全 文 ：2010年 7月　第 12卷　第 7期 中国现代中药 ModernChineseMedicine Jul.2010　Vol.12　No.7
化学成分
■ [基金项目 ] 　新疆石河子大学高层次人才科研启动资金专项(RCZX200664)
[通讯作者 ] 　＊王金辉 , Tel:(0993)2055001, E-mail:wangjh.1972@vip.sina.com
软紫草与硬紫草萘醌类化学成分的研究■
冯文文 1 , 李国玉1, 2 , 谭勇 1, 2 , 王航宇1 , 王金辉 1, 2, 3＊
(1.新疆石河子大学药学院 , 新疆　石河子　832002;
2.教育部省部共建新疆特种植物药资源重点实验室 , 新疆　石河子　832002;
3.沈阳药科大学中药学院 , 辽宁　沈阳　110016)
[摘要 ] 　目的:对软紫草与硬紫草中萘醌类化学成分进行研究。方法:利用硅胶柱色谱 、 葡聚糖凝胶柱色谱
等方法分离纯化 , 通过理化常数和波谱数据鉴定化合物结构 , 利用圆二色谱测定萘醌化合物绝对构型。结果:从软
紫草中分离得到 6个化合物 , 鉴定为阿卡宁(AE-1), 乙酰阿卡宁(AE-2), β, β-二甲基丙烯酰阿卡宁(AE-3), 异丁
酰阿卡宁(AE-4), α-甲基-正丁酰阿卡宁 +异戊酰阿卡宁(AE-5), β-乙酰氧基异戊酰阿卡宁(AE-6);从硬紫草中分
离鉴定了 6个化合物 , 分别为紫草素(LE-1), 乙酰紫草素(LE-2), β, β-二甲基丙烯酰紫草素(LE-3), 异丁酰紫草
素(LE-4), α-甲基-正丁酰紫草素 +异戊酰紫草素(LE-5), β-羟基异戊酰紫草素(LE-6)。结论:软紫草中萘醌类化
学成分绝对构型为 S型 , 硬紫草中为 R型。
[关键词 ] 　软紫草;硬紫草;萘醌;绝对构型
紫草 ArnebiaeRadix为紫草科拟紫草属植物新
疆 紫 草 (软 紫 草 )Arnebia euchroma (Royle)
Johnst.[ 1] 、 紫 草 属 植 物 硬 紫 草 Lithos-permum
erythrorhizonSieb.etZucc.、 内蒙紫草 Arnebiagutata
Bunge[ 1]的干燥根 , 其中软紫草和硬紫草是药用紫
草的主要来源[ 2] 。紫草具有抗肿瘤 、 抗炎 、 保肝护
肝等多种药理活性 [ 3] , 萘醌类成分为其主要的活性
成分。
本实验从紫草的乙醇提取物中 , 通过反复硅胶柱
色谱 、葡聚糖凝胶柱色谱等方法得到 12个化合物 ,
通过理化性质和紫外 、核磁等波谱数据鉴定化合物结
构 , 利用圆二色谱研究化合物的绝对构型 , 研究发现
软紫草中萘醌类化合物均为 S构型(阿卡宁及其衍生
物), 硬紫草中萘醌类化合物则为 R构型(紫草素及
其衍生物), 两者构型完全相反 , 互为光学异构体。
其中从软紫草中分离得到 6个化合物 , 鉴定为
alkannin(AE-1), acetylalkannin(AE-2), β, β-
dimethylacrylalkannin(AE-3), isobutylalkannin(AE-
4), α-methyl-n-butylalkannin+isovalerylalkannin(AE-
5), β-acetoxyisoralerylalkannin(AE-6);从硬紫草中分
离鉴定了 6个化合物 , 分别为 shikonin(LE-1),
acetylshikonin(LE-2), β, β-dimethylacrylshikonin(LE-
3), isobutylshikonin(LE-4), α-methyl-n-butylshikonin
+isovalerylshikonin(LE-5), β-hydroxyisoralerylshikonin
(LE-6)。
1　仪器与材料
ShimadzuUV-2401紫外 -可见分光光度计 ,
X-5显微熔点测定仪 (北京泰克仪器有限公司),
BRUKER-APX-300型核磁共振光谱仪测定 (TMS作
内标), BiologicMOS-450圆二色谱仪 。
薄层色谱用硅胶 GF254 、 柱色谱用硅胶(青岛海
洋化工有限公司), 柱层析 ODS(30 ～ 50μm, YMC
CO.Ltd.Japan), 三氯甲烷 、 石油醚 (沸程 30 ～
60℃)、 甲醇 、醋酸乙酯为分析纯。
