萃取具有操作温度低、无溶剂残留、选择性可调等优点，能够更有效地提取热敏性成分，并提高β-石竹烯在提取物中的相对含量。此外，有机溶剂萃取（如使用正己烷或乙醇）结合柱色谱分离技术也是实验室规模制备高纯度β-石竹烯的常用方法。近年来，随着绿色化学理念的推广，微波辅助提取和超声波辅助提取等新型技术也被应用于β-石竹烯的提取，这些方法具有提取时间短、效率高的优势，但工业化应用仍需进一步优化。
β-石竹烯的药理活性谱极为广泛，其中抗炎作用是其最为核心且研究最为深入的活性之一。大量体外和体内研究证实，β-石竹烯能够显著抑制多种炎症模型中的炎症反应。例如，在脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞模型中，β-石竹烯可显著降低促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1β（IL-1β）的产生。在动物模型中，β-石竹烯对角叉菜胶诱导的足趾肿胀、完全弗氏佐剂诱导的关节炎以及结肠炎等均表现出明显的抑制作用。
除了抗炎作用，β-石竹烯还展现出显著的镇痛活性。其镇痛机制部分归因于对CB2受体的激活，从而在炎症痛和神经病理性疼痛模型中发挥效果，且不产生阿片类药物或CB1受体激动剂常见的中枢副作用。此外，β-石竹烯还具有抗氧化活性，能够清除自由基，减轻氧化应激损伤。在神经保护方面，β-石竹烯通过抗炎和抗氧化机制，在阿尔茨海默病、帕金森病和脑缺血再灌注损伤模型中显示出保护神经元、改善认知功能的潜力。另外，研究还表明β-石竹烯具有抗焦虑、抗抑郁、抗菌（尤其是抗幽门螺杆菌和金黄色葡萄球菌）、抗肿瘤（通过诱导凋亡和抑制增殖）以及保护肝脏和胃肠道黏膜等多种药理活性。
β-石竹烯的药理活性源于其与多个分子靶点的相互作用，其中最为关键的是对大麻素受体2型（CB2）的选择性激动作用。CB2受体主要表达于免疫细胞和周围组织，激活后能够抑制促炎因子的释放，调节免疫反应，从而发挥抗炎和镇痛效应。与CB1受体不同，CB2受体的激活不会引起精神活性作用，这使得β-石竹烯成为一种极具吸引力的非精神活性大麻素。
在抗炎机制方面，β-石竹烯通过激活CB2受体，进而抑制核因子κB（NF-κB）信号通路。具体而言，它能够抑制IκB激酶β（IKBKB）的活性，阻止IκBα的磷酸化和降解，从而减少NF-κB亚基RELA（p65）的核转位，最终下调多种促炎基因的表达，包括TNF、IL-6、环氧合酶-2（PTGS2/COX-2）和诱导型一氧化氮合酶（NOS2/iNOS）。此外，β-石竹烯还可通过调控信号转导和转录激活因子3（STAT3）的磷酸化水平来影响炎症反应。在炎症小体相关通路中，β-石竹烯能够抑制含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1（CASP1）的活化，从而减少IL-1β的成熟和分泌。
除了大麻素受体，β-石竹烯还能与瞬时受体电位（TRP）通道相互作用。研究表明，β-石竹烯是TRPV1（瞬时受体电位香草酸亚型1）和TRPA1（瞬时受体电位锚蛋白亚型1）的调节剂。TRPV1和TRPA1是疼痛和炎症感知的关键离子通道，β-石竹烯对其的调节作用可能部分解释了其镇痛和抗炎效果。此外，β-石竹烯对环氧合酶-1（PTGS1/COX-1）和环氧合酶-2（PTGS2/COX-2）也有一定的抑制作用，这进一步丰富了其抗炎机制的网络。
β-石竹烯的成药性评价需综合考虑其理化性质、药代动力学特征和初步安全性。如前所述，其高LogP值（5.6172）和低水溶性（0.0006 mg/mL）是典型的亲脂性化合物特征。这种高亲脂性虽然有利于膜通透性和血脑屏障穿越，但也带来了口服生物利用度低、体内分布广泛且易蓄积于脂肪组织等问题。
