产品名称: 1-咖啡酰基奎宁酸
英文名: 1-O-Caffeoylquinic acid
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 1241-87-8
产品编码:BPF9121
分子式: C₁₆H₁₈O₉
分子量: 354.311
来源:
物理性状:
化合物类型: 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。
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1-咖啡酰基奎宁酸的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

1-咖啡酰奎宁酸：天然多酚化合物的药理活性与成药性研究进展

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类健康维护和疾病治疗中扮演着不可替代的角色。在众多天然多酚类化合物中，咖啡酰奎宁酸类化合物因其广泛的生物活性和潜在的药用价值而备受关注。1-咖啡酰奎宁酸（1-O-Caffeoylquinic acid，CAS号：1241-87-8）作为咖啡酰奎宁酸家族的重要成员，是由反式咖啡酸的羧基与(-)-奎宁酸的1-羟基通过酯化反应缩合而成的咖啡酸烷基酯。这一结构特征使其兼具咖啡酸和奎宁酸的生物学特性，展现出独特的药理活性谱系。

1-咖啡酰奎宁酸在自然界中广泛分布于多种植物中，尤其在茶树（Camellia sinensis）中含量丰富，被认为是茶树的重要次生代谢产物之一。近年来，随着对天然产物研究的不断深入，1-咖啡酰奎宁酸的多种药理活性被逐步揭示，包括抗氧化、抗肿瘤、抗炎等作用，其中作为核因子κB（NF-κB）抑制剂的特性尤为引人注目。这些发现为开发基于1-咖啡酰奎宁酸的创新药物提供了坚实的科学基础。

本文将从化学结构与理化性质、植物来源与提取方法、药理活性研究、作用机制与分子靶点、成药性评价与药代动力学、临床应用前景等方面，系统综述1-咖啡酰奎宁酸的研究进展，以期为该化合物的深入研究和开发利用提供参考。

化学结构与理化性质

化学结构特征

1-咖啡酰奎宁酸的化学结构由两个核心单元构成：咖啡酸部分和奎宁酸部分。咖啡酸（3,4-二羟基肉桂酸）是一种典型的羟基肉桂酸，其分子中含有邻二酚羟基结构和α,β-不饱和羧酸基团。奎宁酸（1,3,4,5-四羟基环己烷-1-羧酸）则是一种环己烷多元酸，具有四个羟基和一个羧基。在1-咖啡酰奎宁酸分子中，咖啡酸的羧基与奎宁酸的1-位羟基通过酯键连接，形成咖啡酸烷基酯结构。

从立体化学角度看，1-咖啡酰奎宁酸中的奎宁酸部分保持(-)-奎宁酸的构型，而咖啡酸部分则采用反式构型。这种特定的连接方式和立体构型决定了该化合物的生物学活性。值得注意的是，咖啡酰奎宁酸类化合物存在多种位置异构体，如3-O-咖啡酰奎宁酸（绿原酸）、4-O-咖啡酰奎宁酸、5-O-咖啡酰奎宁酸等，不同位置取代的异构体在生物活性上存在显著差异。

理化性质参数

1-咖啡酰奎宁酸的分子式为C16H18O9，分子量为354.3110 g/mol。其理化性质参数如下：脂水分配系数（LogP）为-0.2592，表明该化合物具有较好的水溶性；极性表面积（TPSA）为164.7500 Ų，反映了分子中含有多个极性基团；水溶性参数为5.4074，进一步证实其良好的水溶性特征。

在稳定性方面，1-咖啡酰奎宁酸对光、热和碱性环境较为敏感，容易发生降解或异构化反应。其分子中的酯键在酸性条件下相对稳定，但在碱性条件下容易水解。此外，邻二酚羟基结构使其易于氧化，特别是在金属离子存在或碱性条件下。这些理化性质特征对于该化合物的提取、纯化、制剂开发以及体内药代动力学行为具有重要影响。

植物来源与提取方法

主要植物来源

1-咖啡酰奎宁酸在自然界中分布广泛，主要存在于高等植物中。其最著名的来源是茶树（Camellia sinensis），作为茶树的重要次生代谢产物，在茶叶中含量丰富。研究表明，1-咖啡酰奎宁酸在绿茶、乌龙茶和红茶中均有检出，其含量受茶树品种、生长环境、采摘季节和加工工艺等因素影响。

除茶树外，1-咖啡酰奎宁酸还存在于多种药用植物和食用植物中。例如，在菊科植物（如紫锥菊Echinacea purpurea、洋甘菊Matricaria chamomilla）、茜草科植物（如咖啡Coffea arabica）、茄科植物（如枸杞Lycium barbarum）以及多种水果（如苹果、蓝莓）中均有发现。不同植物来源中1-咖啡酰奎宁酸的含量差异较大，通常为干重的0.01%-0.5%之间。

