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药物化学论文 尖尾枫氯仿部位化学成分的研究

2019-03-03 13:17:17来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘要

  目的:研究马鞭草科紫珠属植物尖尾枫的化学成分。方法:采用柱色谱法与高效液相色谱分离技术分离纯化尖尾枫氯仿部位的化学成分,并通过波谱解析与文献比对的研究方法鉴定获得的化合物结构。结果:从尖尾枫氯仿部位分离得到5个化合物,分别为齐墩果酸(1)、白桦脂酸(2)、咖啡酸乙酯(3)、艾香素(4)、4′,5-二羟基-3′,7-二甲氧基黄酮(5)。

  关键词:尖尾枫;化学成分;分离纯化;结构鉴定

  正 文

  尖尾枫属于马鞭草科紫珠属植物,是广西特色瑶药 “虎牛钻风”七十二风之中的粘手风,主要分布于广东、广西、福建等地。尖尾枫味辛微苦,性温和,入肺、肝二经,具有散瘀消肿、止血镇痛、祛风除湿等功效,常用于治疗关节痛、风湿骨痛、跌打损伤,风湿性腰腿痛、风寒咳嗽、产后风、小儿麻痹后遗症、骨折、毒蛇咬伤。国内外对尖尾枫的研究较少,研究表明尖尾枫中含有黄酮类、萜类、苯丙素及脂肪酸类等化学成分,但缺乏系统深入的研究,为此,本实验对尖尾枫的氯仿部位开展深入的化学成分研究,从尖尾枫醇提物的氯仿萃取部位中分离得到5个化合物,经核磁共振波谱解析,并与相关文献比对,分别鉴定为齐墩果酸(1)、白桦脂酸(2)、咖啡酸乙酯(3)、艾香素(4)、4',5-二羟基-3',7-二甲氧基黄酮(5),其中2个萜类,2个黄酮类化合物和1个苯丙素类化合物。

  1 材料与方法

  1.1 实验材料

  尖尾枫于2016年采摘自海南,经广西植物研究所潘争红研究员鉴定为马鞭草科紫珠属植物尖尾枫。凭证标本保存于广西植物研究所广西植物功能物质研究与利用重点实验室。

  1.2 仪器与试剂

  旋转蒸发仪,超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),高效液相液相色谱 Agilent Technologies 1200(美国Agilent公司),岛津高效液相色谱仪 LC 2030C 3D(日本岛津公司),Brucker Avance 500 MHz超导核磁共振波谱仪(瑞典Bruck公司),Sephadex LH-20(日本三菱化工公司),硅胶柱色谱及薄层色谱(青岛海洋化工厂),用于HPLC的甲醇、乙腈为色谱纯(赛默飞世尔科技有限公司),甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、石油醚均为分析纯。

  1.3 实验方法

  尖尾枫药材,阴干,用95%乙醇浸泡,连续提取3次,用旋转蒸发仪回收乙醇,得到浸膏,加水混悬后,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯萃取,分别回收溶剂后得到提取物。

  尖尾枫氯仿部分经硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯(100:1~1:1)为洗脱剂洗脱,经硅胶薄层点板合并得12个流份Fr1~Fr12,流份Fr1(6g)经硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯(20:1~4:1)梯度洗脱,经硅胶薄层点板合并得9个组分Fr1.1~ Fr1.9,从Fr1.4和Fr1.6中分别分离得到化合物1和化合物2。采用安捷伦半制备高效液相色谱仪,在乙腈:水=48%:52%恒比例,流速:3mL/min,柱温:30℃,波长为210nm的色谱条件下分别从Fr1.5和Fr1.7中分离得化合物5和化合物4。Fr2经硅胶柱层析,以石油醚-乙酸乙酯(20:1~2:1)梯度洗脱,经硅胶薄层色谱点板合并得到7个组分Fr2.1~ Fr2.7,采用安捷伦半制备高效液相色谱仪在乙腈:水=46%:54%恒比例,流速:3mL/min,柱温:30℃,波长为210nm的色谱条件下从组分Fr2.7中分离得到化合物3。

