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摘 要：本文利用水蒸气蒸馏法提取丹皮酚，并与对二甲氨基苯甲醛反应生成2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮，经元素色谱法对所合成的查耳酮进行结构表征，并研究其抗菌活性。实验结果显示：水蒸气提取得到丹皮酚，与对二甲氨基苯甲醛在碱性条件下生成的衍生物为黄色针状结晶，微溶于水，溶于有机溶剂；研究得衍生物对植物致病菌中花生黑斑病菌、玉米纹枯病菌、苹果斑枯病菌、小麦赤霉病菌的抑菌效果最好；其次对金黄色葡萄球菌也有较好的抑菌效果；对甲型链球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌效果较差。
关键词：丹皮酚；查耳酮衍生物；抗菌活性
The study of preparation and antibacterial activity of Chalcone derivatives from paeonol
Juanhua-Li Yuanyuan-Yang
（Shaanxi institute of international trade & commerce， Shaanxi Xianyang， 712046）
Abstract： This paper use steam distillation， were extracted from traditional Chinese medicine cortex moutan.Through reaction with of dimethyl amine benzaldehyde were generated chalcone derivatives， the elements of chromatographic method for the synthesis of chalcone structure characterization， and study its antibacterial activity.Experimental results show that the water vapor extraction of Paeonol 7.758g. The research results in the derivatives of plant pathogenic bacteria peanut shading germ， corn wheat sheath blight fungus， apple spot blight pathogen， fusarium graminearum best bacteriostasis effect；Secondly to staphylococcus aureus has good antibacterial effect；To group a streptococcus， escherichia coli， candida albicans bacteriostatic effect is poorer.
Keywords： Danphenol； Chalcone derivatives；Antimicrobial activity.
前言
丹皮酚從化学结构上是苯乙酮衍生物，可以作为合成查耳酮衍生物的一种前体物质，临床上用于治疗风湿痛、胃痛和其他疼痛、湿疹、过敏性皮炎等，具有较好疗效[1-2]。查耳酮及其衍生物是一类存在于甘草、红花等药用植物中的天然有机化合物，是植物体内合成黄酮的前体，可通过芳香醛酮发生交叉羟醛缩合来合成。故本文通过对二甲氨基苯甲醛[3]与丹皮酚缩合生成较为稳定的物质，即查耳酮。通过对丹皮酚的结构改造，达到改变其水溶性差、易挥发等物理特性，扩大其应用范围。
1 实验材料
1.1 实验材料
中药牡丹皮（购自咸阳市药材公司）
1.2 实验仪器
1.3 化学试剂
浓盐酸（AR）天津市天力化学试剂有限公司，无水乙醇（AR），硫酸钠（AR），对二甲氨基苯甲醛（AR）天津市科密欧化学试剂有限公司，氢氧化钠（AR）广东汕头西陇化工厂，石油醚（AR），乙酸乙酯（AR）天津市东丽天大化学试剂厂。
2 试验方法
2.1 丹皮酚的提取与纯化
丹皮酚提取采用本实验室研究方法：称取牡丹皮50g，Na2SO4 加入量为药材量的3%，超声功率80W，超声时间10min，超声温度30°的辅助条件下，加12倍水，提取时间3h，提取1次。
将丹皮酚粗品用95%的乙醇加热回流至完全溶解时停止加热，趁热过滤，滤液置于烧杯中，待放置到常温时，放入冰箱过夜，进行结晶，并用高效液相色谱法检验其纯度。
2.2 查耳酮衍生物的制备与测定
2.2.1 查耳酮衍生物的制备
