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南方菟丝子水溶性成分的研究



全 文 :收稿日期:2013 - 10 - 14
基金项目:福建省自然基金项目(2012J01088);科技部 863 项目(2011AA10A203)
作者简介:刘祥(1988 -),男,硕士研究生。研究方向:天然产物化学。Email:liuxiang777@ 126. com。* 通讯作者欧阳明安
(1963 -),男,研究员,博士生导师。研究方向:天然产物化学。Email:maouyang@ hqu. edu. cn。
南方菟丝子水溶性成分的研究
刘 祥 ,欧阳明安*
( 福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福建 福州 350002)
摘要:采用 Sephadex LH - 20、RP - 18 反相柱、MCI 和硅胶层析方法对南方菟丝子全草的化学成分进行分离
纯化,运用现代波谱技术鉴定了三个化合物:表儿茶素、刺五加 - O - β - D -葡萄糖甙和 Roseoside I。
关键词:南方菟丝子;水溶性成分;层析;纯化;结构鉴定
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1001 - 4276 -(2013)01 - 0216 - 06
Studies on the water-soluble constituents of Cuscuta australis
Xiang LIU ,Ming-An O YANG*
(Key Laboratory of Bio-Pesticide and Chemistry-Biology,Ministry of Education,Fujian
Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China)
Abstract:Three compounds (1 - 3)were isolated and purified from Cuscuta australis herb by column chromatogra-
phy on Sephadex LH-20,reversed phase chromatograph RP-18,MCI and silica gel,and their structures were eluci-
dated as epicatechin,1-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)propene-9-O-β-D-glucopyranoside and Roseoside I.
Key words:Cuscuta australis;water-soluble constituents;chromatography;purification;structures identification
菟丝子在我国分布非常广泛,主产山东、陕西、吉林、河北、山西、江苏、黑龙江、新疆等。全
国形成商品的主要来源于 4 类:菟丝子(Cuscuta. chinensis Lam.)、欧洲菟丝子(C. europaea
L.)、南方菟丝子(C. australis R. Br.)、金灯藤(C. japonica Choisy),根据药材商品调查结果,南
方菟丝子是近年来的主流商品。大菟丝子的性状与菟丝子相似,较大;海滨菟丝子(C. mariti-
ma Mak.)在少数地区亦作为菟丝子入药。2000 年版《中国药典》收载为旋花科植物菟丝子
(C. chinensis Lam.)的干燥成熟种子。菟丝子已知含有一些抗菌,抗病毒和抗增殖的物质
(Khan et al.,2010;Patel et al.,2012;Suresh et al.,2011),其化学成分主要包括甾醇类、黄酮、
多糖、蛋白质、淀粉、香豆精、蒲公英黄质、胡萝卜素类、有机酸、脂肪酸、氨基酸、淀粉酶等。黄
酮类化合物:黄酮类物质是菟丝子的主要活性成分,黄酮可用于鉴别南方菟丝子和菟丝子(郭
洪祝,1997)。郭澄等(1997)首次从南方菟丝子中分离鉴定出山萘酚、紫云英苷、槲皮素。郭
洪祝等研究发现南方菟丝子中所含的黄酮主要为槲皮素及其糖苷。甾类化合物:从 3 种菟丝
子中分离鉴定出 -谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、胆固醇、-谷甾醇-3-O-β-D吡喃木糖苷、豆甾烯-3-
O-β-D-吡喃葡萄糖苷、豆甾-5-稀基-3-乙酸、豆甾-5-烯-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷四乙酸、燕麦甾
