槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展

1、重慶第二師范學(xué)院 2019 屆全日制本科生畢業(yè)論文題 目槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展教學(xué)學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)應(yīng)用化學(xué)（藥物分析與檢測(cè)）學(xué)生姓名陳妍學(xué)號(hào)1510602403指導(dǎo)教師楊怡萌職稱講師2019年4月槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展生物與化學(xué)工程學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)（藥物分析與檢測(cè)）專業(yè) 2015級(jí) 陳妍摘 要：槲皮素是一種黃酮醇類化合物，槲皮素同時(shí)具有很多的的生物及藥理活性。由于槲皮素結(jié)構(gòu)中的共軛結(jié)構(gòu)，它可以與很多常見金屬離子螯合成穩(wěn)定的多環(huán)狀配合物，并且表現(xiàn)出比槲皮素本身更高的抗氧化活性。本文通過對(duì)近年來國內(nèi)外關(guān)于槲皮素的常見金屬絡(luò)合物（-Ca,-Cu，-Zn，-Cr，-

2、Mg等）的制備、抗氧化/清除自由基活性的研究進(jìn)行綜述,并對(duì)槲皮素-金屬配合物的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)，有望對(duì)該領(lǐng)域的深入理解以及抗氧化機(jī)理的探索研究奠定理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：槲皮素-金屬絡(luò)合物；抗氧化；研究進(jìn)展Abstract：Quercetin is a kind of flavonoids with multifarious biological and pharmacological activities. Because of the conjugated structure of quercetin, it can chelate with many common metal ions t

3、o synthesize stable polycyclic complexes. Furthermore, its found that the antioxidant activities of quercetin-metal complexes are significantly higher than quercetin. In this study, the preparation and the antioxidant activities (i.e. free radical scavenging capacities) of different quercetin-metal

4、complexes (-Ca, -Cu, -Zn, -Cr, -Mg, etc.) were reviewed. On this basis, the research progress of quercetin-metal complexes was summarized, and the future development trend of this area was also analyzed. We hope the present review could benefit the deep understanding of the antioxidant activities of

5、 quercetin-metal complexes.Key words：Quercetin-metal complex; antioxidant activity; research progress.目 錄1 槲皮素及其金屬絡(luò)合物22 槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展22.1 槲皮素-金屬絡(luò)合的抗氧化機(jī)制2 2.2 槲皮素-Zn()絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展32.3 槲皮素-Cu絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展72.4 槲皮素-鉻（）絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展72.5 槲皮素-鎂絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展92.6 槲皮素-鈣絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展103 槲皮素-金屬絡(luò)合物抗氧化性的對(duì)比研究113.1 不同槲皮素

6、金屬絡(luò)合物的對(duì)羥基自由基（OH）的清除率測(cè)定113.2 不同槲皮素金屬絡(luò)合物對(duì)超氧陰離子(O2-)自由基清除率的測(cè)定113.3 HPLC法測(cè)定不同槲皮素金屬絡(luò)合物對(duì)DPPH自由基的清除率124 總結(jié)124.1 槲皮素-金屬絡(luò)合物抗氧化作用機(jī)制猜測(cè)134.2 槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化機(jī)制研究可行性策略13參考文獻(xiàn)14致謝161 槲皮素及其金屬絡(luò)合物 槲皮素(Quercetin，3，5，7，3，4-五羥基黃酮)，有多方面的生物學(xué)活性及很高的藥用價(jià)值，是一種在蔬菜水果中大量存在的生物類黃酮，常通過酸水解得到。槲皮素具有廣泛的生理功能，比如能止咳化痰、降糖降壓、減低毛細(xì)血管脆性、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、增加冠

7、脈血流量、有抗癌、抗炎、抗病毒等，此外，其抗氧化性能也備受關(guān)注，根據(jù)槲皮素的結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)槲皮素有完整的大鍵共軛體系結(jié)構(gòu)，不同的羥基位點(diǎn)、羰基位點(diǎn)中具有電負(fù)性強(qiáng)的氧原子，可以和金屬離子螯合成穩(wěn)定的五或六元環(huán)，從而形成槲皮素-金屬配合物1對(duì)其抗活性氧自由基發(fā)揮協(xié)同增效作用。因此，其金屬絡(luò)合物的抗氧化活性要強(qiáng)于成分單一的天然槲皮素。近年來，槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化研究逐漸成為現(xiàn)在國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，,然而，目前國內(nèi)在槲皮素金屬-絡(luò)合物抗氧化活性的系統(tǒng)研究，仍然比較匱乏，本課題致力于通過對(duì)不同種類的槲皮素-金屬配合物的抗氧化研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，有望對(duì)該領(lǐng)域的深入理解以及抗氧化機(jī)理的探索研究奠定理論基礎(chǔ)。

