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江南卷柏中的黄酮碳苷类成分研究



全 文 :China Pharmacy 2012 Vol. 23 No. 7 中国药房 2012年第23卷第7期
江南卷柏(Selaginella moellendorffii Hieron.)是卷柏科卷
柏属药用植物,多年生草本,具有清热利湿、止血之功效[1]。已
知其化学成分有异茴芹素、银杏素等[2,3]。卷柏属含有丰富的
双黄酮类化合物,而黄酮碳苷很少报道,史社坡[4]2003年首先
从卷柏中得到了芹菜素-6,8-二-C-β-葡萄糖苷;笔者于2008年
在硕士学位论文中报道在江南卷柏中发现了 4种黄酮碳
苷 [5];申健2010年的硕士学位论文中亦报道从布朗卷柏中分离
得到了芹菜素6,8-二-C-β-D-葡萄糖苷以及芹菜素6-C-β-D-葡
萄糖-8-C-α-L-阿拉伯糖苷[6]。本文详细报道3种黄酮碳苷的提
取分离方法和结构鉴定过程。
1 仪器与试药
INOVA 600核磁共振仪(美国Varian公司);7.0T傅里叶变
换离子回旋共振质谱仪(美国 IonSpec公司);U-2001紫外分光
光度计(日本Hitachi公司);5700FFIR红外分光光度计(美国
Nicolet公司);P680高效液相色谱仪(美国Dionex公司)。
江南卷柏全草于 2005年 7月采自湖北恩施,由湖北中医
药大学陈科力教授鉴定为江南卷柏 Selaginella moellendorffii
Hieron.,标本留存于湖北中医药大学中药标本中心。聚酰胺
粉(60~100目,武汉药科新技术开发有限公司);Sephadex
LH-20(瑞士Pharmacia公司);聚酰胺薄膜(20×20 cm,浙江台
州路桥四青生化材料厂);薄层色谱硅胶G(青岛海洋化工厂);
其他试剂均为分析纯。
2 提取与分离
江南卷柏干燥全草 12 kg,切段,依次用 15倍量 95%、
90%、80%乙醇各提取3 h,滤过,减压回收乙醇,浓缩成浸膏,
用蒸馏水分散,依次用石油醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取,
得到正丁醇部位浸膏120 g。取正丁醇部位浸膏113 g,上样于
聚酰胺柱(60~100目,86 cm×9 cm),以不同浓度的水-乙醇梯
度洗脱,每 500 mL为一流分,共收集 279份流分,用硅胶G薄
层和聚酰胺薄膜检识,合并相同流分,得 28个部分(Fr1~
Fr28)。取 Fr6(纯水洗脱部分)、Fr7(5%乙醇洗脱部分)经
Sephadex LH-20柱色谱(甲醇,60 cm×2.2 cm)纯化,流分结晶
Δ国家自然科学基金资助项目(30470193)
*药师,硕士。研究方向:中药资源及其品质。电话:027-
88929175。E-mail:sweetness2001@126.com
# 通讯作者:教授。研究方向:中药资源及其品质。电话:
027-68890106。E-mail:kelichen@126.com
江南卷柏中的黄酮碳苷类成分研究Δ
朱田密 1,2*,陈科力 1 #,黎 莉 1,3(1.湖北中医药大学省部共建中药资源与中药复方教育部重点实验室,武汉
430065;2.湖北省中医院药事部,武汉 430061;3.武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073)
中图分类号 R282.71;R932.71 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2012)07-0622-03
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2012.07.16
摘 要 目的:研究江南卷柏中的黄酮碳苷类成分。方法:采用溶剂提取、聚酰胺柱色谱、Sehpadex LH-20柱色谱分离纯化,通过
理化性质和波谱分析鉴定结构,并对化合物Ⅰ进行活性测试。结果:从江南卷柏正丁醇部位得到4种黄酮碳苷,鉴定其中3种,分
别为芹菜素-6,8-二-C-β-D-吡喃葡萄糖苷(Ⅰ)、芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡萄糖-8-C-β-D-吡喃木糖苷(Ⅱ)和芹菜素-6-C-β-D-吡喃木
糖-8-C-β-D-吡喃葡萄糖苷(Ⅲ)。化合物Ⅰ能浓度依赖性地抑制结肠癌细胞环氧化酶-2 mRNA的表达。结论:化合物Ⅰ为首次从
江南卷柏中分离得到,Ⅱ、Ⅲ为首次从卷柏属中得到。
关键词 江南卷柏;化学成分;黄酮碳苷;环氧化酶-2
