全 文 ：第 40 卷第 2 期 华中师范大学学报(自然科学版) Vo l. 40 No. 2
2006年 6月 　　　JOURNAL OF CENTRAL CHINA NORM AL UNIVERSITY(Nat. Sci. )　　　 Jun. 2006
收稿日期:2005-12-27.
基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2005ABA071);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目.
作者简介:李红霞(1978 - ), 女 ,吉林白山人 , 硕士研究生 ,天然药物化学专业.
*通讯联系人 , Email:yanggz888@126. com.
　文章编号:1000-1190(2006)02-0205-04
灯心草抗菌活性成分的研究
李红霞1 , 钟芳芳1 , 陈　玉2 , 杨光忠1*
(1. 中南民族大学 生命科学学院 , 武汉 430074;2. 中南民族大学 化学与材料学院 , 武汉 430074)
摘　要:以薄层色谱自显影生物技术指导分离 ,研究灯心草的抗菌活性成分. 采用正相和反相硅胶
柱色谱法和重结晶技术 ,从该植物的乙酸乙酯提取物中分离到两个化合物.化合物经1 H NMR , 13C
NMR , ESIMS 分别鉴定为 2 , 7-二羟基-1 , 6-二甲基-芘 (Ⅰ)和 dehydroeffuso l(Ⅱ). 用滤纸扩散法
测定 dehydroeffuso l的抗菌活性 ,结果显示:dehydro effuso l对所测试的 4 种革兰氏阳性菌和白色
念珠菌显示一定的抗菌活性 , 对所测试的 4 种革兰氏阴性菌无明显抑制作用.
关键词:灯心草;抗菌活性;芘类化合物;菲类化合物
中图分类号:O629. 9 文献标识码:A
　　灯心草属植物 ,是多年生稀一年生草本 ,本属
约 240种 ,广泛分布于世界各地 ,主产温带和寒带.
通常生长在草甸 ,沼泽 ,水边及阴湿的环境中.我国
有 77 种 , 1 个亚种和 10 个变种[ 1] . 《中药大词
典》[ 2]记载为药用的灯心草属植物就有走茎灯心草
Juncus amp li f ol ius A. Camus , 扁杆灯心草 J .
diastrophanthus B uchen , 灯心草 J . e f f usus L .
var. decipiensB uchen. f . ut i lis Mark , 拟灯心草
J . setchunensis B uchen. var. e f f usoides
Buchen. , 野灯心草 J . leschenault i i Gay 5种.国
外主要对 3种灯心草属植物 J uncus roemerianus ,
Juncus e f f usus , Juncus acutus 的化学成分进行
了研究 ,其中对灯心草 J uncus e f f usus 的研究最
为活跃 ,从该植物分得大量 9 , 10-二氢菲类化合
物 ,菲类化合物是灯心草属植物重要的活性成分 ,
除有细胞毒 、抗菌和抗氧化的活性外 ,发现大多数
9 ,10-二氢菲类化合物和它的糖苷类化合物对藻类
Selenastrum capricornutum 有很强 的抑 制活
性[ 3] . 我国有丰富的灯心草植物资源 ,仅湖北植物
志记入的就有 12种[ 4] ,但对它的研究还相当贫乏 ,
到现在仅有一篇文献[ 5] 报道了江苏产的灯心草的
化学成分.由于同种不同产地的植物资源的化学成
分及含量有很大差异 ,作者对湖北产的灯心草化学
成分进行了细致的研究 ,以薄层色谱自显影生物技
术指导分离 ,研究灯心草的抗菌活性成分 ,采用正
相和反相硅胶柱色谱法和重结晶技术 ,从灯心草乙
酸乙酯提取物分离到两个化合物. 其结构经1H
NMR , 13C NMR , ESIMS 分别鉴定为 2 , 7-二羟基-
1 ,6-二甲基芘 (Ⅰ)和 dehydroeffusol (Ⅱ).本文报
道这两个化合物的分离 、结构鉴定及 Ⅱ的抗菌
活性.
1 实验部分
1. 1 植物材料
灯心草购于武汉红十字药材公司 ,经中南民族
大学生命科学学院万定荣教授鉴定为灯心草科灯
心草属植物灯心草 J uncus e f f usus L.
