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金丝草黄酮醇苷类化学成分研究



全 文 :Chinese Journal of New Drugs 2011,20(5)
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中国新药杂志 2011 年第 20 卷第 5 期
[作者简介] 赵桂琴,女,博士,副教授,研究方向为天然产物研究与
开发。联系电话:(0314)2291908,E-mail:zhify@ sina. com。
·实验研究·
金丝草黄酮醇苷类化学成分研究
赵桂琴1,刘丽艳1,毛晓霞1,董俊兴2
(1 承德医学院中药系,承德 067000;2 军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京 100850)
[摘要] 目的:研究禾本科金发草属植物金丝草的抗 HBV 活性物质基础。方法:通过硅胶柱色谱、
Sephadex LH-20 柱色谱和重结晶等方法进行分离纯化,根据化合物的理化性质和波谱数据鉴定结构。结果:
从金丝草干燥全草的乙醇水溶液提取物中分离得到 6 个黄酮醇苷类化合物,分别鉴定为山柰酚-7-O-α-L-吡
喃鼠李糖苷(1)、山柰酚-3-O-β-D-芸香糖苷(2)、山柰酚-3,7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(3)、槲皮素-3-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷(4)、异鼠李素-7-O-β-D-龙胆双糖苷(5)、异鼠李素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)。结论:
化合物 1,2,3,4,5,6 均为首次从本属植物中分离得到。
[关键词] 禾本科;金发草属;金丝草;黄酮醇苷
[中图分类号] R284. 1 [文献标志码] A [文章编号] 1003 - 3734(2011)05 - 0467 - 04
Flavonol glycosides from Pogonatherum crinitum Kunth
ZHAO Gui-qin1,LIU Li-yan1,MAO Xiao-xia1,DONG Jun-xing2
(1 Chengde Medical College,Chengde 067000,China;2 Institute of Radition Medicine,the
Academy of Military Medical Science,Beijing 100850,China)
[Abstract] Objective:To study the anti-HBV constituents of Pogonatherum crinitum (Thunb.)Kunth.
Methods:The compounds were isolated and purified by recrystallization and chromatography on silica gel and
Sephadex LH-20 column. Their structures were elucidated on the basis of physicochemical properties and spectral
analysis. Results:Six flavonol glycosides were identified as kaempferol-7-O-α-L-rhampyranoside (1) ,kaempferol-
3-O-β-D-rutinoside (2) ,kaempferol-3,7-di-O-β-D-glucopyranoside (3) ,quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside
(4) ,isorhamne tin-7-O-β-D-gentiobioside (5) ,isorhamnetin-3,7-di-O-β-D-glucopyranoside (6). Conclusion:
Compounds 1,2,3,4,5 and 6 were isolated from the family of Pogonatherum for the first time.
[Key words] Gramineous;Pogonatherum;Pogonatherum crinitum (Thunb.)Kunth;flavonol glycoside
金丝草又名黄毛草、笔仔草、猫尾草,为禾本科金
发草属植物金丝草 Pogonatherum crinitum (Thunb.)
Kunth 的干燥全草。文献[1]记载,本品性寒,无毒,
生于河边、墙隙、山坡和潮湿田圩,具有清热、解暑、
利尿之功效,在我国民间用于治疗感冒高热、中暑、
尿路感染、肾炎水肿、黄疸型肝炎和糖尿病等症。金
丝草主要分布于我国浙江、江西、福建及台湾等地,
资源十分丰富。
在前期研究工作中,作者通过体外抗 HBV 活
性筛选试验,发现金丝草的乙醇水溶液提取物对
乙型肝炎病毒(HBV)表面抗原的分泌具有剂量
依赖性的抑制作用,IC50为 108 . 5 μg·mL
- 1[2]。
本研究采用活性追踪分离方法从金丝草中分离
得到 6 个黄酮醇苷类化合物:山柰酚-7-O-α-L-吡
喃鼠李糖苷(1)、山柰酚-3-O-β-D-芸香糖苷(2)、
山柰酚-3,7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(3)、槲皮
素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(4)、异鼠李素-7-O-β-
D-龙胆双糖苷(5)、异鼠李素-3,7-二-O-β-D-吡
喃葡糖苷(6)。化合物 1,2,3,4,5,6 均为首次
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从本属植物中分离得到。
材 料
UV2501PC紫外分光光度仪(日本岛津公司) ;
JUM ECA 400 超导核磁共振仪(TMS 为内标,日
本电子株式会社) ;VG Zabspec 高分辨磁质谱仪(英
国 Micromass公司) ;X 4 显微熔点测定仪(河南豫
华仪器有限公司)。
金丝草药材 2006 年 05 月购于安徽亳州药材交
易中心,经军事医学科学院放射与辐射医学研究所
副研究员、生药学博士李彬鉴定为禾本科金发草属
植物金丝草 Pogonatherum crinitum (Thunb.)Kunth
的干燥全草。
AB 8 大孔吸附树脂(南开大学化工厂产品) ;
柱色谱硅胶(青岛海洋化工厂产品) ;Sephadex LH
20(美国 Pharmacia公司) ;D-葡萄糖(中国药品生物
制品检定所,批号:110833-200302) ;L-鼠李糖标准
品(北京鼎国生物技术有限公司进口分装) ;实验试
剂均为分析纯。
方法与结果
1 提取分离
金丝草干燥全草 20 kg,用 10 倍量体积分数为
70%的乙醇溶液浸泡提取 3 次,每次 72 h,滤过,合
并滤液,减压回收溶剂得乙醇溶液提取物 450 g。将
提取物以适量水稀释,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙
酯及水饱和正丁醇萃取。正丁醇部位 200 g 用大孔
吸附树脂分离,依次用水及体积分数分别为 25%,
50%,75%,95%的乙醇溶液洗脱。50%乙醇部位用
硅胶柱分离,分别以氯仿-甲醇(9 ∶ 1和 5 ∶ 1)洗脱得
Fr. 1 ~ 5,Fr. 1 用结晶法(甲醇)纯化,得化合物 1(24
mg) ;Fr. 3 用结晶法(甲醇)纯化,得化合物 4(18
mg) ;Fr. 4 用结晶法(30%甲醇-水)纯化,得化合物
2(14 mg)。25%乙醇部位用硅胶柱分离,分别以氯
仿-甲醇-水(90∶ 35∶ 6和 60∶ 35∶ 10)洗脱得 Fr. 6 ~ 9,
Fr. 6 用结晶法(甲醇)纯化,得化合物 5(12 mg) ;Fr.
8 用 Sephadex LH 20 纯化,体积分数为 70%的甲
醇溶液洗脱,得化合物 3(20 mg) ;Fr. 7 用 Sephadex
LH 20 纯化,体积分数为 70%的甲醇溶液洗脱,得
化合物 6(13 mg)。
2 结构鉴定
2 . 1 化合物 1 淡黄色针晶(甲醇) ,mp:221 ~
223 ℃,盐酸-镁粉反应阳性,Molish 反应阳性,提
示为黄酮苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,
检出鼠李糖。UV:366,260 nm。FAB-MS m/z:433
[M +H]+,287[M +H -146]+。结合1H-NMR 谱给
出 20 个质子信号和13C-NMR谱给出 21 个碳信号特
征,推测该化合物分子式为 C21 H20 O10,不饱和度
为 12。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 5. 18
(1H,d,J = 4. 2 Hz)为鼠李糖端基质子信号,δ
12. 25,10. 28,9. 62 的 3 个宽单峰为黄酮母核上的 3
个活泼羟基质子信号,δ 8. 17 (2H,d,J = 8. 6 Hz) ,
6. 92 (2H,d,J = 8. 6 Hz)为对位取代苯的特征质子
信号,δ 6. 73 (1H,d,J = 2. 2 Hz) ,6. 41 (1H,d,J =
2. 2 Hz)为黄酮母核 A环 5,7 位取代的特征质子信
号。13 C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)谱中 δ 98. 7,δ
17. 1 分别为鼠李糖的端基碳信号及 6 位甲基碳信
号,其余碳信号可分别归属为 δ 177. 3(C-4) ,162. 0
(C-7) ,161. 2(C-5) ,159. 8(C-4) ,156. 2(C-2) ,
156. 0(C-9) ,136. 7(C-3) ,130. 8(C-2,6) ,120. 8
(C-1) ,115. 0(C-3,5) ,104. 9(C-10) ,99. 3(C-6) ,
94. 5(C-8) ,98. 7(C-1) ,70. 5(C-2,Rha) ,70. 6(C-3,
Rha) ,71. 8(C-4,Rha) ,68. 1(C-5,Rha) ,其中 δ
162. 0 的 7 位碳信号与文献[3]报道的山柰酚 7 位
碳信号(δ 165. 8)相比明显移向高场,提示黄酮母核
可能在 7 位成苷。综合上述数据并与文献[4]对
照,波谱数据基本一致,化合物 1 鉴定为山柰酚-7-
O-α-L-吡喃鼠李糖苷。
2. 2 化合物 2 黄色针状结晶(甲醇 /水) ,mp:214 ~
217 ℃,盐酸-镁粉反应阳性,Molish 反应阳性,提示
为黄酮苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,检
出鼠李糖和葡萄糖。UV:336,265 nm。FAB-MS
m/z:595[M + H]+,449[M + H -146]+,287[M +
H - 146 - 162]+,提示分子中可能存在一个甲基五
碳糖和一个六碳糖,且六碳糖与苷元相连。结合1H-
NMR谱给出 30 个质子信号和13 C-NMR 谱给出 27
个碳信号特征,推测该化合物分子式为 C27 H30 O15,
不饱和度为 13。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 12. 61
(1H,br s)提示可能存在 5-羟基;δ 8. 07 (2H,d,J =
9. 0 Hz) ,δ 6. 85 (2H,d,J = 9. 0 Hz)为苯环对位取
代的特征质子信号,说明 B环可能为 4取代;δ 6. 20
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(1H,d,J = 2. 4 Hz) ,δ 6. 43(1H,d,J = 2. 4 Hz)为 A
环 6,8 位质子信号,δ 0. 73(3H,s)为鼠李糖 6 位甲
基氢信号。13 C-NMR (DMSO-d6,100MHz)谱中 δ
177. 3,156. 2 及 132. 7 数据提示黄酮苷元为 3 位苷
化的黄酮醇;δ 65. 6,98. 1 数据提示葡萄糖的 6 位碳
与鼠李糖的端基碳相连,可能为芸香糖结构。该化
合物的碳信号可分别归属为 δ 177. 3(C-4) ,164. 0
(C-7) ,161. 7(C-5) ,160. 1(C-4) ,156. 2(C-2) ,
155. 7(C-9) ,132. 7(C-3) ,131. 1(C-2,6) ,121. 4
(C-1) ,114. 7(C-3,5) ,104. 5(C-10) ,98. 6(C-6) ,
93. 6(C-8) ;Glc:100. 5(C-1) ,73. 9(C-2) ,75. 6(C-
3) ,68. 5(C-4) ,75. 0(C-5) ,65. 6(C-6) ,Rha:98. 1
(C-1) ,69. 9(C-2) ,70. 7(C-3) ,71. 2(C-4) ,68. 5(C-
5) ,16. 9(C-6) ,综合上述数据并与文献[5]对照,化
合物 2 鉴定为山柰酚-3-O-β-D-芸香糖苷。
2. 3 化合物 3 黄色粉末(甲醇 /水) ,mp:211 ~
214 ℃,盐酸-镁粉反应阳性,Molish反应阳性,提示为
黄酮苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,检出葡
萄糖。UV:339,261 nm。FAB-MS m/z:611[M +H]+,
449[M + H - 162]+,287[M + H - 162 - 162]+,提
示分子中可能存在 2 个六碳糖。结合1H-NMR 谱给
出 30 个质子信号和13 C-NMR 谱给出 27 个碳信号
特征,推测该化合物分子式为 C27H30O16,不饱和度
为 13。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 12. 63
(1H,br s) ,10. 31(1H,br s)为活泼羟基质子信号,δ
8. 16(2H,d,J = 8. 8 Hz) ,δ 6. 84 (2H,d,J = 8. 8 Hz)
为对位取代苯特征质子信号,δ 6. 27(1H,d,J = 2. 4
Hz) ,δ 6. 73 (1H,d,J = 2. 4 Hz)为黄酮 A 环 5. 7 位
取代的特征质子信号,δ 5. 54(1H,d,J = 6. 9 Hz) ,δ
5. 12(1H,d,J = 7. 2 Hz)为糖的端基质子信号。13 C-
NMR(DMSO-d6,100 MHz)谱中 δ 132. 4,δ 161. 5 数
据提示黄酮苷元为 3 位、7 位苷化的黄酮醇。该化
合物的碳信号可分别归属为:δ 177. 3(C-4) ,161. 5
(C-7) ,161. 1(C-5) ,160. 3(C-4) ,156. 1(C-2) ,
155. 9(C-9) ,132. 4(C-3) ,130. 7(C-2,6) ,120. 8
(C-1) ,115. 0(C-3,5) ,104. 9(C-10) ,99. 1(C-6) ,
94. 6(C-8) ;3-Glc:100. 5(C-1) ,74. 9(C-2) ,75. 9
(C-3) ,69. 5(C-4) ,77. 0(C-5) ,60. 4(C-6) ;7v-Glc:
98. 9(C-1) ,73. 5(C-2) ,76. 6(C-3) ,69. 1(C-4) ,
76. 6(C-5) ,60. 4 (C-6) ,综合上述数据并与文献
[6]对照,化合物 3 鉴定为山柰酚-3,7-二-O-β-D-吡
喃葡萄糖苷。
2. 4 化合物4 淡黄色针晶(甲醇),mp:220 ~222 ℃,
盐酸-镁粉反应阳性,Molish 反应阳性,提示为黄酮
苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,检出葡萄
糖。UV:331,265 nm。FAB-MS m/z:465 [M +
H]+,303[M + H - 162]+。结合1H-NMR 谱给出
20 个质子信号和13 C-NMR 谱给出 21 个碳信号特
征,推测该化合物分子式为 C21 H20 O12,不饱和度
为 12。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 12. 62 (1H,
br s) ,δ 10. 91 ~ 9. 33(3H,br s)为 4 个活泼羟基质
子信号,δ 7. 63(1H,d,J = 2. 2 Hz) ,7. 46(1H,dd,
J = 8. 4,2. 2 Hz) ,6. 69(1H,d,J = 8. 4 Hz)为 1,3,
4-三取代苯的特征质子信号,δ 6. 21(1H,d,J = 2. 2
Hz) ,6. 40(1H,d,J = 2. 2 Hz)为黄酮 A 环 6,8 位质
子信号,δ 5. 20(1H,d,J = 7. 6 Hz)为葡萄糖端基质
子信号。13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)谱中 δ 133. 1
数据提示黄酮苷元为 3 位苷化的黄酮醇。该化合物
的碳信号可分别归属为:δ 177. 9(C-4) ,164. 3(C-
7) ,162. 2(C-5) ,156. 7(C-2) ,156. 0(C-9) ,150. 8
(C-4) ,145. 1(C-3) ,133. 1(C-3) ,123. 8(C-6) ,
122. 8(C-1) ,116. 8(C-2) ,115. 9(C-5) ,104. 9(C-
10) ,99. 9(C-6) ,94. 7(C-8) ;Glc:104. 1(C-1) ,75. 5
(C-2) ,76. 6(C-3) ,70. 8(C-4) ,77. 5(C-5) ,62. 6(C-
6) ,综合上述数据并与文献[7]对照,化合物 4 鉴定
为槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。
2. 5 化合物5 淡黄色粉末(甲醇),mp:212 ~215 ℃,
盐酸-镁粉反应阳性,Molish 反应阳性,提示为黄酮
苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,检出葡萄
糖。UV:361,264 nm。FAB-MS m/z:641 [M +
H]+,479 [M + H - 162]+,317 [M + H - 162 -
162]+。结合1H-NMR谱给出 32 个质子信号和13 C-
NMR谱给出 28 个碳信号特征,推测该化合物分子
式为 C28H32Om 17,不饱和度为 13。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 12. 47(1H,
br s) ,9. 81(1H,br s) ,9. 47(1H,br s)为活泼羟基质
子信号,δ 7. 81(1H,d,J = 2. 2 Hz) ,7. 73(1H,dd,
J = 8. 6,2. 2 Hz) ,6. 69(1H,d,J = 8. 6 Hz)为 1,3,
4-三取代苯的特征质子信号,δ 6. 25(1H,d,J = 2. 0
Hz) ,6. 56(1H,d,J = 2. 0 Hz)为黄酮 A 环 6,8 位质
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子信号,δ 5. 12(1H,d,J = 7. 6 Hz) ,4. 20(1H,d,J =
7. 2 Hz)为糖端基质子信号,δ 3. 57(3H,s)为甲氧基
质子信号。13 C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)谱中 δ
161. 5 数据提示黄酮苷元为 7 位苷化的黄酮醇;δ
66. 3,103. 8 数据提示 2 个葡萄糖可能通过 1 位碳
和 6 位羟基成苷相连,为龙胆双糖结构。该化合物
的碳信号可分别归属为:δ 176. 8(C-4) ,161. 5(C-
7) ,160. 7(C-5) ,158. 5(C-2) ,156. 3(C-9) ,150. 3
(C-4) ,144. 8(C-3) ,136. 1(C-3) ,122. 9(C-6) ,
122. 4(C-1) ,115. 9(C-2) ,115. 3(C-5) ,104. 7(C-
10) ,99. 1(C-6) ,94. 1(C-8) ,55. 5(C-OMe) ;7-Glc:
99. 5(C-1) ,75. 2(C-2) ,78. 3(C-3) ,71. 8(C-4) ,
78. 6(C-5) ,66. 3(C-6) ;7-Glc-Glc:103. 8(C-1) ,
75. 5(C-2) ,78. 1(C-3) ,71. 8(C-4) ,78. 5(C-5) ,
62. 0(C-6) ,综合上述数据并与文献[8 - 9]对照,化
合物 5 鉴定为异鼠李素-7-O-β-D-龙胆双糖苷。
2. 6 化合物6 淡黄色针晶(甲醇),mp:195 ~197 ℃,
盐酸-镁粉反应阳性,Molish 反应阳性,提示为黄酮
苷类化合物。酸水解后与标准糖共薄层,检出葡萄
糖。UV:331,262 nm。FAB-MS m/z:641 [M +
H]+,479 [M + H - 162]+,317 [M + H - 162 -
162]+。结合1H-NMR谱给出 32 个质子信号和13 C-
NMR谱给出 28 个碳信号特征,推测该化合物分子
式为 C28H32O17,不饱和度为 13。
1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中 δ 12. 55(1H,
br s) ,9. 79(1H,br s)为活泼羟基质子信号,δ 7. 83
(1H,d,J = 2. 2 Hz) ,7. 75(1H,dd,J = 8. 4,2. 2 Hz) ,
6. 65(1H,d,J = 8. 4 Hz)为 1,3,4-三取代苯的特征
质子信号,δ 6. 32(1H,d,J = 2. 0 Hz) ,6. 61(1H,d,
J = 2. 0 Hz)为黄酮 A 环 6,8 位质子信号,δ 5. 31
(1H,d,J = 7. 5 Hz) ,5. 03(1H,d,J = 7. 5 Hz)为糖端
基质子信号,δ 3. 66(3H,s)为甲氧基质子信号。13 C-
NMR(DMSO-d6,100MHz)谱中 δ 133. 2,161. 3 提示
黄酮苷元为 3 位、7 位苷化的黄酮醇。该化合物的
碳信号可分别归属为:δ 177. 5(C-4) ,161. 3(C-7) ,
161. 0(C-5) ,158. 7(C-2) ,156. 3(C-9) ,150. 1(C-
4) ,144. 5(C-3) ,133. 2(C-3) ,122. 7(C-6) ,121. 9
(C-1) ,116. 7(C-2) ,115. 2(C-5) ,105. 2(C-10) ,
99. 4(C-6) ,93. 8(C-8) ,55. 7(C-OMe) ;3-glc:101. 5
(C-1) ,75. 3(C-2) ,78. 3(C-3) ,71. 3(C-4) ,78. 4(C-
5) ,61. 9(C-6) ;7-glc:99. 8(C-1) ,75. 3(C-2) ,77. 2
(C-3) ,71. 6(C-4) ,76. 9(C-5) ,61. 5(C-6)。综合上
述数据并与文献[6]对照,化合物 6 鉴定为异鼠李
素-3,7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。
3 化合物的酸水解
样品 5 mg溶于 2. 0 mol·L -1三氟乙酸 5 mL中,
密封置于 100 ℃沸水中水解 6 h[10],水解液与标准
糖对照品共硅胶薄层分析,展开剂为氯仿-甲醇-水
(90∶ 35∶ 6) ,苯胺-邻苯二甲酸溶液显色,与各对照品
斑点相同 Rf(葡萄糖:Rf = 0. 37;鼠李糖:Rf = 0. 44)
处显相同颜色斑点。
志谢:军事医学科学院毒物药物研究所代测核磁共振
谱;军事医学科学院仪器测试分析中心代测质谱。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 黄泰康,丁志遵,赵守训,等. 现代本草纲目[M]. 北京:中国
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编辑:周卓 /接受日期:2010 - 09 - 16