介绍
2-甲氧基苯甲酸(2-Methoxybenzoic acid,别名邻茴香酸,o-anisic acid)在溶液相中,紫外 - 可见吸收光谱的特征吸收峰位于250nm、267.5 nm、280 nm,对应 n-π* 跃迁,摩尔吸光系数 logε 达 3.45。荧光光谱则在 340 nm 处出现发射峰,源于甲氧基氧原子的孤对电子与苯环 π 电子的相互作用,降低了激发态与基态之间的能量差。

图一 2-甲氧基苯甲酸
生物来源
2-甲氧基苯甲酸是麦卢卡花蜜特有的化学成分,仅存在于新西兰麦卢卡(Leptospermum scoparium)的花蜜中,其他常见蜂蜜作物(如卡努卡、瑞瓦瑞瓦、三叶草、 pohutukawa 等)的花蜜中均未检测到该化合物。其在麦卢卡花蜜中的分布存在地区差异:北岛北部和中奥塔哥地区的麦卢卡花蜜中可检测到(平均含量 20±8 mg/kg,以 80Brix 糖溶液归一化),而怀拉拉帕地区的麦卢卡花蜜中未发现可量化的 2-甲氧基苯甲酸。
蜂蜜中的含量与分布
在麦卢卡蜂蜜中,2-甲氧基苯甲酸的平均含量为 5.1±0.5 mg/kg,98% 的麦卢卡蜂蜜样品中均可检测到该成分,且含量显著高于其他蜂蜜类型。其在蜂蜜中的存在形式以游离态为主,推测是花蜜中的游离态成分直接转移至蜂蜜中,未经过蜜蜂代谢或蜂蜜成熟过程中的化学转化。
分析检测
目前针对蜂蜜中2-甲氧基苯甲酸的检测以反相 HPLC-DAD 为主,蜂蜜样品以 0.1% 甲酸水溶液稀释至 0.1 g/mL,涡旋混匀后,以 14500 rpm 离心 5 分钟,去除蛋白质、花粉等不溶性杂质。取上清液加载至 96 孔板,经 0.22 μm 滤膜过滤后,进样分析,避免样品基质对色谱柱的污染。同步监测 250、265、280、330 nm 四组波长,以 265 nm 为定量波长。保留时间与标准品比对,结合紫外吸收光谱的特征峰形确认。外标法建立校准曲线,线性范围覆盖蜂蜜中实际含量区间(0.1-10 mg/kg),回收率在 90%-105% 之间,满足食品中痕量成分的定量要求。
超分子相互作用
2-甲氧基苯甲酸作为典型的客体分子,可与 C - 烷基杯 [4] 间苯二酚芳烃(CRA、CMRA、CERA、CPRA 等)这类大环主体通过氢键、π-π 堆积、疏水作用等形成稳定的主客体包合物。
当2-甲氧基苯甲酸与 CRA、CMRA 等主体分子混合后,其特征吸收峰发生明显位移:与 CRA 结合时红移至 270.5 nm,与 CMRA、CERA、CPRA 结合时则轻微红移至 268.0-269.0 nm,同时吸光强度显著增强。主体分子的空腔环境改变了电子云分布。2MBA 与 CRA 结合后发射峰蓝移至 322 nm,而与 CMRA、CERA、CPRA 结合时则红移至 364-365 nm。这种蓝移与红移现象归因于主客体间的电荷转移作用和氢键相互作用。作为质子供体,与主体分子的羟基形成分子内氢键,同时苯环 π 电子云与主体空腔的 π 电子云发生 π-π 堆积,共同调控了荧光发射行为[1]。
结合常数与热力学特性
2-甲氧基苯甲酸与不同主体形成的包合物稳定性存在差异:CRA-2MBA 包合物的结合常数最高(紫外光谱法计算为 30981 M⁻¹,荧光光谱法为 27664 M⁻¹),其次为 CMRA-2MBA(30362 M⁻¹/22782 M⁻¹),CERA-2MBA 和 CPRA-2MBA 的结合常数相对较低。所有包合物的 ΔG 均为负值(-21.40 ~ -26.02 kJ・mol⁻¹),主客体包合过程是自发进行的热力学有利过程。
结构表征
2-甲氧基苯甲酸的羧基羟基伸缩振动峰(3526.60 cm⁻¹)在包合物中蓝移至 3173.65-3424.38 cm⁻¹,羰基伸缩振动峰(1693.38 cm⁻¹)则红移至 1698.21-1714.60 cm⁻¹,直接证明了其与主体分子间氢键的形成。包合物的晶体结构与表面形貌均不同于纯2-甲氧基苯甲酸和主体分子:CMRA-2MBA 呈现结晶态,而 CRA-2MBA、CERA-2MBA、CPRA-2MBA 为半结晶态,表面形貌分别表现为薄膜状、片状团聚体和不规则泡沫状,证实了新的超分子结构的形成。

