苦艾素是一种从植物
苦艾(Artemisia absinthium)中提取的天然
三萜内酯,由苦艾的提取液经
色谱技术
纯化后制得。它是构成苦艾酒独特味道的最苦的化学物质之一。这种化合物显示出
生物活性,并显示出作为消炎剂的应用前景。不应将它与侧柏酮(Thujone)——一种同样在苦艾中被发现的
神经毒素相混淆。
从
无水乙醚中结晶物呈橘黄色针状。从苯中结晶物为
溶剂化结晶。
柱色谱纯化后为无色晶体,熔点165-166℃(分解)。
旋光度:[α]20D +107.0 (c 1.9, CHCl3); [α]20D +103.5 (c 1.0, CHCl3)。味十分苦,其苦味
阈限为1:7.0×104。有毒。
苦艾素所具有的复杂结构被归类为
倍半萜内酯,这意味着它属于一大类在化学上由五个碳原子的
异戊二烯单元构成的天然产物。整个结构由两个完全相同的单体组成,它们通过一个疑似自然发生在愈创木内酯的
环戊二烯环之间的
Diels-Alder反应相连接。
张维河等人在2004年进行了(+)-苦艾素的全合成。合成路线以山道年(Santonin)为原料,共10个步骤,最终产率为18.6%。
山道年是一种市售试剂。合成的基础是最初的6元碳环向7元环的扩环(α-山道年在乙酸溶液中的光解),形成愈创木内酯单体骨架,接着是Diels-Alder偶联和最终的立体化学修饰(三级醇构型翻转),产生(+)-苦艾素。
苦艾中苦艾素的完整的生物合成尚未阐明,但很大一部分可以从合成苦艾素所需的天然产物前体推断出来。虽然像苦艾素这样的
萜类化合物可以说是由异戊二烯“单元”组成的,但异戊二烯本身是不稳定的,不会直接反应。相反,异戊二烯单元以焦磷酸异戊烯酯的形式被转移和反应。正如
萜烯的命名法所示,第一个苦艾素前体
法呢醇焦磷酸酯 [A] 含有15个碳,或者说3个异戊二烯单元。焦磷酸根解离 (1) 在合成酶中产生一个碳正离子,然后被分子另一端的碳碳双键进攻 (2) 。
蒿属植物的生物合成途径中第一个稳定的中间产物很可能是 [B] ,它已被确定为在植物倍半萜途径中合成愈创木内酯的前体。接着发生羟基化 (3) ,接着氧化成醛 (4) ,接着进一步羟化并形成羧基 (5)。值得注意的是在 (4) 之后末端碳碳双键的消失,因为这种键在最终产物中的还原使苦艾素单体与Germacrene A生成的其它产物区别开来。这种还原不一定发生在步骤(4),但可能发生在后续步骤。在羧基和羟基都已生成的情况下,可以通过脱水 (7) 形成愈创木内酯 [C] ,正如一般愈创木内酯途径所提出的那样。然后通过羟基化和双键
重排 (8, 9) 形成苦艾素倍半萜愈创木内酯单体 [D] ,然后假设直接通过自然发生的Diels-Alder反应 (10) 二聚形成苦艾素 [E] 。尽管反应本身可以自发地以良好的产率发生,但可能由相关的合成酶促进,尽管比典型的天然产物的生物合成慢。