1. 2 供试菌种
大肠杆菌(Escherichia coli);金黄色葡菌球菌
(S taphy locus aureus);枯草芽胞杆菌(Baci l lus
subt i li s);绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa);草
分枝杆菌(Mycobacterium phlei)由中南民族大学
生命科学学院微生物教研室提供.
金黄色葡萄球菌 A TCC35923(Staphy locus
aureus ATCC35923);环状芽胞杆菌 A TCC4513
(Baci llus circulans A TCC4513);绿 脓 杆 菌
A TCC27853 ( Pseudomonas aerug inosa
A TCC27853);大 肠埃 希氏 杆 菌 ATCC25922
(Escherichia coli A TCC25922);大肠埃希氏杆菌
A TCC37197(Escherichia coli A TCC37197);白色
206　 华中师范大学学报(自然科学版) 　　第 40 卷
念珠菌(Candian albicans)由中国典型培养物保藏
中心提供.
1. 3 仪器与试剂
Varian INOVA-300 型核磁共振仪;Bruker
e squire 3000 00142型质谱仪;柱色谱用硅胶为青
岛海洋化工厂生产的 200-300目硅胶 、硅胶 H 和
日本 YMC公司生产的 RP-18反相硅胶(50 μm);
薄层硅胶板(GF254)为武汉药科新技术开发有限
公司生产;所用溶剂均为分析纯 ,上海试一化学试
剂有限公司生产.
琼脂 ,天津市天达净化材料精细化工厂生产;
苯酚红 ,天津市科密欧化学试剂开发中心提供;M-
H 培养基(Mueller-Hinton Broth),杭州微生物试
剂厂生产 , 主要成分:酸水解酪蛋白 ,牛肉浸出粉 ,
淀粉;M-H 琼脂培养基(Mueller-Hinton Agar),
杭州微生物试剂厂生产 ,主要成分:Mueller-Hin-
to n Bro th 粉末 ,琼脂(0. 7%),苯酚红(0. 002%).
1. 4 提取分离
灯心草干燥茎髓 10 kg 粉碎后用 95%乙醇浸
泡 ,真空抽滤得滤液 , 减压蒸干 , 得乙醇提取物
166 g. 将乙醇提取物用 90%甲醇-水溶解 ,依次用
石油醚 、乙酸乙酯 、正丁醇萃取.将得到的乙酸乙酯
提取物 55 g 进行硅胶柱层析 , 用石油醚-丙酮
(9∶1 , 8∶2 , 7∶3 , 1∶1 , 3∶7 , 0∶1)梯度洗脱 ,
T LC检测合并 ,所得到的 21 ～ 30组份合并(记作
f r2130 , 1. 57 g)进行硅胶柱层析 ,以甲苯-丙酮梯度
洗脱 ,合并 35 ～ 41组份(24. 7 mg),用甲醇重结晶
得到化合物 Ⅰ(5. 2 mg);所得到的 31 ～ 34 组份
(记作 fr3134 ,1. 95 g)再进行 RP-18硅胶柱层析 ,
用甲醇-水梯度洗脱 ,合并 10 &11组份(901 mg),
再反复进行柱层析 ,用丙酮重结晶得到化合物 Ⅱ
(14. 5 mg). 经 NMR , ESIM S 鉴定化合物 Ⅰ和 Ⅱ
的结构式如图 1所示.
Ⅰ 　　　　　　　　　　Ⅱ
图 1　化合物Ⅰ和Ⅱ的结构式
化合物 Ⅰ ,黄色针晶 , 分子式 C18 H 14O 2 , ES-
IM S:m /z 261[ M - H ] +. 1H NMR(300 MHz ,
DMSO-d6 ,δ):9. 86(2H , s , 2 , 7-OH), 8. 08(2H ,
d , J =9. 0 Hz , H-10 , 12), 7. 93(2H , d , J =
9. 2 Hz , H-9 , 13), 7. 65(2H , s , H-3 , 8), 2. 68(6H ,
s , 11 ,14-CH 3). 13C NM R(75 MHz ,DMSO-d6 ,δ):
153. 2(C-2 , 7), 129. 9(C-4a , 5a), 129. 0(C-1a , 5),
127. 4(C-9 ,13),123. 4(C-10 ,12), 119. 7(C-4 , 8a),
119. 3(C-1 ,6),111. 7(C-8), 12. 2(C-11 , 14). 以上
波谱数据与文献[ 6] 报道 2 , 7-二羟基-1 , 6-二甲基
芘一致.
