原儿茶醛

产品名称: 原儿茶醛
英文名: Protocatechualdehyde
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 139-85-5
产品编码:BP1154
分子式: C₇H₆O₃
分子量: 138.122
来源: heartwood of Cassia garrettiana
物理性状: Powder
化合物类型: 酚类（Phenols）

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。

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要宝库，在人类疾病防治史上扮演着不可替代的角色。其中，多酚类化合物因其广泛的生物活性和较低的毒性而备受关注。原儿茶醛（Protocatechualdehyde， PCA），化学名3,4-二羟基苯甲醛，是一种从传统中药丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）等植物中分离得到的简单多酚化合物。其CAS号为139-85-5，分子式为C7H6O3。尽管结构相对简单，但原儿茶醛却展现出令人瞩目的多元化生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗菌、心血管保护及神经保护等作用，使其在多个医学领域，特别是心脑血管疾病的防治中，显示出巨大的应用潜力。本文旨在系统综述原儿茶醛的化学特性、植物来源、药理活性、分子作用机制、成药性评价及其临床应用前景，以期为该天然产物的深入研究和开发提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

原儿茶醛的化学结构由一个苯环构成，在苯环的3位和4位上各连接一个羟基（-OH），形成邻苯二酚（儿茶酚）结构，同时在1位上连接一个醛基（-CHO）。这种结构使其兼具儿茶酚和苯甲醛的化学特性。邻苯二酚结构是强效的电子供体，赋予了原儿茶醛卓越的抗氧化能力，能够有效清除自由基，如超氧阴离子、羟自由基等，并可能通过螯合金属离子发挥抗氧化作用。醛基则是一个高反应性的亲电基团，使其易于与蛋白质的氨基发生希夫碱反应，这可能与其部分生物活性及代谢途径相关。

从成药性参数来看，原儿茶醛的分子量为138.1220，属于小分子化合物。其计算脂水分配系数（LogP）约为0.9682，表明其具有适度的亲脂性，有利于跨膜转运。拓扑极性表面积（TPSA）为57.53 Ų，数值相对较小，预示其具有较好的膜渗透性。水溶性数据为10.2780 mg/mL，显示其在水中有一定的溶解度，这对其在生物体内的吸收和分布是有利因素。尤为重要的是，预测模型显示其具有较高的血脑屏障透过能力，这为其应用于中枢神经系统相关疾病（如神经退行性疾病、脑缺血）提供了重要的物质基础。此外，hERG抑制风险预测为“否”，表明其潜在的致心律失常风险较低；Ames试验值为1.2，提示其致突变风险较低，这些初步数据为其安全性提供了积极信号。

植物来源与提取方法

原儿茶醛在自然界中分布广泛，但其最著名和最主要的植物来源是唇形科鼠尾草属植物丹参（Salvia miltiorrhiza）。丹参，又称“红根”，是中医活血化瘀、通经止痛的要药，常用于治疗心脑血管疾病。原儿茶醛与丹参素、丹酚酸、丹参酮等共同构成丹参水溶性活性成分群，是其发挥心血管保护作用的重要物质基础之一。除丹参外，原儿茶醛也存在于其他多种植物中，如橄榄叶、金银花、以及一些食用水果和蔬菜中，但含量通常较低。

从植物材料中提取原儿茶醛主要依赖于其极性和溶解性。传统提取方法包括：
1. 溶剂提取法：最常用的方法。通常使用水、甲醇、乙醇或不同比例的醇-水混合溶剂进行回流提取或超声辅助提取。由于原儿茶醛是水溶性成分，水提法较为经济环保，但提取物杂质较多。醇提法（如70%-95%乙醇）效率更高，选择性更好。
2. 现代分离纯化技术：粗提物经过滤、浓缩后，需进一步纯化以获得高纯度的原儿茶醛。常用技术包括：
* 大孔吸附树脂色谱：利用树脂对极性化合物的吸附和不同浓度醇溶液洗脱，可有效富集原儿茶醛。
* 硅胶柱色谱：传统但有效的分离方法，常用氯仿-甲醇或石油醚-乙酸乙酯等梯度洗脱系统。
* 制备型高效液相色谱（HPLC）：是获得高纯度单体化合物的最终和关键步骤，具有高分辨率和高效率的优点。
* 高速逆流色谱（HSCCC）：一种液-液分配色谱技术，无需固相载体，适用于热不稳定和易吸附损失的多酚类化合物的制备分离。