8、2 槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展2.1 槲皮素-金屬絡(luò)合的抗氧化機(jī)制自然界中廣泛的分布著各種金屬元素，而這些元素有的則是我們?nèi)梭w進(jìn)行正常生理活動(dòng)必須有的重要物質(zhì)，如：Fe、Zn、Cu、Mn、Cr等。研究表明, 槲皮素與某些金屬形成配合物后(圖1)生物活性和藥理作用(抗氧化、抗癌等作用)較槲皮素本身明顯增強(qiáng)1，但槲皮素金屬絡(luò)合物的不良反應(yīng)則更少一些，所以，近年來對(duì)研究關(guān)于槲皮素金屬絡(luò)合物的文章逐漸增多。通過眾多綜合研究表明4，槲皮素的3-OH和4-羰基的配位點(diǎn)通常是單核金屬配合物的絡(luò)合位點(diǎn)(如圖1所示)，而5-OH與4-羰基多數(shù)是多核金屬絡(luò)合物發(fā)生配位的位點(diǎn)以及槲皮素B環(huán)的鄰羥基上常是絡(luò)合位

9、點(diǎn)。槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化活性通常與槲皮素本身結(jié)構(gòu)中的羥基基團(tuán)的H質(zhì)子轉(zhuǎn)移能力(簡(jiǎn)稱氫原子轉(zhuǎn)移機(jī)理)有關(guān)，另外，也有研究表明，槲皮素可能與金屬通過絡(luò)合反應(yīng)從而阻止Fenton反應(yīng)2產(chǎn)生的羥基自由基OH(簡(jiǎn)稱絡(luò)合機(jī)理)。這2種機(jī)理的基本原理如下：氫原子轉(zhuǎn)移機(jī)理： 抗氧化劑中羥基的H質(zhì)子會(huì)優(yōu)先和自由基反生反應(yīng)，從而使自由基變得穩(wěn)定且活性較低，從而保護(hù)所需要的分子不與自由基發(fā)生反應(yīng)而氧化。類似槲皮素及其金屬絡(luò)合物就是天然的抗氧化劑。諸多研究表明，B環(huán)上的3，4-鄰二羥基結(jié)構(gòu)能導(dǎo)致更強(qiáng)的電子的離域，使自由基穩(wěn)定，對(duì)其抗氧化活性的貢獻(xiàn)很大，另外 B，C環(huán)的穩(wěn)定共軛結(jié)構(gòu)和3-OH的存在也是其具有抗氧化

10、活性的重要因素3。絡(luò)合機(jī)理：生物體內(nèi)游離的各種金屬離子，如Fe2+，Ca2+等，可以通過Fenton反應(yīng)催化H2O2生成羥基自由基，就會(huì)造成DNA細(xì)胞損傷、衰老等問題，而槲皮素能夠和游離的金屬離子螯合，減少羥基自由基的產(chǎn)生，進(jìn)而減少體內(nèi)的自由基對(duì)細(xì)胞分子造成損傷?；陂纹に?抗氧化機(jī)制的研究和分析，本文結(jié)合國內(nèi)外近年來對(duì)槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化性實(shí)驗(yàn)及研究，探討槲皮素與Zn，Cu，Cr，Mg，Ca等金屬絡(luò)合物的抗氧化性的發(fā)展現(xiàn)狀。 圖1 槲皮素金屬絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)示意圖2.2 槲皮素-鋅()絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展近年來國內(nèi)外文獻(xiàn)都有報(bào)道利用槲皮素與鋅鹽配合將其制成槲皮素-鋅()絡(luò)合物，以改善其水溶

11、性，對(duì)其在不同體系中清除自由基的活性進(jìn)行研究的文章。拓寬了黃酮-金屬絡(luò)合物的應(yīng)用選擇范圍，為進(jìn)一步闡明槲皮素-金屬絡(luò)合物的生物活性機(jī)制提供參考。吳春等5通過實(shí)驗(yàn)合成了槲皮素-鋅()絡(luò)合物，對(duì)合成的槲皮素-鋅()絡(luò)合物做了紫外光譜、紅外光譜及元素定量分析，得到了較穩(wěn)定的槲皮素-鋅()絡(luò)合物，并且能預(yù)測(cè)到鋅與槲皮素的絡(luò)合位點(diǎn)在5-羥基4-酮基和3，4-二羥基處。邱麗娟等人6在槲皮素乙醇溶液中按1:1，加入NH3的乙醇溶液調(diào)節(jié)PH值，測(cè)紫外吸收光譜。再按ZnCl2:Que的十個(gè)不同比例和NH3與Que的不同比例測(cè)反應(yīng)混合物的紫外可見吸收光譜。邱麗娟等觀察到向槲皮素中加入ZnCl2后，到ZnCl2:Q

12、ue=1.4:1左右吸光度趨于平穩(wěn)，表明Zn2+與槲皮素的飽和結(jié)合比約為1:1。但當(dāng)Que:NH3=1:1時(shí)，槲皮素與Zn2+的結(jié)合比變?yōu)榧s2:1。所以發(fā)現(xiàn)，槲皮素與Zn2+的結(jié)合比例是由槲皮素分子上去質(zhì)子的酚羥基的數(shù)目(即溶液的酸堿度)決定的。主要是B環(huán)上的3-OH、4-OH在與Zn2+作配位作用。2.2.1 槲皮素-鋅()配合物對(duì)DPPH的清除活性研究 吳春采用2，2-二苯基-1-苦肼基游離基(DPPH)評(píng)價(jià)其清除自由基能力5，再選擇與人工合成抗氧化劑BHT進(jìn)行比較，槲皮素-鋅()絡(luò)合物和BHT對(duì)DPPH的清除率均逐漸增，當(dāng)濃度增加到一定數(shù)時(shí)，其清除率趨于穩(wěn)定?？梢缘玫介纹に?鋅()絡(luò)合物

