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紫堇属植物中异喹啉类生物碱的综述



全 文 :通讯作者:电话:(0451)85619704,E - mail:zhaocf@ jlu. edu. cn
紫堇属植物中异喹啉类生物碱的综述
於佳佳,崔秀月,毛美娜,赵春芳*
吉林大学(吉林 长春 130012)
摘 要 紫堇属植物在自然界中分布广泛,其所含成分多为异喹啉类生物碱,具有多种药理作用。这些异喹啉
类生物碱的核磁共振化学位移具有一定特征。
关键词:紫堇属;异喹啉类生物碱;药理活性;化学位移
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1006 - 2882(2012)03 - 407 - 03
The Summary of Isoquinoline Alkaloid in Corydalis Plants
Yu Jiajia,et al
Jili University(Changchun 130012,China)
Abstract:Corydalis plants are widely distributed in the nature . They mostly contain isoquinoline alkaloid and have multi-
ple pharmacological effects. Those isoquinoline alkaloids NMR chemical shift have certain characteristics.
Key words:corydalis;isoquinoline alkaloid ;pharmacological effects;chemical shift
紫堇属 Corydalis 是罂栗科的一个大属。该属植物主
要分布在北温带地区,南至北非印度沙漠区边缘,个别种分
布到东非的平原地区,全球约有 350 多种,其中我国约占
82. 8 ﹪,在全国各地均有分布,但以西南地区种类最多。目
前对该属植物的研究,多集中在延胡索,夏天无和苦地丁上
。紫堇属植物在中医和藏医中主要用于清热解毒、除湿止
痛,治疗感冒发热、疮疡痈肿、溃烂、肝炎、水肿、胃炎、胆囊
炎、高血压等多种疾病[1 - 2]。
经研究发现紫堇属植物中含有多种生物碱类成分,从
目前的研究结果来看绝大多数为异喹啉类生物碱[3],现已
从该属植物中分出 9 种结构类型的生物碱依次为原阿片碱
类(protopine)、原小檗碱类(protoberberines)、苯酞异喹啉类
(phthalideisoquinolines)、螺苄异喹啉类(spirobenzylisoquin-
lines) ,苄基异喹啉类(benzylisoquinolines)、阿朴菲类(apor-
phines)、枯拉灵类(cularines)、苯菲啶类(benzophenanthri-
dines)及其他类别的异喹啉类生物碱,其异喹啉生物碱母核
结构式见图 1。上述各种类型的生物碱在紫堇属植物中的
分布情况见表 1[4 - 7 - 2],
表 1 各类生物碱的数目与在植物中分布情况
结构类型 生物碱数目
分布
情况 各结构生物碱成分举例
原阿片碱类(Ⅰ) 7 74 protopine muramineβ– allocryptopine
原小檗碱类(Ⅱ) 96 61 tetrahydropalmatineCavidine sinactine
苯酞异喹啉类(Ⅲ) 22 38 corlumidine adlumineDecumbenine
阿朴菲类(Ⅳ) 35 28 bulbocapnine glaucinedehydroglaucine
螺苄异喹啉类(Ⅴ) 20 12 sibiricine ochotensineyenhusomine
苄基异喹啉类(Ⅵ) 24 17 d - norjuziphine yuziphine
苯菲啶类 (Ⅶ) 30 32 corynoline isocorynoline
枯拉灵类(Ⅷ) 21 3 cularine henderine
·704·黑龙江医药 Heilongjiang Medicine Journal Vol. 25 No. 3 2012
DOI:10.14035/j.cnki.hljyy.2012.03.021
图 1 紫堇属植物异喹啉类生物碱母核结构式
由上表可知紫堇属植物中不同结构类型的生物碱分布
情况有较大差异。其中,原阿片碱类生物碱在紫堇属植物
中分布最为广泛,但是种类较少,经研究发现已在该属的 74
种植物中发现过原阿片碱,所以有可能是紫堇属植物的共
有成分。枯拉灵类生物碱仅在 3 种植物中发现。另外,螺
苄异喹啉类和枯拉灵类生物碱虽然分布在不多的植物中,
但是被认为是紫堇属植物的特征成分。原阿片碱类有广泛