在药代动力学方面，β-石竹烯经口服给药后，主要通过胃肠道吸收，但由于其脂溶性强，吸收过程受食物中脂肪含量的影响较大。吸收后，β-石竹烯在体内迅速分布，由于其高血脑屏障透过性，能够快速进入中枢神经系统。代谢方面，β-石竹烯主要在肝脏中通过细胞色素P450酶系（主要是CYP2C9和CYP3A4）进行氧化代谢，生成多种羟基化代谢产物，这些代谢产物可能仍保留一定的生物活性。排泄途径主要以代谢物形式通过尿液和粪便排出体外。值得注意的是，β-石竹烯的半衰期相对较短，这在一定程度上限制了其持续的药理作用，但也降低了长期蓄积的风险。
从安全性角度看，β-石竹烯作为广泛存在于食品和香料中的天然成分，通常被认为是安全的。Ames试验阴性表明其无致突变性，hERG抑制阴性则降低了心脏毒性风险。然而，高剂量或长期使用下的安全性数据仍需进一步积累。总体而言，β-石竹烯具备良好的成药起点，但其低水溶性和首过代谢效应是制约其临床应用的关键瓶颈。未来的药物开发策略可能包括采用纳米制剂、脂质体、环糊精包合物或前药设计等技术手段，以提高其水溶性、口服生物利用度和靶向递送效率。
基于β-石竹烯独特的药理活性和良好的安全性，其在临床转化方面展现出广阔的前景。首先，在抗炎和镇痛领域，β-石竹烯有望开发为治疗慢性炎症性疾病（如类风湿性关节炎、炎症性肠病）和慢性疼痛（如神经病理性疼痛）的新型药物或辅助治疗剂。其非精神活性特点使其成为比传统大麻素更具优势的选择。
其次，在神经精神疾病领域，β-石竹烯因其能够穿越血脑屏障并激活CB2受体，在阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症以及焦虑、抑郁等疾病的治疗中显示出潜力。通过减轻神经炎症和氧化应激，β-石竹烯可能延缓神经退行性疾病的进展。
此外，在代谢性疾病方面，β-石竹烯的抗炎和调节免疫作用可能对肥胖、2型糖尿病和非酒精性脂肪肝病等有益。在肿瘤领域，尽管目前多为体外和动物实验证据，但其诱导肿瘤细胞凋亡和抑制转移的能力值得进一步探索。
然而，β-石竹烯的临床转化仍面临挑战。除了药代动力学问题外，其作用机制的复杂性（涉及多个靶点）既是优势也是难点，需要更精确地解析其在特定疾病中的主导通路。未来的研究方向应包括：开展高质量、大样本的临床试验以验证其疗效和安全性；开发新型给药系统以克服其理化性质缺陷；探索其与其他天然产物或临床药物的协同作用；以及利用合成生物学技术实现其高效、可持续的生产。
β-石竹烯作为一种广泛存在于自然界中的双环倍半萜烯，凭借其独特的CB2受体选择性激动活性、多效的药理作用以及良好的安全性，已成为天然产物药理学领域的研究热点。从化学结构上看，其高亲脂性赋予了它穿透生物屏障的能力，但也带来了药代动力学上的挑战。从药理活性来看，其抗炎、镇痛、神经保护和抗肿瘤等作用机制涉及CB2受体、NF-κB、STAT3、TRP通道等多个关键分子靶点，构成了一个复杂的调控网络。
尽管β-石竹烯在临床前研究中表现突出，但从实验室走向临床应用仍需克服诸多障碍，尤其是其口服生物利用度的提升和体内代谢行为的优化。随着纳米技术、药物化学修饰和制剂学的发展，这些问题有望得到解决。未来，β-石竹烯及其衍生物极有可能在炎症性疾病、慢性疼痛和神经退行性疾病的治疗中占据一席之地，成为连接传统草药智慧与现代精准医学的一座桥梁。对β-石竹烯的持续深入研究，不仅有助于揭示天然产物的科学内涵，也将为人类健康事业贡献新的解决方案。
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