  2 结果

  化合物1 白色粉末, 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.80 (3H, s, H-23), 0.81 (3H, s, H-24), 0.93 (3H, s, H-25), 1.02 (3H, s, H-30), 1.17 (3H, s, H-27), 5.31 (1H, t, J = 3.5 Hz, H-12), 3.23 (1H, dd, J = 5.0, 11.5Hz, H-3α), 2.84 (1H, dd, J = 4.5, 14.0Hz, H-18); 13C-NMR(125 MHz,CDCl3) δ: 38.5 (C-1), 27.2 (C-2), 79.1 (C-3), 38.8 (C-4), 55.3 (C-5), 18.3 (C-6), 32.7 (C-7), 39.3 (C-8), 47.7 (C-9), 37.1 (C-10), 23.4 (C-11), 122.7 (C-12), 143.6 (C-13), 41.7 (C-14), 27.7 (C-15), 23.6 (C-16), 46.5 (C-17), 41.2 (C-18), 45.9 (C-19), 30.7 (C-20), 33.8 (C-21), 32.4 (C-22), 28.1 (C-23), 15.5 (C-24), 15.3 (C-25), 17.1 (C-26), 25.9 (C-27), 33.1 (C-29), 23.0 (C-30)。以上数据与文献[3]报道基本一致,因此鉴定化合物1为齐墩果酸(oleanolic acid)。

  齐墩果酸,化合物1

  化合物2 白色粉末。1H- NMR (500 MHz,CDCl 3 ) δ: 0. 83,0. 84,0. 96,1.00,1.28,1. 66(each 3H,6 × CH 3 ),3.52(1H,H-3),4.63,4. 75(each 1H,C = CH 2 ); 13 C- NMR(125 MHz,CDCl 3 ) δ:38. 7(C-1),27. 4(C-2),79.0(C-3),38.9(C-4),55. 4(C-5),18. 3(C-6),34. 4(C-7),40.7(C-8),50. 6(C-9),37.0(C-10),20.9(C-11),25. 5(C-12),37. 2(C-13),42. 5(C-14),30. 6(C-15),32. 2(C-16),56. 3(C-17),49. 3(C-18),46. 9(C-19),150. 4(C-20),29. 7(C-21),37. 2(C-22),28. 0(C-23),15. 3(C-24),16.0(C-25),16. 1(C-26),14. 7(C-27),109. 7(C-29),19. 4(C-30)。以上数据与文献[3]报道基本一致,因此鉴定化合物2白桦脂酸(betulinic acid).

  白桦脂酸,化合物2

  化合物3 白色粉末, 1H-NMR (500 Hz, CDCl3) δ: 0.78 (3H, s, 24-CH3), 0.85 (3H, s, 25-CH3), 0.96 (3H, s, 26-CH3), 0.99 (3H, s, 23-CH3), 1.0 (3H, s, 27-CH3), 1.72 (3H, s, 30-CH3), 1.98 (2H, m, 22-H), 2.23 (1H, m, 13-H), 2.29 (2H, m,16-H), 3.02 (1H, m, 19-H), 3.21 (1H, dd, J = 5.0,11.5Hz, 3-H),4.63 (1H, s, 29-H); 13C-NMR (125 MHz,CDCl3) δ: 38.7 (C-1), 27.4 (C-2), 79.0 (C-3), 38.9 (C-4), 55.4 (C-5), 18.3 (C-6), 34.4 (C-7), 40.7 (C-8), 50.6 (C-9), 37.2 (C-10), 20.9 (C-11), 25.5 (C-12), 38.4 (C-13), 42.5 (C-14), 30.6 (C-15), 32.2 (C-16), 56.3 (C-17), 49.3 (C-18), 46.9 (C-19), 150.4 (C-20), 29.7 (C-21), 37.1 (C-22), 28.0 (C-23), 15.3 (C-24), 16.1 (C-25), 16.0 (C-26), 14.7 (C-27), 109.7 (C-29), 19.4 (C-30)。以上数据与文献[4]报道基本一致,因此鉴定化合物3为咖啡酸乙酯(ethyl caffeate)。

  咖啡酸乙酯,化合物3

  化合物4 黄色针状结晶。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 3.87~3.98 (15H, br, 5×OCH3),6.51(1H, s, H-8),6.51 (1H, s, H-8), 6.99 (1H, d, J = 9.0Hz, H-5’), 7.69 (1H, d, J = 1.5Hz, H-2’), 7.72 (1H, dd, J = 2.0, 8.5Hz, H-6’), 12.60(1H, s, 5-OH); 13C-NMR (125 Hz, CDCl3) δ: 155.9 (C-2), 138.9 (C-3), 178.9 (C-4), 152.4 (C-5), 132.4 (C-6), 158.8 (C-7), 90.4 (C-8), 152.9 (C-9), 106.7 (C-10), 123.0 (C-1’), 111.0 (C-2’), 148.9 (C-3’), 1581.5 (C-4’), 111.5 (C-5’), 122.2 (C-6’), 56.0 (C-7’), 56.2 , 56.2 (3’,4’-OMe), 56.4 (7-OMe), 60.2 (6-OMe), 60.9 (3-OMe)。以上数据与文献[5]报道基本一致,因此鉴定化合物4为5-羟基-3,6,7,3′,4′-五甲氧基黄酮(艾香素),即artemetin。