提取方法

1-咖啡酰奎宁酸的提取方法主要包括溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法和超临界流体萃取法等。

溶剂提取法是最常用的传统方法，通常采用水、乙醇、甲醇或其混合溶剂作为提取介质。由于1-咖啡酰奎宁酸具有较好的水溶性和醇溶性，乙醇-水混合体系（通常为50%-80%乙醇）可获得较高的提取效率。提取条件如温度、时间、料液比和pH值对提取效果有显著影响。研究表明，在60-80℃、pH 3-5的条件下提取2-3小时，可获得较好的提取效果。

超声波辅助提取法利用超声波的空化效应和机械效应，可显著提高提取效率和缩短提取时间。与传统溶剂提取相比，超声波辅助提取可在较低温度下进行，有利于保护热敏性成分。优化的超声波提取条件通常包括：超声功率200-500W，频率20-40kHz，提取时间15-30分钟。

微波辅助提取法利用微波的穿透性和选择性加热特性，可实现快速、高效的提取。该方法特别适用于极性化合物的提取，但需注意控制微波功率和提取时间，避免局部过热导致化合物降解。

超临界流体萃取法以超临界CO2为萃取介质，具有绿色、环保、选择性高等优点。由于1-咖啡酰奎宁酸极性较高，通常需要添加乙醇等夹带剂以提高萃取效率。该方法在实验室研究中应用较多，但工业化应用仍面临成本较高的挑战。

纯化方法

提取后的粗提物通常需要进一步纯化以获得高纯度的1-咖啡酰奎宁酸。常用的纯化方法包括柱色谱法（如硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、大孔吸附树脂色谱）、高效液相色谱法（HPLC）和高速逆流色谱法等。其中，大孔吸附树脂色谱因其处理量大、成本低、可重复使用等优点，在工业化生产中应用广泛。常用的树脂类型包括HPD-100、AB-8、D101等，通过梯度洗脱可实现1-咖啡酰奎宁酸的有效富集。

药理活性研究

抗氧化活性

1-咖啡酰奎宁酸的抗氧化活性是其最为显著和广泛研究的药理作用之一。该化合物分子中的邻二酚羟基结构是其发挥抗氧化活性的关键药效团。研究表明，1-咖啡酰奎宁酸可通过多种机制发挥抗氧化作用：

首先，1-咖啡酰奎宁酸能够直接清除自由基，包括羟基自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（O2·-）、过氧自由基（ROO·）和DPPH自由基等。其清除自由基的能力与分子中酚羟基的数量和位置密切相关。邻二酚羟基结构能够通过氢原子转移（HAT）或单电子转移（SET）机制与自由基反应，生成相对稳定的酚氧自由基，从而终止自由基链式反应。

其次，1-咖啡酰奎宁酸能够螯合过渡金属离子（如Fe2+、Cu2+），抑制Fenton反应和Haber-Weiss反应，减少羟基自由基的生成。这一机制在铁过载相关疾病的防治中具有潜在应用价值。

此外，1-咖啡酰奎宁酸还能够增强机体内源性抗氧化防御系统。研究表明，该化合物可上调多种抗氧化酶的表达和活性，包括超氧化物歧化酶（SOD1、SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）和血红素加氧酶-1（HMOX1）等。这些效应部分通过激活核因子E2相关因子2（NFE2L2/NRF2）信号通路实现。

抗肿瘤活性

1-咖啡酰奎宁酸的抗肿瘤活性已得到多项研究的证实。体外实验表明，该化合物对多种肿瘤细胞系具有增殖抑制作用，包括肝癌细胞（HepG2）、乳腺癌细胞（MCF-7）、结肠癌细胞（HT-29）、肺癌细胞（A549）和黑色素瘤细胞等。

1-咖啡酰奎宁酸抗肿瘤作用的机制涉及多个方面：诱导细胞周期阻滞（主要阻滞于G0/G1期或G2/M期）、诱导细胞凋亡（通过线粒体途径和死亡受体途径）、抑制细胞迁移和侵袭、抑制血管生成等。值得注意的是，1-咖啡酰奎宁酸对正常细胞的毒性较低，表现出一定的选择性抗肿瘤活性，这为其作为抗肿瘤候选药物提供了安全性基础。

抗炎活性

1-咖啡酰奎宁酸作为NF-κB抑制剂，具有显著的抗炎活性。NF-κB是一种关键的转录因子，调控多种炎症相关基因的表达，包括细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）、趋化因子、黏附分子和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）等。1-咖啡酰奎宁酸可通过抑制IκB激酶（IKK）的活性，阻止IκBα的磷酸化和降解，从而抑制NF-κB的核转位和转录活性。

