4'-羟基黄烷酮

产品名称: 4'-羟基黄烷酮
英文名: 4'-Hydroxyflavanone
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 6515-37-3
产品编码:BP4557
分子式: C₁₅H₁₂O₃
分子量: 240.258
来源:
化合物类型: 黄酮类(Flavonoids)

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。

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储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

黄烷酮类化合物是一类广泛存在于自然界的C6-C3-C6型黄酮类次生代谢产物，以其多样的生物活性而备受关注。4'-羟基黄烷酮（4'-Hydroxyflavanone， CAS号：6515-37-3）作为黄烷酮家族中的一员，是结构相对简单的单羟基黄烷酮。其分子结构在黄烷酮基本骨架上引入了关键的4'-位酚羟基，这一修饰不仅影响了其理化性质，更赋予其独特的化学反应活性和潜在的生物功能。尽管其知名度不及槲皮素、芹菜素等经典多酚黄酮，但近年来，随着天然产物研究的深入和现代药理学技术的发展，4'-羟基黄烷酮作为先导化合物或活性分子，在抗氧化、抗炎、抗肿瘤、神经保护及代谢性疾病干预等领域展现出令人瞩目的潜力。本文旨在系统综述4'-羟基黄烷酮的化学特性、天然来源、药理活性、作用机制及成药性，以期为该化合物的深入研究和未来开发提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

4'-羟基黄烷酮的化学名称为2,3-二氢-2-苯基-4H-1-苯并吡喃-4-酮-4'-醇，分子式为C15H12O3，分子量为240.2580。其核心结构是二氢黄酮，即C环的2、3位之间为单键，呈部分饱和状态，这使得分子具有一个手性中心（C-2位），通常以（±）外消旋体形式存在。其A环和B环通过一个饱和的三碳链（C环）相连。与母核黄烷酮相比，其B环的4'-位（对位）被一个羟基（-OH）取代，这是其最显著的结构特征。

这一结构决定了其基本的理化性质。计算和实验测得的脂水分配系数（LogP）约为2.63，表明该化合物具有适度的亲脂性，有利于跨膜转运和吸收。其拓扑极性表面积（TPSA）为46.53 Ų，相对较小，进一步支持了其良好的膜渗透性。水溶性数据（约0.12 mg/mL）显示其属于微溶至难溶化合物，这在一定程度上限制了其在水相体系中的直接应用，但可通过制剂学手段（如环糊精包合、纳米化、前药修饰等）进行改善。值得注意的是，其预测的血脑屏障（BBB）透过性为“高”，这暗示了其在治疗中枢神经系统疾病方面具有独特的优势，能够直接作用于脑部靶点。此外，初步的成药性预警参数显示，其对hERG钾通道无显著抑制（hERG抑制：否），且Ames试验结果为阴性（0.0），提示其潜在的致心律失常风险和遗传毒性较低，为后续的安全性评价奠定了良好基础。

植物来源与提取方法

4'-羟基黄烷酮并非广泛高含量存在的化合物，而是作为黄酮类代谢途径中的一个中间体或特定成分，分布于多种植物中。它常见于芸香科、豆科、菊科以及一些药用植物中。例如，在传统中药甘草（Glycyrrhiza spp.）的根茎、柑橘属（Citrus spp.）果皮及叶片、补骨脂（Psoralea corylifolia）的种子以及某些蜂胶的植物来源中均有检出或分离报道。在这些植物中，它常与其他黄酮类、香豆素类化合物共存。

其提取方法遵循天然产物化学的通用原则。溶剂提取法是最常用的初步富集手段，根据“相似相溶”原理，采用甲醇、乙醇、丙酮或其水溶液对干燥粉碎的植物材料进行浸提或回流提取。由于4'-羟基黄烷酮具有酚羟基，采用中等极性的溶剂（如70-80%乙醇）通常能获得较好的提取效率。随后，需要利用多种色谱技术进行分离纯化。硅胶柱色谱是常规方法，以不同比例的石油醚-乙酸乙酯或氯仿-甲醇梯度洗脱。制备型高效液相色谱（Prep-HPLC）则是获得高纯度单体的关键步骤，常使用反相C18柱，以甲醇-水或乙腈-水（含少量甲酸或乙酸调节pH）为流动相进行分离。现代技术如高速逆流色谱（HSCCC）因其无不可逆吸附、回收率高等优点，也适用于此类中等极性黄烷酮的制备。结构鉴定则依赖于核磁共振（1H NMR, 13C NMR）、质谱（MS, HR-MS）及紫外光谱（UV）等波谱学手段，其光谱特征（如UV谱中因B环4'-羟基取代产生的Band I吸收）对快速识别具有指示意义。

