近日，新加坡國(guó)立大學(xué)蘇州研究院（以下簡(jiǎn)稱“新國(guó)大蘇研院”）大健康生物與食品工程卓越研究中心首席研究員黃德建教授與美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的Kendall N. Houk教授合作，在天然雙黃酮與三黃酮合成方面取得重大突破。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。黃德建教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)無(wú)需催化劑的綠色氧化偶聯(lián)反應(yīng)，首次開(kāi)辟了一種綠色和可持續(xù)的雙黃酮和三黃酮合成路徑。該反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、選擇性好，同時(shí)原料便宜，產(chǎn)物具有科研和商業(yè)價(jià)值，在生物醫(yī)藥與保健食品產(chǎn)業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。

研究背景

黃酮單體普遍存在于水果和蔬菜中，對(duì)人體健康有益，可以通過(guò)工業(yè)化、大規(guī)模手段從農(nóng)業(yè)食品副產(chǎn)品中提取。與黃酮類化合物的單體相比，黃酮類寡聚體的生物活性更強(qiáng)，具有更出色的醫(yī)療保健作用。但是，黃酮類寡聚體化合物在自然界中的含量較少，人工合成難度大且代價(jià)高昂，因此，黃酮類寡聚體化合物作為藥物的開(kāi)發(fā)目前進(jìn)展十分緩慢，對(duì)此類化合物的研究報(bào)道也很有限。

研究結(jié)果

研究人員發(fā)現(xiàn)，在弱堿性水里，木犀草素和其它黃酮可以與溶液里的氧氣（做為氫原子受體）發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)。該反應(yīng)只需使用食品級(jí)原料，無(wú)需外加催化劑，在室溫下即可完成。利用此方法，成功合成了40余個(gè)雙黃酮和三黃酮，包括天然產(chǎn)物dicranolomin、philonotisflavone、dehydrohegoflavone、distichumtriluteolin和cyclodistichumtriluteolin。通過(guò)NMR，ESR，17O標(biāo)記等方法，對(duì)這一自由基反應(yīng)的機(jī)理做了系統(tǒng)深入的研究，從而揭示了溶液pH值、氧氣供應(yīng)量和堿溶液的抗衡陽(yáng)離子為影響反應(yīng)產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。

▲圖1：天然和非天然雙黃酮和三黃酮的合成。A. 雙黃酮合成中的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)。B. Ullmann偶聯(lián)反應(yīng)合成雙黃酮。C. 本項(xiàng)工作：分子氧介導(dǎo)的氧化偶聯(lián)反應(yīng)應(yīng)用于雙黃酮與三黃酮的合成；例子包括31種雙黃酮和11種三黃酮。

▲圖 2：分子氧介導(dǎo)的黃酮氧化偶聯(lián)。A. 木犀草素在弱堿性水中發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)。B. 分子內(nèi)氧化偶聯(lián)3a繼續(xù)產(chǎn)生不同的異構(gòu)體環(huán)木犀草素三聚體（4a、4a'和4a''）。C. 4a'晶體的分子堆積示意圖。D. 4a'的 ORTEP圖的頂視圖和側(cè)視圖。

應(yīng)用前景

該研究通過(guò)簡(jiǎn)單的食品級(jí)別的反應(yīng)，首次成功合成了數(shù)個(gè)存在于苔蘚類的天然雙黃酮和三黃酮，相關(guān)產(chǎn)物能夠有效抗病毒、降血糖、抗衰老，具有良好的醫(yī)療保健效果。同時(shí)，開(kāi)辟了構(gòu)建黃酮寡聚體分子庫(kù)的便捷途徑，極大地拓展了黃酮類化合物寡聚體分子庫(kù)，為將來(lái)探究此類化合物的活性研究創(chuàng)造了條件。

研究團(tuán)隊(duì)

本成果以“Oxygen mediated oxidative couplings of flavones in alkaline water”為題發(fā)表在《Nature Communications》上。

通訊作者簡(jiǎn)介

黃德建，新加坡國(guó)立大學(xué)終身教授、食品工程系副主任，新國(guó)大蘇研院大健康生物與食品工程卓越研究中心首席研究員。已發(fā)表200余篇國(guó)際學(xué)術(shù)論文，2014和2015年入選湯森路透全球“高被引科學(xué)家”（農(nóng)業(yè)科學(xué)類）。目前擔(dān)任學(xué)術(shù)期刊《Journal of Functional Foods》與《Frontier in Nutrition I Food Chemistry》的副主編。同時(shí)也是精深科技公司Kosmode Health Singapore Pte Ltd 和Liloss Pte Ltd的聯(lián)合創(chuàng)始人與科技顧問(wèn)。2014年，入選蘇州工業(yè)園區(qū)領(lǐng)軍人才。

第一作者簡(jiǎn)介

楊昕，博士畢業(yè)于新加坡國(guó)立大學(xué)，2020-2022年于新加坡國(guó)立大學(xué)擔(dān)任助理研究員。主要從事天然產(chǎn)物的分離、表征以及合成，黃酮類化合物抗氧化機(jī)理，用于ROS的分子探針的設(shè)計(jì)與合成等方面的研究。已在《Nature Communications》、《Advanced Materials》等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文18篇，并授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)，谷歌學(xué)術(shù)累計(jì)引用超過(guò)220次。

新國(guó)大蘇研院的科研工作聚焦前沿技術(shù)，開(kāi)展原創(chuàng)性、應(yīng)用性研究，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展強(qiáng)關(guān)聯(lián)，與蘇州工業(yè)園區(qū)及地方科技深融入，已建立環(huán)境與能源納米科技、智慧醫(yī)療技術(shù)、大健康生物與食品工程等卓越研究中心以及生物醫(yī)學(xué)工程創(chuàng)新中心。新國(guó)大蘇研院致力于推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化落地工作，希望通過(guò)研究產(chǎn)生有影響力的高科技創(chuàng)新產(chǎn)品，賦能地方產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前，研究院承擔(dān)各項(xiàng)科研項(xiàng)目100余項(xiàng)，在國(guó)際著名期刊發(fā)表了1100余篇有影響力的科研論文，其中2篇發(fā)表在Nature母刊，29篇發(fā)表在Nature子刊。

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