香精与香料(51)—马鞭草酮与马鞭草酮迷迭香

马鞭草酮(Verbenone)是一种天然有机化合物，被归类为一种天然存在于多种植物中的萜烯。这种化学物质有一种令人愉快的特有气味。除了是植物的天然成分外，它和它的类似物是昆虫信息素。特别是，在长效基质中配制的马鞭草酮在防治诸如山地松甲虫和南部松甲虫等树皮甲虫方面具有重要作用。

马鞭草酮是一种单萜，具体来说是一种双环酮萜。它是西班牙马鞭草油的主要成分，因此得名；迷迭香油中也含有这种物质。它几乎不溶于水，但可与大多数有机溶剂混溶。[1]

马鞭草酮很容易通过氧化更常见的萜烯α-蒎烯合成；[2]

马鞭草酮可以通过光化学重排反应转化为菊花酮。[3]

南方松树甲虫(Dendroctonus frontalis)是一种树皮甲虫，是美国东南部松树的主要威胁。它的生殖周期是由不同比例的某些天然化学物质控制的，包括马鞭草酮。为了繁殖，松树皮甲虫在它们的寄主松树上大量聚集。在一次攻击开始时，受感染的树木和甲虫产生的各种化学物质吸引了同一物种的其他甲虫。当成虫和幼虫的数量接近树所能支持的最大数量时，就会产生抗聚集信号化学物质，即马鞭草酮，从而减少其他甲虫降落并攻击树的可能性。森林管理人员经常试图通过砍伐和有时焚烧受感染的树木和附近的健康树木来控制南方松树皮甲虫的侵扰。然后，他们将马鞭草酮组合物放置在附近易感的健康树上，以击退和迷惑甲虫。[4]

马鞭草酮也被用于治理山地松甲虫(Dendroctonus ponderosae)的侵害。[5]马鞭草酮被山松甲虫(Dendroctonus ponderosae Hopkins)识别出来，这是一种显著的森林昆虫，能够在北美西部造成大量树木死亡。为了保护树木，马鞭草酮的几种组合物已经在美国环境保护署注册。[6]树木保护效果的失败可以在虫害数量过多的情况下看到，例如，一个地区有超过50%的受虫害的树木对驱虫剂马鞭草酮失去反应不是由于任何特定的马鞭草酮组合物的失败，而是甲虫天生的一种反应，这种反应允许种群在极端的环境压力下继续繁荣。[7]

马鞭草酮也被用来管理红湾仙果甲虫(Xyleborus glabratus)，真菌的载体，导致月桂枯萎病。在森林中进行的9个月的试验表明，降落在红湾的甲虫数量和红湾死亡率[8]都有所下降。

由于马鞭草酮(或含有大量马鞭草酮的精油)具有宜人的香气，它被用于香料、芳香疗法、药茶、香料和草药治疗中。这种l -异构体被称为左旋马鞭草酮，用作止咳药。马鞭草酮也可能具有抗菌特性。[9]

马鞭草酮迷迭香纯露[10]

“迷迭香”的浪漫芳名与鲜明气息让她在香草族群中拥有高知名度，英文名rosemary是玫瑰rose与玛丽mary的组合，因此也被称为“圣母玛丽亚的玫瑰”。迷迭香原产于地中海沿岸，属于常绿的灌木，夏天会开出蓝色的小花，看起来好像小水滴般，所以rosmarinus 的拉丁文意思是“海之朝露”。马鞭草酮迷迭香，具有清明，冷静和透彻的力量，就像在纷繁纠葛的环境中仍能营造出一种淡泊安然的气氛。

迷迭香是非常耐旱的植物，可生长在干燥区域，即使火灾后，还能快速地再长出来。

被地中海环绕的法国科西嘉岛，科西嘉岛是法国最大的岛屿，位于地中海当中，面积8680平方公里，属于地中海气候，年均温度15.5℃，科西嘉有气候、风景、美丽的海岸线等极优良的天然条件 ，大部分地面有矮灌木丛覆盖，其中有芳香类灌木及南部地区杂有的圣栎，灌木丛花香四溢，香气漂至海上，为科西嘉赢得“香岛”的美名。

科西嘉岛特殊的地理环境和气候条件所生长的迷迭香之所以能称之为马迷，是因为她含有一种“酮”分子，这种酮类分子能够抵抗自由基，抗氧化，激励细胞在生，这是其他种类的迷迭香所不具备的。

