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为深入了解大麻素的氧化变质、代谢过程以及 CBD 向 THC 的转化机制,研究人员通过理论计算和实验测定,分析了 Δ9-THC 和 CBD 的氧化、转化等过程的热力学参数。结果揭示了相关反应的能量变化及影响因素,对建立大麻标准意义重大。
大麻,这个在健康医学和生命科学领域备受瞩目的研究对象,近年来引发了众多科研人员的关注。随着大麻在医疗领域的应用逐渐被认可,其成分大麻二酚(CBD)和四氢大麻酚(THC)的相关研究也变得至关重要。然而,目前存在诸多问题。一方面,在储存过程中,大麻素容易发生氧化变质,影响产品质量和安全性;另一方面,CBD 会转化为 THC,而 THC 具有精神活性,这使得以 CBD 为活性成分的产品存在潜在风险。同时,人们对于大麻素在体内的代谢过程及相关机制了解还不够深入,难以建立统一的大麻标准。为了攻克这些难题,来自西印度群岛大学(University of the West Indies)的研究人员开展了一项深入研究,该研究成果发表在《Journal of Cannabis Research》上。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。他们运用活化络合物理论,结合《Physical Chemistry》中标准键焓数据进行理论计算,获取热力学参数。同时,参考前人的物理实验数据,如 Pholsiri T 等人关于化学变质的实验以及 Daniels R. 等人关于 CBD 向 THC 分子内转化的实验数据,进行对比分析。
研究结果主要分为以下几个方面:
- 热力学参数计算:通过计算,得到了 Δ9-THC 转化为 11-OH THC、Δ9-THC 氧化为 CBN、CBD 氧化为 CBND、Δ9-THC 失活为 11-nor-carboxy-THC 以及 CBD 还原转化为 Δ9-THC 等过程的吉布斯自由能变(ΔG)、熵变(ΔS)、氧化还原电位(Eeq)、活化能(EA)和反应速率常数(krate)等热力学参数。例如,Δ9-THC 转化为 11-OH THC 时,ΔGtotal=-6588.751 kJ/mol,ΔStotal=+16.064 kJ/mol。
- 反应机制探讨:研究发现,CBD 分子内环己烯环旋转受限,这与分子内烯烃的 OH-II 键以及酚类在芳香环中的对称结构有关。大麻素的氧化还原途径与其功能基团相关,反应位置决定了化学反应的结果,如储存时的氧化变质、转化为更稳定的 CBN 或 CBND,以及在动物体内的代谢还原。
- 实验对比验证:研究人员将理论计算值与前人实验值进行对比。如 Pholsiri T 等人设计的电化学装置检测 THC 化学氧化实验中,实验检测值为 + 18 mV,而本研究基于标准键焓数据计算的理论量化值为 + 10.565 mV。同时,研究还对比了不同研究中 CBD 和 Δ9-THC 的降解活化能等参数。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,通过选择性地用碱使酚的酸性质子失活,可以防止大麻素氧化变质,避免非精神活性的 CBD 转化为 Δ9-THC 造成污染。大麻素在体内的代谢产物遵循药代动力学途径,这在理论和生物测定中均得到证实。该研究成果对于大麻的储存、质量控制以及医疗应用具有重要意义,为建立大麻标准提供了关键的理论依据,有助于推动大麻在医疗领域的安全、合理应用,同时也为相关领域的进一步研究奠定了基础。