一种具有抗菌活性的蒽醌类化合物及其制备方法和应用

文档序号:26138920发布日期:2021-08-03 14:22阅读:276来源:国知局
一种具有抗菌活性的蒽醌类化合物及其制备方法和应用

本发明属于植物有效成分提取技术领域,具体涉及一种具有抗菌活性的蒽醌类化合物及其制备方法和应用。



背景技术:

豆茶决明是一种野生草本植物,全株都能入药。这种植物可你在秋天采收采收后洗净晒干就能入药,入药后能清热利湿化瘀止痛,也能用于人类消化不良和腹泻等多种疾病的治疗。此外,由于豆茶决明提取物安全无毒,抗菌效果显著,也是洗面乳、美容霜、化妆水、洗发水、面膜等的理想添加剂。因此对该属植物的继续深入研究显得尤为重要。



技术实现要素:

本发明的第一目的是提供一种具有抗菌活性的蒽醌类化合物;第二目的在于提供所述具有抗菌活性的蒽醌类化合物的制备方法;第三目的在于所述具有抗菌活性的蒽醌类化合物的应用。

本发明的第一目的是这样实现的,所述具有抗菌活性的蒽醌类化合物是以豆茶决明为原料,经提取、mci脱色、硅胶柱层析、高效液相色谱分离得到的,命名为:2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌,英文名为:2-(3-hydroxypropyl)-3,6-dimethoxy-5-methylanthraquinone,分子式为:c20h20o5,该化合物为深红色胶状物其结构式为:

本发明的第二目的是这样实现的,是以豆茶决明为原料,经提取、mci脱色、硅胶柱层析、高效液相色谱分离得到的,具体步骤为:

a、提取:将原料豆茶决明粉碎至20~40目,用有机溶剂超声提取2~5次,每次30~60min,合并提取液,过滤,减压浓缩至体积的1/4~1/2;静置20~60min,滤除沉淀物,滤除沉淀物得到提取液a;

b、mci脱色:提取液a上mci柱,收集流出液减压浓缩得到浸膏b;

c、硅胶柱层析:将浸膏b用浸膏b重量1.5~3倍的丙酮或甲醇溶解,上硅胶柱层析,装柱硅胶为160~200目,用量为浸膏b重量的6~10倍,用体积比为1:0~0:1的氯仿-丙酮混合有机溶剂梯度洗脱,收集梯度洗脱液、浓缩,经tlc监测,合并相同的部分;

d、高效液相色谱分离:将以9:1的氯仿-丙酮混合有机溶剂梯度洗脱得到的洗脱液经高效液相色谱分离纯化得到目标物具有抗菌活性的蒽醌类化合物。

本发明的第三目的是这样实现的,所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物在制备抗菌产品中的应用。

本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物是首次被分离出来的,通过核磁共振和质谱测定方法确定了为具有抗菌活性的蒽醌类化合物,并表征了其具体结构为:

所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物为深红色胶状物,

经红外、紫外和质谱及1h-nmr,13c-nmr,hmbc进行波谱解析,1h-nmr,13c-nmr波谱数据图分别如图2,3所示,1hnmr和13cnmr数据如表1所示。化合物的红外、紫外和质谱数据:紫光谱(甲醇),λmax(logε)215(4.11)、254(3.82)、278(3.60)、403(3.15)nm;红外光谱(溴化钾压片):νmax3410、3058、2962、1664、1616、1567、1443、1348、1154、1057、838cm-1;1h和13cnmr数据(500和125mhz,溶剂为cdcl3),见表1;正离子模式esimsm/z363[m+na]+;正离子模式hresimsm/z363.1214[m+na]+(计算值363.1208,c20h20o5na)。

