3-O-对香豆酰基奎宁酸

产品名称: 3-O-对香豆酰基奎宁酸
英文名: 3-O-p-Coumaroylquinic acid
中文别名:
英文别名: 5-Coumaroylquinic acid; 5-O-(E)-p-Coumaroylquinic acid
Cas 号: 5746-55-4
产品编码:BP4606
分子式: C₁₆H₁₈O₈
分子量: 338.312
来源:
化合物类型: 苯丙素类(Phenylpropanoids)

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。

可以满足克级以上大量需求，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，标准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

在天然产物化学与药理学研究领域，植物来源的酚酸类化合物因其广泛的生物活性和较低的毒性而备受关注。其中，羟基肉桂酰奎宁酸类化合物是一类重要的次级代谢产物，广泛分布于多种药用植物和食用植物中。3-O-对香豆酰基奎宁酸（3-O-p-Coumaroylquinic acid, 3-pCoQA，CAS号：5746-55-4）作为该类化合物的典型代表，是由对香豆酸（4-香豆酸）的羧基与奎宁酸（通常为(-)-奎尼酸）的3位羟基酯化缩合而成。它不仅是一种关键的植物代谢中间体，参与木质素和类黄酮的生物合成途径，更因其在多种体外和体内模型中展现出的显著药理活性，特别是抗病毒潜力，而成为药物研发的先导化合物。

近年来，随着全球新发突发病毒性传染病的频发，从天然产物中寻找高效低毒的抗病毒药物已成为研究热点。传统中药及民间草药在抗病毒感染治疗中积累了丰富的经验，其物质基础往往与类似3-pCoQA的酚酸成分密切相关。本文旨在系统综述3-O-对香豆酰基奎宁酸的化学特性、植物来源、药理活性，特别是其抗病毒作用及其潜在分子靶点，并结合其成药性参数，综合评价其作为抗病毒药物先导化合物的开发前景，以期为该化合物的深入研究和应用提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

3-O-对香豆酰基奎宁酸是一种典型的肉桂酸酯类化合物，其化学结构由两部分组成：一是环状的奎宁酸（一种环己烷多元醇羧酸），二是线性的对香豆酰基（4-羟基肉桂酰基）。具体而言，对香豆酸的羧基与(-)-奎宁酸环上第3位的羟基通过酯键共价连接，形成酯类结构。其分子式为C16H18O8，分子量为338.3120 g/mol。

该化合物的理化性质与其结构密切相关。其计算脂水分配系数（LogP）约为-0.1092，表明该分子具有亲水性，倾向于分配在水相中。这与其实测的水溶性数据（约3.7343 mg/mL）相符，显示出良好的水溶性，有利于其在生物体内的溶解和分布。拓扑极性表面积（TPSA）高达144.5200 Ų，反映了分子中存在多个氢键供体和受体（如羟基、羧基和酯基），这进一步解释了其亲水特性以及较强的分子间相互作用潜力。

在立体化学方面，奎宁酸部分通常以(-)-对映体形式存在，其环上的多个手性中心决定了分子的空间构象，这可能影响其与生物靶点的识别与结合。对香豆酰基部分则包含一个苯环、一个丙烯酸双键，其4-位羟基可参与氢键形成或发生甲基化、糖基化等修饰。这种刚性与柔性相结合的结构特征，使得3-pCoQA能够以多种方式与蛋白质等生物大分子发生相互作用。

植物来源与提取方法

3-O-对香豆酰基奎宁酸在植物界中分布广泛，尤其在双子叶植物中含量较为丰富。它是植物苯丙烷代谢途径的关键中间体之一，常见于以下科属植物：
1. 菊科植物：如咖啡（Coffea spp.）的叶片和果实（咖啡豆）是其主要来源之一，也是绿原酸类化合物的组成单元。
2. 蔷薇科植物：常见于苹果、梨、桃、李等蔷薇科果实的果皮和果肉中，与果实风味、色泽及抗逆性相关。
3. 茄科植物：在烟草、马铃薯等植物中亦有发现。
4. 药用植物：在许多传统药用植物中，如金银花、菊花、蒲公英等，均检测到该类成分的存在，常被认为是其清热、解毒、抗炎药效的物质基础之一。

从植物材料中提取3-pCoQA通常采用溶剂提取法。由于其极性较大，常用含水有机溶剂进行提取，如甲醇-水、乙醇-水或丙酮-水体系。为了提高提取效率和选择性，现代提取技术也得到应用：
* 常规方法：冷浸、热回流、索氏提取。
* 辅助技术：超声波辅助提取和微波辅助提取能有效破坏植物细胞壁，缩短提取时间，提高得率。
* 绿色技术：加压液体萃取在适宜温度和压力下进行，效率高且溶剂用量少。