软紫草 2007年采自新疆天山 , 硬紫草 2007年
购自辽宁沈阳四方大药房 , 经石河子大学药学院谭
勇老师鉴定为软紫草 [ Arnebiaeuchroma(Royle)
Johnst.] , 硬紫草(LithospermumerythrorhizonSieb.et
Zucc.)的干燥根。标本号分别为 No.20070823005,
No.20070823007, 保存在新疆石河子大学药学院。
2　提取与分离
软紫草粗粉 1.8kg, 95%乙醇冷浸提取 , 10倍
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DOI :10.13313/j.issn.1673-4890.2010.07.004
2010年 7月　第 12卷　第 7期 中国现代中药 ModernChineseMedicine Jul.2010　Vol.12　No.7
量提取 3次 , 每次 24h, 合并提取液 , 利用旋转蒸
发仪回收溶剂得到软紫草浸膏 105g, 以石油醚 -醋酸
乙酯进行硅胶柱层析梯度洗脱 , 从石油醚部分经过
反复硅胶柱层析 、 ODS反向柱色谱 、 重结晶等方法
得 到化 合 物 AE-1 (20mg), AE-2 (2g), AE-3
(300mg), AE-4 (150mg), AE-5 (2g), AE-6
(20mg)。
硬紫草粗粉 1.0kg, 95%乙醇冷浸提取 , 10倍
量提取 3次 , 每次 24h, 合并提取液 , 利用旋转蒸
发仪回收溶剂得到硬紫草浸膏 , 浸膏用适量水分散
成混悬液 , 用 1L石油醚萃取 3次 , 每次 12h, 回收
石油醚部分萃取液 , 回收溶剂浓缩得石油醚部分浸
膏 5.4g, 以石油醚 -醋酸乙酯进行柱层析梯度洗
脱 , 通过硅胶薄层色谱鉴定 , 合并相同流分 , 经过
反复硅胶柱层析 、 ODS反向柱色谱 、 重结晶等方法
得到化合物 LE-1 (15mg), LE-2(1.5g), LE-3
(25mg), LE-4(5mg), LE-5(20mg), LE-6(15mg)。
3　结构鉴定
3.1化合物 AE-1和 LE-1
3.1.1 AE-1　紫色片状结晶或结晶性粉末 , 溶于三
氯甲烷 、 醋酸乙酯等有机溶剂和植物油 。 mp
(CHCl3 ) 147 ～ 149℃, UVλMeOHmax nm214.6, 277.3,
486.3, 513.1 , 为典型的萘醌类化合物。1 H-NMR
(CDCL3, 300MHz):12.59(1H, s, OH-5)、 12.49
(1H, s, OH-6)、 7.20(2H, s, H-6, 7)、 7.17
(1H, d, H-3)、 5.20(1H, q, -CH=C-)、 4.91
(1H, m, H-1′)、 2.64(1H, t, OH-1′)、 2.35(2H,
m, H-2′)、 1.76 (3H, s, -CH3 -5′)、 1.65 (3H,
s, -CH3-6′)。13C-NMR(CDCl3 , 75MHz):180.6(C-
1)、 179.8 (C-2)、 165.5 (C-5)、 164.9 (C-8)、
151.4(C-2)、 137.4(C-4′)、 132.4(C-7)、 132.3
(C-6)、 131.9(C-3)、 118.4(C-3′)、 112.0(C-9)、
111.5(C-10)、 68.3(C-1′)、 35.7(C-2′)、 25.9(C-
5′)、 18.1(C-6′)。 TOFMSES-给出高分辨准分子离
子峰(m/z287.092 , [ M-H] -), 以上数据与紫草素
文献[ 5]对照一致。该化合物结构中含有手性碳原
子 , CD图谱在 240 ～ 300nm, 325 ～ 400nm和 400 ～
600nm分别给出负的 Coton效应 , 在 220 ～ 240nm,
300 ～ 325nm分别给出正的 Coton效应 , 与文献对
照 [ 4] , 得出该化合物绝对构型为 S构型 , 与紫草素
为光学异构体 , 因此鉴定化合物 AE-1为阿卡宁
(alkannin), 分子式为 C16H16O5 , 分子量为 288.09。
3.1.2 LE-1　理化性质 、 紫外光谱 、 核磁数据 、 质