13、的清除率比BHT更高的結(jié)論。邱麗娟等人用DPPH清除法6，通過測(cè)定1，1-二苯基苯肼溶液在517nm處的紫外-可見吸收峰值，和具有不同量的槲皮素和槲皮素-鋅絡(luò)合物與DPPH混合組的UV可見吸收峰。除去相同量的DPPH自由基，槲皮素的濃度是槲皮素-鋅絡(luò)合物濃度的1.2倍，而槲皮素-鋅絡(luò)合物初始清除速率比槲皮素本身高2.3倍。由此可見，槲皮素-鋅絡(luò)合物與槲皮素本體相比較抗氧化活性更好。2.2.2 槲皮素-鋅()配合物對(duì)OH自由基的清除活性研究吳春等選擇槲皮素-鋅()絡(luò)合物和Vc乙醇溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)5，在相同濃度下，槲皮素-鋅()對(duì)OH自由基的消除活性高于Vc，隨著濃度的增加，槲皮素-鋅()絡(luò)合物對(duì)OH

14、自由基的清除作用呈現(xiàn)先增加后減少的關(guān)系。隨著濃度的增加，抑制率反而下降，這可能是由于槲皮素易發(fā)生自氧化作用，當(dāng)濃度增大時(shí)，其自氧化作用增強(qiáng)的緣故。2.2.3 槲皮素-鋅()配合物對(duì)O-2自由基的清除活性研究 吳春通過不同濃度的槲皮素-鋅()絡(luò)合物和BHT溶液進(jìn)行對(duì)比5，BHT、槲皮素-鋅()絡(luò)合物對(duì)O-2都有清除作用，且隨濃度的增加而增強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)選定的濃度范圍內(nèi)，槲皮素-鋅()配合物對(duì)O-2的清除作用明顯強(qiáng)于BHT的作用，表現(xiàn)出了很好的清除效果。2.2.4 槲皮素-鋅()絡(luò)合物抗氧化性能的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展吳春等人將健康小鼠平均分組，分成槲皮素-鋅()絡(luò)合物高劑量組(80mg/kg)、中劑量組(

15、40mg/kg)、低劑量組(10mg/kg)和生理鹽水組。灌胃后取血分離血清，用總抗氧化力單位計(jì)算公式計(jì)算并以總抗氧化力T-AOC為指標(biāo)測(cè)定，考察了槲皮素-鋅()絡(luò)合物的抗氧化能力，數(shù)據(jù)可得槲皮素-鋅()絡(luò)合物在高劑量時(shí)具有最大的總抗氧化力5。結(jié)果表明，槲皮素-鋅()絡(luò)合物是一種很有效果的抗自由基劑。2.3 槲皮素-Cu絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展夏玉明等先用堿酸法從槐花米中提取了蘆丁7，然后通過酸水解將槲皮素反復(fù)重結(jié)晶，通過熔點(diǎn)測(cè)定，紅外光譜，紫外光譜的測(cè)定最終得到配位體槲皮素。槲皮素銅絡(luò)合物也可通過絡(luò)合物的合成實(shí)驗(yàn)得到。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推測(cè)5-羥基、4 -酮基與B環(huán)3，4-鄰羥基是銅與槲皮素配位點(diǎn)。

16、通過黃嘌呤氧化酶化學(xué)法測(cè)試槲皮素銅絡(luò)合物的活性。顯示具有血清超氧化物歧化酶活性(SOD)，槲皮素與人體內(nèi)的重要元素銅之間有相互協(xié)同的效應(yīng)。譚軍8將Que和Cu2+溶液和HAc-NaAc( pH=4.6)和磷酸鹽( pH=8.0)兩種緩沖液體系不同的緩沖溶液定容，HAc- NaAc緩沖液體系中其吸收帶I可以通過紫外光度計(jì)測(cè)得其紅移明顯，磷酸鹽緩沖體系的吸收帶幾乎無明顯變化。即表明在酸性環(huán)境中能夠得到槲皮素和銅離子的絡(luò)合物。譚軍通過等摩爾連續(xù)變化法8得到QUE與 Cu(II)是2:1的配位比值(圖2)。并通過從酸堿性角度和電子結(jié)構(gòu)角度分析槲皮素3OH和4C=O與Cu(II)發(fā)生配位。圖2 槲皮素銅

17、的結(jié)構(gòu)薛俊鵬等人9采用紫外-可見吸收光譜法,對(duì)中性和酸性條件下的槲皮素和Cu2+反應(yīng)形成配合物的過程進(jìn)行研究，不同濃度的Cu2+:Que絡(luò)合物在相同的中性或酸性環(huán)境中具有相同的吸收帶變化，但在不同的中性和酸性條件下的反應(yīng)過程是不同的。中性條件具有反應(yīng)中間體，吸收峰為428nm，但在酸性條件下，它們直接反應(yīng)形成最終產(chǎn)物，但兩種方法中的最終產(chǎn)物都是僅具有一個(gè)296nm吸收帶峰的穩(wěn)定峰的絡(luò)合物。根據(jù)薛俊鵬等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，文獻(xiàn)10報(bào)道的最終復(fù)合物槲皮素-Cu2+的吸收峰為428nm，這應(yīng)該是出現(xiàn)在中性環(huán)境中的中間產(chǎn)物。2.3.1 槲皮素-銅絡(luò)合物體外清除DPPH自由基的測(cè)定研究 譚軍等11通過實(shí)驗(yàn)合成