醇、胡萝卜苷、-谷甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(郭澄等,1997;Kwon,2000;Anis,1999)。萜类
化合物:二萜糖苷类化合物南方菟丝子苷 A(australiside A)从南方菟丝子中分离鉴定出(郭洪
第 29 卷 武 夷 科 学 Vol. 29
2013 年 10 月 WUYI SCIENCE JOURNAL Oct. 2013
DOI:10.15914/j.cnki.wykx.2013.00.034
祝,2000)。挥发油成分:候冬岩等(2003)分离鉴定出金灯藤中的挥发油成分包括:3-乙基-2-
己烯、葵烷、2-环己烯-1-酮、3-乙烯-2-酮、2,6-二甲基十一烷、2-戊基呋喃、E-2-己烯-1-醇、2-庚
酮、2,3,3-三甲基 1-丁烯、十一烷、十二烷、十三烷。而在菟丝子成分中相同的只有 2-戊基呋
喃和十二烷,其它的成分还有糠醛、庚醛、3-丁烯-2-醇、2-呋喃甲醇、冰片、3,7-二甲基-1,6-辛
二烯-3-醇、石竹烯、α-萜品醇,α-石竹烯。生物碱类化合物:从菟丝子分离鉴定了色氨酸衍生
物生物碱菟丝子胺、甲基金雀花碱、7' -(3',4' -二羟基苯)-N-(4-丙烯胺)、sophoranol、matrine、7'
-(4' -羟基-3' -甲氧基苯)-N-[(4-丁基苯)乙基]丙烯胺(Ruben,1995;Anis et al.,2002)。木脂
素类化合物:从菟丝子中分离到菟丝子苷 A、B(cuscutoside A,B)和新菟丝子苷 A,B,C(neo-
cuscutosside A,B,C)(Yahara,1994;Xiang,2001)。多糖类化合物:从菟丝子中分离出酸性多
分支的杂多糖 H3,CHC-1,CS-A,CS-B,CS-C(Wang et al.,2001;Bao et al.,2002)。氨基酸及
微量元素:菟丝子中含有 16 种氨基酸,氨基酸的总含量为 75. 59 mg /100g,其中含有必需氨基
酸(叶萍,1992)。林慧彬等(2001)用氨基酸分析仪测定了山东 4 种菟丝子 16 种氨基酸的含
量,发现南方菟丝子 Cuscuta australis R. Br. 中的含量最高。此外,乔智胜(1992)和汪学昭
(1995)分别测定出菟丝子中含有钙、镁、铁、铜、锰、锌等微量元素。
在药理活性研究方面,人们发现菟丝子种子中所含化合物具有抗骨质疏松作用(Yang et
al.,2011),南方菟丝子具有免疫增强作用,此外菟丝子可明显增强衰老模型小鼠的红细胞免
疫功能,具有延缓衰老作用;郭军等用菟丝子进行抗衰老作用实验,结果表明,菟丝子可使老龄
小鼠血清脂肪过氧化脂质水平以及脑脂褐素含量显著降低,红细胞膜 SOD 活性增高,而对血
硒水平无影响(郭军等,1996),也能使糖尿病患者 SOD 活性增强,LPO 水平下降(郭军等,
1997)。郭氏等以血液乳酸、血清谷丙转氨酶、肾上腺抗坏血酸、丙酮酸和肝糖原水平为指标,
报道了 3 种菟丝子的水煎剂对小鼠 CCl4 肝损伤的保护作用,发现中国菟丝子的活性优于另两
种(郭澄等,1992),半乳糖可致大鼠晶状体混浊,灌胃菟丝子水煎剂可以减轻混浊程度,半乳
糖停止注射后则又可促进晶状体转为透明.表明菟丝子对大鼠半乳糖性白内障具有治疗和延
缓作用(杨涛等,1991);吴美娟和王明艳(1999)以小鼠骨髓细胞核为指标,发现菟丝子对环磷
酰胺诱发的微核有明显的抑制作用。福建地区用菟丝子治疗急性黄疸型传染性肝炎、肾炎、遗
精、视力减退等疾病,本实验通过研究菟丝子的水溶性成分,为进一步探究其药物作用奠定基
础,对药物的开发利用做出贡献。
1 材料与方法
1.1 实验仪器和药品
1H-NMR、13C-NMR及 2D NMR用 Bruker AM-400 型和 DRX-500 型核磁共振仪测定,内标
为 TMS。
高效液相色谱仪(HPLC):P230 型高压恒流泵,UV230 型紫外-可见检测器,Schambeck
SFD GmbH RI 2000 型示差折射检测器;SinoChrom ODS-BP 5 μm 250 × 10 mm 柱,SinoChrom
ODS-BP 5 μm 250 × 20 mm柱,Hypersil SiO2 5 μm 250 × 10 mm柱。
层析材料:RP-8 (40 - 60 μm,Merck),硅胶(160 - 200 mesh and 10 - 40 μm,青岛海洋化
工厂),大孔树脂 D101(天津树脂厂),Sephadex LH-20 (25 - 100 μm,Pharmacia Fine Chemical