谱数据与阿卡宁完全一致 。CD图谱在 240 ～ 300nm,
325 ～ 400nm和 400 ～ 600nm分别给出正的 Coton效
应 , 在 220 ～ 240nm, 300 ～ 325nm分别给出负的
Coton效应 , CD吸收曲线与阿卡宁 CD吸收曲线呈
现镜像关系 , 两者互为光学异构体 。因此鉴定化合
物 LE-1为紫草素(shikonin), 分子式为 C16 H16 O5 ,
分子量为 288.09。
3.2化合物 AE-2与 LE-2
3.2.1 AE-2　红色针状结晶 , 或具有金属光泽的棱
柱 状 结 晶 , UVλMeOHmax nm214.6 , 274.9, 489.9,
517.9, CD谱图与阿卡宁一致 , S构型 , 为阿卡宁
衍生物 。1H-NMR(CDCl3 , 300MHz)中 δ12.57(1H,
s), δ12.41(1H, s)为两个酚羟基信号;δ7.17
(2H, s), 6.99(1H, s)为苯环上 3个氢信号;
δ5.12(1H, t)为烯氢信号;2.62(1H, m)、 2.47
(1H, m)为 -CH2-的两个氢信号;δ1.70(3H, s)、
δ1.60(3H, s)为两个与季碳相连的甲基信号。与
阿卡宁相比 , 谱图中尚多一个甲基信号 δ2.15(3H,
s), 连氧碳上的氢信号从 δ4.91改为 δ6.03 , 推测阿
卡宁可能被酰化取代 , 从而产生酰化位移。13C-NMR
(CDCl3 , 75MHz)谱中 , δ178.2、 176.7为醌环上
两个羰基碳信号;δ167.3、 166.8为苯环上羟基碳
信号;δ148.2 为 2 位碳 信号;δ132.8、 132.6、
131.4为苯环上碳信号 , δ117.6、 136.0为烯碳信
号 , 与阿卡宁谱图比较 , 化合物 AE-2多了一个羰
基信号 δ169.7和一个 δ20.9的高场碳信号 , 结合氢
谱推测 AE-2为乙酰阿卡宁。通过质谱验证 , TOF
MSES-给出高分辨准分子离子峰 (m/z329.103,
[ M-H] -), TOFMSES+给出 [ 2M+Na] +峰 m/z
683.21, 确定 AE-2为乙酰阿卡宁(acetylalkannin),
分子式为C18H18O6 , 分子量为 330.1。
3.2.2LE-2　理化性质 、紫外光谱 、核磁数据 、 质谱
数据与乙酰阿卡宁一致 , CD图谱与乙酰阿卡宁呈镜
像关系 , 为乙酰阿卡宁的光学异构体。1 H-NMR
(CDCl3 , 300MHz):12.57(1H, s, OH-5)、 12.41
(1H, s, OH-6)、 7.17(2H, s, H-6, 7)、 6.99(1H,
s, H-3)、 6.02(1H, q, H-1′)、 5.20(1H, t, -CH=
C-)、 2.62(1H, m, H-2′)、 2.50(1H, m, H-2′)、
2.15(3H, s, -OCCH3 )、 1.70 (3H, s, -CH3 -5′)、
1.58(3H, s, -CH3 -6′)。鉴定化合物 LE-2为乙酰紫
草素(acetylshikonin)。
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2010年 7月　第 12卷　第 7期 中国现代中药 ModernChineseMedicine Jul.2010　Vol.12　No.7
3.3化合物 AE-3与 LE-3
3.3.1AE-3　具有金属光泽的红褐色针状或棱柱状
结晶 , UVλMeOHmax nm215.9, 274.9 , 485.1, 519.2,
CD谱测定为 S构型 , 为阿卡宁衍生物。1 H-NMR
(CDCl3 , 300MHz):12.59(1H, s)、 12.42(1H,
s)、 7.18(2H, s)、 6.99(1H, s)、 6.02(1H, q)、
5.78(1H, s)、 5.15(1H, t)、 2.62(1H, m)、 2.50
(1H, m)、 2.16(3H, s)、 1.94(3H, s)、 1.69(3H,
s)、 1.58(3H, s)。与阿卡宁氢谱相比多两个 δ2.16
(3H, S), δ1.94(3H, S)烯丙式的甲基信号 , 一
个烯氢信号 δ5.79(1H, S), 邻位碳无氢 , 推测为 -