药理活性研究

大量体外和部分体内研究表明，4'-羟基黄烷酮具有多方面的生物活性。

1. 抗氧化活性： 作为酚类化合物，其4'-位羟基是提供氢原子或电子的活性位点，能有效清除自由基（如DPPH、ABTS⁺自由基、超氧阴离子等），并展现出金属离子螯合能力。其抗氧化效力虽不及多羟基黄酮，但结构简单，易于进行化学修饰以增强活性。

2. 抗炎作用： 在脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞（如RAW264.7）炎症模型中，4'-羟基黄烷酮能剂量依赖性地抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）的产生，并下调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的蛋白与mRNA表达。同时，它能抑制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IL-1β的释放。

3. 抗肿瘤活性： 研究显示，4'-羟基黄烷酮对多种癌细胞系（如乳腺癌MCF-7、肺癌A549、肝癌HepG2、结肠癌HT-29等）表现出生长抑制和促凋亡作用。其机制涉及诱导细胞周期阻滞（常在G1或G2/M期）、激活 caspase 级联反应、调节Bcl-2/Bax比例失衡、诱导线粒体膜电位下降等。此外，它还能抑制某些癌细胞的迁移和侵袭，提示其潜在的抗转移能力。

4. 神经保护作用： 得益于其良好的BBB透过性和抗氧化特性，4'-羟基黄烷酮在神经保护领域备受关注。在β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导、过氧化氢（H₂O₂）损伤或谷氨酸兴奋性毒性等细胞模型中，它能提高神经元存活率，减少乳酸脱氢酶（LDH）泄漏，缓解氧化应激和线粒体功能障碍。在阿尔茨海默病动物模型中，初步研究显示其能改善认知缺陷。

5. 代谢调节作用： 近年研究发现，4'-羟基黄烷酮对代谢紊乱有调节潜力。在胰岛素抵抗细胞模型或高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中，它能改善葡萄糖摄取，增强胰岛素敏感性，并调节脂质代谢相关基因的表达，展现出抗糖尿病和抗肥胖的前景。

6. 抗菌与抗病毒活性： 部分研究报道其具有一定的抗菌（如对金黄色葡萄球菌）和抗病毒（如对单纯疱疹病毒）活性，但其效力通常中等，机制有待深入探索。

作用机制与分子靶点

4'-羟基黄烷酮的多重药理效应源于其对细胞内多条信号通路的调控，其作用靶点具有多效性和网络化的特点。

1. 核因子κB（NF-κB）通路抑制： 这是其抗炎和部分抗肿瘤作用的核心机制之一。4'-羟基黄烷酮能抑制IκBα的磷酸化和降解，从而阻止NF-κB p65亚基的核转位，使其无法启动下游众多促炎因子、细胞存活因子和增殖相关基因的转录。

2. 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路调节： 它能调节MAPK家族成员（ERK, JNK, p38）的磷酸化水平。在不同细胞语境下，可能抑制ERK的过度激活（与增殖相关），或激活JNK/p38通路（与应激诱导的凋亡相关），从而实现对细胞命运的精确调控。

3. 核因子E2相关因子2/抗氧化反应元件（Nrf2/ARE）通路激活： 通过促进Nrf2从Keap1解离并易位至细胞核，4'-羟基黄烷酮能够上调一系列II相解毒酶和抗氧化蛋白（如HO-1, NQO1）的表达，这是其抗氧化和细胞保护作用的关键分子基础。

4. 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路干预： 该通路与细胞生存、增殖和代谢密切相关。4'-羟基黄烷酮可通过抑制Akt的异常磷酸化，阻断其下游促生存信号，诱导肿瘤细胞凋亡。同时，在代谢方面，它可能通过调节Akt介导的GLUT4转位来改善胰岛素抵抗。

5. 细胞周期与凋亡相关靶点： 它能够上调促凋亡蛋白（如Bax, Bad），下调抗凋亡蛋白（如Bcl-2, Bcl-xL），并激活caspase-3, -8, -9。同时，通过调控细胞周期蛋白（如cyclin D1, cyclin B1）和周期蛋白依赖性激酶抑制剂（如p21, p27），诱导细胞周期阻滞。

6. 表观遗传学靶点： 最新研究提示，黄酮类化合物可能影响组蛋白去乙酰化酶（HDACs）或DNA甲基转移酶（DNMTs）的活性。4'-羟基黄烷酮是否具有类似的表观遗传调控作用，是一个值得探索的新方向。