它的特殊活性成分与组合，使其成为最好的排毒用油，通过诱发细胞色素酶的活性，可提升肝脏能力、促进肝细胞分泌胆汁、帮助肝脏排毒，因其还含有酯类和萜烯类、氧化物等成分，还具有缓解胆囊痉挛、止痛、促进肠道蠕动、促进呼吸道粘液排出、平衡神经与内分泌等功效。

马鞭草酮迷迭香的萃取[10]

纯露是芳香植物蒸馏所得的冷凝水溶液。在蒸馏萃取过程中水油会分离，因密度不同，精油会漂浮在上面，水分则沉淀在下面，这些水分就叫纯露。纯露中除了含有少量精油成分之外，还含有全部植物体内的水溶性物质，以及充分的矿物、植物养分，其分子小且结构单一，因此极易被肌肤所吸收。

马鞭草酮迷迭香纯露功效：

1.抗氧化、减缓皮肤衰老：

马迷有很强的收缩作用，紧致松弛的肌肤，有效对抗自由基，抗氧化，缓解皮肤衰老。

2.精致肌肤，收缩毛孔：

马迷纯露被称为反“孔”精英，因为它是一个疏通毛孔清理专家，促进角质层的代谢，对毛孔有很好的收敛作用。以蒸脸式热敷的方式使用，能帮助皮肤将污垢带到表面，具有紧实和增加皮肤细致度的效果。

3.去黑头、闭口粉刺：

马鞭草酮迷迭香纯露最出名也是最常见的一种功能就是去闭口跟黑头粉刺，而皮肤之所以会出现黑头粉刺呢，是因为皮脂裸露在空气中发生氧化，而马鞭草酮迷迭香具有非常好的抗氧化特性。

比起其他几种迷迭香纯露，马鞭酮迷迭香纯露清除自由基的特质更为明显，它能够深层清洁肌肤，一般在闭口粉刺黑头处湿敷5分钟左右即可。

4.呼吸道保养：

马鞭草酮迷迭香比其他任何的迷迭香都更能有效清除鼻喉粘膜堵塞，清除呼吸和黏液物质 是缓解呼吸系统的好方法。使用蒸汽吸入法，或者直接用纯露洗鼻子，又或者漱口，小口饮用，从普通感冒，鼻喉黏膜炎、鼻窦炎到气喘都很有效。

5.口腔净化：

男生有时吸烟喝酒，口气总不那么如意，又或者自己是一个刷牙不是很在行的人。口腔的细菌肆意蔓延，也会导致别人对自己退避三舍。经常使用迷迭香纯露含服或漱口，刷牙，对于每个人的口腔而言，是最好的保护。

6.护发：

在头发上喷迷迭香纯露，对防止脱发、断发、头皮屑有好处哟！

7.泡澡沐浴：

可以在浴缸里加入迷迭香纯露进行芳香泡澡；也可以洗完澡后，将纯露稀释后淋抹在全身，稀释比例根据个人喜好，比例随意，从1：1到1：3比例稀释均可，从头到脚都可以擦，迷迭香纯露是绝佳的天然柔肤水，清凉尖辛的气味，给人以清爽之感，收敛肌肤，让松弛的皮肤更紧致。

8.私密养护：

每次去洗手间后，或者日常期间用任何纯露皆可清洁私密处，有效减少妇科炎症的发生。

9.空气清新:

纯露一般带着植物草本的香气，喷在室内是纯天然的空气清新剂，喷在身上则是好闻的香水，甚至还可以加入加湿器中，起到香薰的作用。

10.人体能量补充：

听过一些优秀老师关于纯露对于人体能量这一块的见解，我深信大自然的力量是有治愈的作用。当人感觉劳累压力、能量低下的时候，可以把纯露加温热水，顺着额头慢慢依次倒入头发，可以调节补充人体能量，让身心平静，放松。

