背景及概述[1][2]
反式石竹烯又稱β-石竹烯，其異構體還有律草烯（α-石竹烯）、異石竹烯（γ-石竹烯），屬于類雙環(huán)倍半萜類化合物，天然存在于檸檬、園柚、肉豆蔻、胡椒、覆盆子、黑加侖、肉桂葉油、丁香葉油中。β-石竹烯具有許多生物活性，可以作為香味劑，同時具有局麻、抗炎、驅除蚊蟲、抗焦慮和抑郁、鎮(zhèn)咳和祛痰、鎮(zhèn)痛和抗炎、細胞毒性等特性。
用途[2][3]
1.用作香料：中國國家標準化管理委員會規(guī)定反式石竹烯可以用作食品用天然香料。其乙?；镆彩且环N香料，可用于香水中。如可利用反式石竹烯生產具有松香香型的芒果香精，其中各化合物的質量比例為：崁烯（0.28），β-蒎烯（2%），3-蒈烯（42%），月桂烯（14%），α-水芹烯（1.5%），γ-松油烯（1.2%），苯甲醛（5%），反式石竹烯（14%），巴倫西亞桔烯（0.02%），食用酒精或丙二醇（20%）。常溫下混勻，制成的產品具有濃郁的松香型芒果果實香味。
2.局麻作用：對家兔靜脈注射反式石竹烯，結膜囊給藥（10~1000mg/L），能引起膜反射的刺激閾值隨著給藥量增加而遞增。β-石竹烯的作用必須嚴格依賴環(huán)內雙鍵結構。反式石竹烯的局麻作用在靜脈給藥后5min開始表現出來，在15min內迅速減弱和消失。
3.抗炎作用：反式石竹烯能夠選擇性抑制環(huán)氧合酶COX-2，起到非甾體抗炎藥的效果，能夠保護胃黏膜不受乙醇、強酸等致炎因子的損傷，同時不影響胃酸的分泌，起到抗炎和抗?jié)兊淖饔谩?/p>
4.治療結腸炎：給雄性老鼠喂7天5％的葡聚糖硫酸鈉，從而導致結腸炎。每天灌喂30和300 mg/kg的反式石竹烯溶液，同時灌喂葡聚糖硫酸鈉溶液。在灌喂7天葡聚糖硫酸鈉溶液后，測量小鼠的體重和結腸長度，并且評估組織的損害和髓過氧化物酶(MPO)活性以及血清和結腸中的炎癥細胞因子。葡聚糖硫酸鈉溶液破壞了結腸組織，增加了髓過氧化物酶的活性和炎性細胞因子，減輕了小鼠體重，縮短了結腸的長度。灌喂300 mg/kg 反式石竹烯后，明顯抑制了結腸的縮短并且輕微地減輕了體重，也明顯減輕了結腸炎癥而且抑制了髓過氧化物酶的活性。同時反式石竹烯明顯抑制了血清中IL-6蛋白(減少55％)和組織中的IL-6的 mRNA水平。說明反式石竹烯能改善由葡聚糖硫酸鈉誘發(fā)的實驗性結腸炎，在對預防和治療結腸炎方面有用。
4.刺激作用：反式石竹烯氧化后對皮膚有較大刺激作用，容易導致皮膚過敏。反式石竹烯在空氣中暴露10周后刺激性減弱。反式石竹烯的氧化物是中等強度的過敏原。此外，反式石竹烯是一種致敏劑，因為反式石竹烯的雙鍵易被氧化形成過氧化物。
5.驅蟲殺蟲作用：由丁香油中提取出的β-石竹烯和經過臭氧化還原得到的石竹烯氧化物具有驅蟲的作用。如可制備誘殺柑橘木虱的組合物，該組合物包括反式石竹烯、D-檸檬烯和芳樟醇，體積比為（1~3）：（2~3）：1，其含量分別為4.3~43μL/mL、4.3~43μL/mL、1.4~14μL/mL，其余為礦物油，該組合物在柑橘木虱密度高的情況下（九里香寄主）誘集數量可提高至25.1倍，在柑橘木虱密度低時（貢柑寄主）誘集數量也可提高至20.4倍，誘集效果明顯，具有高效、環(huán)保、持效性等優(yōu)點。
6.環(huán)保作用：反式石竹烯的二萜結構上含有兩個雙鍵很容易和臭氧反應，可以很好地去除空氣中的臭氧。反式石竹烯可以和空氣中的微粒形成容易被植物吸收的顆粒，起到凈化空氣的作用。和大多數單萜烯相比，反式石竹烯的吸附率較高。大部分單萜都沒有反式石竹烯在與臭氧反應中的前體化合物倍半萜穩(wěn)定，效果沒有反式石竹烯好。
合成方法[4][5]
合成路徑1：以（+）-六氫-3a-羥基-7a-甲基-1H-茚-1,5（6H）-二酮（A）為原料，NaBH4還原5位羰基得到B，再進行Mitsunobu反應脫水，用TMS-Im保護1位的羰基生成C，將C的3位羰基還原為羥基生成D，取代為對甲基苯磺酸烷基酯，并將1位羥基去保護生成E，強堿NaH作用重排成九元環(huán)化合物G，親電加成，羥基縮合，得到J，Witting反應生成反式石竹烯（K）。
合成路徑2：微生物催化合成
構建能夠從乙酰輔酶A合成反式石竹烯的重組細胞。通過在大腸桿菌中共同表達來源于糞腸球菌的乙酰輔酶A?；D基因/羥甲基戊二酰輔酶A還原酶基因，3-羥-3-甲基戊二酰輔酶A合酶基因，來源于酒釀酵母的甲羥戊酸激酶基因，甲羥戊酸-5-磷酸激酶基因，甲羥戊酸-5-二磷酸脫羧酶基因。異戊烯焦磷酸異構酶基因，來源于北美冷杉的香葉酯二磷酸合成酶基因，來源于粗糙脈孢菌的法尼基焦磷酸和酶基因，來源于黃花蒿的反式石竹烯合酶基因，利用葡萄糖講解中間產物乙酰輔酶A生物合成反式石竹烯。
主要參考資料
[1] 陳旭冰, 仝誠, 陳光勇. β-石竹烯的研究進展[J]. 山東化工, 2011, 40(7): 34-36.
[2] 喬飛，黨志國，叢漢卿，松香型芒果香精及其應用，CN 201510012604，申請日2015.01.12
[3] 宋曉兵，彭埃天，程保平，一種用于誘殺柑橘木虱的組合物及其使用方法與應用，CN 201610016297，申請日2016.01.18
[4]楊建明，王曉璐，易曉華，聶慶娟，一種微生物催化合成β-石竹烯的方法及能夠合成β-石竹烯的重組細胞，CN 201410332423，申請日2014.07.14
[5] 劉曉宇, 陳旭冰, 陳光勇. β-石竹烯及其衍生物的生物活性與合成研究進展[J]. 林產化學與工業(yè), 2012, 32(1): 104-110.