18、了槲皮素-銅()，并用DPPH法即檢測(cè)對(duì)二苯代苦味肼基自由基(DPPH)的消除率。DPPH是一種穩(wěn)定的自由基, 它能在乙醇溶液中呈現(xiàn)紫色，并在紫外光譜中517nm處有最大吸收，槲皮素-銅絡(luò)合物能夠很好很明顯的清除DPPH自由基，通過紫外可見分光光度計(jì)觀察到在517nm處波長(zhǎng)的吸光度會(huì)減小，隨著濃度的增加，清除率也有上升明顯的顯示，出現(xiàn)量效關(guān)系?？梢钥闯?，槲皮素-銅絡(luò)合物對(duì)于清除DPPH自由基的作用清除比槲皮素本體更好。2.3.2 槲皮素-銅絡(luò)合物體外清除超氧陰離子(O2-)的測(cè)定研究黃嘌呤氧化酶是一種很典型的酶促反應(yīng)體系，黃嘌呤氧化酶在有氧存在時(shí)，黃嘌呤被催化，進(jìn)行氧化反應(yīng)生成尿酸和釋放O2-

19、。其釋放的O2-可以把NBT還原成為最大吸收峰560nm的甲臜(藍(lán)紫色)。自由基清除劑的作用對(duì)于這一反應(yīng)得的主要作用就是清除O2-，抑制甲臜的生成，因此在紫外分光光度計(jì)中可以看出，吸光度的減少能體現(xiàn)自由基清除劑去除O2-的能力11。而槲皮素-銅絡(luò)合物擁有絕佳的清除O2-的能力，隨著濃度的增加，清除率也明顯上升，呈現(xiàn)出劑量-效應(yīng)關(guān)系。槲皮素銅絡(luò)合物比槲皮素本體擁有更好的對(duì)O2-的清除能力。B環(huán)上的3，4-鄰位羥基應(yīng)該是槲皮素能有效清除O2-的主要原因。2.4 槲皮素-鉻（）絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展Cr()對(duì)生物體的毒性相對(duì)其他其他價(jià)態(tài)較小，也是人體所需維持健康生命體征必不可少的微量元素之一。孫少芳

20、12使用槲皮素-鉻()絡(luò)合物作為研究對(duì)象，并使用密度泛函理論(DFT)來比較在不同結(jié)合位點(diǎn)形成槲皮素-鉻()絡(luò)合物的可能性及他們的結(jié)合能(BE)，確認(rèn)了理論上5-羥-2-羰基位是其絡(luò)合物的結(jié)合位點(diǎn)。通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)合成了槲皮素-鉻()絡(luò)合物，且反應(yīng)按槲皮素:鉻()離子=2:1的計(jì)量比進(jìn)行。并通過紅外、紫外可見光譜等分析方法來確定絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)表征(圖3)。圖3 槲皮素鉻的結(jié)構(gòu)俞梅蘭13從槲皮素和槲皮素-Cr()絡(luò)合物的拮抗與協(xié)調(diào)作用兩方面作為研究基礎(chǔ)，通過結(jié)構(gòu)表征、探究它的抗氧化性能、和DNA的反應(yīng)及抗菌活性等進(jìn)行了深入闡述。通過紫外-可見分光光度計(jì)檢測(cè)分析槲皮素在不同條件下的紫外吸收光譜圖，在酸性

21、和中性條件下，槲皮素較穩(wěn)定。但在堿性溶液中3，3，4羥基基團(tuán)易發(fā)生自氧作用。俞梅蘭不使用催化劑進(jìn)行合成槲皮素-Cr()，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品分離、純化等過程，在最佳反應(yīng)時(shí)間8h下合成槲皮素-Cr()。采用Varil EL型元素分析儀對(duì)配合物中的C、H進(jìn)行測(cè)定。用KBr壓片測(cè)定配體及鉻配合物的紅外特征吸收譜和槲皮素及其絡(luò)合物的紫外吸收光譜及槲皮素結(jié)構(gòu)式可以看出C環(huán)羰基有參與配位，而槲皮素的3-羥基有參與配位，而不是5-羥基參與配位。 余燕影等人14合成了槲皮素鉻絡(luò)合物，用 KBr壓片測(cè)定配體和絡(luò)合物的紅外特征吸收譜，用紫外分光光度計(jì)測(cè)得槲皮素及槲皮素鉻絡(luò)合物的紫外圖譜，結(jié)果同俞梅蘭等人測(cè)得的結(jié)果13一致，