提取后的粗提物需经过进一步的分离纯化才能获得高纯度的3-pCoQA。常采用的技术包括：
1. 液-液萃取：利用其在乙酸乙酯、正丁醇等有机溶剂与水之间的分配差异进行初步富集。
2. 柱层析：是核心纯化步骤，常使用大孔吸附树脂、硅胶、聚酰胺或反相硅胶（如C18）作为固定相，以不同比例的甲醇-水或乙腈-水（常加入少量甲酸或乙酸调节pH）进行梯度洗脱。
3. 制备型高效液相色谱：对于最终的精制，制备型HPLC（通常使用反相C18柱）是最有效的手段，能够获得色谱纯度的单体化合物用于活性研究和标准品制备。
4. 鉴定：化合物的结构鉴定主要依靠质谱（MS，特别是高分辨质谱HR-MS用于确定分子式）、核磁共振谱（NMR，包括1H NMR、13C NMR及2D NMR如COSY、HSQC、HMBC等用于确定连接方式和立体构型）以及紫外光谱（UV，对香豆酰基在~310 nm有特征吸收）等波谱学技术联用。

药理活性研究

大量研究表明，3-O-对香豆酰基奎宁酸具有多样化的药理活性，其中以抗病毒活性最为突出，此外还包括抗氧化、抗炎、神经保护等作用。

1. 抗病毒活性
这是3-pCoQA最受关注的药理活性。研究显示其对多种病毒表现出抑制效果：
* 疱疹病毒：对单纯疱疹病毒1型（HSV-1）和2型（HSV-2）有显著抑制作用。其作用可能涉及干扰病毒吸附、侵入或细胞内复制等多个环节。相关靶点研究提示可能与病毒蛋白如UL42（DNA聚合酶辅助亚基）、UL54（ICP27，即感染细胞蛋白27，重要的转录后调节因子）、TK（胸苷激酶）以及病毒糖蛋白gD（参与病毒进入）的相互作用有关。
* 人类免疫缺陷病毒（HIV）：作为艾滋病病原体，HIV是抗病毒研究的重要靶标。3-pCoQA被报道能够抑制HIV-1的复制。其潜在作用机制可能包括：作为CCR5或CXCR4（HIV入侵宿主细胞的关键辅助受体）的拮抗剂，阻断病毒与细胞的融合；抑制HIV-1蛋白酶（HIV1-PR）的活性，影响病毒多聚蛋白的加工成熟；或干扰病毒整合酶（INT）的功能，阻止病毒DNA整合入宿主基因组。
* 其他病毒：亦有研究提示其对流感病毒、乙型肝炎病毒等可能具有一定的抑制潜力，但具体机制尚需深入探索。

2. 抗氧化活性
3-pCoQA分子中的酚羟基结构使其能够有效清除自由基，如DPPH自由基、ABTS自由基阳离子、超氧阴离子和羟基自由基。其抗氧化机制包括直接提供氢原子或电子中和自由基，以及螯合金属离子（如Fe2+、Cu2+）以阻止芬顿反应。这种抗氧化能力是其抗炎、抗衰老和预防氧化应激相关疾病（如心血管疾病、神经退行性疾病）的基础。

3. 抗炎活性
在脂多糖（LPS）等诱导的巨噬细胞炎症模型中，3-pCoQA能够下调一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及促炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的产生。其抗炎作用与抑制核因子-κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等炎症信号通路的激活密切相关。

4. 神经保护活性
在氧化应激或β-淀粉样蛋白诱导的神经元损伤模型中，3-pCoQA表现出保护作用，能提高细胞存活率，减少凋亡。其神经保护作用与其抗氧化、抗炎特性，以及可能调节神经递质代谢和神经营养因子表达有关。

