全 文 ：兴安升麻地上部分化学成分的研究
刘　勇1 , 陈迪华1＊ , 斯建勇1 , 潘瑞乐1 , 涂光忠2 , 安东各2
(1.中国医学科学院 、中国协和医科大学 药用植物研究所 , 北京 100094;2.北京微量化学研究所 , 北京 100060)
摘要:目的　从中药兴安升麻(Cimicifuga dahurica Thurez Maxim)的地上部分寻找新的生物活性物质。方法　利
用各种色谱技术进行纯化 ,根据理化性质和多种波谱分析(IR , FABMS , 1HNMR, 13CNMR , 1H-1H COSY ,HMQC ,HMBC ,
NOESY)进行结构鉴定。结果　得到两个环菠萝密烷型三萜皂苷 , 兴安升麻苷 C(cimidahuside C , 1)和兴安升麻苷 D
(cimidahuside D , 2)。结论　化合物 1 , 2为新的环菠萝密烷型三萜皂苷。
关键词:兴安升麻;兴安升麻苷 C;兴安升麻苷 D;三萜皂苷
中图分类号:R284.1;R284.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:0513-4870(2003)010-0763-04
Studies on the chemical constituents from the aerial parts of
Cimicifuga dahurica
LIU Yong
1 , CHEN Di-hua1＊ , SI Jian-yong1 , PAN Rui-le1 , TU Guang-zhong2 , AN Dong-ge2
(1 .Institute of Medicinal Plant Development , Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College ,
Beijing 100094 , China;2 .Beijing Institute of Microchemistry Research , Beijing 100060 , China)
Abstract:Aim　To seek for new bioactive constituents f rom the aerial parts of Cimicifuga dahurica.
Methods　Various column chromatographic techniques were employed for the isolation and purification of the
ingredients.The structures were elucidated on the basis of 1H , 13CNMR , 1H-1H COSY , HMQC , NOESY and
HMBC spectra and chemical reactions.Results　Two cyclolanostanol xylosides , cimidahuside C and D were
isolated from the EtOAc section of EtOH extracts.Conclusion 　Cimidahuside C(1)and D(2)are new
triterpenoid xylosides.
Key words:Cimicifuga dahurica;cimidahuside C;cimidahuside D;triterpenoid saponins
收稿日期:2003-01-13.
＊通讯作者　Tel:86-10-62899742, Fax:86-10-67635913 ,
E-mail:dhchen99@hotmail.com
　　兴安升麻(Cimicifuga dahurica Thurez Maxim)为
毛茛科(Ranunculaceae)升麻属植物 ,主产于我国东
北和西南广大地区 ,作为常用中药升麻药材之一的
兴安升麻根茎收载入中国药典(2000版)。据记载 ,
升麻有清热解毒 、升举阳气 、发表透疹的功能 ,主治
风热头痛 、齿痛 、咽喉肿痛和子宫脱垂等症[ 1] 。升麻
属植物富含三萜类成分 ,这类成分有多种药理活性 ,
德国和日本已从本属一些植物的根茎开发出治疗妇
女更年期综合征和骨质疏松症的药物。兴安升麻药
材的一些化学成分为三萜苷类已有报道[ 2 , 3] ,但作
为废弃物的地上部分 ,仍未见有研究报道 。为寻找
新的生物活性物质及资源综合利用 ,作者对其醇提
取物进行抗骨质疏松活性的筛选 ,体外试验表明有
明显的活性 ,因而对其化学成分作进一步研究 ,结果
从中分得了多种成分 ,包括已报道的两个新颖的环
菠萝密烷型三萜皂苷升麻内酯 A ,B[ 4] ,本文继续报
道两个新的环菠萝密烷型三萜皂苷 ,兴安升麻苷 C
(1)和兴安升麻苷 D(2),见图 1。
化合物 1　白色无定形粉末 ,mp 172 ～ 173 ℃,
[ α] 20D -48.0°(c 0.25 ,CHCl3-MeOH 1∶1), HR-FABMS
给出该化合物准分子离子峰717.3 800 [M+Na] + ,