22、是槲皮素的3-羥基參與了配位。雷克林15在余燕影等人的研究基礎(chǔ)上，研究了槲皮素與鉻形成絡(luò)合物的配位條件、配位比、穩(wěn)定常數(shù)，并初步探討了它們的配位作用方式。雷克林通過在回流下在無水乙醇中加熱槲皮素和鉻鹽，然后用三乙醇胺將pH調(diào)節(jié)至中性來獲得槲皮素鉻絡(luò)合物。通過KBr壓片以及UV和熒光光譜測(cè)定配體和絡(luò)合物的紅外特征吸收光譜，據(jù)推測(cè)，槲皮素從結(jié)構(gòu)上看3-羥基、4-羰基和3，4-鄰羥基都是配位點(diǎn)。還用摩爾比法15測(cè)得配合物中Cr()與槲皮素比值為1:1和2:1。2.4.1 槲皮素-鉻()絡(luò)合物的體外DPPH自由基清除測(cè)定研究孫少芳12通過實(shí)驗(yàn)清除在甲醇溶液中呈現(xiàn)出深紫色的DPPH(二苯代苦味酰肼)，其

23、單電子與自由基清除劑配對(duì)即槲皮素-鉻()絡(luò)合物，深紫色逐漸變淡消失，紫外可見分光光度計(jì)測(cè)得波長(zhǎng)為517nm處的吸光度降低。最終顯示，槲皮素-鉻()絡(luò)合物能夠有效地捕獲自由基，并且該絡(luò)合物的抗氧化性能比槲皮素更有效。俞梅蘭13通過實(shí)驗(yàn)研究了槲皮素和其鉻絡(luò)合物清除DPPH的清除能力。DPPH自由基的濃度一邊增大，槲皮素表現(xiàn)出的清除其自由基的活性也會(huì)隨之增大直到清除率高至86.4%便沒有隨之升高沒有變了，而槲皮素-鉻絡(luò)合物能隨著濃度的增大一直達(dá)到100%。2.4.2 槲皮素-鉻()絡(luò)合物清除O2-自由基測(cè)定研究清除超氧陰離子O2-自由基也可作為衡量抗氧化劑能力的重要指標(biāo)，O2-基團(tuán)羥基、烷氧基等都會(huì)

24、由O2-基團(tuán)通過了種種反應(yīng)生成也包括一些其他的氧自由基。俞梅蘭通過清除超氧陰離子O2-自由基能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果13總結(jié)出了槲皮素清除O2-基團(tuán)的抗氧化能力先跟著濃度的升高而升高，然后會(huì)在pH=8.2的條件下發(fā)生自氧作用結(jié)果就是槲皮素的濃度增大但是它對(duì)O2-基團(tuán)的抗氧化能力則減小了。而槲皮素-鉻()絡(luò)合物清除超氧陰離子O2-基團(tuán)的活性會(huì)呈現(xiàn)出一定的量效關(guān)系，跟隨濃度的升高而升高，說明在這個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下槲皮素-鉻()絡(luò)合物更加穩(wěn)定。2.4.3 槲皮素-鉻()絡(luò)合物清除OH自由基測(cè)定研究 羥基自由基是現(xiàn)階段活性氧中對(duì)活物傷害最大且毒性也是最強(qiáng)的。所以天然的抗氧化劑尤為重要。俞梅蘭通過Fenton反應(yīng)13生成

25、的OH自由基，將鄰菲羅啉-Fe2+里面的的Fe2+氧化成Fe3+ 。隨著Fe2+的減少其最大吸收峰536nm則會(huì)逐漸消失，判斷槲皮素-鉻()絡(luò)合物清除OH基團(tuán)的清除率就由536nm處的吸光度變化來體現(xiàn)。隨著濃度的增加，槲皮素和槲皮素-鉻()絡(luò)合物對(duì)OH自由基的清除活性也都會(huì)會(huì)增大，呈現(xiàn)出了量效關(guān)系。但槲皮素-鉻()絡(luò)合物的清除活性明顯著大于槲皮素本身的清除活性。2.4.4 槲皮素-鉻()絡(luò)合物抗氧化性能的計(jì)算化學(xué)模擬研究 孫少芳通過計(jì)算槲皮素及其絡(luò)合物分子在氣相中的O-H鍵裂焓BDE及電離勢(shì)IP來比較二者抗氧化性強(qiáng)弱12，計(jì)算了其中一個(gè)槲皮素結(jié)構(gòu)中的四個(gè)O-H的BDE值，得到O8-H是最低BD

26、E值75.2Kcal/mol，其絡(luò)合物最低O-H的BDE值為74.59Kcal/mol，將數(shù)據(jù)與維生素E分子這個(gè)強(qiáng)抗氧化劑O-H的BDE為77.30Kcal/mol做比較，最后結(jié)論槲皮素-鉻()絡(luò)合物抗氧化性槲皮素分子維生素E。槲皮素與鉻離子結(jié)合之后其IP值明顯降低,說明鉻離子對(duì)分子的電子轉(zhuǎn)移能力的影響力較大。BDE和IP值共同說明了H離子的轉(zhuǎn)移和電子伴隨質(zhì)子轉(zhuǎn)移結(jié)合起來就是槲皮素-鉻（）絡(luò)合物抗氧化的作用機(jī)理。還通過自由基電子自旋密度及HOMO軌道分析做論證。2.5 槲皮素-鎂絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展 鎂是人體必需的重要元素之一，能夠激活人們體內(nèi)的很多種酶，對(duì)碳水化合物的代謝和胰島素的分泌起著