结构解析过程如下:化合物1为深红色胶状物,hresi-ms显示其准分子离子峰为349.1052[m+na]+,结合1h和13cnmr将分子式定为c20h20o5。其红外光谱显示化合物中有羟基(3410cm-1)、羰基(1664cm-1)和芳环(1616、1567、1443cm-1)信号,紫外光谱在215、254、278、403nm有最大吸收也证实化合物中存在芳环结构。化合物的1h和13cnmr谱(表1)显示其含有20个碳和20个氢,包括一个1,2,4,5-四取代的苯环(c-1~c-4,c-4a和c-10a;h-1,h-4),一个1,2,3,4-四取代苯环(c-5~c-8,c-9a和c-10a;h-7和h-8),一个甲基(c-13,h3-13),两个甲氧基(δc56.2q,56.4q;δh3.80,3.84s),1个羟丙基(c-11~c-13,h2-11~h2-13)。根据两个苯环的核磁共振数据和典型的羰基信号(c-5和c-10)可初步推测该化合物为蒽醌类化合物。该推测可根据h-1和c-1a、c-4a、c-9,h-4和c-1a、c-4a、c-10,h-8和c-9,c-9a,c-10a的hmbc相关(图3)得到证实。

化合物的母体结构得到证实后,根据两个甲氧基氢(δh3.78、3.82)和c-3、c-6的hmbc相关可证实两个甲氧基取代在c-3和c-6位;根据甲基氢信号(h3-14)和c-5、c-6、c-10a有hmbc相关,可证实该甲基取代在c-5位;此外,根据h2-11和c-1、c-2、c-3,h2-12和c-2的hmbc相关,可证实羟丙基取代在c-2位。至此,本发明化合物的结构得到确认,其结构鉴定为:2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌。

表1化合物的1hnmr和13cnmr数据(cdcl3)

对该化合物进行了抗菌活性筛选,体外抗菌实验用琼脂扩散法进行,首先将受试菌均匀地涂在普通琼脂培养基(牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、血清、琼脂)的平板上,再将待测化合物(本发明化合物用10mldmso溶解,加水稀释成50μg/ml的溶液)浸泡好的药片(直径5mm)放在带菌的培养基上,放入恒温箱内,于25℃孵育24-72h后观察抑菌圈大小。结果表明:本发明化合物对丙酸杆菌、葡萄球菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌、糠秕马拉色菌、钝形马拉色菌、厚皮马拉色菌具有很强的活性;抑制率均超过82.5%。

头屑增多症是皮肤科临床常见病之一;表现为头屑增多,头皮瘙痒,头发或油腻或干燥。为了检验本发明洗发水去头屑、止痒的效果。征集了20名志愿者,用本发明的洗发水每周洗头三次,7名志愿者表现出头屑部分消退,头皮瘙痒部分消退,头发油腻、干燥部分改善;证实本发明的抗菌洗发水具有切实的功效。

洗发水,又名香波、洗发露,是应用最为广泛的洗发用品,也是最常用的发用化妆品之一。用于洗净附着在头皮和头发上的人体分泌的油脂,汗垢,头皮上脱落的细胞以及外来的灰尘、微生物、定型产品的残留物和不良气味等,保持头皮和头发清洁及头发美观。洗发水有各种各样的剂型,市售的洗发水主要为液态香波。大多数液态香波有如下结构性成分,其中表面活性剂、稳泡剂、增稠剂、防腐剂和香精是基本成分。其他成分取决于消费者的需要和成本经济性。

随着人们生活水平的不断提高,对日化用品的需求是越来越大,对品质的要求也是越来越高,而化妆品、洗发水、沐浴露等产品是人们常用的日用消费品,而且几乎天天用在健康的皮肤上,因此对洗护产品的质量要求较高,首先要的是安全可靠,不得有碍人体健康,同时使用时不得有副作用。日化品的发展趋势体现了时尚的追求:天然化、综合化、功能化是日化品的发展趋势。

利用本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物制备的洗发水具有以下有益效果:

(1)本发明洗发水制作简单,各成分按比例混合均匀即可得到本发明的洗发水。所述的洗发水可通过选择加入不同的植物精油(或香精)形成不同的香型,以满足不同消费者个性化的喜好。此外,由于添加的蒽醌类化合物有染色效果,可让洗发水呈现出鲜亮的浅橙色,洗发水中无需再添加色素。