Study on Flavone-C-glycosides from Selaginella moellendorffii
ZHU Tian-mi,CHEN Ke-li,LI Li(Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Resource and Compound Pre-
scription,Ministry of Education,Hubei University of Chinese Medicine,Wuhan 430065,China)
ZHU Tian-mi(Pharmaceutical Department,Hubei Hospital of Traditional Chinese Medicine,Wuhan 430061,Chi-
na)
LI Li(School of Chemical Engineering & Pharmacy,Wuhan University of Technology,Wuhan 430073,China)
ABSTRACT OBJECTIVE:To study the flavoue-C-glycosides from Selaginella moellendorffii. METHODS:The compounds were
isolated and purified by solvent extraction,polyamide column chromatography and Sephadex LH-20 column chromatography,and their
structures were identified by means of physical and chemical properties and spectrum analysis. The activity of compound I was deter-
mined. RESULTS:The n-butyl extract of S. moellendorffii yielded four flavone-C-glycosides,three of them were identified as 6,
8-di-C-β-D-glucopyranosylapigenin(Ⅰ),6-C-β-D-glucopyranosyl-8-C-β-D-xylopyranosylapigenin(Ⅱ),6-C-β-D-xylopyrano-
syl-8-C-β-D-glucopyranosylapigenin(Ⅲ).CompoundⅠ shows inhibition effect against the COX-2 mRNA expression of colon carcino-
ma cells in a concentration-dependent manner. CONCLUSION:CompoundⅠ is isolated from S. moellendorffii for the first time, and
compoundⅡandⅢ are reported for the first time from genus.
KEY WORDS Selaginella moellendorffii;Chemical constituents;Flavone-C-glycosides;COX-2
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中国药房 2012年第23卷第7期 China Pharmacy 2012 Vol. 23 No. 7
后得化合物Ⅰ(40 mg);采用相同方法,Fr9(10%~15%乙醇洗
脱部分)纯化得复合结晶Ⅱ和Ⅲ(16 mg)。此外,Fr8(10%乙醇
洗脱部分)和 Fr10(15%乙醇洗脱部分)经过 Sephadex LH-20
柱色谱后,再用半制备高效液相色谱分离,亦得到复合结晶Ⅱ
和Ⅲ(10mg)。
3 结构鉴定
化合物Ⅰ:淡黄色粉末(甲醇),UV(MeOH)λmax:272、333
nm;IR(KBr)νmax:3 383(br,OH)、2 927(CH2)、1 651(Ar-C=
O)、1 626、1 574、1 511、1 481(芳环骨架振动)、829(苯环对位
二取代)cm-1;HR ESI-MS(m/z 595.1 657[M+H]+,计算值595.1
663)推断分子式为C27H30O15(Ω=13)。三氯化铁反应阳性,喷
三氯化铝显色剂于紫外光灯下显黄色荧光,提示可能为黄酮
类化合物;氨气熏后黄色荧光不变亮,为黄酮苷;常规酸水解