27、重要作用?；魪V玉等人16在文獻(xiàn)17合成方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了優(yōu)化合成槲皮素鎂的實(shí)驗(yàn)。得到的產(chǎn)物利用紫外光譜、紅外光譜、核磁氫譜和同步熱分析對(duì)其進(jìn)行了表征。槲皮素鎂的UV吸收帶紅移遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶說明Mg2+是在帶形成絡(luò)合物?；魪V玉將槲皮素和槲皮素鎂的紅外圖譜特征吸收峰比較，槲皮素鎂絡(luò)合物的形成有槲皮素的4-羰基參與。而通過核磁氫譜得到槲皮素鎂中的3-OH和3-OH上氫的消失能得到與紅外紫外光譜一致的數(shù)據(jù)，說明槲皮素3位羥基和4位羰基上的氧與鎂離子配位，3和4位羥基與鎂離子結(jié)合。最后通過熱差分析證實(shí)了這個(gè)結(jié)果。2.5.1 槲皮素-鎂絡(luò)合物清除DPPH自由基的測(cè)定研究霍廣玉通過清除DPPH實(shí)驗(yàn)分析16當(dāng)槲

28、皮素和槲皮素-鎂的濃度都分別增加時(shí)，它們對(duì)DPPH自由基的清除效果也會(huì)增加，然而我們可以很清晰的從數(shù)據(jù)里得到當(dāng)槲皮素和金屬鎂離子螯合成絡(luò)合物后，其對(duì)DPPH自由基的清除能力略有降低。在形成槲皮素-鎂絡(luò)合物后，鄰-二酚結(jié)構(gòu)的羥基會(huì)與鎂離子絡(luò)合，導(dǎo)致它接受質(zhì)子的能力降低。因此，槲皮素-鎂消除自由基的能力低于槲皮素。2.6 槲皮素-鈣絡(luò)合物的抗氧化研究進(jìn)展鈣是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，它能調(diào)節(jié)人體各系統(tǒng)、組織、器官的正常生理功能，它調(diào)節(jié)人體細(xì)胞外液的鈣離子濃度，保持恒定人體中每個(gè)細(xì)胞的活動(dòng)，都受到鈣的約制。劉秋偉等人18通過改良實(shí)驗(yàn)將槲皮素與醋酸鈣在pH=8.5的條件下加熱回流6h，生成了槲皮素-鈣絡(luò)合。

29、通過紫外、紅外、核磁等手段對(duì)槲皮素-鈣絡(luò)合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。發(fā)現(xiàn)槲皮素-鈣絡(luò)合物的紫外光譜帶和帶比槲皮素分別紅移了28nm和8nm，Ca2+是在帶區(qū)域內(nèi)與槲皮素配位形成配合物的。槲皮素-鈣絡(luò)合物的羰基振動(dòng)頻率C=O為1647.52cm-1同槲皮素比較，紅移了15.58cm-1，在高場(chǎng)出現(xiàn)了新的吸收峰M-O=640.64cm-1，證明可能有金屬配位鍵生成。氫譜說明槲皮素-鈣絡(luò)合物上的氫從3-OH和3-OH上面消失，而7-OH，5-OH，4-OH上的氫還存在，與鈣離子配位結(jié)合的就是槲皮素結(jié)構(gòu)上的3位羥基和4位羰基上的氧，以及3和4位的羥基。最后總結(jié)出槲皮素-Ca絡(luò)合物的清除率是最強(qiáng)，具有很好的研究

30、前景。2.6.1 槲皮素-鈣絡(luò)合物清除DPPH自由基測(cè)定研究 劉偉秋通過對(duì)DPPH自由基的清除實(shí)驗(yàn)18，得到了槲皮素-鈣絡(luò)合物清除自由基的能力沒有槲皮素強(qiáng)的結(jié)論。隨著槲皮素和槲皮素-鈣絡(luò)合物的濃度的升高，它們對(duì)于DPPH自由基的清除效果也在逐漸升高，而比較明顯的是由于槲皮素和鈣離子配合成為絡(luò)合物后，其對(duì)DPPH自由基的清除能力也會(huì)有點(diǎn)降低。這可能是形成絡(luò)合物后，羥基的鄰二酚結(jié)構(gòu)會(huì)跟鈣離子進(jìn)行配位，從而導(dǎo)致其接受質(zhì)子的能力降低。3 槲皮素-金屬絡(luò)合物抗氧化性的對(duì)比研究 槲皮素能夠成為金屬離子的優(yōu)秀螯合配體的關(guān)鍵19是因?yàn)殚纹に貜慕Y(jié)構(gòu)來講擁有高超離域度，強(qiáng)配位的氧原子，適合的空間結(jié)構(gòu)，完整的大鍵共

31、軛體系等。近年來，國內(nèi)外近年來共研究合成了35個(gè)槲皮素金屬絡(luò)合物它們絕大部分都有較好的抗氧化、抗自由基、抗炎抗菌活性。為了尋找出有一定開發(fā)價(jià)值的槲皮素金屬絡(luò)合物，侯巍等人20通過單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究合成了槲皮素-鈣、鋅、銅和鉻4種絡(luò)合物，并采用分光光度法測(cè)定槲皮素和其金屬絡(luò)合物和維生素C的清除O2-自由基和OH自由基的能力，用HPLC法測(cè)定清除DPPH自由基的能力。林素英等人21合成了六種槲皮素絡(luò)合物:槲皮素-錳()、槲皮素-鈷()、槲皮素-鎳()、槲皮素-銅()、槲皮素鋅()與槲皮素本身。再用DR(2-脫氧-D-核糖)法和NBT(氯化硝基四氮唑蘭)光照還原法分別測(cè)定了與Fenton反應(yīng)體系產(chǎn)生