的药理活性,具有抗血小板聚集,抗心律失常,扩张血管等
作用[8]。原小檗碱类生物碱的分布仅亚于原阿片碱类,具
有抗白血病,抗肿瘤和抗老年痴呆等作用[9]。阿朴菲类生
物碱也具有很多生物活性,如肾上腺素受体阻断活性,离子
通道作用活性,抗氧化活性,抗血小板聚集活性,免疫调节
活性和抗病毒活性等[10]。苄基异喹啉类生物碱具有抗肿
瘤,抗心律失常,抗高血压,抗病毒和抗炎等多种药理活性,
同时也发现该类型生物碱具有降血糖,机体自身免疫调节
以及中枢神经系统方面的药理作用[11]。
由上述可知紫堇属植物中异喹啉类生物碱的药理作用
是很广泛的,因此对于异喹啉类生物碱的鉴别也是很重要
的。核磁共振谱是生物碱结构鉴别的最强有力的工具之
一。氢谱和碳谱可提供有关功能基团(如 NCH3、NCH2CH3、
OH、OCH3、双键、芳香氢等)和立体化学的重要信息。因此
本文搜集了大量文献中异喹啉类生物碱的1H - NMR 和13 C
- HNMR并结合其中五种异喹啉类生物碱的母核结构特征
对其碳氢核磁共振化学位移数据[12]进行简要的归纳,13
CNMR的化学位移数据见表 2:
表 2 异喹啉类生物碱 13CNMR的化学位移数
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ⅵ
C1 104. 6 ~112. 6 105. 6 ~112. 1 106. 4 ~119. 0 104. 8 ~110. 7 103. 6 ~111. 3
C4 109. 7 ~112. 2 103. 1 ~111. 3 104. 5 ~111. 2 108. 2 ~113. 0
C5 31. 0 ~31. 9 25. 1 ~30. 1 20. 9 ~29. 2 22. 0 ~29. 5 24. 9 ~30. 0
C8 49. 5 ~50. 0 49. 8 ~59. 0 60. 2 ~66. 7
C9 78. 3 ~86. 0 113. 8 ~124. 5 123. 6 ~131. 6
C10 107. 1 ~136. 6 110. 7 ~115. 6
C11 106. 1 ~110. 3
C12 122. 3 ~127. 1 119. 3 ~125. 3
C13 45. 4 ~46. 0 31. 9 ~38. 9 109. 4 ~113. 6
C14 192. 8 ~194. 7 71. 7 ~77. 2 120. 3 ~129. 7
C4a 134. 2 ~135. 8 126. 2 ~136. 4 117. 5 ~134. 5 124. 0 ~131. 0 122. 7 ~134. 9
C8a 117. 1 ~128. 4 115. 8 ~129. 5 130. 0 ~142. 4 120. 5 ~130. 5
C12a 125. 9 ~129. 2 127. 1 ~136. 7
C13a 54. 7 ~65. 2 110. 3 ~120. 0
C14a 130. 8 ~132. 2 129. 5 ~131. 8
N -Me 40. 5 ~40. 9 40. 1 ~45. 2 37. 7 ~41. 9 42. 4
1. 原阿片碱类生物碱:其母核如图 I 所示,一般子在
C2、C3、C9、C10位上有取代,取代基通常是 - OCH2O -和 -
OCH3,C14有氧取代,N 上有甲基取代。其氢核磁共振化学
位移特征:C1、C4、C11、C12上的氢信号一般出现在较低场 δ6.
0 ~ 6. 99ppm处,C5、C6、C13上的氢信号出现在较高场 δ2. 1 ~
4. 2ppm处。如果 N - CH3 的 H在 δ1. 90ppm处有强吸收峰
的一般是原阿片碱类生物碱产生的特征共振峰。其碳核磁
共振化学位移特征:C5、C6、C8 位上的碳吸收信号一般出现
在较高场 31. 0ppm ~ 51. 0ppm,N - CH3 的碳信号一般出现
在 δ41. 2ppm ~ 41. 5ppm 处。C14上若有氧取代则 C 信号则
出现在低场区(190. 0 ~ 200. 0ppm)
2.原小檗碱类生物碱:其母核如图 II 所示,一般在 C2、
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C3、C9、C10有 - OCH2O -和 - OCH3 取代。有的原小檗碱类
生物碱在 8 位也有氧取代。其氢核磁共振化学位移特征:
当 C2、C3、C9、C10处被 - OCH2O -取代时,C1 位的氢信号在
较低场 δ7. 46 ~ 7. 49ppm处出现,C4 上的氢信号在 δ6. 90 ~
6. 93ppm处出现,C11的氢信号在 δ7. 16 ~ 7. 34ppm 处出现。
当 C2、C3、C9、C10处被 - OCH3 -取代时,C1 位的氢信号在较
高场 δ6. 90 ~ 7. 25ppm处出现 C4 位的氢信号在 δ6. 70 ~ 6.