化合物 Ⅱ ,黄色粉末 ,分子式 C17H 14O 2 , ES-
IM S:m /z 249[ M - H] + , 1H NMR(300 MHz ,
DMSO-d6 , δ):9. 74 , 9. 57 (2H , s , 2 , 7-OH),
8. 36(1H , d , J =9. 3 Hz , H-4), 7. 82(1H , d , J =
9. 0 Hz , H-10), 7. 63(1H , d , J =9. 0 Hz , H-9),
7. 41(1H , dd , J =10. 8 , 17. 2 Hz , H-12), 7. 18
(1H , brs , H-6), 7. 16(1H , d , J =9. 3 Hz , H-3),
7. 11(1H , brs ,H-8),5. 73(1H ,d , J =17. 2 Hz , H-
13a), 5. 44(1H , d , J =10. 8 Hz , H-13b), 2. 47
(3H , s , H-11). 13C NMR(75 MHz , DMSO-d6 ,δ):
154. 9(C-7),152. 7(C-2), 141. 9(C-12), 138. 3(C-
5), 133. 3(C-8a),132. 6(C-1a),127. 4(C-9), 126. 2
(C-4),124. 6(C-4a), 123. 7(C-10), 122. 3(C-5a),
119. 1(C-6), 117. 6(C-1), 115. 9(C-3), 115. 0(C-
13),112. 2(C-8),11. 9(C-11). 所列数据与文献[ 7]
报道 dehydroef fuso l一致.
1. 5 生物活性测定[ 8]
将化合物 Ⅱ用丙酮配成 20 g /L 浓度的样品溶
液 ,选用直径为 6 mm 的灭菌滤纸片 ,每张滤纸片
中加样品溶液 5 μL ,待溶剂挥发后 ,将已点样的滤
纸圆片贴于已涂上述各菌悬液 100 μL(菌液浓度
106 ～ 107 cfu /mL)的 M-H 琼脂培养基上 , 放置
20 min后 ,放入培养箱中 37℃不光照培养 ,过夜 ,
第 2天测其抑菌圈大小.以氯霉素作为对照品.
2 结果与讨论
2. 1 结构鉴定
化合物Ⅰ :在13 C NMR谱中 ,显示有 1个甲基
碳(δ12. 2), 3 个次甲基碳(δ111. 7 , 123. 4 ,
127. 4), 5个季碳(δ119. 3 ,119. 7 ,129. 0 ,129. 9 ,包
括一个连氧季碳δ153. 2),其对应的1H NM R中
出现一个单峰甲基(δ2. 68),一个芳香环上质子的
单峰信号(δ7. 65),苯环邻位偶合的一组信号(δ
8. 08 ,7. 93)和一个活泼氢(δ9. 86)的信号. 在其
ESIM S谱中出现准分子离子峰[ M - H] + 261 ,因
而这个化合物的分子量为 262.以上数据说明化合
物 I是一个结构高度对称的化合物 ,根据13 C NMR
　第 2期 李红霞等:灯心草抗菌活性成分的研究 207　
和1H NMR 可推出其分子式一半的组成为
C9H7O ,因而该化合物的分子式为 C18H 14O 2 ,其分
子量为 262 , ESIM S 证明所推分子式的正确性.其
1H NMR和13 C NMR数据与文献[ 6]报道的 2 ,7-
二羟基-1 ,6-二甲基芘完全符合 ,说明化合物的结
构为 2 , 7-二羟基-1 ,6-二甲基芘 ,该化合物在 2002
年意大利学者从灯心草的同属植物 Juncus acutus
中分离到 ,从生源上推测该化合物是由从灯心草的
同属植物 J uncus roemerianus 中分离到的 de-
hydro juncusol
[ 9] ,在植物体内经过光照和酶的作用
下 ,发生光环化反应 ,生成 2 , 7-二羟基-1 ,6-二甲基
芘 ,并且已经有文献[ 10] 报道 dehydrojuncusol的
乙酰化物 ,在光照条件下 ,发生光环化反应 ,其光环
化产物在碱性条件下水解得到该化合物.