近年来，绿色提取技术如超临界流体萃取（SFE）、微波辅助提取（MAE）和加压液体萃取（PLE）也逐步应用于天然产物的提取，以提高效率、减少有机溶剂使用。

药理活性研究

大量体外和体内研究证实，原儿茶醛具有广泛的药理活性，其核心作用围绕抗氧化和抗炎展开，并延伸至多个系统。

1. 心血管保护作用：这是原儿茶醛研究最深入、最具前景的领域。研究表明，原儿茶醛能够：

   • 保护血管内皮功能：通过上调内皮型一氧化氮合酶（eNOS/NOS3）表达，促进一氧化氮（NO）生成，从而舒张血管、抑制血小板聚集和白细胞粘附。
   • 抑制动脉粥样硬化：通过强大的抗氧化作用，抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化；下调血管细胞粘附分子-1（VCAM1）和细胞间粘附分子-1（ICAM1）的表达，减少单核细胞向血管内膜的粘附和迁移；调节脂质代谢相关靶点。
   • 抗心肌缺血/再灌注损伤：减轻心肌细胞氧化应激和炎症反应，抑制细胞凋亡，缩小心肌梗死面积。
   • 抗血栓形成：可能通过影响血小板活化和聚集相关通路发挥作用。

2. 抗氧化与抗衰老作用：原儿茶醛的邻苯二酚结构是其强大抗氧化能力的化学基础。它能直接清除多种活性氧（ROS）和活性氮（RNS），激活细胞内源性抗氧化防御系统，如核因子E2相关因子2（Nrf2）通路，上调超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶的表达。在抗衰老研究中，它被证明能够延缓细胞复制性衰老，保护线粒体功能，并可能通过影响衰老相关信号通路（如SIRT1、AMPK）发挥作用。

3. 抗炎与免疫调节作用：原儿茶醛能显著抑制脂多糖（LPS）等刺激因子诱导的巨噬细胞中炎症介质（如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、一氧化氮）的过度产生。其抗炎机制涉及抑制核因子-κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）等关键炎症信号通路的激活。

4. 抗菌与抗病毒活性：研究显示，原儿茶醛对多种革兰氏阳性菌和阴性菌（如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌）具有抑制作用，其机制可能与破坏细菌细胞膜完整性、抑制生物膜形成有关。此外，也有报道称其对某些病毒（如流感病毒）具有一定的抑制活性。

5. 神经保护作用：得益于其良好的血脑屏障透过性，原儿茶醛在神经退行性疾病模型中显示出潜力。在阿尔茨海默病模型中，它能减少β-淀粉样蛋白诱导的神经毒性；在脑缺血模型中，它能减轻神经炎症和细胞凋亡，保护神经功能。

6. 其他活性：研究还提示原儿茶醛可能具有抗肿瘤（通过诱导凋亡、抑制转移）、抗糖尿病（改善胰岛素抵抗）、保肝等活性，但这些领域的研究尚待深入。

作用机制与分子靶点

原儿茶醛的多效性药理作用源于其对多个分子靶点和信号通路的调控。根据提供的靶点信息，结合现有文献，其核心作用机制可归纳如下：

1. 血管保护与抗动脉粥样硬化相关靶点：

   • 粘附分子（VCAM1， ICAM1， SELP）：原儿茶醛能显著抑制炎症细胞因子（如TNF-α）诱导的这些粘附分子在内皮细胞上的表达，从而阻断白细胞与血管内皮的粘附，这是动脉粥样硬化初始环节的关键步骤。
   • 一氧化氮合酶3（NOS3）：上调NOS3的表达和活性，增加具有血管舒张、抗炎和抗增殖作用的NO的生物利用度，是改善内皮功能的核心机制。
   • 过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARG）：PPARγ是核受体，参与调节脂质代谢、葡萄糖稳态和炎症。原儿茶醛可能作为PPARγ的调节剂，发挥抗炎和改善代谢的作用。
   • 蛋白激酶B（AKT1）：AKT是细胞存活通路（PI3K/Akt）的核心激酶。原儿茶醛可通过激活Akt信号，抑制内皮细胞凋亡和促进eNOS活化，从而保护血管内皮。

2. 心血管功能调节相关靶点：

   • 血管紧张素转换酶（ACE）：ACE是肾素-血管紧张素系统的关键酶，催化血管紧张素I转化为强效缩血管物质血管紧张素II。原儿茶醛可能具有ACE抑制活性，从而产生降压和心脏保护作用。
   • β2-肾上腺素能受体（ADRB2）：可能通过调节该受体影响血管舒缩功能和心脏节律。
   • 钾电压门控通道亚家族H成员2（KCNH2/hERG）：尽管成药性预测显示其无hERG抑制，但作为重要的心脏离子通道，是其心血管安全性需要持续关注的靶点。

3. 代谢调节靶点：

   • 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGCR）：这是胆固醇合成途径的限速酶。原儿茶醛可能通过影响HMGCR活性或表达，发挥调节血脂的作用。

4. 核心信号通路：

   • NF-κB通路：原儿茶醛通过抑制IκBα的降解和NF-κB p65亚基的核转位，广泛抑制下游炎症因子和粘附分子的表达，是其抗炎作用的主要机制。
   • Nrf2/ARE通路：原儿茶醛能促进Nrf2从细胞质向细胞核转移，激活抗氧化反应元件（ARE），驱动一系列Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶（如HO-1， NQO1）的表达，是其抗氧化应激的核心机制。
   • MAPK通路：可抑制p38， JNK和ERK的过度磷酸化，从而调控细胞增殖、分化、炎症和凋亡。