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Co.,Ltd.)和 MCI-gel CHP20P (75 - 150 μm,Mitsubishi Chemical Industries,Ltd.);薄层层析显
色用 5%H2SO4(溶剂为体积比 1:1 的乙醇水溶液)加热显色。
1.2 试验方法
1.2.1 材料准备 全草 2006 年 9 月采自福建泉州清源山上,为南方菟丝子(Cuscuta australis
R. Br.),干重 3. 6 kg,用甲醇 45 L在室温下浸泡两次,每次一个月。将提取液过虑后合并,过
虑、经过减压浓缩后得到浸膏,然后将此浸膏加入 1 L 水,分出水溶性和脂溶性成分共约
45. 0 g浸膏。
1.2.2 初步分离 该水溶性样品首先经过 Sephadex 系列凝胶树脂,使用甲醇 -水(0% -
60%)梯度洗脱;RP-18 反相柱,使用甲醇 -水(0 - 80%)梯度洗脱,进行初步分离。
图 1 试验流程
Figure 1 Test process
1.2.3 分离纯化 将经过 RP-18 柱初步分
离的样品再使用MCI-gel柱流动相甲醇 -水
(5% -80%)梯度洗脱,之后将分离得到的
样品,使用正相硅胶柱流动相氯仿-甲醇-水
(120:10:水饱和 - 70:30:水饱和)分离纯化
得到化合物纯品。若经过硅胶柱还不能纯
化的样品,再通过 RP-18 柱,MCI-gel 柱反复
纯化,直到得到纯化合物。分离纯化的过程
中,收集的样品使用薄层层析法检视,合并
类似的样品,最后得到纯品化合物。流程如
图 1 所示。
2 结果与分析
2.1 化合物的核磁数据
本试验从菟丝子提取物中分离出纯品
10 个。运用一维和二维核磁共振谱鉴定了
3 个化合物,表 1 是这 3 个化合物的结构数据。
2.2 化合物 1 的结构及鉴定
化合物 1 为淡黄色粉末 (25 mg),化学式为 C15H14O6,分子量为 290。在碳谱和 DEPT 谱
中共有 15 个碳信号,推测为黄酮的骨架。其中 1 个亚甲基,7 个次甲基和 7 个季碳原子,而 48
- 50 ppm的信号为溶剂峰。在氢谱中存在一组 ABX体系自旋特征吸收峰 δH 6. 75 (d,J = 8. 1
Hz,H-5'),6. 71 (dd,J = 8. 1,2. 0 Hz,H-6') ,6. 83 (d,J = 2. 0 Hz,H-2') ,故此可以推断 B
苯环为 1',3',4'取代。上述波谱学和文献中报道的数据一致,2,4,9-α,3',4' -Pentahydroxyfla-
vanol(于德泉和杨峻山,2005)。
2.3 化合物 2 的结构及鉴定
化合物 2 为乳白色粉末(27 mg),化学式为 C17H24O9,分子量为 372.。从碳谱的 DEPT上
·812· 武 夷 科 学 第 29 卷
可以看出,在 δ = 120 ppm 以上有五个峰,三个季碳两个叔碳,说明有对称峰,而在氢谱上 δ =
6. 0 - 6. 8 ppm 处分别有三组峰,且 δ = 6. 75 ppm 处的单峰很强更证实了有对称峰存在,而且
可能是一个苯环可能是苯环。其中 1 个非常强的甲基信号,一组糖的信号。在 C =105. 4(C-1
')处有一个糖端基信号,氢谱中对应的质子信号为 4. 59(d,J = 7. 6 Hz),由此可知该糖均为 β
型;在 δ = 57. 0 ppm 的强信号说明有两个对称的甲氧基。另外,在 δ = 6. 33 ppm 和 6. 54 ppm
处的两组峰结合碳谱可知是一个双键,从耦合常数(d,J = 15. 8 Hz)上可以判断是反式构型。
表 1 化合物的 NMR数据(溶剂:CD3OD,δ:ppm)
Table 1 NMR data for the three compounds (Solvent:CD3OD,δ:ppm)
碳位
化合物 1
δC δH
化合物 2
δC δH
化合物 3
δC δH
1 95. 5 5. 92 d (2. 2) 135. 2 - 80. 0 -
2 157. 8 - 105. 4 6. 75 s 43. 0 -
3 96. 3 5. 85 d (2. 2) 154. 4 - 50. 7 2. 52 d (17. 1)
2. 14 d (17. 1)
4 157. 6 - 136. 0 - 201. 2 -
5 100. 8 - 154. 4 - 127. 2 5. 85 s
6 156. 9 - 105. 4 6. 75 s 167. 3 -
7 - - 130. 1 6. 54 d (15. 8) 131. 5 5. 86 d (4. 7)