  艾香素,化合物4

  化合物5 黄色针状结晶, 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ: 3.92 (3H, s, -OCH3), 4.04 (3H, s, -OCH3), 6.40 (1H, d, J = 1.5Hz, H-6), 6.52 (1H, d, J = 1.5Hz, H-8), 6.60 (1H, s, H-3), 7.06 (1H, d, J = 8.0Hz, H-5’), 7.36 (1H, s, H-2’), 7.51 (1H, dd, J = 1.5, 8.0Hz, H-6’), 12.81 (1H, s, 5-OH); 13C-NMR (125 Hz, CDCl3) δ: 164.5 (C-2), 104.9 (C-3), 182.8 (C-4), 162.6 (C-5), 98.5 (C-6), 165.9 (C-7), 93.0 (C-8), 158.1 (C-9), 105.9 (C-10), 123.8 (C-1’), 108.8 (C-2’), 149.7 (C-3’), 147.3 (C-4’), 115.4 (C-5’), 121.1 (C-6’), 56.6 (-OCH3), 56.2 (-OCH3)。以上数据与文献报道[6]一致,因此鉴定化合物5为 4’5-二羟基-3’,7-二甲氧基黄酮,即 velutin。

  5, 4’-二羟基-3’,7-二甲氧基黄酮,化合物5

  3 讨论

  本次实验从尖尾枫醇提物的氯仿萃取部位中分离得到5个化合物,经核磁共振波谱解析,并与相关文献比对,分别鉴定为齐墩果酸(1)、白桦脂酸(3)、咖啡酸乙酯(2)、艾香素(4)、4',5-二羟基-3',7-二甲氧基黄酮(5)。其中齐墩果酸具有抗炎抑菌、降血脂降血糖、强心、利尿、增强免疫力、降低转氨酶活性、防止肝硬化及促进脂肪再生等功效,并且对染色体损伤具有较好的保护作用[7]。研究表明,白桦脂酸具有广泛的抗肿瘤活性,尤其针对黑色素瘤有突出的表现,具有较好的选择性,对正常的细胞几乎不显示细胞毒性,此外,白桦脂酸还具有抗HIV、抗菌、抗炎、抗疟等生物活性[8]。咖啡酸乙酯为酚酸类化合物,据文献报道,酚酸类成分具有抗炎、抗氧化、解热镇痛、活血化瘀、抑制血小板聚集等多种生物活性。据国内外研究报道,艾香素属于黄酮类化合物,具有抗菌活性、抗水肿作用、抗肿瘤作用。由此可见,尖尾枫中存在多种具有生物活性的化合物。因此,对尖尾枫成分进行分离纯化有着极为重要的意义。

  综 述

  紫珠属植物化学成分及药理作用研究概况

  紫珠属系马鞭草科植物,其植物资源丰富,全世界分布有190多种,46种盛产于我国,主要分布于广东、广西、福建和台湾等地,其中药用的有30种,24种具有止血作用。该属植物作为我国传统民间用药在我国多地有着悠久的用药历史,具有散瘀镇痛、祛风湿、止血等功效,临床主要用于各种出血症。国内对于紫珠属植物的研究报道较少,且主要研究裸花紫珠、 杜虹花与华紫珠三种植物,国外对紫珠属植物的研究报道主要为大叶紫珠、木紫珠及日本紫珠等。结合国内外近年对紫珠属植物的研究报道,发现紫珠属植物化学成分复杂,主要成分为萜类、黄酮类、苯丙素类、酚酸类及挥发油等。紫珠属植物具有广泛的药理活性,如止血、抗菌消炎、抗氧化、镇痛、抗肿瘤等作用。