32、的羥自由基和光照核黃素產(chǎn)生的過氧自由基進(jìn)行清除率并比較。3.1 不同槲皮素金屬絡(luò)合物的對(duì)羥基自由基（OH）的清除率測(cè)定侯巍等人對(duì)清除羥基自由基(OH) 的清除率結(jié)果探究及計(jì)算20，得出了以下概述：槲皮素-Cr清除OH的清除力是最差的，其次是槲皮素-Zn的清除力較差，槲皮素本體以及VC的清除率都要較它們兩個(gè)更高；槲皮素-Cu和槲皮素-Ca都有較好的清除表現(xiàn)，它們的清除能力要強(qiáng)于VC以及槲皮素本體；其清除率的大小順序是:槲皮素-Ca槲皮素-CuVC槲皮素槲皮素-Zn槲皮素-Cr。3.2 不同槲皮素金屬絡(luò)合物對(duì)超氧陰離子(O2-)自由基清除率的測(cè)定 根據(jù)實(shí)驗(yàn)清除超氧自由基(O2-)的結(jié)果和計(jì)算20，

33、侯巍能夠推測(cè)出槲皮素-Ca對(duì)于O2-自由基的清除活性是最強(qiáng)的，其清除能力大于VC和槲皮素本身；槲皮素-Zn和槲皮素-Cr對(duì)于O2-基團(tuán)的清除能力都比槲皮素本身的清除能力強(qiáng)與VC的相接近；當(dāng)槲皮素-Cu的濃度較低時(shí)，其清除O2-自由基的能力會(huì)較弱，當(dāng)槲皮素-Cu的濃度增高時(shí)，它清除O2-自由基的能力也是較為不錯(cuò)的。其清除率值的大小順序是：槲皮素-Ca槲皮素-CrVC槲皮素-Zn槲皮素槲皮素-Cu。在光照的條件下，O2-會(huì)由核黃素產(chǎn)生，NBT會(huì)被O2-還原成藍(lán)色的甲月替。林素英等人通過實(shí)驗(yàn)21得到在50mol/ L濃度時(shí)是槲皮素和在槲皮素-錳()去除效率最高的時(shí)候。但要在100mol/ L以上的濃

34、度時(shí)槲皮素-鈷()才能表現(xiàn)出較好的清除作用，在5010mo l/L濃度之間時(shí)槲皮素-銅()才有最佳清除作用的表現(xiàn)。同時(shí)，當(dāng)濃度在100mol/ L時(shí)，槲皮素-錳()、槲皮素-鎳()、槲皮素-銅()、槲皮素-鋅()絡(luò)合物將會(huì)發(fā)生自氧化作用，其中當(dāng)濃度50mol/L時(shí)槲皮素-鋅()絡(luò)合物就會(huì)有劇烈的自氧作用。其他能夠在一定濃度下表現(xiàn)出較好的抗O2-自由基效果。槲皮素-鎳()、槲皮素-鋅()絡(luò)合物的抗O2-清除率在測(cè)試濃度內(nèi)相對(duì)較低。3.3 HPLC法測(cè)定不同槲皮素金屬絡(luò)合物對(duì)DPPH自由基的清除率 侯巍等人用HPLC測(cè)量槲皮素及其DPPH的清除率20。槲皮素-Ca顯示出了良好的消除活性同VC相接近

35、，遠(yuǎn)大于槲皮素本身；槲皮素-Cr、槲皮素-Zn、槲皮素-Cu的清除能力相對(duì)于槲皮素本體都表現(xiàn)出更好的清除能力，也表現(xiàn)出了一定的抗氧化性能；其消除率值的大小順序?yàn)椋洪纹に?CaVC槲皮素-Zn槲皮素-Cu槲皮素-Cr槲皮素。4 總結(jié) 槲皮素金屬絡(luò)合物具有抗癌、消炎、抗氧化、清除自由基等功能，并且槲皮素金屬絡(luò)合物上述生物活性往往高于槲皮素本身，藥理作用顯著，通過本文對(duì)國內(nèi)外關(guān)于槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化研究的綜述，我們得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1. 槲皮素與Ca，Cu，Mg，Cr，Zn等金屬離子的絡(luò)合物在其適宜的濃度或環(huán)境下，都能發(fā)揮出不錯(cuò)的抗氧化性，其中槲皮素-Ca表現(xiàn)出的抗氧化效果與維生素C的抗氧化能力

