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10小论文要点

不同小分子醇对反式丁烯醛的影响

王彦恒苏彦斌*

（化学与制药工程学院,生物制药1101班）

摘要：

目的：

通过研究小分子醇对反式丁烯醛的影响，寻找抗心肌缺血药物的线索。

方法：

紫外-可见吸收光谱法检测不同小分子醇对反式丁烯醛的影响。

结果：

成功建立了H2O2诱导酿酒酵母反式丁烯醛生物实验模型，小分子醇可以同反式丁烯醛相互作用，在实验条件下作用时间和浓度对反式丁烯醛具有明显影响，三种小分子醇均使紫外-可见吸收峰红移，甲醇的影响最大。

结论：

不同小分子醇羟基可能同反式丁烯醛的醛基发生作用，使反式丁烯醛的醛基发生电子离异效应，消除反式丁烯醛影响，产生抗心肌缺血效应，可为寻找抗心肌缺血药物提供了有益的线索。

关键词：

小分子醇：

反式丁烯醛：

酵母；心肌缺血

引言

心肌缺血是指心脏的血液灌注减少，导致心脏的供氧减少，心肌能量代谢不正常，不能支持心脏正常工作的一种病理状态[1]。

冠状动脉粥样硬化导致的冠脉狭窄或闭塞是引起心肌缺血最主要、最常见的病因，进而导致心肌缺血缺氧，由此引起的心脏病即大家常说的冠心病，所以冠心病是心肌缺血的“罪魁祸首”[2]。

心肌缺血严重危害中老年人的健康，近年来随着生活水平的提高，冠状动脉粥样硬化呈现年轻化的趋势。

因此心肌缺血是危害人类的重大疾病。

但是由于治疗心肌缺血的药物稀少，且多产生抗药性，所以寻找新的治疗心肌缺血的药物已迫在眉睫[3-5]。

反式丁烯醛中含有共轭双键和醛基官能团，而小分子醇中含至少一个羟基，所以小分子醇与反式丁烯醛可以发生醛与醇缩合形成缩醛类化合物，从而减少反式丁烯醛的含量从而达到治疗心肌缺血的作用[6-7]。

小分子醇对酿酒酵母诱导的反式丁烯醛的研究过程中，通过改变试验中的温度，pH值，酿酒酵母的浓度，反应时间以及H2O2的浓度变化进行找到最佳的作用条件，从而为寻找新的治疗心肌缺血的药物奠定一定的基础，为其提供一丝线索。

醛与醇缩合形成缩醛类化合物的反应是一类重要的有机反应，在有机合成、制药、香科等工业生产领域有着广泛的应用。

然而在缩醛（酮）合成中，目前常用的有效催化剂是强的质子酸，因副反应多，如磺化、氧化、脱水等、腐蚀性强和易污染环境等缺点，使其受到限制。

为了克服上述缺点，人们开发了许多新的催化剂，如杂多酸[8]、固体超强酸[9]、金属有机化合物[10]、室温离子液体[11]，碘单质[12]、可膨胀石墨[、金属无机盐等，并取得了可喜的效果。

然而在缩醛合成中，目前常用的有效催化剂是强的质子酸，因副反应多、腐蚀性强和易污染环境等缺点，使其受到限制。

巴豆酸主要用于与乙酸乙烯酯共聚。

该共聚物在书籍装订中用作热融粘结剂，用于纸张生产和纸张产品的处理，墙纸的涂料，胶卷显影剂和静电复印液组分。

此外，巴豆酸还可用于制备各种丁烯酸衍生物。

在进行实验之前，要先建造心肌缺血的生物模型。

心血管疾病康复机制研究的关键技术之一是复制心肌缺血动物模型。

建立适当的动物模型，不仅为该病的发病机制和病理生理改变提供重要的资料，更重要的是促进新药的开发，推进临床诊断和各种治疗方法的进步。

心肌缺血模型共分为四大类，分别是：

急性心肌缺血模型，慢性心肌缺血模型，可控心肌缺血模型，离体心肌缺血模型。

实验采用H2O2诱导酿酒酵母反式丁烯醛的生物实验模型。

探索反式丁烯醛在不同条件下的变化规律，采用紫外分光光谱仪测量反式丁烯醛的峰值，分析不同温度，反应时间，浓度对反式丁烯醛的影响，探讨小分子醇治疗心肌缺血的可能性[12]。

1仪器与试剂

1.1仪器

FA1104分析天平（上海精天电子仪器有限公司）KQ118超声仪（昆山市超声仪器有限公司）W2-100S恒温水浴锅（上海申生科技有限公司）BPG-9070A电热鼓风干燥箱（上海一恒科技有限公司）PHS-2C精密酸度计（上海大普仪器有限公司）YZ-54B万用电炉（上海树立仪器仪表有限公司）752N紫外分光光谱仪（上海精密科学仪器有限公司）