化合物Ⅱ:由1H NMR , 13 C NMR和 ESIM S ,
可推出该化合物的分子式为 C17H 14O 2 ;1H NMR
显示有一个乙烯基的信号 δ7. 41(1H , dd , J =
10. 8 ,17. 2 Hz ,H-12);5. 73(1H , d , J =17. 2 Hz ,
H-13a),5. 44(1H , d , J =10. 8 Hz ,H-13b),一个连
在芳环上的甲基信号(δ2. 47),两个酚羟基的信号
(δ9. 74 ,9. 57),两组苯环邻位偶合信号(δ8. 36 ,
7. 16和δ7. 82 ,7. 63),一组苯环间位偶合的信号(δ
7. 18 ,7. 11);1 3C NMR出现 17个碳原子 ,其中包
括 7 个次甲基碳(δ127. 4 , 126. 2 , 123. 7 , 119. 1 ,
115. 9 ,115. 0 ,112. 2),1个亚甲基碳(δ141. 9),1
个甲基碳(δ11. 9), 8 个季碳(δ138. 3 , 133. 3 ,
132. 6 ,124. 6 ,122. 3 , 117. 6 ,包括两个连氧季碳 δ
154. 9 ,152. 7). NMR数据都说明该化合物具有灯
心草的特征成分菲类化合物的结构 ,通过与文献对
照 ,发现该化合物的 NMR数据同文献[ 7]报道 de-
hydroef fusol相一致 ,说明该化合物的结构为 de-
hydroef fusol ,日本学者在 1991年首次从该植物中
分离到该化合物.
2. 2 抗微生物活性
以滤纸扩散法测定化合物Ⅱ的抗菌活性(结果
见表 1),发现 dehydroef fuso l对 4 种革兰氏阳性
菌:枯草芽胞杆菌 、草分枝杆菌 、环状芽胞杆菌
A TCC4513和金黄色葡萄球菌 ATCC35923有一
定的抗菌作用 ,在所测试的 5种革兰氏阴性菌中 ,
仅对绿脓杆菌有一定的活性 ,对一种真菌白色念珠
菌也表现出一定的活性 ,说明该类结构是一类潜在
对革兰氏阳性菌的抗菌剂.同文献报道的二氢菲类
化合物 juncusol抗菌作用相类似[ 11] , 2002 年日本
学者报道了 dehydroeffusol 具有光调节抗微生物
的活性 ,在紫外光的照射下 , dehydroef fuso l 对两
种金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑制活性比在
黑暗中增加了 16倍 ,对枯草芽胞杆菌抑制活性增
加了 8倍[ 12] ,说明菲类化合物是灯心草主要抗菌
活性成分.
　　　　表 1　Dehydroeffuso l对 10 种微生物的抑菌圈直径　　　　　　　　　mm
供试菌种 革兰氏
dehyd roeffus ol
100μg /dis
Ⅰ Ⅱ 均值
氯霉素(对照)
30μg /dis
Ⅰ Ⅱ 均值
枯草芽孢杆菌 + 10. 0 11. 0 10. 5 23. 0 24. 0 23. 5
草分枝杆菌 + 9. 0 9. 0 9. 0 22. 0 24. 0 23. 0
环状芽胞杆菌 A TCC4513 + 9. 0 10. 0 9. 5 31. 0 35. 0 33. 0
金黄色葡萄球菌 A TCC35923 + 10. 0 12. 0 11. 0 25. 0 28. 0 26. 5
大肠杆菌 - 6. 0 6. 0 6. 0 19. 0 21. 0 20. 0
大肠埃希氏杆菌 A TCC25922 - 6. 0 6. 0 6. 0 28. 0 25. 0 26. 5
大肠埃希氏杆菌 A TCC37197 - 6. 0 6. 0 6. 0 26. 0 24. 0 25. 0
绿脓杆菌 - 8. 0 10. 0 9. 0 23. 0 25. 0 24. 0
绿脓杆菌 A TCC27853 - 6. 0 6. 0 6. 0 26. 0 26. 0 26. 0
白色念珠菌 　 8. 0 9. 0 8. 5 27. 0 28. 0 27. 5
　　　　　　　　注:滤纸圆片直径为 6 mm.
3 结论
本研究通过活性跟踪 ,以正相和反相硅胶色谱
和重结晶技术从灯心草的乙酸乙酯提取物 ,得到
2 ,7-二羟基-1 , 6-二甲基芘(Ⅰ)和 dehydro ef fusol
(Ⅱ). 测试了 dehydroef fuso l对 10 种微生物的抗
菌活性 ,发现该化合物对所测试的革兰氏阳性菌均
有一定的抗菌活性.