8 82. 8 4. 56 d (7. 8) 131. 2 6. 33 dt (5. 5,5. 5,15. 8) 135. 3 5. 85 t
9 68. 8 3. 97 (m) 64. 4 4. 22 dd (1. 3,5. 5) 77. 3 4. 41 t
10 28. 5 2. 84 dd (16. 2,5. 4)
2. 50 dd (16. 2,8. 4)
57. 0 3. 85 s 19. 6 1. 91 s
11 - - 57. 0 3. 85 s 23. 4 1. 02 s
12 - - - - 24. 7 1. 02 s
13 - - - - 21. 2 1. 29 s
1' 132. 3 - 105. 3 4. 59 s 102. 9 4. 33 d (7. 7)
2' 115. 2 6. 83 d (2. 0) 75. 5 3. 2 - 3. 5 75. 3 3. 2 - 3. 5
3' 146. 2 - 78. 8 3. 2 - 3. 5 78. 5 3. 2 - 3. 5
4' 149. 9 - 71. 2 3. 2 - 3. 5 71. 1 3. 2 - 3. 5
5' 116. 4 6. 75 d (8. 1) 78. 3 3. 2 - 3. 5 78. 1 3. 2 - 3. 5
6' 120. 0 6. 71 dd (8. 1,2. 0) 62. 5 - 62. 8 3. 61 dd (12. 0,5. 3)
3. 84 dd (12. 0,1. 7)
图 2 化合物 1:表儿茶素 图 3 化合物 2:刺五加-O-β-D-葡萄糖甙
Figure 2 Compound 1:Epicatechin Figure 3 Compound 2:1-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)
propene-9-O-β-D-glucopyranoside
·912·第 29 卷 刘祥等:南方菟丝子水溶性成分的研究
2.4 化合物 3 的结构及鉴定
化合物 3 为黄色粉末(38 mg),化学式为 C19H30O8,分子量为 386。在碳谱和 DEPT 谱中
共有 19 个碳信号,其中 4 个甲基,2 个亚甲基,9 个次甲基和 4 个季碳原子。最低场的碳信号
C 201. 2 (C-4)为羰基。在 C 102. 7 (C-1')处有一个糖端基信号;通过 HSQC谱,在氢谱中可找
到该原子的质子信号 H 4. 26 (d,J = 9. 8 Hz,H-1'),故此可推断该糖为 β型。酸水解该化合
图 4 化合物 3:Roseoside I
Figure 4 Compound 3:Roseoside I
物,将水解液使用 HPTLC(高效薄层色谱法)检视并和
标准糖比较,可知该糖为葡萄糖。
在 COSY谱中,H-9 和 H-10 相关,H-1'和 H-2'相
关,说明了 C-9 和 C-10 相连,C-1'和 C-2'相连。
在远程 HMBC谱中,H-11 和 C-1,C-2,C-3 相关,
表明 C-11 连接于 C-2 上。H-12 和 C-1,C-5,C-6,C-
13 相关,H-13 和 C-1,C-5,C-6,C-12 相关,说明 C-12
和 C-13 共同连接于 C-6 之上。H-3 和 C-1,C-5,C-11
相关,H-5 和 C-1,C-3,C-4,C-6,C-12,C-13 相关,说
明 C-1,C-2,C-3,C-4,C-5,C-6 共同组成一个六元
环。H-7 和 C-1,C-8,C-9 相关,H-8 和 C-7,C-8,C-9
相关,H-9 和 C-7,C-8 相关,H-10 和 C-8,C-9 相关,结
合 COSY谱中提供的证据,共同说明了 C-7,C-8,C-9,
C-10 的依次连接关系,并且 C-7 连接于 C-1 上。此外,
H-1'和 C-9 相关,表明葡萄糖连接于 C-9 上。
在 ROESY谱中,H-3 和 H-11,H-5a相关,H-7 和 H-9,H-10,H-12 相关,H-8 和 H-13,H-
1'相关。此外还有,H-1'和 H-3',H-4',H-5'相关,H-4'和 H-6 的相关。
3 结果与分析
本文应用各种液相色谱技术,从菟丝子中共分离出 10 个化合物。运用1H-1H COSY,
HSQC,HMBC和 ROESY的一维和二维核磁共振技术,鉴定出 3 个化合物的结构。本文所从
事的研究只是水溶性萃取物的部分化学成分,其它部位的成分以及生物活性的研究还需进一
步完善。
致谢:
中科院昆明植物所代测1H-NMR、13C-NMR及 2D NMR,特此致谢。
·022· 武 夷 科 学 第 29 卷
参考文献
郭澄,韩公羽,苏中武. 1997.南方菟丝子化学成分的研究.中国药学杂志,32(1):8-11.