马鞭草酮的药理活性

1、(1S)-(-)-马鞭草酮的抗惊厥活性涉及BDNF、COX-2和c-fos的RNA表达

(1S)-(-)-verbenone (VRB)是一种存在于许多植物的精油中的单萜类化合物，已显示出治疗效果；然而，其抗惊厥活性尚未得到评估。本工作试图利用皮洛卡平和戊四唑诱发的癫痫测试来研究VRB的抗惊厥活性；同时寻求可能的作用机制。VRB没有引起运动协调方面的显著变化。另外，在皮罗卡平诱导的癫痫试验中也没有观察到明显的数据。在PTZ诱发的癫痫试验中，VRB显示出抗惊厥活性，剂量为200mg/kg静脉注射（733±109.4s）和250mg/kg静脉注射（648.8±124.5s），与阴性对照相比，明显增加了首次发作的潜伏期（51.8±2.84s）。氟马西尼（FLU）的预处理并没有逆转VRB的抗惊厥作用；然而，它能够上调BDNF和COX-2基因并下调c-fos。研究结果表明，VRB的抗惊厥作用可能与COX-2、BDNF和c-fos的RNA表达调控有关。[11]

抗癫痫药物的主要作用机制[12]

在我们的结果中，只有PTZ治疗组的c-fos表达增加，与其他组相比，基因的上调也相当明显。以前的研究表明，在PTZ诱发的惊厥中，c-fos的表达在各个脑区都有明显的增加。许多从植物中分离出来的物质显示，由于c-fos表达的减少，对癫痫发作有保护作用。与PTZ组相比，所有用VRB处理的小组都能减少c-fos的表达，与用药物标准处理的小组相似。即使在低剂量下也能减少c-fos的表达，这表明VRB具有巨大的神经保护潜力，在其他分离物质中也观察到这一点。从Fuzi（一种用于治疗各种疾病的西方植物）中提取的总生物碱可以增加PTZ诱发的癫痫发作的潜伏期。Fuzi对小鼠海马的c-fos表达有明显的抑制作用。用从植物Delphinium denudatum中提取的化合物isoxylitone进行预处理，可完全抑制杏仁核和皮质中的c-fos mRNA水平。PTZ诱发的长时间惊厥与神经元死亡直接相关，因此，cfos表达的增加是在这种神经元中观察到的一个关键步骤。在我们的实验中，VRB，即使是最低剂量，也能增加PTZ诱导的癫痫发作的起始潜伏期，此外还能减少c-fos的表达。[11]

2、(+)-α-蒎烯通过静息细胞悬液转化为(+)-马鞭草酮

以芽枝状枝孢菌素菌(Cladosporium cladosporides) (MTCC 1003)为研究对象，采用摇床培养法对(+)-α-蒎烯转化为(+)-马鞭草酮进行了研究。芽枝状枝孢菌素菌(Cladosporium cladosporides)对(+)-α-蒎烯的特异性转化(+)-马鞭草酮的转化率(GC-MS)为86.8±3.0%。第1、3、5、7天观察马鞭草酮形成量，逐渐增加。马鞭草醇作为中间产物，缓慢生物催化生成马鞭草酮。[13]

3、斑马鱼作为从植物成分中发现抗癫痫化合物的工具

癫痫影响着世界上大约6500万人，这使这种疾病成为一个公共卫生问题。除了反复发作的发病率，这种神经系统疾病也会对患者产生认知、心理、行为和社会后果。癫痫治疗的基础是使用旨在抑制重复神经元放电的药物，从而抑制癫痫发作的复发。然而，尽管目前有大量抗癫痫药物可用，但约有30-40%的癫痫患者治疗效果不佳。因此，研究新的治疗癫痫的替代品变得有意义，特别是寻找具有抗癫痫特性的新化合物。植物源生物活性化合物的治疗潜力已成为癫痫替代治疗的目标。使用动物模型进行药物筛选，如斑马鱼，有助于更好地理解癫痫发作的机制，并研究减少癫痫发作的方法和替代治疗方法。斑马鱼对化学癫痫药的敏感性及其在遗传方法中的应用加强了这种动物对癫痫研究的贡献。此外，我们总结了以斑马鱼为基础的研究进展，重点关注具有潜在抗癫痫特性的植物源生物活性化合物，有助于筛选治疗癫痫的新药。[14]