在圆底烧瓶中加入0.25g NaoH和1.5ml水溶解冷却。用分析天平准确称取0.5012g丹皮酚溶于一定量的无水乙醇中，充分振荡直至全溶解，然后加入到上述碱性溶液中，搅拌下滴加由0.4ml对二甲氨基苯甲醛和10ml乙醇配制的混合溶液。反应液由白色乳状液变为浑浊黄绿色，在室温下搅拌8小时，转速260r，溶液由黄绿色逐渐变为黄色。
在冰-水浴冷却下，向上述反应物中滴加5%的盐酸酸化至6.0之间，溶液由黄色浑浊变为砖红色，加入适量纯化水使其变为橙色浑浊，冰箱内静置一段时间，待其沉淀进行过滤。再滴2ml纯化水，目的是滤洗盐酸，最后自然干燥。将过滤后的溶液加入适量无水乙醇，加热至60℃后，加入2g活性炭进行脱色，趁热抽滤后在室温中挥干液体，制得丹皮酚查耳酮衍生物。
2.2.2 查耳酮衍生物的测定
本试验采用薄层色谱法测定。
供试品：经本次试验所制备的丹皮酚查耳酮衍生物
对照品：对二甲氨基苯甲醛：乙醇=1：1（体积比） 展开剂：石油醚：乙酸乙酯=9：1（体积比）
显色剂：无水乙醇：浓硫酸=1：1（体积比）；FeCL3溶液
2.3 查耳酮衍生物的生物活性测定
供试菌：金黄色葡萄球菌；大肠杆菌（中南林业科技大学菌种保藏中心）；白色念珠菌（中国菌种保藏委员会）。
NB培养基：牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCL 5.0g，蒸馏水1000lm，PH 7.2-7.4。
PDA培養基：葡萄糖20g；马铃薯200g；琼脂20g，蒸馏水1000ml。
细菌接到NB培养基上，37℃培养24h；在PDA培养基上接种霉菌，28摄氏度培养48h，待用。合成的查耳酮衍生物用乙酸乙酯稀释成5个浓度梯度，采用浇铸平板法（将1毫升稀释的样品放于空白的无菌培养皿，之后将冷却到40-59度之间的培养基倒入，轻摇混匀，凝固）在每个培养皿中加入9ml灭菌后溶化的培养基和1ml样品液，对照组用无菌水替代样品液，培养基凝固后再用6mm打孔器接种[26]。然后恒温恒湿培养箱中培养，细菌37℃，真菌28℃。待对照组上菌落快要长满培养皿时，采用十字交叉法测量抑菌半径。
3 实验结果
3.1 丹皮酚提取结果
通过水蒸气蒸馏法进行4次提取，得到丹皮酚的质量为7.758g。
3.2 丹皮酚纯化结果
通过无水乙醇溶解加热回流后，最终得到丹皮酚的质量为6.178g，白色针状晶体，熔程为49.2-50.3 ℃，产率为0.44。
3.3 合成结果
本次试验得到的合成产物化学名称为2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮，分子式为C18H17O3N，相对分子质量为295的黄色针状晶体，该物质微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多数有机溶剂。
3.4 测定结果
（1）薄层分析图：将显色剂倒入喷雾瓶中，并均匀的喷在薄层板上，出现3个显色的圆点。得到薄层层析图如图1-2所示。
讨论：由图2可知：其3个点均为淡红棕色分别为1，2，3。1号位为丹皮酚，2号位为对二甲氨基苯甲醛，3号位为丹皮酚查耳酮衍生物。3个晶体颜色深度：丹皮酚>对二甲氨基苯甲醛>丹皮酚查耳酮衍生物。分别在3个圆点处滴上一滴HCL后，3个点均变为淡蓝色。
按照图2中3个点的RF比移值可得，1号位：RF=5.9/6.2=0.95；2号位：RF=2.9/6.2=0.47；3号位：RF=2.5/6.2=0.40。
按照极性大小排序：丹皮酚查耳酮衍生物>对二甲氨基苯甲醛>丹皮酚。据资料，对二甲氨基苯甲醛的极性是大于丹皮酚的极性的，然而，丹皮酚查耳酮衍生物中含有更多的氨基基团。因此，丹皮酚查耳酮衍生物的极性是大于对二甲氨基苯甲醛的极性的。图2.3所表现出来的情况符合丹皮酚，对二甲氨基苯甲醛和丹皮酚查耳酮衍生物3个物质的性质。即薄层层析鉴定成功。
（ 2 ） 红外光谱表征
将配体及配合物的晶体进行研磨，用红外光谱仪（溴化钾压片）对配体及配合物进行了红外光谱测定。
从红外光谱图知，3750-3000cm-1峰是O-H的特征吸收峰，1900-1650cm-1峰是C=O的特征吸收峰，2830-2810cm-1峰是OCH3的特征吸收峰，3300-3500cm-1峰是NH2的特征吸收峰，，1400-1600cm-1峰有三个吸收峰是苯环的特征吸收峰。
（3）配体及配合物的元素分析（计算值）
①丹皮酚：分子式：C9H10O3；相对分子质量：166
②对二甲氨基苯甲醛：分子式：C9H11NO；相对分子质量：149
③查耳酮衍生物（2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮）：
分子式：C18H17O3N；相对分子质量：295
3.5 抑菌结果
4 结论