(2)除2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌外,本发明洗发水的原料均可从市场买到,有成熟的生产和供应,洗发水制作成本低。洗发水中的关键成分2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌可以豆茶决明为原料分离得到,豆茶决明种植容易,生物产量大,原料来源非常广泛、成本低。

(3)本发明的洗发水组成成分全部来自天然产物,安全可靠;除具有良好的去污效果外,还具有抑制头部有害微生物繁殖,去除头屑、止痒功效。

附图说明

图1本发2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌的核磁共振碳谱(13cnmr);

图2为本发明2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌的核磁共振氢谱(1hnmr);

图3本发明2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌的关键hmbc相关图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或改进,均落入本发明的保护范围。

本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物是以豆茶决明为原料,经提取、mci脱色、硅胶柱层析、高效液相色谱分离得到的,命名为:2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌,英文名为:2-(3-hydroxypropyl)-3,6-dimethoxy-5-methylanthraquinone,分子式为:c20h20o5,该化合物为深红色胶状物其结构式为:

本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物的方法,是以豆茶决明为原料,经提取、mci脱色、硅胶柱层析、高效液相色谱分离得到的,具体步骤为:

a、提取:将原料豆茶决明粉碎至20~40目,用有机溶剂超声提取2~5次,每次30~60min,合并提取液,过滤,减压浓缩至体积的1/4~1/2;静置20~60min,滤除沉淀物,滤除沉淀物得到提取液a;

b、mci脱色:提取液a上mci柱,收集流出液减压浓缩得到浸膏b;

c、硅胶柱层析:将浸膏b用浸膏b重量1.5~3倍的丙酮或甲醇溶解,上硅胶柱层析,装柱硅胶为160~200目,用量为浸膏b重量的6~10倍,用体积比为1:0~0:1的氯仿-丙酮混合有机溶剂梯度洗脱,收集梯度洗脱液、浓缩,经tlc监测,合并相同的部分;

d、高效液相色谱分离:将以9:1的氯仿-丙酮混合有机溶剂梯度洗脱得到的洗脱液经高效液相色谱分离纯化得到目标物具有抗菌活性的蒽醌类化合物。

a步骤中所述的有机溶剂为体积百分浓度为70~100%的丙酮水溶液、体积百分浓度为70~100%的乙醇水溶液或体积百分浓度为70~100%的甲醇水溶液。

c步骤中在浸膏上硅胶柱层析前,用浸膏b重量1.5~3倍的丙酮或甲醇溶解,再用浸膏b重量0.8~1.2倍的80~100目硅胶拌样,然后上硅胶柱层析。

c步骤中所述的氯仿-丙酮混合有机溶剂的梯级配比为20:1、9:1、8:2、7:3、6:4和1:1。每个配比均需要洗脱到没有组分流出,即蒸干溶剂后蒸馏瓶中无成分残留,然后换下一个梯度配比。

d步骤中所述的高效液相色谱分离纯化是以体积浓度为55~65%的甲醇水溶液为流动相,流速15~25ml/min,以21.2×250mm,5μm的zorbaxprephtgf反相制备柱为固定相,紫外检测器检测波长为403nm,每次进样0.5~1.0ml,收集30~45min的色谱峰,多次累加后蒸干。

本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物的应用为所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物在制备抗菌产品中的应用。

所述的抗菌活性是对丙酸杆菌、葡萄球菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌、糠秕马拉色菌、钝型马拉色菌或厚皮马拉色菌具有抗菌活性,且抑制率为82.5%以上。

所述的抗菌产品为日化用品。

所述的日化用品为具有去痒功效的洗发水,所述具有去痒功效的洗发水配方为:4~6%的吐温-60、10~15%的氨基酸表面活性剂、3~5%的椰子油增稠起泡剂、3~5%的氨基酸保湿剂、1~2%的壳聚糖丝素蛋白、2~3%的水溶性橄榄酯、2.5~3.5%的普鲁兰多糖、0.5~1%的2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌、0.8-2%的植物精油(或香精)、0.5-1%的维生素b5,其余量为水。

在具有去痒功效的洗发水配方组成中:

吐温-60为聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯和一部分聚氧乙烯双去水山梨醇单月桂酸酯的混合物,是一种非离子型表面活性剂,具有良好的去污效果,也可作为乳化剂用于食品、医药等领域,能增加乳剂的稳定性。

氨基酸表面活性剂是一类新型绿色环保表面活性剂,毒副作用小,性能温和,刺激性小且生物降解性好;而且其良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡等性能在当下备受人们的关注,被逐渐应用于洗涤、个人护理和食品工业等诸多领域。

椰子油增稠起泡剂是一种高分子聚水物;其刺激性低,具有优良的溶解性和配伍性,优良的发泡性和显著的增稠性;配伍使用能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性。

氨基酸保湿剂,化学名为三甲基甘氨酸,是一种天然结构物质两性离子型保湿成分,在个人护理产品的应用中,能迅速改善肌肤和头发的水份保持力、激发细胞活力,具有保持肌肤滋润,光滑,防止干燥和发暗的效果。

壳聚糖丝素蛋白是一种丝素蛋白复合材料,时由于头发属于蛋白类,丝素蛋白不仅对发质有较好的护发作用,还对头皮又具有较好的护理作用。

水溶性橄榄酯是一种橄榄油水解脂肪酸和环氧乙烷反应制备得到的水溶性油脂,其结构与皮肤天然存在油脂类似,能提高头发光泽,改善梳理性。

普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉发酵所产生的类似葡聚糖、黄原胶的胞外水溶性粘质多糖,具有良好的成膜性,可代替甘油作加香、防冻保湿剂,广泛应用于洗面乳、美容霜、化妆水、洗发水、面膜等日化品。

植物精油(或香精)为香味,值种类、配比不同,可赋予洗发水不同的香味特征。

维生素b5是常见的13种维生素之一,对于预防和治疗脱发效果显著,能使让稀疏的头发变得更加浓密,增加头发的光泽,对于头皮的健康有着非常重要的作用。

2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌为本发明从豆茶决明中分离到的新化合物,该化合物具有显著的抗菌活性。而且具有染色效果,可让洗发水呈现出鲜亮的浅橙色,洗发水中无需再添加色素。

以本发明所述的具有抗菌活性的蒽醌类化合物为模板合成的化合物同样能够实现本发明的目的。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明:

实施例1

2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌的制备:取豆茶决明全株晒干,粉碎到20~50目,用溶剂超声提取2~5次,每次提取溶剂量为样品的2-6倍,提取时间为30~60分钟,合并提取液并过滤,滤液减压浓缩至刚有沉淀物析出,静置20~60分钟,滤除沉淀物得到样品提取液。滤除沉淀后的样品提取液上mci柱,收集流出液减压浓缩成浸膏。

将浸膏上硅胶柱层析,装柱硅胶为160~200目,所用硅胶的重量为浸膏重量6~10倍量;以体积比为1:0~0:1的氯仿和丙酮混合有机溶剂梯度洗脱,收集各梯度的梯度洗脱液并浓缩,经tlc监测,合并相同的部分。将采用体积比为9:1的氯仿-丙酮混合有机溶剂洗脱得到的部分采用高效液相色谱分离纯化,即得所述的2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌。

实施例-2

2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌的结构鉴定:取制备得到深红色胶状物,经红外、紫外和质谱及1h-nmr,13c-nmr,hmbc进行波谱解析鉴定结构。

结构解析过程如下:化合物1为深红色胶状物,hresi-ms显示其准分子离子峰为349.1052[m+na]+,结合1h和13cnmr将分子式定为c20h20o5。其红外光谱显示化合物中有羟基(3410cm-1)、羰基(1664cm-1)和芳环(1616、1567、1443cm-1)信号,紫外光谱在215、254、278、403nm有最大吸收也证实化合物中存在芳环结构。化合物的1h和13cnmr谱(表-1)显示其含有20个碳和20个氢,包括一个1,2,4,5-四取代的苯环(c-1~c-4,c-4a和c-10a;h-1,h-4),一个1,2,3,4-四取代苯环(c-5~c-8,c-9a和c-10a;h-7和h-8),一个甲基(c-13,h3-13),两个甲氧基(δc56.2q,56.4q;δh3.80,3.84s),1个羟丙基(c-11~c-13,h2-11~h2-13)。根据两个苯环的核磁共振数据和典型的羰基信号(c-5和c-10)可初步推测该化合物为蒽醌类化合物。该推测可根据h-1和c-1a、c-4a、c-9,h-4和c-1a、c-4a、c-10,h-8和c-9,c-9a,c-10a的hmbc相关(图-3)得到证实。