  1 化学成分

  1.1萜类

  1.1.1二萜类成分

  二萜类是紫珠属植物中的主要有效成分,具有止血、抗菌消炎、抗肿瘤等作用。从紫珠属分离出的二萜类成分有克罗烷型二萜、贝壳杉烷型二萜、松香烷二萜。

  1.1.2倍半萜类成分

  文献报道从美国紫珠和日本紫等紫珠属中分离得到8个倍半萜类化合物。其结构骨架多样,存在单环、双环及三环倍半萜,构成环的碳原子数有四元环、五元环、六元环至十二元环。

  1.1.3环烯醚萜类

  据文献从紫珠属植物杜虹花中分离得到了7个环烯醚萜类化合物,其中6个化合物以苷的形式存在,该类化合物在紫珠属中报道的很少。在这6个环烯醚萜苷类化合物中,具有多个手性位点,C-1位羟基与葡萄糖结合成单糖苷,C-5位连接有羟基,C-6连接有羟基并可与芳香酸形成酯,C-8位多连接有甲基与羟基并与羧酸形成酯,C-11位氧化成羧酸并形成酯。

  1.1.4三萜类成分

  三萜类是紫珠属植物所含主要成分之一。从紫珠属植物分离到的三萜类和三萜皂苷大多为乌苏烷型及齐墩果烷型,,有白桦酸、齐墩果酸、熊果酸、乌苏酸、桦木酸、2α,3α,19α,23-四羟基-齐墩果烷-12-烯-28-O-β-D-葡萄糖苷等。

  1.2黄酮类

  黄酮类成分是紫珠属植物的主要成分之一,具有止血、抗炎、镇痛作用。紫珠属植物中的黄酮类化合物结构较为简单、单一,主要为黄铜和黄酮醇,大多数为黄酮苷元及少数的黄酮苷类化合物,且黄酮苷类化合物中糖基的数目较少。

  1.3酚酸及苯丙素类

  从紫珠属植物分离得到的酚酸及苯丙素类化合物有没食子酸、水杨酸、丁香酸、香草酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基桂皮酸、原儿茶酸、毛蕊花糖苷、管花苷B、江藤苷等[3]。

  1.4其他类成分

  从紫珠属植物中还分离到甾醇、脂肪酸、挥发油、氨基酸、无机元素等。如油酸、硬脂酸、花生酸、花生二烯酸、花生三烯酸、棕榈酸、β-谷甾醇、丙氨酸、琥珀酸、地黄苷、叶黄素、苏氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、豆甾醇、甲基桦木素、β-香树素、菜油甾醇、乙酰化羽扇醇等化合物。

  2 药理作用

  紫珠属植物具有抗炎、抗菌、抗病毒、止血、镇痛、抗氧化、增强免疫力、抗肿瘤等药理活性。

  2.1抗炎作用

  对广东紫珠的总黄酮部位进行抗炎活性研究,显示广东紫珠总黄酮对二甲苯引起的小鼠耳肿胀有明显的抑制作用,有较明显的抗炎作用。采用裸花紫珠低、中、高不同剂量组对角叉菜胶引起发炎导致的大鼠足跖肿胀表现出明显的抑制作用。裸花紫珠总黄酮的低、中、高剂量组可以对抗二甲苯引起的小鼠耳廓肿胀,表明裸花紫珠总黄酮具有显著的抗炎作用。

  2.2抗菌、抗病毒作用

  研究结果显示裸花紫珠具有广谱抗菌作用,对大肠埃希菌、葡萄球菌、伤寒杆菌、铜绿假单胞菌绿脓杆菌及痢疾杆菌等多种细菌具有良好的抑菌作用。中成药裸花紫珠片对伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌及肺炎球菌也有不同程度的抑制作用。

  对广东紫珠的95%乙醇提取物进行体外抑菌试验,结果表明广东紫珠的提取物对伤寒沙门氏菌及金黄色葡萄球菌有很强的抑菌作用。

  2.3止血作用

  止血作用是紫珠属植物的主要功效之一,已有报道显示用裸花紫珠片给小鼠灌胃,发现能够明显缩短小鼠凝血和出血的时间。通过对广东紫珠的 95%提取物对小鼠断尾出血时间长短的影响进行研究,发现广东紫珠的提取物大小剂量组均可明显缩短小鼠断尾凝血和出血时间,有显著的止血作用。

  以裸花紫珠高、中、低剂量分别对大鼠血栓形成实验,对高分子右旋糖苷所致的血瘀模型,大鼠的血液黏度及红细胞压积的实验以及对ADP诱导的正常大鼠的血小板聚集实验,观察裸花紫珠对大鼠血液流变学的影响。结果表明:裸花紫珠具有抑制血小板聚集、抗血栓形成、降低血液黏度和红细胞皮积等作用。