提示其分子式为 C37H58O12 ,分子不饱和度为 9。1的
Liebermann-Burchard反应与Molish反应均为阳性 , IR
在3 750 ,3 100及1 045 cm-1处出现强吸收 ,表明 1为
·763·药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2003 , 38(10):763-766
DOI :10.16438/j.0513-4870.2003.10.011
三萜或甾醇苷类 。根据其1HNMR谱中的一对特征的
AB系统质子信号δH 0.33 , 0.58(各 1H , d , J =4.0
Hz)及 6 个叔甲基质子信号(δH 1.02 , 1.29 , 1.33 ,
1.43 ,1.58 ,1.59);1个仲甲基双峰信号(δH 1.09 ,d , J
=6.5 Hz),推测该化合物为环菠萝密烷型三萜皂
苷。其13CNMR谱显示一组木糖基信号(δC 107.6 ,
78.6 ,75.6 , 71.2 ,67.1),将该化合物酸水解 ,薄层检
识有木糖(n-BuOH-AcOH-H2O 4∶1∶1),说明 1 为木
糖苷。根据 1 的 HMBC 谱 ,糖的端基质子信号(δH
4.83)与母核 C-3信号(δC 88.2)的相关关系 ,确定木
糖基在C-3位。1的 IR谱1 705 cm-1的吸收峰及氢 、
碳谱信号(δH 2.19 , 3H , s;δC 170.7 ,21.4)说明分子中
应含有 1个乙酰基 ,且该基团应在 C-12 位 ,比较 1
与 C-12 位 有 乙 酰 基 取 代 的 黑 升 麻 苷 F
(cimiracemoside F)[ 5] 的13CNMR数据 ,除 C-8外 ,两者
A-C 环的化学位移值一一对应;此外 ,由于受 C-12
乙酰基取代效应的影响 ,使 C-18甲基(δC 14.2)明显
高场位移(γ—效应)。1 的 HMBC 谱中 , C-12 信号
(δC 76.2)与 11-H(δH 2.85 ,1.22), 17-H(δH 2.44), 18-
H(δH 1.43)远程相关 ,也印证了上述结论。
Figure 1　Structure of compounds 1 and 2
　　1的 IR谱中在1 740 cm-1的吸收峰提示分子中
存在五元环酮 ,其 HMBC谱中酮基信号δC 213.9 与
C-28 甲基信号(δH 1.33)远程相关 , 表明酮基在 15
位。根据 1的分子不饱和度及其碳 、氢谱中(除木糖
基 、乙酰氧基和酮基外)未表明有其他不饱和取代基
团 ,推测其分子中与黑升麻苷 E(cimiracemoside E)一
样[ 5] ,还应有一个环(E)存在 ,但 1的环 E是 1个半
缩醛结构 , 由于 1 中 C-16 位为双氧原子(多 1 个
OH)取代 ,导致其碳化学位移较黑升麻苷 E 低场位
移δ11.7 ,同时其周围多碳(β ,γ位)化学位移值也受
到影响(表 1)。根据13CNMR数据 , 1 与黑升麻苷 E
的侧链部分的结构应相似 ,即 1的 C-24 ,25 位应有
含氧(羟基)取代。以下事实也支持了这一推测 ,即
在1H-1H COSY 谱中 , 17-H 信号(δ2.44)与 20-H(δ
1.99)有交叉 ,而 20-H 与 21-H ,22-H 信号(δ1.09和
δ2.49)均存在交叉;在HMBC谱中 ,信号δH 2.44(17-
H)与信号δC 76.2(C-12), 44.3(C-13), 14.2(C-18),
25.6(C-20),23.5(C-21)相关 ,信号δH 1.09(21-H)与
信号δC 56.6(C-17),25.6(C-20),32.6(C-22)远程相
关 。至此 ,1的 A-E环取代基及侧链部分结构已经
确定。
根据1HNMR 谱中糖的端基氢信号出现在 δH
4.83(d , J =8 Hz),示苷键为 β构型 。NOESY谱中 ,
12-H 17-H ,12-2 Me-21 存在 NOE 关系 ,天然存在的
环菠萝密烷型三萜皂苷的 17-H ,Me-21均为α构型 ,
因此他们应处在同一侧(α),而 12-OAc处于另一侧
为 β构型。24位 OH的构型是通过比较 24-H 与 23-
H间的偶合常数确定的 ,在 isodahurinyl diacetate 中 ,
24-H(S)偶合常数为 2.5 Hz , 而在 dahurinyl diacetate
中 ,24-H(R)偶合常数为 8.0 Hz[ 5] ,1的 24-H 为宽单
峰 ,证明 24-C的构型为 S 。
综 上 所 述 , 确 定 1 为 12β-acetoxy-15-oxo-
shengmanol-3-O-β-D-xylopyranoside , 命名为兴安升麻
苷 C(cimidahuside C)。结合 1H-1H COSY , HMQC ,
HMBC和 NOESY 光谱 , 所有的碳氢信号得以归属
(表 1)。
化合物 2　白色无定形粉末 ,mp 160 ～ 162 ℃,