36、相當(dāng)，是最好的，槲皮素-Zn、槲皮素-Cr、槲皮素-Cu的抗自由基效果均大于槲皮素本身。2. 抗氧化活性的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常是借助于DPPH，該評(píng)價(jià)手段應(yīng)用廣泛，效果較好。3. 對(duì)于槲皮素金屬絡(luò)合物的分子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型的確證還有待進(jìn)一步研究。目前，多使用1H-NMR，IR，UV-Vis，元素分析和其他方法來表征結(jié)構(gòu)從而研究槲皮素金屬配合物的分子結(jié)構(gòu)。此外，槲皮素金屬配合物的結(jié)構(gòu)分析是通過結(jié)合非平穩(wěn)密度泛函理論，分子軌道理論和計(jì)算機(jī)化學(xué)模型進(jìn)行的，但具體的結(jié)構(gòu)特征通常并不是很準(zhǔn)確的。4. 槲皮素-金屬配合物的抗氧化機(jī)制有待進(jìn)一步闡釋，目前的研究中槲皮素-金屬絡(luò)合的制備及抗氧化活性評(píng)價(jià)多數(shù)是從實(shí)驗(yàn)角度在

37、清除自由基方面進(jìn)行分析。然而，槲皮素金屬絡(luò)合物較槲皮素本身具有更高的抗氧化活性的內(nèi)部成因尚不清楚，不同槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化差異的原因仍然未知?；谏鲜鼋Y(jié)論，我們針對(duì)槲皮素金屬絡(luò)合物的抗氧化機(jī)制提出了自己的想法，同時(shí)，給出了可能的驗(yàn)證策略。4.1 槲皮素-金屬絡(luò)合物抗氧化作用機(jī)制猜測(cè)槲皮素-金屬絡(luò)合物較槲皮素本身具有更高的抗氧化活性，原因可能有2個(gè)方面：一方面，根據(jù)氫原子轉(zhuǎn)移機(jī)制，槲皮素分子本身的抗氧化活性主要與羥基失去H原子得到的芳香自由基的穩(wěn)定性直接相關(guān)，產(chǎn)物自由基越穩(wěn)定，該歷程越容易發(fā)生，H原子自由基越容易獲得，從而捕獲體內(nèi)的氧自由基起到抗氧化作用。而槲皮素-金屬絡(luò)合物由于具有螯合結(jié)

38、構(gòu)，具有多個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在，因此芳香環(huán)的穩(wěn)定化作用更強(qiáng)，使得其相對(duì)于槲皮素分子本身，產(chǎn)物自由基的穩(wěn)定性顯著提高，從而表現(xiàn)出更高的抗氧化活性。另一方面，基于絡(luò)合機(jī)制，由于體內(nèi)具有多數(shù)金屬離子，通過fenton反應(yīng)進(jìn)而可能產(chǎn)生多余的羥基自由基，槲皮素通過與該類金屬離子的強(qiáng)絡(luò)合作用，從而阻止氧自由基的產(chǎn)生。上述兩種機(jī)制起到協(xié)同作用，從而對(duì)抗氧化活性的提升起到了大大的推動(dòng)作用。4.2 槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化機(jī)制研究可行性策略通過文獻(xiàn)綜述，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)研究在機(jī)理的深入分析方面具有很多弊端，尤其對(duì)于體內(nèi)自由基，作為一種高活性、難監(jiān)測(cè)的中間體，對(duì)反應(yīng)歷程的研究通常比較困難。近年來，計(jì)算化學(xué)的發(fā)展為機(jī)制的

39、深入研究提供了便捷，筆者提出，可以通過對(duì)槲皮素金屬絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)比配體數(shù)量、配位的位點(diǎn)不同的影響，最終得到穩(wěn)定構(gòu)型?；诖?，針對(duì)其通過氫原子轉(zhuǎn)移機(jī)制、絡(luò)合機(jī)制發(fā)揮抗氧化活性的可能性路線進(jìn)行分別計(jì)算，對(duì)涉及的中間體、過渡態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，提出針對(duì)不同體系的優(yōu)勢(shì)路徑，從而分析其調(diào)控抗氧化活性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及內(nèi)在成因。該研究本課題正在進(jìn)行。綜上，槲皮素金屬絡(luò)合物是一種很有前途的藥物，但其生物活性的確切分子結(jié)構(gòu)和作用方式還有待進(jìn)一步研究。槲皮素金屬配合物的研究將有利于天然藥物的研究和開發(fā)。通過篩選其生物活性和藥理作用，有望獲得高效低毒的新藥。本文綜述了槲皮素-金屬絡(luò)合物的抗氧化活性以及研究，為

40、該領(lǐng)域的發(fā)展指引理論基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 翟廣玉,渠文濤,馬海英,王俊巍,顏?zhàn)油?槲皮素金屬配合物的研究進(jìn)展J. 化學(xué)試劑,2013年02期.2 張英,吳曉琴,黃酮類化合物結(jié)構(gòu)與清除活性氧自由基效能關(guān)系的研究J. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā),1998,10(4):26.3 譚君,王伯初,祝連彩.槲皮素金屬配合物的藥理作用研究進(jìn)展J. 中國藥學(xué)雜志2006,41(22):1688-1691.4 蔣柳云.槲皮素金屬配合物的合成、生物活性及其量子化學(xué)研究D. 成都:四川大學(xué),20055 吳春,黃梅桂,車春波.槲皮素-鋅()配合物清除自由基的活性研究J. 食品工業(yè)科技,2013,31(1):128-129.6 邱麗娟,孟欣,候升書,楊根金,仲維清.槲皮素與鋅離子結(jié)合性質(zhì)及抗氧化活性研究J.藥學(xué)實(shí)踐雜志,2018,36(1):50-54.7 夏玉明,樸惠善,羅惠善.槲皮素銅配合物