菲类化合物和萜类化合物是灯心草两种主要
类型的化合物 ,从灯心草分离到芘类化合物 ,说明
208　 华中师范大学学报(自然科学版) 　　第 40 卷
除这两类化合物外 ,还存在着一种新类型的化合
物 ,为进一步阐明灯心草抗菌作用的物质基础提供
了依据.
参考文献:
[ 1] 　吴国芳.中国灯心草属植物的研究[ J] . 植物分类学报 , 1994 ,
32(5):433-466.
[ 2] 　江苏新医学院. 中药大辞典[ M] . 上海:上海科学技术出版
社 , 1993:599 , 633 , 949 , 1 585 , 2 565.
[ 3] 　陈　玉 , 杨光忠. 灯心草属植物菲类化合物结构和生物活性
的研究进展[ J] . 天然产物研究与开发, 2005 , 17(4):505-
507.
[ 4] 　付书暇 ,郑　重. 湖北植物志[ M ] . 武汉:湖北科学技术出版
社 , 2001:442.
[ 5] 　Jin D Z , Mi Z D , Chiou G C Y , et al. Tw o p-coumaroyl
glycerides f rom J uncus e f f usus[ J] . Ph ytochemist ry , 1996 ,
41(2):545-547.
[ 6] 　Del la Greca M , Fiorent ino A , Isid ori M , et al. Ph enanthre-
noids f rom the w eland J uncus acutus [ J] . Ph ytochemist ry ,
2002 , 60:633-638.
[ 7] 　Shima K , T oy ota M , Asakaw a Y. Phen an th rene derivatives
f rom the medullae of Juncus ef fu su[ J] . Phytochemist ry ,
1991 , 30(9):3 149-3 151.
[ 8] 　徐叔云 ,卞如濂 ,陈　修. 药理学实验方法学[ M ] . 北京:人
民卫生出版社 , 2003:651.
[ 9] 　Sarak r H , Zerezghi M , Bhat tacharyya J. Deh ydrojuncu sil , a
cons tituent of the roots of J uncus roemerianus[ J] . Phyto-
chemist ry , 1988, 27(9):3 006-3 008.
[ 10] 　Padw a A , Doubledday C , Mazzu A. Ph otocyclization reac-
tion of subst ituted 2 , 2-divinyl-biphenyl derivat ive[ J] . J Org
Chem , 1977 , 42:3 271-3 279.
[ 11] 　Chapatw ala K D , Cruz A A de la , Miles D H . An timicrobi-
al act ivity of juncusol , a n ovel 9 , 10-dihydrophenanthrene
f rom the marsh plant J uncus roemer ianus [ J] . Life S ci-
ences , 1981 , 29(19):1 997-2 001.
[ 12] 　H anaw a F , Okamoto M , Tow ers G H N. Antimicrobial
DNA-binding photosensit izers f rom th e common ru sh , Jun-
cuse f fusus[ J] . Photochemis t ry and Photobiology , 2002 , 76
(1):51-56.
Antibacterial active constituents from Juncus e f f usus L.
LI Hong-x ia1 , ZHONG Fang-fang 1 , CHEN Yu2 , YANG Guang-zhong1
(1. Co llege o f Life Sciences , South Centr al Unive rsitie s fo r Nationalitie s , Wuhan 430074;
2. Co lleg e of Chemistry and Material Sciences , South Centra l Unive rsities fo r Nationalities , Wuhan 430074)
Abstract:Bioassay-guided iso lation by thin layer chromatog raphy bio autog raphy tech-
nique , tw o compounds w ere isolated f rom e thyl ace tate ex t ract of Juncus e f f usus L. by
no rmal and reverse phase silica gel column chroma tog raphy. Thei r st ructures were iden-
t ified to be 2 ,7-dihydro xyl-1 ,6-dimethyl-py rene (Ⅰ) and dehydroef fusol (Ⅱ) by NMR
and ESIM S , respectively . Dehydro ef fusol w as used fo r antibacterial activi ties against
9 bacterial st rains by paper disco dif fusion method. It show ed inhibito ry effect on 4 test-
ed gram (+) bacteria and Candian albicans , and no inhibi to ry ef fect on 4 tested g ram
(-) bacteria.
Key words:Juncus e f f uses L. ;antibacterial act ivity ;py renoids;phenanthrenoids