[ α] 20D -56.3°(c 0.36 ,CHCl3-MeOH 1∶1), HR-FABMS
给出该化合物准分子离子峰715.365 7 [M+Na] + ,
其分子式应为 C37 H56 O12 , 分子不饱和度为 10。
Liebermann-Burchard反应与Molish反应均为阳性 , IR
在3 700 ,3 100及1 045 cm-1处出现强吸收 ,表明 2为
三萜或甾醇苷类。
2与 1比较 ,前者分子式少两个氢 ,其核磁共振
谱显示分子中含有 1 个双键[δC 117.4 , 140.5(C-7 、
8),δH 6.71(7-H)] ,再比较两者的 13CNMR谱信号发
现两者除 C-7 ,8位及其周围各碳 ,如处于 β 位的 C-
6 ,9 ,14及γ位的 C-5 ,10 ,19 ,28信号不同外 ,其余信
号比较接近 ,推测 2为 1的 7 ,8位脱氢产物 ,即双键
在 C-7 ,8位(Δ7, 8)。在 HMQC谱中烯碳(C-7)信号δC
117.4与烯氢信号(7-H)δH 6.71(1H ,d , J =6.5Hz)相
关;而1H-1H COSY 谱中 , 7-H 的信号又与 6-H(δH
1.99)相关;HMBC谱中 , 7-H 信号与δC 41.6 (C-5),
21.7(C-6)及54.7(C-14)相关 ,而另一烯碳 C-8的信
号δ140.5(C-8)与11-H信号δH 1.36及 28-H 信号δH
1.53存在远程相关关系 ,所有光谱分析均支持上述
推测。
·764· 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2003 , 38(10):763-766
将 2酸水解 ,薄层检出有木糖(n-BuOH-AcOH-
H2O 4∶1∶1)。综上所述 ,确定 2 为 12β-acetoxy-15-
oxo-7 ,8-didehydroshengmanol-3-O-β-D-xylopyranoside ,
命名为兴安升麻苷 D(cimidahuside D)。结合1H-1H
COSY ,HMQC 和 HMBC 光谱 ,所有的碳氢信号得以
归属(表 1)。
Table 1　NMR spectral data of compounds 1 and 2(500 MHz for 1H and 125 MHz for 13C , in C5D5N ,δ)
No. 1
Δ 2Δ Cimiracemoside E
13C 1H 13C 1H 　　　13C
1 32.4 1.10;1.48 30.3 1.14;1.55 32.5
2 30.0 1.85(J =4.0Hz);2.27(J =4.0 Hz) 29.5 1.87;2.30 30.2
3 88.2 3.45 dd(J =4.5, 12.0 Hz) 87.8 3.44 dd(J =4.0, 11.5 Hz) 88.4
4 41.3 40.3 41.4
5 46.9 1.26 41.6 1.22 47.4
6 20.8 0.76;1.50 21.7 1.60;1.99 20.8
7 25.8＊ 1.02＊;2.00 117.4 6.71 d(J =6.5 Hz) 25.9
8 42.4 1.89 dd(J =4.0, 12.0 Hz) 140.5 43.6
9 20.1 21.5 20.1
10 26.7 28.5 27.1
11 36.2 1.22;2.85 dd(J =9.0 ,16.5 Hz) 35.8 1.36;2.91 dd(J =9.0 , 11.5 Hz) 26.1
12 76.2 5.34 d(J =7.5 Hz) 76.2 5.47 d(J =8.5 Hz) 31.2
13 44.3 43.7 40.0
14 54.2 54.7 55.1
15 213.9 211.8 214.1
16 96.0 96.1 84.3
17 56.6 2.44 d(J =7.5 Hz) 55.8 2.37 d(J =7.0 Hz) 52.3
18 14.2 1.43 14.1 1.49 20.3
19 30.5 0.33 d(J =4.0 Hz)
0.58 d(J =4.0 Hz) 28.2 0.57 d(J =4.0 Hz);1.10
＊ 31.4
20 25.6 1.99 25.6＊ 2.05 33.2
21 23.5 1.09 d(J =6.5 Hz) 23.6 1.10＊ d(J =6.5Hz) 21.1
22 32.6 1.65;2.49 32.5 1.68;2.52 dd(J =13.0, 26.0 Hz) 38.7
23 75.9 4.61 dd(J =2.0, 12.0 Hz) 75.9 4.61 d(J =12.5 Hz) 79.0
24 78.8 3.57 78.9 3.56 79.9
25 72.8 72.8 72.1
26 26.3 1.59 26.3 1.57＊ 26.8
27 28.7 1.58 28.7 1.57＊ 28.3
28 15.8 1.33 24.3 1.53 17.6
29 25.8＊ 1.29 25.6＊ 1.31 25.7
30 15.3 1.02＊ 15.8 1.02 15.5