  2.4镇痛作用

  广东紫珠总黄酮对醋酸注射于小鼠腹腔造成疼痛的模型试验中,显示广东紫珠总黄酮能抑制小鼠的扭体反应,表明广东紫珠总黄酮能够对腹腔注射醋酸引起的疼痛有显著的缓解作用。

  采用醋酸小鼠扭体法对紫珠叶的乙醇提取物及从中分离得到的部分三萜和黄酮类化合物的镇痛活性进了研究,结果表明,紫珠叶醇粗提物、部分三萜及部分黄酮类化合物能够显著减少实验小鼠的扭体次数,具有明显的镇痛作用。

  2.5抗氧化作用

  紫珠属植物的主要抗氧化成分为黄酮类和酚酸类化学成分,且紫珠属植物的黄酮类化合物大多都含有酚羟基,使其具有较强的吞噬自由基的能力。

  2.6增强免疫力

  裸花紫珠水提取液在增强小鼠免疫功能方面具有一定的作用。对裸花紫珠进行碳粒廓清试验,结果表明,裸花紫珠在低剂量、中剂量、高剂量条件下均能提高小鼠碳末吞噬系数和吞噬指数,提示裸花珠有增强小鼠的非特异性免疫功能的作用,从而能够增强机体免疫功能。

  2.7抗肿瘤作用

  用 MTT 法测定紫珠果实的提取成分对肝肿瘤 Hep-2 细胞株的抑制作用,样品在所试较高质量浓度下对 Hep-2 细胞株有很强的抑制作用,在中等浓度和较低浓度时,对 Hep-2 细胞株也具有一定的抑制作用;结果表明紫珠果实具有较强的抑制肿瘤细胞生长的作用。

  2.8其他作用

  对裸花紫珠的碳粒廓清试验表明其能够提高小鼠单核吞噬细胞的吞噬活性和吞噬指数,提示裸花紫珠对小鼠的非特异性免疫功能具有増强作用。华紫珠有保肝、护肝的作用,白棠子树的提取物有较为明显的神经保护作用。

  3 临床应用

  临床上主要用于治疗手术出血、消化道出血等各种出血症,此外还用于治疗皮肤科疾病、妇科炎症、烧伤、痔疮等。临床上已有制剂有裸花紫珠片、紫珠草注射液、裸花紫珠栓剂、抗宫炎片、抗宫炎胶囊等。

  3.1出血性疾病

  用裸花紫珠片治疗21例由各种原因引起的咯血患者,均收到了较为显著的效果。口服裸花紫珠片能够明显改善肛口局部创面的出血症状,有较好的止血作用并具有解毒、消炎、收敛的作用。

  3.2妇科疾病

  研究发现,采用裸花紫珠栓加激光治疗宫颈中、重度糜烂的疗效显著,裸花紫珠栓治疗宫颈炎的临床观察试验表明,裸花紫珠栓能够有效地改善宫颈炎临床症状且无明显副作用。人工流产术和药物流产术后,可能会出现的现象有阴道出血多,持续出血时间长,这可能与流产术后子宫修复欠佳有关,传统使用催产素肌注或益母草膏口服以促进子宫的修复。临床试验将300 例完全流产病例随机分成3组,第一组肌注催产素加服裸花紫珠片,第二组肌注催产素,第三组不使用任何止血或缩宫药物,疗效第一组>第二组>第三组,结果提示裸花紫珠片对于流产术后出血有较好的止血效果,且裸花紫珠片与缩宫素联合使用止血及缩短持续出血时间效果优于单用缩宫素。

  3.3皮肤性疾病

  单用裸花紫珠片治疗脂溢性皮炎100例,取得了较明显的疗效且未见明显的不良反应。对服用裸花紫珠片的50例痤疮患者,配合痤康王擦剂外用,结果表明:裸花紫珠在消除痤疮局部炎症、改善症状方面有较好的疗效。

  3.4 五官科疾病

  裸花紫珠片具有消炎、解毒、止血的功效,对金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等多种细菌有较强的抑制作用,有明显的抗炎作用,能抑制早期的炎症渗出、肿胀现象,同时可缩短出血、凝血时间,有显著的止血效果。

  4 小结

  目前对紫珠属植物的化学成分、药理作用和临床应用等方面的研究较少,通过对其化学成分、药理作用及临床应用进行归纳与总结,为进一步对紫珠属植物进行研究与开发提供了理论依据。紫珠属植物多为民间用药,在品种鉴定、有效成分等诸多方面都具有不确定性,故今后可就质量标准、药材资源开发、有效部位与有效成分及作用机制等多方面对紫珠属植物进行深入研究,为紫珠属植物的临床用药提供更坚实的理论依据。

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