用水蒸汽蒸馏法从牡丹皮中提取出丹皮酚，纯化过后得到7.178g白色针状晶体，与对二甲氨基苯甲醛在碱性条件下进行反应，最后得到2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮，分子式为C18H17O3N，相对分子质量为295的黄色针状晶体，该物质微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多数有机溶剂。
反应的第一步是氮原子作为亲核试剂进攻羰基的亲核加成反应，但产物不稳定，随机失去一份子水，生成具有碳氮双键结构的产物。通过红外和薄层的初步表征，最终的产物就是其目标产物。
以丹皮酚与对二甲氨基苯甲醛合成查耳酮是在碱性条件下的反应，丹皮酚在碱性条件下羰基α碳原子上的氢电离，此基团作为给予体与不具有α氢的对二甲氨基苯甲醛进行加成反应，生成的羟醛受芳基影响容易去水，形成α，β-不饱和酮，这类缩合反应称为Claisen-Schmidt缩合。此反应条件温和，反应物是按摩尔比为2：3的比例反应的，丹皮酚的量可以稍微大一些，这样可以避免对二甲氨基苯甲醛油状物的过剩，也避免了对二甲氨基苯甲醛的反应不完全把生成的产物包住。
本文选用8种供试菌种对于希夫碱的体外抗菌活性研究，结果表明希夫碱对植物致病菌中花生黑斑病菌、玉米纹枯病菌、苹果斑枯病菌、小麦赤霉病菌的抑菌效果最好；其次对金黄色葡萄球菌也有较好的抑菌效果；对甲型链球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌效果较差。若对于植物的致病性真菌起到的效果较好，那么就可以为农药提供一定的研究，现在的植物病害也比较严峻，能解决植物的病害就能提高粮食的产量，而且一般的农药都是剧毒或者带毒的物质，对人体都有一定的伤害和潜伏期，所以能从这一方面入手，就可以解决很多的植物病毒，且能给人们的生活带来安全的保障。
参考文献：
[1] Vogel S，Heilmann J.Synthesis，cytotoxicity，and antioxidative activity of mino
prenylated chalcones from Humulus lupulus[J].J Nat Prod，2008，71（7）：1237-1241.
[2] 江熟平，陈永学.徐长卿及丹皮酚的应用与研究进展[J].中国中药杂志，1994，19（5）：311-313.
[3] 孟霜鹤，谭志诚，李莉等.对二甲氨基苯甲醛的热容及热力学性质[J].化学世界，1999，（9）：483-486
关键词：丹皮酚；查耳酮衍生物；抗菌活性
The study of preparation and antibacterial activity of Chalcone derivatives from paeonol
Juanhua-Li Yuanyuan-Yang
（Shaanxi institute of international trade & commerce， Shaanxi Xianyang， 712046）
Abstract： This paper use steam distillation， were extracted from traditional Chinese medicine cortex moutan.Through reaction with of dimethyl amine benzaldehyde were generated chalcone derivatives， the elements of chromatographic method for the synthesis of chalcone structure characterization， and study its antibacterial activity.Experimental results show that the water vapor extraction of Paeonol 7.758g. The research results in the derivatives of plant pathogenic bacteria peanut shading germ， corn wheat sheath blight fungus， apple spot blight pathogen， fusarium graminearum best bacteriostasis effect；Secondly to staphylococcus aureus has good antibacterial effect；To group a streptococcus， escherichia coli， candida albicans bacteriostatic effect is poorer.
Keywords： Danphenol； Chalcone derivatives；Antimicrobial activity.