1.2试剂

乙醇（陕西三桥精细化工有限公司130608）甲醇（东莞市飞海达化工有限公司120816）丙醇（谦裕弘化工有限公司40709）H2O2（天津君博化工有限公司150826）正丁醇（深圳市华昌化工有限公司081124）NaCl（上海万照精细化工有限公司130804）FeCl2（江阴市宇洁环保科技有限公司140829）三氯乙酸（晶茂贸易有限公司120821）

2药品配制

酿酒酵母配制：

取酿酒酵母5g，加入200ml蒸馏水，等待24h后，5000r/min离心，取上清液。

溶液浓度为25mg/ml。

TBA配制：

46mMTBA，1.8464g溶解在200ml冰醋酸99%中，加入2%butylatedhydroxytoluebe乙醇溶液6ml，避光。

TCA配制：

7.5g三氯乙酸溶于100ml蒸馏水中。

50mMNacl和0.2mMFecl2溶液：

0.146gNacl和0.002gFecl2溶于250ml蒸馏水中，当天配制，避光保存，4h内使用

醇溶液的配制：

配制10%，30%.50%的甲醇，乙醇，丙醇，丁醇溶液

3实验方法

3.1建立H2O2诱导高效活性酵母产生反式丁烯醛生物实验模型

取高纯度反式丁烯醛，稀释1000倍，直接加入TBA1.5mL，煮沸15min，测量紫外-可见吸收光谱。

3.1.1直接建立

取一支试管加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，一号试管静置15min，静止后，取试管溶液2mL，加入4.3mLTCA，混合离心15min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液3mL，测紫外-可见吸收光谱。

3.1.2间接建立

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，一号试管静置10min，，二号试管静置20min，三号试管静置30min，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，加入TBA0.4mL，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，加入TBA0.4mL，0.5mL，0.6mL，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱。

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，分别加入250μL酵母上清液，150μL酵母上清液，50μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱。

取三支试管分别加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，调节pH为6，7，8，分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2小分子醇对反式丁烯醛生物实验模型的影响

3.2.1不同小分子醇对反式丁烯醛的影响

取四支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述四支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL甲醇，乙醇，丙醇，丁醇溶液，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.2甲醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%甲醇，30%甲醇，50%甲醇，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.3乙醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%乙醇，30%乙醇，50%乙醇，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.4丙醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%丙醇，30%丙醇，50%丙醇溶液，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.5甲醇作用时间对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%甲醇反应5min，10%甲醇反应10min，10%甲醇反应15min，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.6乙醇作用时间对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，加入4.3mLTCA，离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%乙醇反应5min，10%乙醇反应10min，10%乙醇反应15min，10%，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

3.2.7丙醇作用时间对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%丙醇反应5min，10%丙醇反应10min，10%丙醇溶液反应15min，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱。

4结果与讨论

4.1建立H2O2诱导高效活性酵母产生反式丁烯醛生物实验模型

495

取高纯度反式丁烯醛，稀释1000倍，直接加入0.4mLTBA，煮沸15min，测量紫外-可见吸收光谱，见图2。

495

图2直接测量反式丁烯醛紫外-吸收光谱

4.1.1直接建立

264

图3直接测量H2O2诱导酵母反式丁烯醛紫外光谱图

取一支试管加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静置15min，静止后，取试管溶液2mL，加入4.3mLTCA，离心15min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA。

取溶液3mL，测紫外-可见吸收光谱，见图3。

4.1.2间接建立

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述溶液各2mL，加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入TBA0.4mL，0.5mL，0.6mL，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱，如图4。

495

图4TBA含量对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响（单位：

mL）

495

图5H2O2加入时间对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响（单位：

min）

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，一号试管静置15min，二号试管静置20min，三号试管静置25min，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图5。

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，分别加入250μL酵母上清液，150μL酵母上清液，50μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱，如图6。

495

图6安琪高活性干酵母上清液量对生物实验模型的影响（单位：

μL）

495

523

图7pH对生物实验模型的影响

取三支试管加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，离心10min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，调节pH为6，7，8，加入TBA0.4mL，沸水浴15min后冷却，离心10min，测紫外-可见吸收光谱，如图7。

4.2小分子醇对反式丁烯醛模型的影响

4.2.1不同小分子醇对反式丁烯醛的影响

取四支试管加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述溶液2mL，加入4.3mLTCA，离心10min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA。

取上诉溶液2mL，加入100μL甲醇、乙醇、丙醇、丁醇溶液，加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图8。

495

506

504

451

图8不同小分子醇对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

4.2.2甲醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL。

取上述三支试管溶液各2mL，加入4.3mLTCA，离心10min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA。

取上诉溶液2mL，加入100μL10%、30%、50%甲醇，再加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图9。