化合物的母体结构得到证实后,根据两个甲氧基氢(δh3.78、3.82)和c-3、c-6的hmbc相关可证实两个甲氧基取代在c-3和c-6位;根据甲基氢信号(h3-14)和c-5、c-6、c-10a有hmbc相关,可证实该甲基取代在c-5位;此外,根据h2-11和c-1、c-2、c-3,h2-12和c-2的hmbc相关,可证实羟丙基取代在c-2位。至此,本发明化合物的结构得到确认,其结构鉴定为:2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌。

实施例-2

抗菌洗发水配方:本实施例中的洗发水由以下比例(质量百分比)的原料制备而成:4-6%的吐温-60、10-15%的氨基酸表面活性剂、3-5%的椰子油增稠起泡剂、3-5%的氨基酸保湿剂、1-2%的壳聚糖丝素蛋白、2-3%的水溶性橄榄酯、2.5-3.5%的普鲁兰多糖、0.5-1%的2-(2-羟丙基)-3,6-二甲氧基-5-甲基蒽醌、0.8-2%的植物精油(或香精)、0.5-1%的维生素b5,其余量为水。各成分按比例混合均匀,并充分溶解,得到橙色透明的粘稠状溶液,即可得到本发明的洗发水洗发水。所述的洗发水可通过选择加入不同的植物精油(或香精)形成不同的香型,以满足不同消费者个性化喜好的要求。

实施例-3

本实施例中的洗发水由以下原料制备而成:荞麦花蜂蜜12%、绿原酸0.25%、丙酸苯乙酯0.2%、甲酸苯乙酯0.08%、莨菪葶0.4%、乙基香兰素0.2%、香荚兰提取物0.5%,丙二醇12%,蜂蜡净油1.0%、豆茶决明吡喃内酯-a0.4%、滇橄榄提取物1.5%、其余部分为水。各成分按比例混合均匀,并充分溶解,得到浅黄色透明的溶液,具有优雅的豆香香味,略带蜜甜香味;即为本发明的洗发水成品。在云南某品牌卷卷烟纸中添加1.5%的本实施例的洗发水。卷制成卷烟,按照gb5606.4-2005标准进行感官评价,并以卷烟纸中未添加该洗发水的卷烟作为对照。评价结果表明:在卷烟纸中添加了本发明洗发水,卷烟香气丰满、豆香风格特征突出,略带回甜味;口腔余味舒适干净,喉刺激性降低,烟气更顺滑流畅,抽吸舒适性得到提升。

实施例-4

洗发水抗菌效果测试:对本发明洗发水进行了抗菌效果测试,体外抗菌实验用琼脂扩散法进行,首先将受试菌均匀地涂在普通琼脂培养基(牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、血清、琼脂)的平板上,再将用浸泡好的药片(直径5mm)放在带菌的培养基上,放入恒温箱内,于25℃孵育24-72h后观察抑菌圈大小。结果表明:本发明洗发水对丙酸杆菌、葡萄球菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌、糠秕马拉色菌、钝形马拉色菌、厚皮马拉色菌具有很强的活性;抑制率均超过89.2%。

实施例-5

洗发水去头屑、止痒效果检验:为了检验本发明洗发水去头屑、止痒的效果。征集了20名志愿者,用本发明的洗发水每周洗头三次,7名志愿者表现出头屑部分消退,头皮瘙痒部分消退,头发油腻、干燥部分改善;证实本发明的抗菌洗发水具有切实的功效。

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