条件下不能被水解,表明为碳苷。其核磁共振氢谱(1H-NMR,
DMSO-d6,600 MHz)见 表 1;核 磁 共 振 碳 谱(13C-NMR,
DMSO-d6,150 MHz)见表2。δC低于140的碳原子数有6个,说
明黄酮母核除C-2、C-4、C-9外,还有 3个碳原子连有氧原子,
这和 1H-NMR中显示 3个-OH信号相符。糖基碳原子δ低至
81,是碳苷的表现。HSQC中δC 73.9、73.2分别与δH4.81(1H,d,
J=10.8 Hz)、4.76(1H,d,J=10.2 Hz)相关,是2个碳苷端基C、
H信号。根据 13C-NMR中的 12个糖碳信号,DEPT谱δC 59.7、
61.2显示的 2个CH2,1H-NMR中糖基所有氢原子的偶合常数
JH-H值都大于 5Hz以及 2个端基氢的偶合常数(J=10.8 Hz,
10.2 Hz),说明2个糖单元都为β-D-吡喃葡萄糖,并且各自连在
母核上。HMBC中端基H-1″与母核C-5、C-6、C-7远程相关,端
基H-1′″与母核C-7、C-8、C-9远程相关,表明2个糖基分别连在
母核C-6和C-8位;另有远程相关信号确定了 3个-OH取代位
置在母核C-5、C-7、C-4′位。综合上述分析,并与文献对照[7],
确定其为芹菜素-6,8-二-C-β-D-吡喃葡萄糖苷。
复合物Ⅱ和Ⅲ:黄色粒状结晶(甲醇),UV(MeOH)λmax:272、
330 nm;三氯化铁反应阳性,三氯化铝反应紫外光灯下显黄色
荧光,提示可能为黄酮类化合物;其 1H-NMR(DMSO-d6,600
MHz)见表1;13C-NMR(DMSO-d6,150 MHz)见表2。糖基碳原
子δC低至 81,表明为碳苷。δC59~81有 22个C信号(δC70.3为
重叠),表明有4个糖基(2个六碳糖和2个五碳糖)。HMQC可
确定4个端基C-H:δC75.2、73.6、74.9、73.9分别与δH5.02(1H,d,
J=9.0 Hz)、4.74(1H,d,J=9.6 Hz)、4.65(1H,d,J=9.0 Hz)、
4.55(1H,d,J=9.6 Hz)相关。4个端基碳都处于较高场δC73~
75,说明 4个糖基与母核以碳键相连,为碳苷。端基氢的偶合
常数(J=9.0 Hz,9.6 Hz)说明 4个糖基都是β构型;DEPT谱显
示 4个 CH2:δ C 59.7、61.2、70.3(2个 CH2叠加),1H-NMR(600
MHz)任意2个H的JH-H值都不小于3 Hz,以及表2数据表明4个
糖基为2个β-D-吡喃葡萄糖和2个β-D-吡喃木糖[8~10]。母核碳信
号个数为 24(部分重叠),大于 15,且多数信号成对出现,提示
分子中可能含有 2个黄酮单元,或者是 2个化合物的复合物。
据HMBC糖端基H与母核C-6、C-8位的远程相关,确定了4个
糖基分别连在母核上的 6,8位;结合HMQC,1H-NMR确定了
C-5、C-7、C-4′位有-OH取代,C-3位有H。因所有位置均有归
属,2个黄酮单元无处相连,判断其为一对同分异构体复合
物。这个判断经质谱得到了证实:HR ESI-MS在 300~1 300
分子量范围内只显示一个准分子离子峰(m/z 563.1 395[M-H]-,
计算值 563.1 401),证实了该晶体是一对分子式为 C26H28O14
(Ω=13)的同分异构体,确定其为芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡萄
糖-8-C-β-D-吡喃木糖苷和芹菜素-6-C-β-D-吡喃木糖-8-C-β-D-
吡喃葡萄糖苷的复合物。化合物结构式及HMBC相关性表达
见图1。
表 1 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的 1H-NMR数据(600 MHz,(J)Hz
DMSO-d6)
Tab 1 1H-NMR data of compoundⅠ、Ⅱ、Ⅲ(600 MHz,(J)
Hz,DMSO-d6)
H
3
2′,6′
3′,5′
1″
2″
3″
4″
5″
6″
1′′
2′′
3′′
4′′
5′′
6′′
OH-5
OH-7
OH-4′

6.82(s)
8.03(2H,d,7.8)
6.90(2H,d,7.8)
4.81(d,10.8)
3.48
3.28
3.38
3.25
3.46,3.72
4.76(d,10.2)
3.86
3.39
3.36
3.26
3.59,3.54
13.71
9.37
10.38

6.79(s)
7.94(2H,d,8.4)
6.92(2H,d,8.4)
4.55(d,9.6)
3.86
3.19
3.50
3.26