5. 其他活性
部分研究还报道了3-pCoQA具有潜在的抗菌、抗肿瘤（通过诱导凋亡、抑制增殖等）、改善胰岛素抵抗等生物活性，展现了其多方面的药用价值。

作用机制与分子靶点

3-O-对香豆酰基奎宁酸的多重药理活性源于其与多种生物分子靶点的相互作用。基于现有研究，其作用机制可归纳如下：

1. 抗病毒作用机制与靶点
其抗病毒作用具有多靶点特征：
* 针对病毒进入阶段：可能通过分子中的酚羟基和芳香环结构与宿主细胞表面的趋化因子受体CCR5或CXCR4结合，空间位阻阻碍HIV gp120蛋白与受体的结合，从而抑制病毒与细胞的融合。对于疱疹病毒，可能干扰病毒囊膜糖蛋白gD与宿主受体的识别。
* 针对病毒酶系统：
* HIV-1蛋白酶（HIV1-PR）：3-pCoQA可能模拟天然底物的结构，竞争性结合到HIV-1蛋白酶的活性中心，抑制其对Gag和Gag-Pol多聚蛋白的切割，导致产生不成熟、无感染性的病毒颗粒。
* HIV整合酶（INT）：可能螯合整合酶活性中心必需的Mg2+离子，或直接与催化核心区域结合，抑制病毒cDNA整合入宿主染色体。
* 病毒DNA聚合酶相关蛋白：如HSV的UL42蛋白，作为DNA聚合酶的辅助亚基，3-pCoQA可能干扰其与聚合酶或DNA的相互作用，抑制病毒DNA复制。
* 病毒调节蛋白：如HSV的ICP27（UL54），参与mRNA的加工和转运，3-pCoQA可能影响其功能，扰乱病毒基因表达。
* 针对宿主因子：髓过氧化物酶（MPO）是中性粒细胞产生次氯酸等强氧化剂的关键酶，在炎症和某些病毒感染中过度激活。3-pCoQA可能通过抑制MPO活性，减轻感染相关的组织氧化损伤和炎症反应，间接发挥抗病毒和器官保护作用。

2. 抗氧化与抗炎作用机制
* 直接抗氧化：作为氢供体，直接淬灭各类活性氧/氮物种。
* 调节信号通路：
* NF-κB通路：抑制IκB激酶（IKK）的激活，阻止IκB降解和NF-κB核转位，从而下调炎症介质基因表达。
* MAPK通路：抑制p38、JNK和ERK的磷酸化，减少促炎因子产生。
* Nrf2/ARE通路：可能激活该通路，上调血红素氧合酶-1（HO-1）、醌氧化还原酶-1（NQO1）等II相解毒酶和抗氧化蛋白的表达，增强细胞防御能力。

3. 神经保护作用机制
除了通过上述抗氧化和抗炎途径外，还可能涉及抑制乙酰胆碱酯酶活性、调节谷氨酸兴奋毒性、抑制小胶质细胞过度活化以及促进脑源性神经营养因子（BDNF）表达等。

成药性评价与药代动力学

根据提供的成药性参数，结合相关酚酸类化合物的研究，可以对3-pCoQA的成药性进行初步评价：

1. 理化与药学性质
* 溶解性与渗透性：较高的水溶性（3.7343 mg/mL）和较低的LogP值（-0.1092）表明其属于生物药剂学分类系统（BCS）中的III类（高溶低渗）或可能I类（高溶高渗）化合物。这有利于其在水性介质中的制剂开发和在胃肠道的溶解吸收。但其较大的TPSA可能限制其被动跨膜扩散能力。
* 血脑屏障透过性：预测为“低”，这与多数极性较大的酚酸类化合物特性一致。对于中枢神经系统（CNS）病毒感染的治疗，这可能是一个挑战，需要通过结构修饰或使用递药系统来改善其入脑能力。
* 安全性初步评估：hERG抑制性预测为“否”，提示其引起心脏QT间期延长的潜在风险较低，心血管安全性较好。Ames试验预测结果为0.0，表明其可能无致突变性，遗传毒性风险低。这些是药物开发早期重要的安全性利好信号。

2. 药代动力学特征
尽管关于3-pCoQA本身的详细药代动力学研究报道有限，但可以参考其结构类似物（如绿原酸）的研究进行推测：
* 吸收：口服后，可能在胃和小肠上部被部分吸收。酯键可能被肠道酯酶或微生物酶部分水解，生成奎宁酸和对香豆酸，后者可被迅速吸收。原型药物及水解产物的吸收程度和速率受多种因素影响。
* 分布：吸收后广泛分布于全身各组织，但由于极性较大，主要分布在血液和亲水组织腔室中，进入脂肪组织和穿越血脑屏障的量有限。血浆蛋白结合率可能中等。
* 代谢：是其主要消除途径。除可能的酯键水解外，在肝脏和肠道中可能经历广泛的II相结合反应，如葡萄糖醛酸结合、硫酸化以及甲基化（特别是对香豆酸部分的酚羟基），生成多种代谢产物。
* 排泄：原型药物及其代谢产物主要经肾脏随尿液排泄，部分也可通过胆汁进入肠道随粪便排出。总体消除半衰期可能较短。