1′ 107.6 4.83 d(J =8.0 Hz) 107.5 4.83 d(J =7.0 Hz) 107.6
2′ 75.6 4.02 t(J=8.0 Hz) 75.6 4.03 t(J =8.0Hz) 75.6
3′ 78.6 4.14 t(J=8.0 Hz) 78.6 4.15 t(J =9.0Hz) 78.7
4′ 71.2 4.22 71.2 4.21 71.3
5′ 67.1 3.70 dd(J =9.0, 11.5 Hz)
4.33 dd(J =5.0, 11.5 Hz) 67.1
3.72 t(J =10.5 Hz)
4.34 dd(J =5.0, 10.5 Hz) 67.2
CH3CO 170.7 170.8 171.2
CH3CO 21.4 2.19 21.4 2.23 20.0
　　　　ΔSignals were assigned by 1H-1H COSY , HMQC , NOESY and HMBC spectra.＊Signals overlapped
实验部分
熔点用 Fisher-Johns 型熔点测定仪(未校正)测
定;红外光谱用 Perkin-Elmer 983G 型红外光谱仪测
定(KBr压片);核磁共振谱用 Bruker AM-500型核磁
共振仪测定 , TMS 为内标;HR-FABMS 用 Autospec-
UltimaETOF 型仪器测定;旋光度用 Perkin-Elmer 341
型旋光仪测定;Preparative-HPLC使用 JASCO PU-1580
型双泵 ,检测器为 JASCO RI-1530 型折光检测器 ,柱
温箱为 JASCO CO-1560型 。实验用硅藻土购于北京
·765·刘　勇等:兴安升麻地上部分化学成分的研究
房山陶瓷绘料厂;色谱用硅胶及预制硅胶板购于青
岛海洋化工厂分厂。D-木糖标准品购自 Pfanstienl
Chemical Co.Waukengan IL(No.1279)。药材于 1999
年9月采自内蒙古自治区喀喇泌旗茅荆坝 ,经本所
潘瑞乐副教授鉴定 ,留样于本所标本馆(编号 XA-
99-09)。
1　提取分离
干燥的兴安升麻地上部分 14.5 kg 经粉碎后 ,用
80%工业 EtOH热浸提取 3次 ,提取液经减压浓缩后
所得浸膏(2.0 kg)以硅藻土(80 ～ 100目 ,2.2 kg)拌
匀 ,装入连续提取器内分别用工业已烷 、EtOAc 、95%
EtOH洗脱得到 3 个部分 f1(160 g), f2(210 g)及 f3
(400 g),其中 f2 部分用硅胶(100 ～ 200目 ,2.5 kg)柱
层析 CHCl3-MeOH [(100∶0)—(50∶50)] 梯度洗脱 ,
TLC检测 ,相近流份合并得 1 ～ 8流份。其中流份 6
(20 g)部分经硅胶柱层析 [ CHCl3-MeOH(95∶5)、
Hexane-Me2CO(7∶3)] ,反相硅胶柱层析[ MeOH-H2O
(3∶1)]得到 3个流份 。Fr 2(80 mg)经P-HPLC [KYA
TECH HiQ sil C18-15半制备柱 ,(10 mm×250 mm);
流动相甲醇-水(56∶44),流速为 3 mL·min-1 ,柱温
30 ℃] 制备得到 2 个化合物 ,化合物 1(15 mg , tR
75 min),化合物 2(10 mg , tR 70 min)。
2　鉴定
化合物 1　白色无定形粉末 , mp 172 ～ 173 ℃,
[α] 20D -48.0°(c 0.25 , CHCl3-MeOH 1∶1), IR(KBr)
cm
-1:3 750 , 3 100 , 2 920 , 1 740 , 1 705 , 1 045。
FABMS 717.3 [M +Na] + ,HR-FABMS 717.380 0 [M
+Na] +(计算值717.382 6)。1HNMR谱和13CNMR谱
见表 1。
化合物 2　白色无定形粉末 ,mp 160 ～ 162 ℃,
[α] 20D -56.3°(c 0.36 , CHCl3-MeOH 1∶1), IR(KBr)
cm
-1:3 700 , 3 100 , 2 920 , 1 740 , 1 705 , 1 045。
FABMS 715.3[M+Na] + ,HR-FABMS 715.365 7[M+
Na] +(计算值715.366 9)。 1HNMR谱和13CNMR谱见
表 1。
3　化合物 1 ,2的水解反应
化合物 1 ,2各 2 mg 加入含 5%H2SO4 的MeOH
5mL ,密闭在安瓿中 ,置80 ℃水浴中反应8 h ,取出反
应液 ,经稀释后以 1%Na2CO3 中和 ,水解液中经TLC
检识有 D-木糖[ n-BuOH-AcOH-H2O(4∶1∶1)] 。
致谢:中国医学科学院药物研究所质谱中心代测 HR-
FABMS ,北京微量化学研究所代测 NMR谱 , 本所分析室代测
旋光度及红外光谱 , 本所潘瑞乐副教授鉴定生药。
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