此外，1-咖啡酰奎宁酸还可通过抑制丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路（包括ERK、JNK和p38）发挥抗炎作用。该化合物能够降低脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞中一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）的产生，抑制iNOS和环氧化酶-2（COX-2）的表达。

其他药理活性

除上述主要活性外，1-咖啡酰奎宁酸还表现出其他多种药理作用，包括：

• 神经保护作用：通过抗氧化和抗炎机制，保护神经元免受氧化应激和神经炎症损伤，在阿尔茨海默病和帕金森病模型中显示出保护效应。
• 心血管保护作用：改善血管内皮功能，抑制血管平滑肌细胞增殖，降低血压和血脂水平。
• 保肝作用：减轻化学性肝损伤，抑制肝星状细胞活化，改善肝纤维化。
• 抗菌活性：对多种细菌和真菌具有抑制作用，包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌等。
• 抗糖尿病作用：抑制α-葡萄糖苷酶活性，改善胰岛素抵抗，降低血糖水平。

作用机制与分子靶点

抗氧化相关靶点

1-咖啡酰奎宁酸的抗氧化作用涉及多个分子靶点，其中NRF2信号通路是最为关键的调控机制。NRF2（由NFE2L2基因编码）是一种碱性亮氨酸拉链转录因子，是细胞抗氧化防御的主调控因子。在正常生理条件下，NRF2与Kelch样ECH相关蛋白1（KEAP1）结合，处于非活性状态。当细胞受到氧化应激或亲电试剂刺激时，NRF2从KEAP1释放并转位至细胞核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动下游抗氧化基因的转录。

研究表明，1-咖啡酰奎宁酸可通过修饰KEAP1的半胱氨酸残基，促进NRF2的核转位和转录活性，从而上调多种抗氧化酶的表达，包括SOD1、SOD2、CAT、GPX1和HMOX1等。这些酶协同作用，共同维持细胞的氧化还原平衡。

此外，1-咖啡酰奎宁酸还可直接作用于酪氨酸酶（TYR）和基质金属蛋白酶（MMP1、MMP3），抑制其活性。TYR是黑色素合成的关键酶，MMP1和MMP3参与细胞外基质的降解，这些靶点的调控使1-咖啡酰奎宁酸在皮肤美白和抗衰老方面具有潜在应用价值。

抗肿瘤相关靶点

1-咖啡酰奎宁酸的抗肿瘤作用涉及多个信号通路和分子靶点。除NRF2外，NF-κB信号通路在其抗肿瘤机制中发挥重要作用。NF-κB的持续激活与多种肿瘤的发生、发展和耐药性密切相关。1-咖啡酰奎宁酸通过抑制NF-κB活性，下调其靶基因的表达，包括抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL、Survivin）、细胞周期调节蛋白（如Cyclin D1）和血管生成因子（如VEGF）等。

此外，1-咖啡酰奎宁酸还可通过调控PI3K/Akt/mTOR信号通路、Wnt/β-catenin信号通路和p53信号通路发挥抗肿瘤作用。这些信号通路的交叉调控构成了1-咖啡酰奎宁酸抗肿瘤作用的分子网络基础。

抗炎相关靶点

1-咖啡酰奎宁酸的抗炎作用主要通过抑制NF-κB和MAPK信号通路实现。具体而言，该化合物可抑制Toll样受体4（TLR4）介导的信号转导，减少下游炎症因子的产生。此外，1-咖啡酰奎宁酸还可通过激活NRF2信号通路，诱导HMOX1等抗炎蛋白的表达，形成抗炎-抗氧化协同效应。

成药性评价与药代动力学

成药性参数分析

基于药物化学和计算药理学方法，对1-咖啡酰奎宁酸的成药性进行系统评价。根据Lipinski的“五规则”（Rule of Five），该化合物的分子量（354.31 Da）小于500 Da，氢键供体数（6个酚羟基和羧基）大于5，氢键受体数（9个氧原子）大于10，LogP值（-0.26）小于5。虽然氢键供体和受体数超出“五规则”的范围，但考虑到天然产物的特殊性，这一偏差在可接受范围内。

1-咖啡酰奎宁酸的TPSA为164.75 Ų，远高于60 Ų的阈值，提示该化合物的口服生物利用度可能较低。水溶性参数为5.41，表明其具有良好的水溶性，有利于制剂开发。血脑屏障穿透性评价为低，提示该化合物在中枢神经系统疾病治疗中的应用可能受限。

安全性评价

Ames试验结果为0.0，表明1-咖啡酰奎宁酸无致突变性。hERG抑制评价为阴性，提示其心脏毒性风险较低。这些安全性数据为该化合物的进一步开发提供了有利条件。然而，仍需进行系统的毒理学研究，包括急性毒性、亚慢性毒性、生殖毒性和致癌性等，以全面评估其安全性。