3.50,3.72
5.02(d,9.0)
3.40
3.16
3.35
3.18,3.18
13.76
9.37
10.36

6.80(s)
8.02(2H,d,8.4)
6.89(2H,d,8.4)
4.65(d,9.0)
3.67
3.26
3.35
3.06,3.06
4.74(d,9.6)
3.75
3.40
3.35
3.48
3.67,3.67
13.74
9.24
10.36
4 化合物抑制环氧化酶(COX-2)活性测试
选择化合物Ⅰ进行抑制COX-2的活性测试。参照文献方
表2 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的 13C-NMR数据(150 MHz,DMSO-d6)
Tab 2 13C-NMR data of compoundⅠ、Ⅱ、Ⅲ(150 MHz,
DMSO-d6)
C
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1′
2′,6′
3′,5′
4′
1″
2″
3″
4″
5″
6″
1′′
2′′
3′′
4′′
5′′
6′′

163.9
102.5
182.2
158.5
107.4
160.7
105.2
154.9
103.8
121.4
128.9
115.7
161.1
73.9
71.8
78.7
70.4
81.8
61.2
73.2
70.8
77.7
68.9
80.8
59.7

163.7
102.5
182.4
160.8
109.3
161.6
102.8
153.7
103.3
121.4
128.8
115.9
161.2
73.9
70.9
78.5
69.5
81.9
61.2
75.2
72.3
79.3
69.9
70.3

164.0
102.6
182.4
159.1
107.9
160.8
105.2
155.1
103.9
121.5
129.1
115.8
161.2
74.9
71.3
78.8
69.9
70.3
73.6
70.5
77.8
68.8
81.1
59.7
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China Pharmacy 2012 Vol. 23 No. 7 中国药房 2012年第23卷第7期
法[11],将化合物Ⅰ作用于培养的人结肠癌细胞(HT-29),配成不
同浓度的试验组(终浓度分别为 12.5、25.0、50.0 μg·mL-1),同
时设空白对照组、阳性对照姜黄素组(3.125 μg·mL-1)做对比,
继续培养,提取总RNA。采用RT-PCR技术检测药物作用前、
后HT-29细胞中COX-2 mRNA的表达,扩增产物的电泳结果
见图2。以灰度值即COX-2 275bp电泳带与内参β-actin 234 bp
电泳带的吸光度值的比值来反映COX-2 mRNA的相对含量
(计算公式:COX-2 mRNA 灰度值=COX-2 mRNA 密度/
β-actin mRNA密度)(见表 3)。结果,样品组的灰度值与其浓
度之间呈负相关,相关系数为-0.944,说明化合物Ⅰ可在
mRNA水平抑制HT-29COX-2的表达。
5 讨论
除以上3种黄酮碳苷外,笔者还从江南卷柏正丁醇部位分
离鉴定了一个新的黄酮氧苷:系由上述聚酰胺柱色谱 40%乙
醇洗脱部分,经 Sephadex LH-20柱(甲醇)纯化、结晶而得(51
mg),经理化性质和波谱分析,鉴定为 5-羧甲基-4′-羟基-黄
酮-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,是首次发现的 5-羧甲基取代的黄
酮类型,这一研究发表在Chinese Chemical Letters[12];之后,这
一黄酮类型又有新发现:Cao Y[13]等2010年从江南卷柏、申健[6]
从布朗卷柏中分别发现了新化合物:5-羧甲基-4′,7-二羟基黄
酮,Cao Y等[13]还得到了它的乙酯和丁酯,也是2个新化合物并
具抗乙型肝炎病毒活性。申健[6]还分离得到了与江南卷柏相
同的成分:4′-羟基-5-羧甲基黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷。至此,
卷柏属中已报道了4种5-羧甲基取代的黄酮类化合物。
参考文献
[ 1 ] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编(上册)[M].北
京:人民卫生出版社,1975:339
[ 2 ] 陈德钊,余竞光.江南卷柏化学成分分析[J].中草药,
1986,17(1):4.