前言
丹皮酚從化学结构上是苯乙酮衍生物，可以作为合成查耳酮衍生物的一种前体物质，临床上用于治疗风湿痛、胃痛和其他疼痛、湿疹、过敏性皮炎等，具有较好疗效[1-2]。查耳酮及其衍生物是一类存在于甘草、红花等药用植物中的天然有机化合物，是植物体内合成黄酮的前体，可通过芳香醛酮发生交叉羟醛缩合来合成。故本文通过对二甲氨基苯甲醛[3]与丹皮酚缩合生成较为稳定的物质，即查耳酮。通过对丹皮酚的结构改造，达到改变其水溶性差、易挥发等物理特性，扩大其应用范围。
1 实验材料
1.1 实验材料
中药牡丹皮（购自咸阳市药材公司）
1.2 实验仪器
1.3 化学试剂
浓盐酸（AR）天津市天力化学试剂有限公司，无水乙醇（AR），硫酸钠（AR），对二甲氨基苯甲醛（AR）天津市科密欧化学试剂有限公司，氢氧化钠（AR）广东汕头西陇化工厂，石油醚（AR），乙酸乙酯（AR）天津市东丽天大化学试剂厂。
2 试验方法
2.1 丹皮酚的提取与纯化
丹皮酚提取采用本实验室研究方法：称取牡丹皮50g，Na2SO4 加入量为药材量的3%，超声功率80W，超声时间10min，超声温度30°的辅助条件下，加12倍水，提取时间3h，提取1次。
将丹皮酚粗品用95%的乙醇加热回流至完全溶解时停止加热，趁热过滤，滤液置于烧杯中，待放置到常温时，放入冰箱过夜，进行结晶，并用高效液相色谱法检验其纯度。
2.2 查耳酮衍生物的制备与测定
2.2.1 查耳酮衍生物的制备
在圆底烧瓶中加入0.25g NaoH和1.5ml水溶解冷却。用分析天平准确称取0.5012g丹皮酚溶于一定量的无水乙醇中，充分振荡直至全溶解，然后加入到上述碱性溶液中，搅拌下滴加由0.4ml对二甲氨基苯甲醛和10ml乙醇配制的混合溶液。反应液由白色乳状液变为浑浊黄绿色，在室温下搅拌8小时，转速260r，溶液由黄绿色逐渐变为黄色。
在冰-水浴冷却下，向上述反应物中滴加5%的盐酸酸化至6.0之间，溶液由黄色浑浊变为砖红色，加入适量纯化水使其变为橙色浑浊，冰箱内静置一段时间，待其沉淀进行过滤。再滴2ml纯化水，目的是滤洗盐酸，最后自然干燥。将过滤后的溶液加入适量无水乙醇，加热至60℃后，加入2g活性炭进行脱色，趁热抽滤后在室温中挥干液体，制得丹皮酚查耳酮衍生物。
2.2.2 查耳酮衍生物的测定
本试验采用薄层色谱法测定。
供试品：经本次试验所制备的丹皮酚查耳酮衍生物
对照品：对二甲氨基苯甲醛：乙醇=1：1（体积比） 展开剂：石油醚：乙酸乙酯=9：1（体积比）
显色剂：无水乙醇：浓硫酸=1：1（体积比）；FeCL3溶液
2.3 查耳酮衍生物的生物活性测定
供试菌：金黄色葡萄球菌；大肠杆菌（中南林业科技大学菌种保藏中心）；白色念珠菌（中国菌种保藏委员会）。
NB培养基：牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCL 5.0g，蒸馏水1000lm，PH 7.2-7.4。
PDA培養基：葡萄糖20g；马铃薯200g；琼脂20g，蒸馏水1000ml。
细菌接到NB培养基上，37℃培养24h；在PDA培养基上接种霉菌，28摄氏度培养48h，待用。合成的查耳酮衍生物用乙酸乙酯稀释成5个浓度梯度，采用浇铸平板法（将1毫升稀释的样品放于空白的无菌培养皿，之后将冷却到40-59度之间的培养基倒入，轻摇混匀，凝固）在每个培养皿中加入9ml灭菌后溶化的培养基和1ml样品液，对照组用无菌水替代样品液，培养基凝固后再用6mm打孔器接种[26]。然后恒温恒湿培养箱中培养，细菌37℃，真菌28℃。待对照组上菌落快要长满培养皿时，采用十字交叉法测量抑菌半径。
3 实验结果
3.1 丹皮酚提取结果
通过水蒸气蒸馏法进行4次提取，得到丹皮酚的质量为7.758g。
3.2 丹皮酚纯化结果
通过无水乙醇溶解加热回流后，最终得到丹皮酚的质量为6.178g，白色针状晶体，熔程为49.2-50.3 ℃，产率为0.44。
3.3 合成结果
本次试验得到的合成产物化学名称为2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮，分子式为C18H17O3N，相对分子质量为295的黄色针状晶体，该物质微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多数有机溶剂。
3.4 测定结果