成药性评价与药代动力学

尽管原儿茶醛在药理活性上表现优异，但其能否成为成功的药物，还取决于其成药性，即“类药性”和药代动力学性质。

1. 吸收、分布、代谢、排泄（ADME）：

   • 吸收：作为小分子、中等LogP和一定水溶性的化合物，原儿茶醛预计在胃肠道有较好的被动扩散吸收。但其结构中的醛基和酚羟基可能使其在肠道内容易发生结合反应或被微生物代谢。
   • 分布：其较小的分子量和适度的亲脂性有利于其在体内分布。预测的高血脑屏障透过性是其显著优势，为中枢神经系统疾病的治疗提供了可能。
   • 代谢：原儿茶醛在体内代谢迅速且广泛。主要代谢途径包括：① 醛基氧化：在醛脱氢酶作用下转化为原儿茶酸（Protocatechuic acid），这是其主要代谢产物，且本身也具有生物活性；② 儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）介导的甲基化：酚羟基被甲基化，生成甲基化产物；③ 与葡萄糖醛酸或硫酸结合：形成水溶性更高的结合物，便于排泄。肝微粒体酶（如CYP450）也可能参与其代谢。
   • 排泄：代谢产物主要通过肾脏随尿液排出。

2. 成药性挑战与优化：

   • 化学稳定性：邻苯二酚结构易被空气氧化，尤其在碱性条件下，生成醌类物质。醛基也较为活泼。这给药物的储存、制剂制备带来了挑战。
   • 代谢过快：快速的代谢（特别是首过效应）可能导致口服生物利用度低，血药浓度难以维持。
   • 制剂策略：为克服上述问题，可采用的策略包括：① 结构修饰：对酚羟基或醛基进行保护（如制成前药），或合成活性更高、稳定性更好的衍生物；② 新型给药系统：开发纳米粒、脂质体、微球等载药系统，以提高稳定性、延缓释放、增强靶向性（如心血管或炎症部位靶向）；③ 联合用药：与代谢酶抑制剂（如COMT抑制剂）联用，或与其他活性成分（如丹参中其他成分）配伍，可能产生协同效应并改善药代动力学。

临床应用前景与展望

原儿茶醛的多元化生物活性，特别是其卓越的心血管保护、抗氧化和抗炎作用，为其在多种疾病的防治中展现了广阔的应用前景。

1. 主要应用方向：

   • 心脑血管疾病：作为预防和治疗动脉粥样硬化、高血压、心肌缺血、脑梗死等疾病的潜在药物或功能性成分。可开发为口服制剂（片剂、胶囊）或注射剂用于急性期治疗。
   • 神经退行性疾病：利用其穿透血脑屏障和神经保护的特性，开发用于阿尔茨海默病、帕金森病辅助治疗的药物或保健品。
   • 代谢性疾病：作为PPARγ调节剂，在糖尿病及其并发症（如糖尿病血管病变）的治疗中可能有应用价值。
   • 抗衰老与健康产品：其强大的抗氧化能力使其成为抗衰老化妆品、功能性食品和膳食补充剂的理想候选成分。
   • 抗炎辅助治疗：可用于慢性炎症相关疾病，如类风湿性关节炎、炎症性肠病的辅助治疗。

2. 未来研究展望：

   • 深入机制研究：利用蛋白质组学、代谢组学、化学蛋白质组学等技术，系统揭示其多靶点作用的网络机制，发现新的作用靶点。
   • 药代动力学优化：重点解决其口服生物利用度低和代谢快的问题。通过合理药物设计，合成一系列衍生物，系统评价其活性、稳定性和药代性质，寻找更优的候选药物。
   • 临床前与临床研究：目前研究大多停留在细胞和动物模型阶段。亟需开展系统的临床前安全性评价（长期毒性、生殖毒性等），并在此基础上推动规范的临床试验，验证其在人体中的有效性和安全性。
   • 新型制剂开发：结合纳米技术、靶向递送技术，开发能提高疗效、降低副作用的新型智能制剂。
   • 中西医结合研究：深入探讨原儿茶醛在丹参复方（如丹参-三七、丹参-川芎药对）中的作用地位和协同机制，为中药现代化和国际化提供科学依据。

结语

原儿茶醛作为一种源于丹参的天然多酚化合物，以其结构简单却活性广泛的特点吸引了药理学界的持续关注。从化学结构上看，其邻苯二酚和醛基是发挥生物活性的关键药效团。在药理作用上，它通过调控NOS3、NF-κB、Nrf2、PPARG等多个关键靶点和通路，在心血管保护、抗氧化、抗炎等领域展现出核心价值。尽管在成药性上面临代谢快、稳定性等挑战，但其良好的血脑屏障透过性和初步的安全性预测为其开发奠定了积极基础。未来，通过深入的机制探索、理性的结构修饰、创新的制剂技术以及严格的临床验证，原儿茶醛有望从一种有潜力的天然活性分子，成功转化为用于防治心脑血管疾病、神经退行性疾病等重要人类疾病的创新药物或关键功能性成分，充分体现天然产物在现代药物研发中的不朽价值。