图二 2-甲氧基苯甲酸的傅里叶红外光谱

图三 2-甲氧基苯甲酸的X衍射光谱
生物活性应用
2-甲氧基苯甲酸本身的生物活性有限,但与C-烷基杯[4]间苯二酚芳烃形成包合物后,其抗氧化、抗菌、抗真菌等生物功能得到显著提升。
抗氧化活性
采用磷钼酸盐法测定的总抗氧化能力(TAC)显示,纯2-甲氧基苯甲酸与溶剂 DMSO 均无明显抗氧化活性,而2-甲氧基苯甲酸与主体形成的包合物则表现出强效抗氧化性,且 IC₅₀值均低于 50 μg/mL(属于极强抗氧化剂范畴)。其中,CPRA-2MBA 的抗氧化活性最优,IC₅₀值仅为 11.08 μg/mL,远高于 CRA-2MBA(32.47 μg/mL)、CMRA-2MBA(23.32 μg/mL)和 CERA-2MBA(22.40 μg/mL)。
抗菌活性
通过 Kirby-Bauer 纸片扩散法对革兰氏阳性菌(肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌)的抗菌测试表明,CMRA-2-甲氧基苯甲酸包合物表现出广谱抗菌活性,对所有测试菌株的抑制圈直径均超过 9 mm(敏感级别),其中对肺炎克雷伯菌的抑制圈达 16 mm。相比之下,CRA-2MBA 仅对金黄色葡萄球菌表现出中等抗菌活性,CERA-2MBA 对肺炎链球菌和金黄色葡萄球菌有一定抑制作用,而 CPRA-2MBA 则因丙基链的空间位阻效应未表现出明显抗菌活性。甲基的疏水性适中,能有效与细菌细胞膜相互作用,破坏膜结构完整性,从而发挥抗菌作用。
抗真菌活性
采用纸片扩散法对 Aspergillus niger、Aspergillus flavus、Candida albicans、Penicillium species 等临床常见病原真菌的测试显示,2-甲氧基苯甲酸基包合物均保持了良好的抗真菌活性。其中,CRA-2-甲氧基苯甲酸对 Aspergillus niger 的抑制圈达 20 mm,与纯 CRA 相当;CMRA-2MBA 对 Candida albicans 的抑制圈为 20 mm,包合物的抗真菌活性主要源于主客体间的非共价相互作用改善了 2MBA 的溶解度和生物利用度,同时保留了其对真菌细胞膜的破坏能力[2]。

图四 2-甲氧基苯甲酸的抗菌性能
参考文献
[1]Bong J ,Loomes M K ,Lin B , et al.New approach: Chemical and fluorescence profiling of NZ honeys[J].Food Chemistry,2018,267355-367.DOI:10.1016/j.foodchem.2017.07.065.
[2]Kasi S ,Chendurpandi K ,Albert P M A , et al.Investigation of Non-Covalent Binding Interactions Between 2-methoxybenzoic acid and C-alkyl calix[4]resorcinarenes: it’s application in antioxidant, antibacterial and antifungal studies[J].Supramolecular Chemistry,2025,36(3-4):88-104.DOI:10.1080/10610278.2025.2505045.