92pppm处出现。处于 C1、C2 上的 - OCH2O -的氢信号一般
在 δ6. 05 ~ 6. 09ppm 处。处于 C9、C10上的 - OCH2O -的氢
信号一般在 δ6. 18 ~ 6. 24ppm 处。其碳核磁共振化学位移
特征:这类生物碱的 5 位和 6 位碳出现在高场区一般小于
50ppm,14 位的碳信号通常出现在 δ100. 0 ~ 115. 0ppm。当 8
位有氧取代时 C的信号会出现在低场一般大于 155. 0ppm,
因此可由此来判断 8 位碳上有无氧取代。
3 苯酞异喹啉类生物碱:其母核如图Ⅲ所示,一般在
C2、C3、C12和 C13上有 - OCH2O -和 - OCH3 取代。其氢核
磁共振化学位移特征:C1 和 C4 上的氢信号一般出现在 δ6.
69 ~ 6. 62ppm处,C11和 C10上的氢信号一般出现在 δ6. 07 ~
7. 02ppm 处。C9 上的氢信号一般出现在 δ5. 15 ~ 5.
68ppm.。
4 阿朴菲类生物碱:其母核如图 IV所示,一般在 C1、C2
上同时有取代,有时在 C3、C8、C9、C10、C11位上也有取代,取
代基一般是 - OCH2O -,- OCH3,- OH。其氢核磁共振的
特征:处于 C3、C8、C9、C10位上的氢吸收峰常在高场 δ6. 30 -
7. 50ppm处出现。处于 11 位的氢一般则在较低场出现。当
C1、C2 有 - OH,- OCH3 取代时,C11上的 H信号出现在 δ7. 8
- 8. 30ppm。
5 螺苄异喹啉类生物碱其母核如图 V所示,通常在 C2、
C3、C9、C10和 C13位上有取代,取代基有 - OH、- OCH3、-
OCH2O -、CH2 ﹦。其氢核磁共振化学位移特征:当 8 位碳
上有氧取代时,由于氢键缔合作用 C1 上的氢信号相对于 C4
位上的氢信号出现在较低场,C5、C6 上的氢信号一般出现在
δ2. 50 - 3. 50ppm处。N - CH3 的氢信号一般在 δ2. 10 - 2.
70ppm处出现。
6 苄基异喹啉类生物碱其母核如 VI 所示,一般 C6、C7
位上被 - OCH3,- OH 取代。其氢核磁共振化学位移特征:
这类结构的生物碱 A环的芳氢较 B环上的芳氢的化学位移
值要小点,处于较高场。当 N 上有甲基取代时氢的化学位
移值一般在 δ2. 35 - 2. 60ppm。其碳核磁共振化学位移特
征:当 C6、C7 位上有取代时碳信号出现在较低场 δ145. 0 -
150. 0ppm,若无取代时碳信号一般出现在较高场 126. 0ppm
左右。另外,C1a上若有氧取代时,碳信号将会出现在低场
区一般要大于 190. 0ppm,若无氧取代则会出现在高场区
δ37. 0ppm - 42. 0ppm.故由此可判断 C1a上有无氧取代。
7 苯菲啶类生物碱其母核如图 VII所示,一般在 C2、C3、
C7、C8 位上有 - OCH2O -取代,N 上有 - CH3 取代。C11有
时有 - OH取代,C13位上也有 - CH3 取代。其氢核磁共振化
学位移特征:若 C13位上有 - CH3 取代,由于空间效应,氢的
化学位移相对于 N - CH3 出现在较高场一般在 1. 15ppm 左
右,N - CH3 的氢信号出现在 δ2. 20 - 2. 65ppm 处。其碳核
磁共振化学位移特征:此类生物碱中 N - CH3 的碳信号一般
出现在 δ41. 0 - 45. 0ppm。当 C13上有 - CH3 取代时,13 位
上的碳信号出现在高场区 40. 0ppm 左右,C13上无 - CH3
时,13 位上的碳信号则出现在低场区 125. 0ppm左右。故由
此可判断 13 位上有无 - CH3 取代。
以上所述对于紫堇属中异喹啉类生物碱的碳氢化学位
移数据进行了总结,水平有限仅供参考。不足之处还望各
位专家学者予以指正。
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收稿日期:2012 - 05 - 15
·904·黑龙江医药 Heilongjiang Medicine Journal Vol. 25 No. 3 2012