药代动力学特征

1-咖啡酰奎宁酸的药代动力学研究尚不充分，现有数据主要来自动物实验和体外模型。口服给药后，该化合物在胃肠道中的吸收较差，生物利用度较低。这与其较高的极性和分子量有关。研究表明，1-咖啡酰奎宁酸在肠道中可被酯酶水解，生成咖啡酸和奎宁酸，这些代谢产物可能具有自身的药理活性。

在体内分布方面，1-咖啡酰奎宁酸主要分布于血液和肝脏等组织，由于血脑屏障穿透性低，脑组织中浓度较低。代谢途径主要包括酯键水解、甲基化、硫酸化和葡萄糖醛酸化等。排泄途径以尿液和胆汁为主。

为提高1-咖啡酰奎宁酸的生物利用度，研究者探索了多种策略，包括制备纳米制剂（如脂质体、纳米乳、聚合物纳米粒）、磷脂复合物、环糊精包合物等。这些制剂技术可显著改善该化合物的溶解性和膜通透性，提高口服生物利用度。

临床应用前景与展望

潜在应用领域

基于1-咖啡酰奎宁酸的多重药理活性，其在以下疾病领域具有潜在应用价值：

氧化应激相关疾病：包括心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病并发症和衰老相关疾病等。1-咖啡酰奎宁酸的强抗氧化活性使其成为这些疾病防治的候选化合物。

炎症性疾病：如类风湿关节炎、炎症性肠病、哮喘和慢性阻塞性肺疾病等。其作为NF-κB抑制剂，可有效抑制炎症反应。

肿瘤防治：作为天然抗肿瘤化合物，1-咖啡酰奎宁酸可用于肿瘤的化学预防和辅助治疗。其选择性抗肿瘤活性和低毒性特征使其具有开发为抗肿瘤药物的潜力。

皮肤保护：通过抑制TYR活性和抗氧化作用，1-咖啡酰奎宁酸可用于皮肤美白、抗衰老和光保护产品开发。

开发挑战与对策

尽管1-咖啡酰奎宁酸具有多种药理活性和良好的安全性，但其开发仍面临以下挑战：

生物利用度低：口服生物利用度低是限制其临床应用的主要障碍。解决策略包括开发新型给药系统（如纳米制剂、前药设计）和优化给药途径（如经皮给药、吸入给药）。

稳定性问题：该化合物对光、热和碱性环境敏感，在制剂开发和储存过程中需采取保护措施，如避光、低温、调节pH值和添加抗氧化剂等。

作用机制不明确：虽然已发现多个分子靶点，但1-咖啡酰奎宁酸的作用机制网络尚不完全清楚。需要结合系统药理学和网络药理学方法，深入阐明其多靶点作用机制。

缺乏临床研究：目前1-咖啡酰奎宁酸的研究主要停留在体外和动物实验水平，缺乏系统的临床研究。需要开展规范的临床试验，验证其有效性和安全性。

未来研究方向

未来1-咖啡酰奎宁酸的研究应重点关注以下方向：

1. 结构优化与构效关系研究：通过化学修饰和结构改造，提高其生物利用度和靶向性，探索构效关系规律。

2. 多靶点作用机制的系统研究：结合组学技术和系统生物学方法，全面解析其作用机制网络。

3. 新型制剂开发：开发具有高生物利用度和靶向性的新型制剂，如纳米脂质体、聚合物胶束和介孔二氧化硅纳米粒等。

4. 联合用药研究：探索1-咖啡酰奎宁酸与临床药物的联合应用，发挥协同增效作用。

5. 临床转化研究：开展规范的临床前和临床研究，推动其向临床应用转化。

结语

1-咖啡酰奎宁酸作为一种天然多酚化合物，以其独特的化学结构和广泛的药理活性引起了研究者的浓厚兴趣。从抗氧化、抗肿瘤到抗炎作用，该化合物展现出多方面的生物活性，其作用机制涉及NRF2、NF-κB等多个关键信号通路和分子靶点。良好的安全性特征和成药性参数为其进一步开发奠定了基础。

然而，1-咖啡酰奎宁酸的研究仍处于早期阶段，从实验室发现到临床应用之间还存在诸多挑战。低生物利用度、稳定性问题和作用机制的不完全明确是制约其发展的主要瓶颈。随着药物化学、药剂学、药理学和系统生物学等多学科的交叉融合，相信这些问题将逐步得到解决。

展望未来，1-咖啡酰奎宁酸有望在氧化应激相关疾病、炎症性疾病和肿瘤防治等领域发挥重要作用。通过结构优化、制剂创新和机制研究的深入，这一天然产物将可能转化为具有临床应用价值的创新药物，为人类健康事业做出贡献。