[ 3 ] Sun CM,Syu WJ,Huang YT,et al.Selective cytotoxicity
of ginkgetin from Selaginella moellendorffii[J]. J Nat
Prod,1997,60(4):382.
[ 4 ] 史社坡.卷柏化学成分研究[D].郑州:河南中医学院,
2003.
[ 5 ] 朱田密.江南卷柏的生药学研究Ⅱ-黄酮苷类成分的分
离鉴定[D].武汉:湖北中医学院,2008.
[ 6 ] 申 健.布朗卷柏化学成分研究[D].长沙:中南大学,
2010.
[ 7 ] 张嫚丽,李作平,贾湘曼.麻叶荨麻化学成分研究[J].天然
产物研究与开发,2005,17(2):175.
[ 8 ] Rancon S,Chaboud A,Darbour N,et al. A new C-glyco-
syl xanthone isolated from Davallia solida[J]. Phytochem-
istry,1999,52(8):1 678.
[ 9 ] Feng J,Yang XW,Wang RF.Bio-assay guided isolation
and identification of α-glucosidase inhibitors from the
leaves of Aquilaria sinensis[J]. Phytochemistry,2011,72
(2-3):244.
[10] 李晓亮,汪 豪,刘 戈,等.广金钱草的化学成分研究
[J].中药材,2007,30(7):802.
[11] (美)萨姆布鲁克,(美)拉塞尔著.黄培堂译.分子克隆实
验指南[M].第3版.北京:科学出版社,2002:676.
[12] Zhu TM,Chen KL,Zhou WB. A new flavone glycoside
from Selaginella moellendorffii Hieron.[J].Chin Chem
Lett,2008,19(12):1 456.
[13] Cao Y,Tan NH,Chen JJ,et al.Bioactive flavones and bi-
flavones from Selaginella moellendorffii Hieron. [J]. Fito-
terapia,2010,81(4):253.
(收稿日期:2011-04-25 修回日期:2011-06-17)
250 bp
100 bp
250 bp
100 bp β-acin 234 bp
COX-2 275 bp
图2 电泳图
M.DL2000 DNA Marker;1.空白对照组;2.阳性对照姜黄素 3.125 μg·
mL-1;3.化合物Ⅰ 12.5 μg·mL-1;4.化合物Ⅰ 25.0 μg·mL-1;5.化合物Ⅰ
50.0 μg·mL-1
Fig 2 Electrophoretogram
M.DL2000 DNA Marker;1.blank control group;2.curcumin positive
control 3.125 μg·mL-1;3.compoundⅠ 12.5 μg·mL-1;4.compoundⅠ
25.0 μg·mL-1;5.compoundⅠ 50.0 μg·mL-1
M 1 2 3 4 5
表3 灰度值测定结果
Tab 3 Results of gray scale determination
化合物Ⅰ浓度
/μg∙mL-1
0
12.5
25.0
50.0
COX-2 mRNA
灰度值
0.986 9±0.036 9
0.804 4±0.025 9
0.665 8±0.038 3
0.579 5±0.019 8
姜黄素浓度
/μg∙mL-1
0
3.125
COX-2 mRNA
灰度值
0.986 9±0.036 9
0.771 6±0.023 7
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图1 化合物结构式及HMBC相关性表达
Ⅰ.芹菜素-6,8-二-C-β-D-吡喃葡萄糖苷;Ⅱ.芹菜素-6-C-β-D-吡喃葡萄
糖-8-C-β-D-吡喃木糖苷;Ⅲ.芹菜素-6-C-β-D-吡喃木糖-8-C-β-D-吡喃
葡萄糖苷
Fig 1 Structures and key correlations for compounds
Ⅰ.6,8-di-C-β-D-glucopyranosylapigenin;Ⅱ.6-C-β-D-glucopyranosyl-
8-C-β-D-xylopyranosylapigenin;Ⅲ.6-C-β-D-xylopyranosyl-8-C-β-D-gl-
ucopyranosylapigenin
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