（1）薄层分析图：将显色剂倒入喷雾瓶中，并均匀的喷在薄层板上，出现3个显色的圆点。得到薄层层析图如图1-2所示。
讨论：由图2可知：其3个点均为淡红棕色分别为1，2，3。1号位为丹皮酚，2号位为对二甲氨基苯甲醛，3号位为丹皮酚查耳酮衍生物。3个晶体颜色深度：丹皮酚>对二甲氨基苯甲醛>丹皮酚查耳酮衍生物。分别在3个圆点处滴上一滴HCL后，3个点均变为淡蓝色。
按照图2中3个点的RF比移值可得，1号位：RF=5.9/6.2=0.95；2号位：RF=2.9/6.2=0.47；3号位：RF=2.5/6.2=0.40。
按照极性大小排序：丹皮酚查耳酮衍生物>对二甲氨基苯甲醛>丹皮酚。据资料，对二甲氨基苯甲醛的极性是大于丹皮酚的极性的，然而，丹皮酚查耳酮衍生物中含有更多的氨基基团。因此，丹皮酚查耳酮衍生物的极性是大于对二甲氨基苯甲醛的极性的。图2.3所表现出来的情况符合丹皮酚，对二甲氨基苯甲醛和丹皮酚查耳酮衍生物3个物质的性质。即薄层层析鉴定成功。
（ 2 ） 红外光谱表征
将配体及配合物的晶体进行研磨，用红外光谱仪（溴化钾压片）对配体及配合物进行了红外光谱测定。
从红外光谱图知，3750-3000cm-1峰是O-H的特征吸收峰，1900-1650cm-1峰是C=O的特征吸收峰，2830-2810cm-1峰是OCH3的特征吸收峰，3300-3500cm-1峰是NH2的特征吸收峰，，1400-1600cm-1峰有三个吸收峰是苯环的特征吸收峰。
（3）配体及配合物的元素分析（计算值）
①丹皮酚：分子式：C9H10O3；相对分子质量：166
②对二甲氨基苯甲醛：分子式：C9H11NO；相对分子质量：149
③查耳酮衍生物（2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮）：
分子式：C18H17O3N；相对分子质量：295
3.5 抑菌结果
4 结论
用水蒸汽蒸馏法从牡丹皮中提取出丹皮酚，纯化过后得到7.178g白色针状晶体，与对二甲氨基苯甲醛在碱性条件下进行反应，最后得到2-羟基-4-甲氧基-4、-对二甲氨基查耳酮，分子式为C18H17O3N，相对分子质量为295的黄色针状晶体，该物质微溶于水，溶于醇、醚、氯仿等多数有机溶剂。
反应的第一步是氮原子作为亲核试剂进攻羰基的亲核加成反应，但产物不稳定，随机失去一份子水，生成具有碳氮双键结构的产物。通过红外和薄层的初步表征，最终的产物就是其目标产物。
以丹皮酚与对二甲氨基苯甲醛合成查耳酮是在碱性条件下的反应，丹皮酚在碱性条件下羰基α碳原子上的氢电离，此基团作为给予体与不具有α氢的对二甲氨基苯甲醛进行加成反应，生成的羟醛受芳基影响容易去水，形成α，β-不饱和酮，这类缩合反应称为Claisen-Schmidt缩合。此反应条件温和，反应物是按摩尔比为2：3的比例反应的，丹皮酚的量可以稍微大一些，这样可以避免对二甲氨基苯甲醛油状物的过剩，也避免了对二甲氨基苯甲醛的反应不完全把生成的产物包住。
本文选用8种供试菌种对于希夫碱的体外抗菌活性研究，结果表明希夫碱对植物致病菌中花生黑斑病菌、玉米纹枯病菌、苹果斑枯病菌、小麦赤霉病菌的抑菌效果最好；其次对金黄色葡萄球菌也有较好的抑菌效果；对甲型链球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌效果较差。若对于植物的致病性真菌起到的效果较好，那么就可以为农药提供一定的研究，现在的植物病害也比较严峻，能解决植物的病害就能提高粮食的产量，而且一般的农药都是剧毒或者带毒的物质，对人体都有一定的伤害和潜伏期，所以能从这一方面入手，就可以解决很多的植物病毒，且能给人们的生活带来安全的保障。
参考文献：
[1] Vogel S，Heilmann J.Synthesis，cytotoxicity，and antioxidative activity of mino
prenylated chalcones from Humulus lupulus[J].J Nat Prod，2008，71（7）：1237-1241.
[2] 江熟平，陈永学.徐长卿及丹皮酚的应用与研究进展[J].中国中药杂志，1994，19（5）：311-313.
[3] 孟霜鹤，谭志诚，李莉等.对二甲氨基苯甲醛的热容及热力学性质[J].化学世界，1999，（9）：483-486