成药性评价与药代动力学

尽管4'-羟基黄烷酮显示出广泛的生物活性，但其从先导化合物发展为药物仍需系统的成药性评价。

吸收、分布、代谢、排泄（ADME）：
* 吸收： 其适中的LogP值和较小的TPSA预示其具有较好的口服吸收潜力，可能通过被动扩散穿过肠道上皮细胞。但其水溶性较差，可能是限制其生物利用度的主要因素。
* 分布： 预测的高BBB透过性是其显著优势，意味着药物能有效分布至中枢神经系统。其与血浆蛋白的结合率尚需实验数据，这将影响其游离血药浓度和分布容积。
* 代谢： 作为黄烷酮，其在体内主要经历II相结合反应，包括葡萄糖醛酸化和硫酸化，特别是在酚羟基位置。此外，肝脏细胞色素P450酶系（CYP450）可能参与其氧化代谢。代谢产物通常极性增大，易于排泄，但也可能导致活性丧失。研究其具体代谢酶亚型（如UGT, SULT, CYP同工酶）对预测药物相互作用至关重要。
* 排泄： 代谢产物主要经肾脏随尿液排出，原型药物也可能部分通过胆汁排泄。

成药性挑战与优化策略：
1. 水溶性与生物利用度： 低水溶性是首要挑战。可采用纳米晶体技术、脂质体、固体分散体或与环糊精形成包合物来提高其溶解度和溶出速率。
2. 代谢稳定性： 酚羟基是代谢的“软肋”。通过结构修饰，如将羟基甲基化、引入氟原子或将其制备成前药（如酯类前药，在体内水解释放原药），可以减缓结合代谢，延长半衰期。
3. 靶向性： 为提高疗效、降低全身副作用，可开发靶向递送系统，例如利用配体（如叶酸、肽段）修饰的纳米粒，将药物特异性递送至肿瘤或炎症部位。
4. 药代动力学研究： 亟需在啮齿类动物乃至更高级动物模型中开展系统的体内药代动力学研究，明确其绝对生物利用度、半衰期（t1/2）、血药浓度-时间曲线下面积（AUC）、清除率（CL）等关键参数。

临床应用前景与展望

4'-羟基黄烷酮的临床应用前景建立在其多靶点、多通路的作用特点之上，尤其在复杂性疾病治疗中可能具有优势。

潜在应用方向：
1. 神经退行性疾病辅助治疗： 针对阿尔茨海默病、帕金森病等，其抗氧化、抗炎及直接神经保护作用，结合良好的BBB穿透性，使其有望开发为口服神经保护剂或辅助治疗药物。
2. 代谢综合征相关疾病： 作为胰岛素增敏剂和脂质代谢调节剂，或可用于2型糖尿病、非酒精性脂肪肝的预防和早期干预，可能作为现有药物的补充或联合用药。
3. 癌症化学预防与辅助治疗： 其低毒性和多靶点抗肿瘤特性，使其在癌症化学预防（尤其对高风险人群）或与常规化疗/放疗联合应用以增敏减毒方面具有潜力。
4. 炎症相关性疾病： 如慢性关节炎、结肠炎等，其抗炎机制明确，可考虑开发为局部或系统性抗炎药物。

未来研究展望：
1. 深入机制探索： 利用化学蛋白质组学（如药物亲和力靶点稳定性筛选，DARTS）和网络药理学结合实验验证，系统发现其直接作用靶点，绘制更精确的“化合物-靶点-通路-疾病”网络。
2. 结构优化与构效关系（SAR）研究： 以其为母核，系统进行结构修饰（如A环、B环引入不同取代基，C环改造），系统研究SAR，旨在获得活性更强、代谢更稳定、选择性更高的衍生物。
3. 先进的递送系统开发： 结合纳米医学和生物材料，开发智能响应型（如pH响应、酶响应）递送系统，实现病灶部位的精准释药。
4. 临床前与临床研究： 完成系统的临床前安全性评价（急毒、长毒、生殖毒性等），并在此基础上，设计合理的临床试验方案，逐步推进其临床转化。

结语

4'-羟基黄烷酮作为一个结构清晰的天然黄烷酮分子，凭借其4'-位酚羟基赋予的化学特性，在抗氧化、抗炎、抗肿瘤、神经保护及代谢调节等多个药理学领域展现出扎实的活性基础。其作用机制涉及NF-κB、MAPK、Nrf2、PI3K/Akt等关键信号通路的调控，体现了天然产物多靶点作用的典型特征。尽管在成药性方面面临水溶性、代谢稳定性等挑战，但通过现代药物化学和药剂学手段的优化，这些障碍有望被克服。未来，通过跨学科深度融合，深入揭示其分子靶点网络，理性设计高效衍生物，并开发智能递送策略，4'-羟基黄烷酮及其衍生物有望从实验室走向临床，为治疗神经退行性疾病、代谢性疾病、癌症等重大人类健康问题提供新的候选药物或先导化合物，彰显天然产物在现代药物研发中的持续生命力。