4、马鞭草酚和马鞭草酮的个别立体异构体表现出生物活性特征

天然存在的萜类核心化合物已被广泛用于制药和化妆品行业。然而，由于这些化合物的手性对其生物活性水平有深刻的影响，本研究的目的是评估单萜醇马鞭草酚的四种可能的立体异构体和单萜酮马鞭草酮的两种对映体的广谱活性。评估了对临床相关的不同细菌和真菌菌株的抗菌活性。测试的化合物表现出的抗菌活性在0.6-2.5 mg mL-1的范围内，抗真菌活性在0.08-0.6 mg mL-1的范围内，抗沙门氏菌活性在0.3-1.2 mg mL-1的范围内。虽然马鞭草酮的对映体之间的抗菌活性没有差异，但测试的马鞭草酚对映体却不是这样。此外，在测试浓度下，这些化合物对人类角质细胞系HaCaT没有细胞毒性。有趣的是，在HaCaT细胞暴露于细菌制剂金黄色葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)时，化合物有助于降低白细胞介素IL-6的水平。据我们所知，这项研究是首次比较描述马鞭草酚立体异构体和马鞭草酮对映体的生物活性。目前的研究结果强调了单萜类化合物的立体化学纯度对其独特生物特性的重要性。[15]

参考文献

[1] Merck Index, 11th Edition, 9862.

[2] Glidden, U.S. Patent 2,911,442 (1959).

[3] Erman, William F. (1967). "Photochemical transformations of unsaturated bicyclic ketones. Verbenone and its photodynamic products of ultraviolet irradiation". Journal of the American Chemical Society. 89 (15): 3828–3841. doi:10.1021/ja00991a026.

[4] U.S. Environmental Protection Agency Pesticide Fact Sheet #128986.

[5] Mafra-Neto, Agenor; de Lame, Frédérique M.; Fettig, Christopher J.; Perring, Thomas M.; Stelinski, Lukasz L.; Stoltman, Lyndsie L.; Mafra, Leandro E. J.; Borges, Rafael; Vargas, Roger I. (2013). "Manipulation of Insect Behavior with Specialized Pheromone and Lure Application Technology (SPLAT®)". In John Beck; Joel Coats; Stephen Duke; Marja Koivunen (eds.). Natural Products for Pest Management. Vol. 1141. American Chemical Society. pp. 31–58.

[6] U.S. Environmental Protection Agency Pesticide Fact Sheet #128986.

[7] Progar, R. A. 2005. Five-year operational trial of verbenone to deter mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae ; Coleoptera: Scolytidae) attack of lodgepole pine (Pinus contorta). Environmental Entomology 34: 1402 – 1407

[8] Martini, X., Sobel, L., Conover, D., Mafra‐Neto, A., & Smith, J. (2020). Verbenone reduces landing of the redbay ambrosia beetle, vector of the laurel wilt pathogen, on live standing redbay trees. Agricultural and Forest Entomology, 22(1), 83-91.

[9] Santoyo, S; Cavero, S; Jaime, L; Ibañez, E; Señoráns, FJ; Reglero, G (2005). "Chemical composition and antimicrobial activity of Rosmarinus officinalis L. Essential oil obtained via supercritical fluid extraction". Journal of Food Protection. 68 (4): 790–5. doi:10.4315/0362-028x-68.4.790. PMID 15830672

[10] https://zhuanlan.zhihu.com/p/188346837

[11] de Melo CGF, Salgado PRR, da Fonsêca DV, Braga RM, Filho MRDC, de Farias IEV, de Luna Freire Pessôa H, Lima EM, do Amaral IPG, de Sousa DP, de Almeida RN. Anticonvulsive activity of (1S)-(-)-verbenone involving RNA expression of BDNF, COX-2, and c-fos. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2017 Sep;390(9):863-869. doi: 10.1007/s00210-017-1388-x. Epub 2017 Jun 2. PMID: 28577050.

[12] da Fonsêca DV, da Silva Maia Bezerra Filho C, Lima TC, de Almeida RN, de Sousa DP. Anticonvulsant Essential Oils and Their Relationship with Oxidative Stress in Epilepsy. Biomolecules. 2019; 9(12):835. https://doi.org/10.3390/biom9120835

[13] Siddhardha Busi, Ramanjaneyulu GS and Prabhakar S. Microbial Transformation of (+)-α-Pinene to (+)-Verbenone by Resting Cell Suspension of Cladosporium Cladosporides. Current Catalysis, 2012,1(2):129-131.

[14] Kanandra Taisa Bertoncello, Carla Denise Bonan,Zebrafish as a tool for the discovery of anticonvulsant compounds from botanical constituents,European Journal of Pharmacology,Volume 908,

2021,174342,https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2021.174342.

[15] Jovana Petrović, Vitaly Kovalenko, Anastasia Svirid, Dejan Stojković, Marija Ivanov, Marina Kostić,Individual stereoisomers of verbenol and verbenone express bioactive features,Journal of Molecular Structure, Volume 1251,2022,131999,https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.131999.