郭澄,苏中武,李乘祜,张芝玉,郑汉臣. 1992.中药菟丝子保肝活性的研究.时珍国药研究,3(2):62-64.
郭洪祝. 1997.南方菟丝子黄酮类成分的研究.中国中药杂志,22(1):39.
郭洪祝. 2000.南方菟丝子的化学成分研究.北京中医药大学学报,23(2):36-37.
郭军,白书阁,王玉民,李世莉,刘恩茹,白晶. 1996.菟丝子抗衰老作用的实验研究.中国老年学杂志,16(1):
37-38.
郭军,马宏岩,王建军. 1997.菟丝子对糖尿病患者抗氧化能力的影响.佳木斯医学院学报,20(1):39-41.
候冬岩,李铁纯,于冰. 2003.两种菟丝子挥发性成分的比较研究.质谱学报,24(2):344-346.
林慧彬,林建强,林建群. 2001.山东 4 种菟丝子氨基酸比较研究.时珍国医国药,12(3):195.
乔智胜. 1992.三种菟丝子的微量元素和氨基酸的含量测定.中国中药杂志,17(1):12.
汪学昭. 1995.大小菟丝子的微量元素含量测定.第二军医大学学报,16(5):835.
吴美娟,王明艳. 1999.菟丝子对环磷酰胺诱发的 MN的抑制作用.天津中医学院学报,18(4):41-42.
叶萍. 1992.大菟丝子与菟丝子化学成分的比较研究.中成药,19(6):65.
杨涛,梁康,张昌颖. 1991.四种中草药对大鼠半乳糖性白内障防治效用的研究.北京医科大学学报,23(2):97-
99.
于德泉,杨峻山. 2005.分析化学手册.北京:化学工业出版社:828.
Anis E. 1999. The chemical constituents in the seeds of Cuscuta australis. Nat Prod Sci,5(3):124-126.
Anis E,Anis I,Ahmed S,Mustafa G,Malik A,Afza N,Hai SM,Shahzad-ul-hussan. 2002. Alpha-glucosidase inhibitory
constituents from Cuscuta. Chem Pharm Bull,50(1) :112-115.
Bao XF. Wang Z,Fang JN,Liu XY. 2002. Structural features of an immunostimulating and antioxidant acidic polysac-
charide from the seeds of Cuscuta chinensis. Planta Med,68(3) :237-239.
Khan S,Mirza KJ,Abdin MZ. 2010. Development of RAPD markers for authentication of medicinal plant Cuscuta refl-
exa. EurAsian Journal of Biosciences,4(1) :1-7.
Kwon YS. 2000. Steroids constituents from Cuscuta chinensis. Nat Prod Sci,6(3) :135-138.
Patel S,Sharma V,Chauhan NS,Dixit VK. 2012. An updated review on the parasitic herb of Cuscuta reflexa Roxb.
Journal of Chinese Integrative Medicine,100(3) :249-255.
Ruben GM. 1995. The novel alkaline compounds from Cuscuta japonica. Biochem Syst Ecol,23(5) :20-22.
Suresh V,Sruthi V,Padmaaj B,Asha VV. 2011. In vitro anti-inflammatory and anti-cancer activities of Cuscuta reflexa
Roxb. Journal of Ethnopharmacology,134:872-887.
Wang Z,Liu C,Fang J. 2001. H3,an acid polysaccharide from Cuscuta chinensis. J Chinese Pharm Sci,10(2) :57-59.
Xiang SX. 2001. The chemical constitucnts from the seeds of Cuscuta japonica. Chin J Chem,19(3) :282-285.
Yahara S. 1994. The ligneous compounds from Cuscuta chinensis. Phytochemistry,37(6) :1755 -1758.
Yang LJ,Chen QF,Wang F,Zhang GL. 2011. Antiosteoporotic compounds from seeds of Cuscuta chinensis. Journal of
Ethnopharmacology,135(2) :553-560.
·122·第 29 卷 刘祥等:南方菟丝子水溶性成分的研究