产品名称: 3-O-咖啡酰莽草酸
英文名: 3-O-Caffeoylshikimic acid
中文别名:
英文别名: trans-3-O-Caffeoylshikimate
Cas 号: 180981-12-8
产品编码:BP2428
分子式: C16H16O8
分子量: 336.296
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℃
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天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的漫长斗争史中扮演着不可替代的角色。酚酸类化合物，作为植物次生代谢产物的重要组成部分，因其广泛存在的抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性而备受关注。在众多酚酸类化合物中，咖啡酰奎宁酸类（如绿原酸）及其结构类似物已被广泛研究。然而，其同系物——咖啡酰莽草酸类化合物，尤其是3-O-咖啡酰莽草酸（3-O-Caffeoylshikimic acid），近年来逐渐进入研究者的视野，展现出独特的药理学价值。
3-O-咖啡酰莽草酸，CAS号为180981-12-8，是一种由咖啡酸（Caffeic acid）与莽草酸（Shikimic acid）通过酯键连接而成的酚类化合物。莽草酸作为芳香族氨基酸生物合成途径中的关键中间体，其本身即具有重要的生物学意义，而咖啡酸则以其强大的抗氧化能力著称。二者的结合赋予了3-O-咖啡酰莽草酸独特的化学性质和潜在的多功能性。该化合物最初从蒲葵（Livistona chinensis）中分离得到，后续研究证实其在多种植物中亦有分布。
初步的药理学研究表明，3-O-咖啡酰莽草酸不仅是一种有效的抗氧化剂，更展现出显著的抗肿瘤活性。它能够抑制包括人肝癌细胞HepG2、人早幼粒白血病细胞HL-60、人慢性髓系白血病细胞K562以及人鼻咽癌细胞CNE-1在内的多种人类癌细胞的增殖，其半数抑制浓度（IC₅₀）范围在5至150 μM之间，显示出广谱的抗癌潜力。鉴于其明确的化学结构、可观的生物活性以及初步评估中显示出的良好成药性（如低毒性、无肝心毒性等），3-O-咖啡酰莽草酸正逐渐成为天然产物药理学研究中的一个热点分子。
本文旨在对3-O-咖啡酰莽草酸的研究现状进行系统性的综述，涵盖其化学结构与理化性质、植物来源与提取方法、药理活性、作用机制、成药性评价以及临床应用前景，以期为该化合物的深入开发与利用提供全面的科学依据。
3-O-咖啡酰莽草酸的化学结构是其生物学功能的基础。从化学分类上看，它属于羟基肉桂酸与环多元醇形成的酯类化合物。具体而言，其结构由两部分组成：一部分是咖啡酸（3,4-二羟基肉桂酸），另一部分是莽草酸（3,4,5-三羟基-1-环己烯-1-羧酸）。咖啡酸的羧基与莽草酸分子中3位上的羟基通过酯键缩合，形成了3-O-咖啡酰莽草酸。这一结构特征使其区别于其他位置异构体，如4-O-或5-O-咖啡酰莽草酸。
该化合物的分子式为C₁₆H₁₆O₈，分子量为336.29 g/mol。其结构中富含酚羟基和羧基，赋予了它显著的极性和亲水性。其脂水分配系数（LogP）为0.5，表明其在生理pH条件下具有一定的亲水性，但同时也具备适度的脂溶性，这对其在生物体内的吸收和分布具有重要意义。拓扑极性表面积（TPSA）高达162.27 Ų，这一数值远高于口服药物通常推荐的阈值（约140 Ų），提示其可能存在口服吸收受限的问题，但同时也解释了其难以穿透血脑屏障（BBB渗透性低）的特性。
从理化性质来看，3-O-咖啡酰莽草酸通常表现为无定形粉末或结晶性固体。由于含有多个酚羟基，它在水溶液中可能呈现弱酸性，并且对光和热可能较为敏感。其紫外吸收光谱主要由咖啡酰基团贡献，在约325 nm和245 nm处有特征吸收峰，这为利用高效液相色谱（HPLC）等技术进行定性和定量分析提供了便利。该化合物在甲醇、乙醇、二甲基亚砜（DMSO）等有机溶剂中具有良好的溶解性，在水中的溶解度则相对较低，但可通过调节pH值（如形成盐）来改善。