3. 成药性挑战与优化方向
* 挑战：口服生物利用度可能较低（首过效应和肠道水解）、血脑屏障穿透性差、体内代谢快、半衰期短。
* 优化策略：
* 结构修饰：通过对酚羟基进行烷基化、糖基化或制备前药（如酯类前药）来增加脂溶性，改善膜渗透性和代谢稳定性。
* 制剂技术：采用纳米晶、脂质体、固体分散体、环糊精包合物等剂型技术提高其溶解度和口服吸收。对于CNS靶向，可开发纳米递药系统（如脑靶向脂质体、聚合物纳米粒）。
* 给药途径：考虑开发注射剂（如静脉注射用于急性重症病毒感染）或局部给药制剂（如皮肤用凝胶治疗HSV感染）。

临床应用前景与展望

3-O-对香豆酰基奎宁酸作为一种多靶点、多活性的天然产物，其临床应用前景广阔，但也面临诸多挑战。

1. 潜在临床应用方向
* 抗病毒治疗：是最具潜力的方向。可考虑开发为：
* 广谱抗病毒辅助药物：尤其适用于HSV引起的皮肤黏膜感染（如口唇疱疹、生殖器疱疹）的局部治疗制剂。
* 抗HIV联合疗法组分：鉴于其可能作用于HIV进入和酶系等多个环节，或可与其他抗逆转录病毒药物联用，以增强疗效、减少耐药。需要深入研究其与现有药物的相互作用。
* 应对新发病毒性疾病的候选分子：其多靶点特性可能对某些新发病毒有效，可作为备选先导化合物进行筛选和优化。
* 炎症相关疾病：用于治疗慢性低度炎症相关的疾病，如代谢综合征、动脉粥样硬化、神经炎症等，作为抗氧化抗炎的膳食补充剂或植物药成分。
* 神经退行性疾病辅助治疗：基于其神经保护活性，可能对阿尔茨海默病、帕金森病等疾病的预防和辅助治疗有潜在价值。

2. 未来研究展望
* 深入机制研究：利用分子对接、表面等离子共振、等温滴定量热等技术，精确验证其与MPO、CCR5/CXCR4、HIV1-PR、INT等靶点的直接结合作用及结合模式。开展基于组学技术的系统药理学研究，全面揭示其作用网络。
* 系统药代动力学研究：在动物模型（啮齿类、非人灵长类）中全面评估其绝对生物利用度、组织分布、代谢谱和排泄途径，明确其主要的活性形式（原型或代谢物）。
* 临床前有效性及安全性评价：在合适的病毒感染动物模型（如HSV感染小鼠模型、人源化小鼠HIV模型）中验证其体内抗病毒疗效。完成系统的毒理学研究，包括急毒、长毒、生殖毒性等。
* 结构优化与药物设计：以3-pCoQA为母核，进行系统的构效关系研究，通过理性设计合成一系列衍生物，旨在提高其抗病毒活性、选择性和成药性（如代谢稳定性、BBB通透性）。
* 探索联合用药：研究其与现有临床抗病毒药物的协同作用，寻找增效减毒的联合方案。

结语

3-O-对香豆酰基奎宁酸是自然界赋予我们的一种结构独特、活性多样的酚酸类化合物。从化学结构上看，它是连接植物初级代谢与苯丙烷类次级代谢的桥梁；从药理作用上看，它尤其展现出令人瞩目的多靶点抗病毒潜力，并兼具抗氧化、抗炎等多重有益活性。尽管其在成药性方面存在如口服生物利用度、血脑屏障透过性等方面的挑战，但现代药物化学和药剂学技术为这些问题的解决提供了可能。

当前的研究已为其应用奠定了良好的基础，但将其真正开发成为临床可用的药物或治疗剂，仍需要药理学、药物化学、药剂学及临床医学等多学科的深入协作与不懈努力。随着对其作用机制更精准的解析、药代动力学行为的更全面掌握，以及通过理性药物设计对其结构的优化，3-O-对香豆酰基奎宁酸及其衍生物有望在未来抗病毒药物、抗炎药物乃至神经保护药物的研发领域中占据一席之地，为人类健康事业贡献其独特的价值。对这类天然产物的持续探索，也充分体现了从传统药用植物资源中挖掘现代药物先导化合物的巨大潜力和重要意义。