双去甲氧基姜黄素（Bisdemethoxycurcumin，简称bis-DMC），CAS号24939-16-0，是一种从姜黄（Curcuma longa）中提取的天然二萜类化合物。它是姜黄素（curcumin）家族中的重要成员，化学结构为1,7-双(3,4-二羟基苯基)-1,6-庚二烯-3,5-二酮，具有两个儿茶酚型苯环和一个活性亚甲基连接的β-二酮结构。与姜黄素相比，它缺少两个甲氧基团，因此生物活性和稳定性略有差异，常用于抗氧化、抗炎和抗癌研究。在合成bis-DMC时，需要考虑原料的可用性、反应条件的安全性和产物的纯化难度。bis-DMC的合成主要分为提取法、半合成法和全合成法三种途径，以下将逐一详述。
1、提取法：从天然来源分离
提取法是最简单且经济的方法，适用于工业规模生产，但产量受原料限制，且纯度需进一步提纯。
基本原理
姜黄根茎中含有少量bis-DMC（约占姜黄素总量的10-20%），与其他姜黄素类似物（如姜黄素和去甲氧基姜黄素）共存。提取过程利用有机溶剂的选择性溶解和色谱分离。
合成步骤
- 原料准备：选用新鲜或干燥的姜黄根茎粉末（Curcuma longa），典型用量为1-5 kg。
- 溶剂提取：将姜黄粉末浸泡在乙醇或甲醇中（溶剂比例1:10），在50-60°C下回流提取4-6小时。乙醇提取可获得较高纯度的粗提物，避免水溶性杂质干扰。
- 过滤与浓缩：过滤除去固渣，真空浓缩提取液至粘稠状，得到姜黄素类粗产物（yield约2-5%）。
- 分离纯化：采用柱色谱法，使用硅胶柱，以石油醚-乙酸乙酯（梯度洗脱，比例从9:1到1:1）分离。bis-DMC的Rf值为0.4-0.5（TLC监测，展开剂为氯仿:甲醇=9:1）。进一步用高压液相色谱（HPLC）纯化，检测波长425 nm。
- 结晶与干燥：纯化后的eluent在冰浴中加入水沉淀，过滤并真空干燥，得到橙黄色粉末。纯度可达95%以上。
优缺点
此法绿色环保，但受季节和地域影响，bis-DMC含量低（<0.5%），纯化步骤繁琐。NMR和MS验证产物结构：¹H-NMR显示特征芳香 proton 在6.5-7.5 ppm，以及烯氢在7.0 ppm附近。
2、半合成法：基于姜黄素的修饰
半合成法从商用姜黄素起始，通过选择性去甲基化或水解制备bis-DMC，适合实验室小规模合成，产率中等。
基本原理
姜黄素含有两个对-甲氧基-邻-羟基苯基结构，通过酸或碱催化水解，可特异性去除甲氧基，生成儿茶酚结构。该方法借鉴黄酮类化合物的O-去甲基化反应。
合成步骤
- 原料准备：商用姜黄素（纯度>98%，市售），溶于DMSO或DMF（浓度0.1 M）。
- 水解反应：在氮气保护下，将姜黄素与氢溴酸（HBr，48%水溶液）混合（摩尔比1:10），加热至80-100°C，回流反应2-4小时。HBr可选择性裂解醚键，而不破坏β-二酮骨架。替代试剂为BBr₃（在CH₂Cl₂中，-78°C至室温），但操作更苛刻。
- 反应监测：用TLC跟踪（Rf姜黄素0.6，bis-DMC 0.4），或HPLC监测转化率。
- 后处理：反应结束后，冷却并倾入冰水中，中和至pH 7（用NaHCO₃）。用乙酸乙酯萃取有机相（3×50 mL），合并后用饱和盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥。
- 纯化：减压蒸馏除溶剂，残渣经硅胶柱色谱纯化（洗脱剂氯仿:甲醇=95:5）。重结晶于乙醇中，得到黄色晶体。总产率约60-80%。
优缺点
此法步骤简便，原料易得，但需控制反应条件避免过度水解导致副产物（如开环产物）。IR谱显示O-H伸缩峰在3400 cm⁻¹增强，证实去甲基化成功。注意：反应中产生HBr气体，需在通风橱操作。
3、全合成法：从芳香醛起始的缩合反应
全合成法通过有机合成构建核心骨架，灵活性高，可调控取代基，适用于结构优化研究。
基本原理
bis-DMC的核心是两个3,4-二羟基苯甲醛（原儿茶醛，protocatechualdehyde）与乙酰乙酸的Knoevenagel-Doebner缩合，类似于姜黄素的Pfitzinger合成变体。硼酸或碱催化促进双分子缩合，形成七碳链。
合成步骤
- 原料保护：原儿茶醛易氧化，先用乙酰氯保护儿茶酚OH基，生成3,4-二乙酰氧基苯甲醛（在吡啶中，冰浴，产率90%）。
- 缩合反应：将保护醛（2当量）与乙酰乙酸钠（1当量）在乙醇中混合，加入硼酸催化剂（5 mol%），加热至60-80°C，回流8-12小时。反应机制：先醛与活性亚甲基单缩合，再第二醛分子加入形成不饱和二酮。
- 反应监测：UV-Vis显示最大吸收从原醛的280 nm移至425 nm，指示共轭体系形成。
- 去保护：反应混合物冷却，用K₂CO₃水溶液（pH 10）加热水解乙酰基（60°C，2小时）。酸化至pH 4，用乙酸乙酯萃取。
- 纯化：有机相干燥后，柱色谱分离（洗脱剂己烷:乙酸乙酯=7:3）。最终重结晶于热乙醇，得到纯bis-DMC（产率40-60%）。
变体方法
酶催化合成：使用辣根过氧化物酶（HRP）在缓冲液中催化缩合，绿色但产率低（<30%）。
微波辅助：在微波反应器中进行缩合，缩短时间至30分钟，提高产率10-20%。
优缺点
全合成允许引入同位素标记或类似物，但步骤多，涉及保护/去保护，成本较高。HPLC-MS确认分子量306.3 Da，¹³C-NMR显示羰基碳在180-190 ppm。
4、注意事项与应用
在合成bis-DMC时，需注意光敏性和氧化稳定性：产物应避光储存于-20°C。所有方法均需GLP标准操作，避免重金属污染。bis-DMC的合成产率和纯度直接影响其在药物开发中的效能，如作为Nrf2激活剂用于抗氧化疗法。未来，绿色合成（如使用离子液体溶剂）将进一步优化这些途径。