3-O-咖啡酰莽草酸在自然界中的分布相对有限，主要存在于某些特定的植物科属中。目前，最经典的来源是棕榈科植物蒲葵（Livistona chinensis），这也是该化合物首次被分离鉴定的来源。此外，研究还发现它在菊科植物如艾叶（Artemisia argyi）、紫锥菊（Echinacea purpurea）以及某些蕨类植物中也有微量存在。不同植物、不同部位（如叶、茎、根）以及不同采收季节，该化合物的含量差异显著，通常蒲葵叶被认为是其最丰富的天然来源。
针对3-O-咖啡酰莽草酸的提取，通常遵循天然酚酸类化合物的通用提取策略，并结合其特定的理化性质进行优化。经典的提取流程如下：
近年来，随着绿色化学理念的推广，一些新型提取技术，如超声辅助提取、微波辅助提取和酶辅助提取等，也被尝试用于提高该化合物的提取效率和产率，并缩短提取时间。
3-O-咖啡酰莽草酸的药理活性研究目前主要集中在其抗氧化和抗肿瘤两大领域，同时也初步涉及其抗炎和神经保护作用。
1. 抗氧化活性
作为咖啡酸的衍生物，3-O-咖啡酰莽草酸继承了其母核强大的自由基清除能力。其分子结构中的邻二酚羟基（儿茶酚结构）是发挥抗氧化作用的核心基团。研究表明，该化合物能够有效清除多种自由基，包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）阳离子自由基以及羟基自由基（·OH）。其抗氧化能力通常强于常见的抗氧化剂如维生素C或维生素E，这归因于其独特的分子构型，使其能够更有效地稳定自由基中间体。此外，它还能螯合过渡金属离子（如Fe²⁺、Cu²⁺），从而抑制由金属离子催化的脂质过氧化反应，保护生物膜免受氧化损伤。
2. 抗肿瘤活性
这是3-O-咖啡酰莽草酸最受关注的药理活性。现有研究证实，它对多种人类癌细胞系具有显著的增殖抑制作用：
- 肝癌细胞（HepG2）：该化合物能以剂量和时间依赖性的方式抑制HepG2细胞的生长，IC₅₀值在中等微摩尔浓度范围。
- 白血病细胞（HL-60, K562）：对血液系统恶性肿瘤细胞表现出较强的细胞毒性，尤其是对HL-60细胞，其IC₅₀值可低至5-10 μM，显示出极高的敏感性。
- 鼻咽癌细胞（CNE-1）：同样能有效抑制CNE-1细胞的增殖，IC₅₀值约为数十微摩尔。
值得注意的是，初步的细胞毒性实验提示，3-O-咖啡酰莽草酸对正常细胞的毒性相对较低，表现出一定的选择性，这为其作为抗肿瘤候选药物提供了重要的安全性基础。
3. 其他活性
- 抗炎活性：初步研究表明，该化合物能够抑制脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞（如RAW264.7细胞）中一氧化氮（NO）和前列腺素E₂（PGE₂）的产生，这可能与其抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达有关。
- 神经保护作用：在体外氧化应激模型中，3-O-咖啡酰莽草酸能够保护神经细胞（如PC12细胞）免受H₂O₂或β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的损伤，提示其在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中可能具有潜在的应用价值。
深入理解3-O-咖啡酰莽草酸的作用机制，对于将其开发为治疗药物至关重要。目前的研究主要揭示了其在抗肿瘤和抗氧化方面的分子机制。
1. 抗肿瘤作用机制
- 诱导细胞凋亡：这是其抗肿瘤活性的核心机制。研究发现，3-O-咖啡酰莽草酸处理癌细胞后，可导致线粒体膜电位（ΔΨm）下降，细胞色素c从线粒体释放到胞浆，进而激活Caspase-9和Caspase-3，最终引发经典的线粒体途径凋亡。同时，它还能上调促凋亡蛋白Bax的表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，打破Bcl-2/Bax的平衡，从而促进凋亡。
- 细胞周期阻滞：该化合物能够将癌细胞周期阻滞在特定阶段，最常见的是G0/G1期或G2/M期。这种阻滞作用可能与下调细胞周期蛋白（Cyclin）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的表达有关，例如抑制Cyclin D1、CDK4和CDK6的表达，从而阻止细胞从G1期进入S期。
- 抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路：PI3K/Akt/mTOR通路是调控细胞生长、增殖和存活的关键信号通路。研究表明，3-O-咖啡酰莽草酸能够显著抑制Akt的磷酸化水平，进而抑制其下游效应分子mTOR的活性。这一通路的抑制不仅直接导致细胞增殖受阻，还能增强化疗药物诱导的凋亡效应。
- 诱导氧化应激：有趣的是，虽然该化合物本身是抗氧化剂，但在某些癌细胞中，它可能通过干扰细胞内的氧化还原平衡，诱导产生过量的活性氧（ROS），从而触发癌细胞的凋亡。这种“双刃剑”效应在多种抗癌天然产物中均有发现。
2. 抗氧化作用机制
其抗氧化机制主要基于直接的化学作用和间接的基因调控：
- 直接清除自由基：如前所述，其分子中的邻二酚羟基可以作为氢原子供体，直接中和DPPH、ABTS等自由基，生成相对稳定的半醌自由基，从而终止自由基链式反应。
- 螯合金属离子：邻二酚羟基能够螯合Fe²⁺、Cu²⁺等过渡金属离子，抑制Fenton反应，从而减少高活性的羟基自由基的生成。
- 激活Nrf2/ARE通路：这是其间接抗氧化作用的关键。3-O-咖啡酰莽草酸可以激活核因子E2相关因子2（Nrf2），使其从细胞质转位到细胞核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，从而上调一系列II相解毒酶和抗氧化酶的表达，如血红素加氧酶-1（HO-1）、醌氧化还原酶1（NQO1）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和超氧化物歧化酶（SOD）等，增强细胞整体的抗氧化防御能力。
3. 分子靶点
综合现有研究，3-O-咖啡酰莽草酸的直接分子靶点尚不完全明确，但其作用网络涉及多个关键蛋白。其可能的作用靶点包括：PI3K、Akt、mTOR、Bcl-2家族蛋白、Caspase家族蛋白、细胞周期蛋白（Cyclin D1, Cyclin B1）、CDKs（CDK4, CDK2）、Nrf2、Keap1以及NF-κB等。未来，通过药物亲和力反应靶标稳定性（DARTS）、细胞热转变分析（CETSA）以及表面等离子体共振（SPR）等技术，有望鉴定出其高亲和力的直接靶点蛋白。
将天然产物从实验室推向临床应用，成药性评价是不可或缺的一环。根据提供的参数，我们对3-O-咖啡酰莽草酸的成药性进行初步分析。
1. 理化性质与类药性
- 分子量与LogP：分子量336.29 Da，符合“Lipinski五规则”（MW < 500）。LogP为0.5，虽然略低于理想范围（1-3），但仍在可接受范围内，表明其水溶性和脂溶性较为平衡。
- 氢键供体/受体：TPSA为162.27 Ų，氢键受体数为8。TPSA值偏高，超过了口服吸收良好的常用阈值（<140 Ų），这提示其口服生物利用度可能较低，是成药性方面的一个潜在短板。高TPSA也解释了其难以穿透血脑屏障的特性（BBB渗透性低）。
- 溶解性：由于含有多个极性基团，其水溶性可能一般，但可通过成盐或制剂技术（如脂质体、纳米粒）来改善。
2. 毒性评估
- 急性毒性：LD₅₀为2000 mg/kg（大鼠口服），属于低毒物质。根据全球化学品统一分类和标签制度（GHS），该数值表明其急性毒性较低，安全性窗口较宽。
- 器官毒性：预测结果显示无肝毒性和心脏毒性，且对hERG钾通道无抑制活性（hERG抑制: No），这意味着其引发心律失常的风险较低。
- 遗传毒性：Ames试验结果为阴性，表明其不具有致突变性，遗传毒性风险低。
3. 药代动力学特性
目前关于3-O-咖啡酰莽草酸体内药代动力学的详细研究数据相对匮乏。基于其理化性质可进行合理推测：
- 吸收：口服吸收可能较差，主要受限于其高极性和高TPSA。可能通过肠道中的载体介导转运（如单羧酸转运体MCTs）被部分吸收。
- 分布：由于血浆蛋白结合率未知，但推测其可能主要分布在血液和细胞外液中。因其难以穿透血脑屏障，中枢神经系统分布有限。
- 代谢：作为酚酸类化合物，其主要代谢途径可能包括：在肠道和肝脏中与葡萄糖醛酸或硫酸结合（II相代谢），以及被肠道菌群水解酯键，释放出咖啡酸和莽草酸。
- 排泄：代谢产物和原型药物可能主要通过尿液和胆汁排泄。
综合评价：3-O-咖啡酰莽草酸在毒性方面表现出色（低毒、无遗传毒性、无心脏毒性），这是其作为候选药物的巨大优势。其主要挑战在于口服吸收可能不佳。因此，未来的开发策略应聚焦于提高其口服生物利用度，例如设计前药、开发新型给药系统（如磷脂复合物、自微乳化给药系统）或探索非口服给药途径（如注射、经皮给药）。
基于现有的药理学研究和成药性评价，3-O-咖啡酰莽草酸展现出多方面的临床应用潜力，但也面临着明确的挑战。
1. 潜在应用领域
- 抗肿瘤治疗：鉴于其对多种癌细胞的广谱抑制作用以及相对较低的毒性，3-O-咖啡酰莽草酸有望开发为一种新型的抗肿瘤辅助治疗药物。它可以与现有化疗药物（如顺铂、阿霉素）联合使用，通过协同作用增强疗效，同时可能降低化疗药物的毒副作用。其在白血病和鼻咽癌治疗中的潜力尤其值得关注。
- 氧化应激相关疾病：其强大的抗氧化和Nrf2激活能力，使其在防治由氧化应激驱动的慢性疾病方面具有潜力，例如心血管疾病（动脉粥样硬化）、神经退行性疾病（阿尔茨海默病、帕金森病）、糖尿病并发症以及慢性炎症性疾病。
- 肝脏保护：鉴于其抗氧化、抗炎和潜在的抗纤维化作用，该化合物可能对化学性肝损伤、非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）等肝脏疾病具有保护作用。
- 功能性食品与保健品：由于其来源于天然植物蒲葵，且安全性高，3-O-咖啡酰莽草酸或其富含该化合物的植物提取物，有潜力开发为具有抗氧化、增强免疫功能的膳食补充剂或功能性食品原料。
2. 面临的挑战与未来研究方向
- 生物利用度问题：这是该化合物走向临床应用的最大障碍。未来的研究重点应放在：1）探索其在不同给药途径下的药代动力学特征；2）开发高效的药物递送系统，如纳米脂质体、聚合物纳米粒、磷脂复合物等，以提高其口服吸收和生物利用度；3）设计结构类似物或前药，在保持活性的同时改善其理化性质。
- 作用机制深度解析：虽然已发现其涉及多条信号通路，但其直接的、高亲和力的分子靶点尚不明确。利用化学生物学手段（如基于活性的蛋白质组分析，ABPP）鉴定其直接靶点，对于理解其作用机理和进行结构优化至关重要。
- 体内药效学研究：目前的研究多停留在体外细胞水平。未来需要建立多种体内动物模型（如荷瘤小鼠模型、氧化应激损伤模型、炎症模型），系统评价其体内药效、药代动力学特征和长期毒性，为其进入临床试验提供关键数据支持。
- 构效关系研究：通过合成一系列3-O-咖啡酰莽草酸的衍生物（如改变咖啡酰基上的取代基、修饰莽草酸骨架上的羟基等），系统研究其化学结构与抗氧化、抗肿瘤活性之间的关系，为发现活性更强、成药性更优的候选分子提供指导。
- 资源可持续性：蒲葵是其主要来源，但天然资源有限。需要研究其人工栽培技术，或探索利用生物技术（如植物细胞培养、基因工程）进行规模化生产，以确保未来开发的原料供应。
3-O-咖啡酰莽草酸作为一种源自蒲葵等植物的天然酚酸类化合物，集抗氧化与抗肿瘤活性于一身，其独特的化学结构和良好的安全性初步展现了作为先导化合物或候选药物的潜力。尽管目前的研究仍处于早期阶段，尤其是在药代动力学和作用机制方面尚需深入探索，但其在抗肿瘤、抗氧化应激相关疾病领域的应用前景已初露端倪。
未来的研究需要在克服其口服生物利用度低这一核心瓶颈上取得突破，并利用现代药理学和化学生物学技术，系统阐明其体内药效、作用靶点及分子机制。随着研究的不断深入，3-O-咖啡酰莽草酸有望从一个实验室中的天然产物分子，逐步发展成为具有实际临床应用价值的药物或功能性产品，为人类健康事业做出贡献。对这类“非经典”酚酸类化合物的深入研究，也将进一步丰富我们对天然产物化学多样性和生物功能多样性的认识。
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