OCOCH=C(CH3)2侧链 。通过碳谱信号归属和质谱
验证 , TOFMSES-给出高分辨准分子离子峰 m/z
369.135, [ M-H] - , TOFMSES+给出 [ 2M+Na] +
峰 m/z763.273, 与文献对照 [ 5] , 鉴定 AE-3为 β,
β-二甲基丙烯酰阿卡宁 , 分子式为 C21 H22O6 , 分子
量为 370.14。
3.3.2LE-3　CD谱测定为 R构型 , 为紫草素衍生物 ,
CD吸收曲线与 β, β-二甲基丙烯酰阿卡宁吸收曲线呈
镜像关系 , 通过 1H-NMR(CDCl3 , 300MHz), 13C-NMR
(CDCl3 , 75MHz)数据比较 , 结合质谱数据 , 鉴定
LE-3为 β, β-二甲基丙烯酰紫草素 , 分子式为
C21H22O6 , 分子量为 370.14。
3.4化合物 AE-4与 LE-4
3.4.1 AE-4　红褐色针状结晶 , UVλMeOHmax nm214.6,
274.9, 485.1, 517.9, CD谱图与阿卡宁相似 , 为
S构型。 TOFMSES-:m/z357.134, [ M-H] -;TOF
MSES+:m/z739.273, [ 2M+Na] 。1 H-NMR
(CDCl3 , 300MHz):12.59(1H, s, OH-5)、 12.43
(1H, s, OH-6)、 7.19(2H, s, H-6, 7)、 6.98
(1H, s, H-3)、 6.02(1H, q, H-1′)、 5.12(1H,
t-CH=C-)、 2.64(2H, m, H-2′, 2″)、 2.48(1H,
m, H-2′)、 1.68(3H, s, -CH3 -5′)、 1.58(3H, s-
CH3-6′)、 1.22(6H, t, 2CH3 )。13 C-NMR(CDCl3 ,
75MHz):178.3(C-1)、 176.8(C-2)、 175.7(C-
1″)、 167.4 (C-5)、 166.9 (C-8)、 148.6(C-2)、
135.9(C-4′)、 132.8(C-7)、 132.7(C-6)、 131.4
(C-3)、 117.8(C-3′)、 111.9(C-9)、 111.6(C-10)、
69.0(C-1′)、 34.1(C-2′)、 32.9(C-2″)、 25.7(C-
5
′)、 18.9(C-3″)、 18.8(C-4″)、 17.9(C-6′)。与文献
对照 [ 5]一致 , 鉴定 AE-4为异丁酰阿卡宁 , 分子式为
C20H22O6 , 分子量为 358.14。
3.4.2 LE-4　CD谱测定为 R构型 , 为紫草素衍生
物 。理化性质 、 波谱数据与异丁酰阿卡宁一致 , 硅
胶薄层色谱 Rf值与异丁酰阿卡宁相同 , 鉴定 LE-4
为异丁酰紫草素 。
3.5化合物 AE-5与 LE-5
3.5.1 AE-5　为红色固体 , 在 HPLC(乙腈 -0.3%磷
酸水)中呈现一个单峰 , 硅胶薄层色谱中为一个单
点 。UVλMeOHmax nm214.6, 274.9, 491.2, 516.7, CD谱
测定为 S构型 , 通过与乙酰阿卡宁 , 异丁酰阿卡宁
谱图对照 , 可知该化合物也为阿卡宁的酰化衍生物。
在碳谱中发现母核阿卡宁的 16个碳均为双峰 , 可知
该化合物为结构十分相似的两种化合物的混合物。
氢谱中高场主要的信号为 δ1.20(3H, d), δ0.92
(3H, t)两个甲基 , δ0.99(2H, m)一个-CH2-信
号 , δ2.47(1H, m), 这几个集团组合为酰基有两
种可能:-OCOCH(CH3 )CH2 CH3和 -OCOCH2 CH
(CH3), 根据 δ1.20(3H, d), δ0.92(3H, t)峰的
裂分情况分析得出混合物中-OCOCH(CH3)CH2CH3
为 主 , -OCOCH2 CH(CH3 )较 少;在 13 C-NMR
(CDCl3 , 75MHz)谱中 , 10个单峰信号 , 根据峰强
度可分为两组 , 175.3, 41.2, 26.6, 16.7, 11.6
和 171.8 , 43.3, 25.8, 22.6, 22.6, 这 与-OCOCH
(CH3)CH2CH3和 -OCOCH2CH(CH3)相对应 。通过
质谱验证 , TOFMSES-给出高分辨准分子离子峰
(m/z371.15, [ M-H] -), TOFMSES+给出 [ 2M+
Na] +峰 m/z767.304, 与文献对照 [ 6] , 确定 AE-5为
异戊酰阿卡宁 (isovalerylalkannin)和 α-甲基-正丁酰
阿卡宁(α-methyl-n-butylalkannin)的混合物 , α-甲基
-正丁酰阿卡宁为主要成分 , 分子式为 C21H24O6 , 分
子量为 372.16。
3.5.2 LE-5　CD谱测定为 R构型 , 与 AE-5呈镜像
关系 , 其余理化性质 、 波谱数据与 AE-5完全一致 ,
因此鉴定 LE-5为异戊酰紫草素和 α-甲基 -正丁酰紫
草素的混合物 , 两者结构 、化学性质极其相似 , 常
规分离方法无法使之完全分离 。
3.6化合物 AE-6
红色针状结晶 , UVλMeOHmax nm214.6, 274.9, 485.1,
517.9, CD谱测定为 S构型 , 为阿卡宁衍生物。
TOFMSES-:m/z429.155 [ M-H] - , TOFMSES
+:m/z883.315 [ 2M +Na] + , 1H-NMR(CDCl3 ,
600MHz):12.59(1H, s, OH-5)、 12.49(1H, s,
OH-6)、 7.18(2H, s, H-6 , 7)、 7.01(1H, s, H-
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3)、 6.04(1H, q, H-1′)、 5.13(1H, t-CH=C-)、
3.00(1H, d, H-2″)、 2.94(1H, d, H-2″)、 2.62
(1H, m H-2′)、 2.48(1H, m H-2′)、 2.02(3H,
s, -CO-CH3 -)、 1.69 (3H, s, -CH3-5′)、 1.58
(3H, s-CH3-6′)、 1.57(3H, s, CH3-3″)、 1.56
(3H, s, CH3 -4″)。13C-NMR(CDCl3 , 150MHz):
177.54 (C-1)、 176.00 (C-2)、 170.49 (C-1″)、
168.07 (C-5)、 167.55 (C-8)、 169.02 (C-1″′)、
147.93(C-2)、 136.13 (C-4 ′)、 133.11 (C-3)、
132.90 (C-7)、 131.28 (C-6)、 117.74 (C-3′)、
111.81 (C-9)、 111.53 (C-10)、 79.31 (C-3″)、
69.68(C-1′)、 44.24(C-2″)、 32.88(C-2′)、 26.33
(C-4″)、 26.54(C-5″)、 25.75(C-5′)、 22.34(C-2
″′)、 17.95(C-6′)。与文献 [ 6]对照 , 鉴定 AE-6为 β-
乙酰氧基异戊酰阿卡宁 , 分子式为 C23H26O8 , 分子
量为 430。
3.7化合物 LE-6
红色针状结晶 , UVλMeOHmax nm214.6, 274.9, 485.1,
516.7, CD谱 测定为 R构型 , 1 H-NMR(CDCl3 ,
300MHz)谱 , 与紫草素谱图相似 , 可确定为紫草素
衍生物 。1 H-NMR(CDCl3, 300MHz):12.62(1H, s,
OH-5)、 12.43(1H, s, OH-6)、 7.20(2H, s, H-6,
7)、 7.05(1H, s, H-3)、 6.11(1H, q, H-1′)、
5.17(1H, t-CH=C-)、 2.65(3H, s, 2H-2″, H-
2′)、 2.46(1H, m, H-2′)、 1.77(3H, s, -CH3 -
5′)、 1.61(3H, s-CH3-6′)、 1.32(3H, s, CH3 -3″)、
1.31(3H, s, CH3 -4″)。13 C-NMR(CDCl3 , 75MHz):
176.9(C-1)、 175.3(C-2)、 171.7(C-1″)、 168.8
(C-5)、 168.2(C-8)、 147.5(C-2)、 136.4(C-4′)、
133.4(C-3)、 133.2(C-7)、 131.3(C-6)、 117.6(C-
3′)、 111.6(C-9)、 111.6 (C-10)、 69.8(C-1′)、
69.1(C-3″)、 45.5(C-2″)、 32.9(C-2′)、 29.2(C-
4″)、 29.1(C-5″)、 25.8(C-5′)、 17.9(C-6′)。与文
献对照 [ 6] , 确定化合物 LE-6为 β-羟基异戊酰紫草
素 β-hydroxyisoralerylshikonin, 分子式为 C21 H24 O7 ,
分子量为 388.15。
参考文献
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(收稿日期　2010-04-22)
StudyontheNaphthaquinonesfromArnebiaEuchroma(Royle)Johnst.and
LithospermumErythrorhizonSieb.etZucc.
FengWenwen1 , LiGuoyu1, 2 , TanYong1, 2 , WangHangyu1 , WangJinhui1, 2, 3
(1.SchoolofPharmacy, ShiheziUniversity, ShiheziXinjiang832002, China;2.KeyLaboratory
ofPhytomedicineResources＆ModernizationofTCM, ShiheziXinjiang832002, China;3.Schoolof
TraditionalChineseMatericaMedica, ShenyangPharmaceuticalUniversity, ShenyangLiaoning110016, China)
[ Abstract] 　Objective:ToinvestigatenaphthaquinonesinArnebiaeuchroma(Royle)Johnst.andLithospermum
erythrorhizonSieb.etZucc..Methods:Compoundswereisolatedbycolumnchromatographyandstructureswereelucidated
throughphysicochemicalandspectralanalyses, absoluteconfigurationofnaphthaquinonewasdeterminedbycircular
dichroismspectra.Results:SixcompoundswereobtainedfromtherootofArnebiaeuchroma(Royle)Johnst.andidentified
asalkannin, acetylalkannin, β, β-dimethylacrylalkannin, isobutyalkannin, isovalerylalkannin+α-methyl-n-butylalkannin
andβ-acetoxyisoralerylalkannin;SixcompoundswereobtainedfromtherootofLithos-permumerythrorhizonSieb.etZucc.
andidentifiedasshikonin, acetylshikonin, β, β-dimethylacrylshikonin, isobutylshikonin, isovalerylshikonin+α-methyl-n-
butylshikonin, β-hydroxyisoralerylshikonin.Conclusion:AbsoluteconfigurationofnaphthaquinonesfromArnebiaeuchroma
(Royle)Johnst.wasSandthosefromLithos-permumerythrorhizonSieb.etZucc.wasR.
[ Keywords] 　Arnebiaeuchroma(Royle)Johnst.;Lithos-permumerythrorhizonSieb.etZucc.;Naphthaquinones;
Absoluteconfiguration
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