508

495

图9不同浓度甲醇对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

4.2.3乙醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%、30%、50%乙醇，加入TBA0.4mL，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图10。

501

495

507

图10不同浓度乙醇对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

4.2.4丙醇对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入TCA4.3mL，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%、30%、50%丙醇，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图11。

495

508

图11不同浓度丙醇对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

4.2.5甲醇作用时间对反式丁烯醛的影响

506

495

图12甲醇作用时间对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%甲醇，一号试管反应10min，二号试管反应20min，三号试管反应30min，分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图12。

4.2.6乙醇作用时间对反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，再离心10min，再加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%乙醇，一号试管反应10min，二号试管反应20min，三号试管反应30min，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图13。

495

508

图13乙醇作用时间对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

4.2.7丙醇作用时间对反式丁烯醛的影响

495

500

506

图14丙醇作用时间对H2O2诱导酵母反式丁烯醛的影响

取三支试管分别后加入50mM氯化钠和0.2mM二氯化铁溶液2mL，加入250μL酵母上清液，30%过氧化氢10μL，静止后，取上述三支试管溶液各2mL，分别加入4.3mLTCA，混合离心10min，36℃水浴10min，离心10min，加入4.3mLTCA，过滤。

取上诉溶液2mL，分别加入100μL10%丙醇，一号试管反应5min，一号试管反应10min，一号试管反应15min，再分别加入0.4mLTBA，沸水浴15min后冷却，离心15min，测紫外-可见吸收光谱，见图14。

4.3讨论

实验过程中直接测量反式丁烯醛的最大吸收峰为264nm，间接测量反式丁烯醛的最大吸收峰为495nm，实验的目的是改变反式丁烯醛的最大吸收峰，从而为寻找新的治疗袭击缺血药物提供线索。

在建造反式丁烯醛生物模型时，发现加入TBA的体积为0.4ml时最为合理，使用250ul安琪高活性干酵母上清液时峰形最好，直接建造生物模型时经多次实验发现直接测取反式丁烯醛时，峰值不稳定，且经常不出现峰值，间接测量较为稳定，且数值变化不大，所以选择间接建立生物模型。

考察不同小分子醇对反式丁烯醛的影响时，加入甲醇时的最大吸收峰为508nm，峰值位移了13个单位，且多次实验位移变化不大，较为集中，所以甲醇可以使用；加入乙醇时最大吸收峰为506nm，峰值位移11个单位，较为合理，多次实验位移位置较为集中，可以使用；加入丙醇时最大吸收峰为507nm，位移12个单位，较为合理，且多次实验位移变化较为集中，可以使用；加入正丁醇时最大吸收峰为459nm，但多次实验后发现位移变化较为分散，规律性差，做舍弃处理。

探索小分子醇浓度对反式丁烯醛的变化影响时，浓度为50%的小分子醇的峰形最好，且多种小分子醇均如此变化，可能是因为小分子醇与反式丁烯醛发生醛酮缩合反应，小分子醇浓度较高，可以作为带水剂存在，所以在一定浓度的小分子醇越高越好，，但是小分子醇30%与50%浓度时，峰形几乎重合，所以最高浓度应不超过50%的浓度梯度。

且浓度的变化一般情况下不产生位移变化，只产生峰高变化、

探讨小分子醇加入时间对反式丁烯醛的变化影响时，发现，小分子醇加入时间越短，峰值位移越大，时间过长会使最大吸收峰向标准曲线方向位移，造成这种现象的原因可能是小分子醇与反式丁烯醛反应不稳定，时间过长是结合物分解还原成反式丁烯醛。

5结论

心肌缺血可能原因是反式丁烯醛作用于心肌线粒体的DNA。

小分子醇羟基可能与反式丁烯醛的醛基相互作用，产生电子离异效应，可能产生抗心肌缺血的作用。

成功建立H202诱导酿酒酵母反式丁烯醛生物实验模型，紫外可见吸收光谱检测生物实验模型的峰值在495nm处，小分子醇可能具有抗反式丁烯醛作用，影响小分子醇对反式丁烯醛的作用的因素有作用时间和浓度，作用时间越短，峰值越好，作用时间过长会使峰值向蓝方移动，浓度越高，作用效果越好，浓度过低，位移不明显，小分子醇的羟基可能与反式丁烯醛的醛基相互作用，使反式丁烯醛的醛基发生电子离异效应，消除反式丁烯醛影响，产生抗心肌缺血效应，为寻找抗心肌缺血药物提供线索。

参考文献

[1]赵立芳,王宏社,苗建英.甲磺酸（盐）催化合成巴豆醛缩二乙醇[J].精细石油化工,2006,23（3）:

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[2]张志虎,邵华,门金龙,冯斌.巴豆醛及其检测方法的研究进展[J].中国职业医,2007,34（6）: