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小红柳化学成分及体外抗氧化活性研究



全 文 :收稿日期:2014-03-27
作者简介:王婷(1990-) ,女,在读硕士研究生,专业方向:天然药物化学;E-mail:cui_zi_wunv@ 126. com。
* 通讯作者:李冲,Tel:0931-8915058,E-mail:lichong@ lzu. edu. cn。
小红柳化学成分及体外抗氧化活性研究
王 婷,赵永亮,赵晓宁,何 贺,常晓沥,李 冲*
(兰州大学药学院,甘肃 兰州 730000)
摘要 目的:研究小红柳的化学成分及其体外抗氧化活性。方法:采用柱色谱技术进行分离,通过光谱方法及
理化性质进行结构鉴定;以常用抗氧化剂 Vc和 BHT为阳性对照,通过 DPPH·法测定分离得到的单体化合物清除
自由基的能力,并计算各单体 IC50。结果:从小红柳中分离得到 8 个化合物,分别鉴定为:山柰酚(1)、槲皮素-3-O-
β-D-葡萄糖苷(2)、鼠李素(3)、山柰酚-4-甲醚(4)、阿魏酸甲酯(5)、myricarin A(6)、山柰酚-7,4-二甲醚(7)、槲皮
素(8);在一定浓度范围内,该 8 个化合物的自由基清除能力与浓度呈量效关系;由 IC50得出化合物 1、2、6、8 对 DP-
PH·自由基清除能力相当,弱于 Vc,稍强于 BHT。结论:化合物 1 ~ 8 均为首次从该植物中分离得到;抗氧化试验
说明化合物 1、2、6、8 具有很强抗氧化活性,均可作为有效的天然自由基清除剂。
关键词 小红柳;化学成分;抗氧化;DPPH·
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 /R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)12-2222-04
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2014. 12. 027
Constituents and Antioxidant Activity in vitro of Salix microstachya var. bordensis
WANG Ting,ZHAO Yong-liang,ZHAO Xiao-ning,HE He,CHANG Xiao-li,LI Chong
(Pharmacy College,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China)
Abstract Objective:To explore the chemical constituents of Salix microstachya var. bordensis and their antioxidant activities.
Methods:Column chromatography was used for separation,NMR,UV and MS spectroscopic methods were used for structure
identification. Using Vc and BHT as positive controls,free radical scavenging ability of eight components from Salix microstachya
var. bordensis was determined by DPPH· method and IC50 of each compound was calculated. Results:Eight compounds were isolated
and identified as kaempferol(1) ,quercetin-3-O-β-D-glucoside(2) ,rhamnetin(3) ,kaemferol-4-methylether(4) ,ferulic acid methyl es-
ter(5) ,myricarin A(6) ,kaempferol-7,4-dimethylether(7)and quercetin(8). Scavenging ability of eight compounds had dose-effect
relationship with concentration in a certain concentration range;Scavenging ability on DPPH· radical of myricarin A,kaempferol,quer-
cetin and quercetin-3-O-β-D-glucoside were equal,lower to Vc,but slightly stronger than BHT. Others were lower than BHT,and ferulic
acid methyl ester was the lowest deriving from the IC50. Conclusion:Compounds 1 ~ 8 are all isolated from Salix microstachya var. borde-
nsis for the first time. Myricarin A,kaempferol,quercetin and quercetin-3-O-β-D-glucoside,having strong antioxidant activities,can be
used as effective natural free radical scavenger and have great prospects for development and utilization.
Key words Salix microstachya var. bordensis (Nakai)C. F. Fang;Constituents;Antioxidant activity;DPPH·
小红柳 Salix microstachya var. bordensis (Nakai)
C. F. Fang是杨柳科柳属多年生灌木。分布于我国
内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁西部等地〔1〕。以枝叶入
药,味苦,性凉,具清热泻火、理气之功效,主治风火
牙痛和腰扭伤〔2〕。小红柳化学成分的研究报道较
少〔3〕,本文对小红柳去叶枝条的化学成分进行更为
深入的研究,从中分离得到了 8 个化合物,分别鉴定
为:山柰酚(1)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(2)、鼠李
素(3)、山柰酚-4-甲醚(4)、阿魏酸甲酯(5)、myrica-
rin A(6)、山柰酚-7,4-二甲醚(7)、槲皮素(8)。化
合物 1 ~ 8 均为首次从该植物中分离得到。对这 8
个化合物进行抗氧化活性筛选,以期为更好的开发
该植物提供理论基础。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 Lambda 25 紫外可见分光光度计(Per-
kin Elmer precisely,USA);Discovery 专业型分析天
平 DV215CD (Ohaus corporation pine Brook NJ,
USA);超声波清洗机(昆明市超声仪器有限公司)。
1. 2 材料 实验用小红柳药材于 2010 年 9 月采自
甘肃省酒泉市,经兰州大学药学院马志刚教授鉴定
为杨 柳 科 柳 属 植 物 小 红 柳 Salix microstachya
var. bordensis(Nakai)C. F. Fang 的干燥去叶枝条。
标本存放于兰州大学药学院药物化学研究所实验
室。维生素 C(上海一基实业有限公司);2,6-二叔
丁基-4-甲基苯酚(BHT) (上海一基实业有限公司) ;
1,1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH·) (上海一基
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实业有限公司)。
2 分离与鉴定
2. 1 提取与分离 干燥小红柳去叶枝条 3. 5 kg,
粉碎成粗粉,用 95%乙醇浸泡过夜,循环超声提取 3
次,每次 40 min,提取温度为 30 ℃。过滤后合并提
取液,回收乙醇得浸膏 252 g,依次用石油醚、乙酸乙
酯萃取,得石油醚部分浸膏 22 g、乙酸乙酯部分浸膏
80 g。石油醚部分经硅胶柱层析,用石油醚-丙酮溶
剂系统梯度洗脱,得到化合物 7(13 mg)。乙酸乙酯
部分经聚酰胺柱层析,用甲醇-水溶剂系统梯度洗
脱,薄层检识,合并相同流分,共得到 8 个组分 Fr. 1
~ 8。Fr. 3 经硅胶柱层析,用石油醚-丙酮溶剂系统
梯度洗脱得到化合物 5(22 mg);Fr. 4 经聚酰胺柱层
析,氯仿-甲醇洗脱得到化合物 2(12 mg);Fr. 5 经硅
胶柱层析,石油醚-丙酮洗脱得到化合物 6(16 mg) ;
Fr. 6 经聚酰胺柱层析,氯仿-甲醇洗脱得到化合物 1
(17 mg)、3(25 mg)、4(21 mg)、8(13 mg)。
2. 2 结构鉴定
化合物 1:黄色结晶。ESI-MS m/z:285[M -
H]-。1H-NMR(CD3OD,600 MHz)δ:8. 06(2H,d,J
= 9. 0 Hz,H-2,6),6. 88(2H,d,J = 9. 0 Hz,H-3,
5) ,6. 36(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-8) ,6. 16(1H,d,J =
1. 8 Hz,H-6) ;13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:177. 3
(C-4),165. 5(C-7) ,162. 5(C-5) ,160. 5(C-4) ,
158. 2(C-9) ,148. 0(C-2) ,137. 1(C-3) ,130. 6(C-
2,6) ,123. 7(C-1) ,116. 3(C-3,5) ,104. 5(C-
10) ,99. 3(C-6) ,94. 5(C-8)。以上数据与文献〔4〕报
道对照基本一致,故鉴定化合物 1 为山柰酚
(kaempferol)。
化合物 2:黄色结晶。ESI-MS m/z:465[M +
H]+。1H-NMR(DMSO-d6,600 MHz)δ:12. 62(1H,
s,5-OH) ,7. 74(1H,dd,J = 7. 8,1. 8 Hz,H-6) ,7. 56
(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-2) ,6. 84(1H,d,J = 7. 8 Hz,
H-5) ,6. 37(1H,s,H-8) ,6. 16(1H,s,H-6) ,5. 44
(1H,d,J = 7. 2 Hz,H-1″) ;13 C-NMR(DMSO-d6,150
MHz)δ:177. 3(C-4) ,165. 1(C-7) ,161. 2(C-5) ,
156. 4(C-9) ,156. 0(C-2) ,148. 6(C-4) ,144. 9(C-
3) ,133. 3(C-3) ,121. 6(C-6) ,121. 1(C-1) ,116. 2
(C-5) ,115. 2(C-2) ,103. 6(C-10) ,100. 9(C-1″) ,
98. 9(C-6) ,93. 6(C-8) ,77. 5(C-5″) ,76. 5(C-3″) ,
74. 1(C-2″) ,69. 9(C-4″) ,61. 0(C-6″)。以上数据与
文献〔5〕报道对照基本一致,故鉴定化合物 2 为的槲
皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷 (quercetin-3-O-β-D-gluco-
side)。
化合物 3:黄色粉末。ESI-MS m/z:315[M -
H]-。1H-NMR(DMSO-d6,600 MHz)δ:12. 49(1H,
s,H-5) ,7. 73(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-2) ,7. 58(1H,
dd,J = 9. 0,1. 8 Hz,H-6) ,6. 90(1H,d,J = 9. 0 Hz,
H-5) ,6. 70(1H,d,J = 2. 4 Hz,H-8) ,6. 35(1H,d,J
= 2. 4 Hz,H-6) ,3. 87 (3H,s,-OCH3) ;
13C-NMR
(DMSO-d6,150 MHz)δ:175. 9(C-4) ,164. 9(C-7) ,
160. 0(C-5) ,156. 3(C-9) ,147. 8(C-4) ,147. 3(C-
2) ,145. 1(C-3) ,136. 3(C-3) ,122. 0(C-1) ,120. 8
(C-6) ,115. 5(C-5) ,115. 2(C-2) ,104. 3(C-10) ,
97. 4(C-6) ,92. 3(C-8) ,56. 0(-OCH3)。以上数据
与文献〔6〕报道对照基本一致,故鉴定化合物 3 为鼠
李素(rhamnetin)。
化合物 4:黄色粉末。ESI-MS m/z:299[M -
H]-。1H-NMR(DMSO-d6,600 MHz)δ:12. 46(1H,
s,5-OH) ,8. 07(2H,d,J = 9. 0 Hz,H-2,6) ,6. 92
(2H,d,J = 9. 0 Hz,H-3,5) ,6. 43(1H,d,J = 2. 4
Hz,H-8) ,6. 14(1H,d,J = 2. 4 Hz,H-6) ,3. 85(3H,
s,-OCH3) ;
13C-NMR(DMSO-d6,150 MHz)δ:176. 1
(C-4) ,163. 9(C-7) ,160. 4(C-5) ,159. 3(C-4) ,
156. 1(C-9) ,146. 3(C-2) ,136. 1(C-3) ,129. 6(C-
2,6) ,122. 6(C-1) ,113. 5(C-3,5) ,103. 1(C-
10) ,97. 5(C-6) ,93. 0(C-8) ,55. 8(-OCH3)。以上
数据与文献〔7〕报道对照基本一致,故鉴定化合物 4
为山柰酚-4-甲醚(kaemferol-4-methylether)。
化合物 5:白色结晶。ESI-MS m/z:209[M +
H]+。1H-NMR(CDCl3,600 MHz)δ:7. 60(1H,d,J =
16. 2 Hz,H-7) ,7. 13(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-2) ,7. 02
(1H,dd,J = 8. 4,1. 8 Hz,H-6) ,6. 84(1H,d,J = 8. 4
Hz,H-5) ,6. 29(1H,d,J = 16. 2 Hz,H-8) ,3. 91(3H,
s,-OCH3) ,3. 79(3H,s,-OCH3) ;
13C-NMR(CDCl3,
150 MHz)δ:167. 7(C-9),148. 5(C-3) ,146. 0(C-4) ,
144. 7(C-7) ,127. 8(C-1) ,123. 0(C-2) ,114. 8(C-
5) ,114. 1(C-6) ,110. 2(C-8) ,56. 0(-OCH3) ,51. 5
(-OCH3)。以上数据与文献
〔8〕报道对照基本一致,
故鉴定化合物 5 为阿魏酸甲酯(ferulic acid methyl
ester)。
化合物 6:白色结晶。ESI-MS m/z:617[M -
H]-。1H-NMR(600 MHz,CD3 COCD3)δ:7. 56(1H,
d,J = 15. 6 Hz,H-7) ,7. 15(1H,s,H-2) ,7. 02(1H,
d,J = 8. 4 Hz,H-6) ,6. 86(1H,d,J = 8. 4 Hz,H-5) ,
6. 34(1H,d,J = 15. 6 Hz,H-8) ,5. 58(1H,dd,J =
7. 2,3. 0 Hz,H-15) ,4. 72(1H,s,H-3) ,1. 09(3H,s,
-CH3) ,1. 01(6H,s,2-CH3) ,0. 98(3H,s,-CH3) ,
0. 96(3H,s,-CH3) ,0. 93(3H,s,-CH3) ,0. 86(3H,s,
-CH3) ;
13C-NMR(150 MHz,CD3COCD3)δ:179. 1(C-
·3222·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 12 期 2014 年 12 月
28) ,166. 9 (C-9) ,161. 4 (C-14) ,148. 8 (C-4) ,
146. 3(C-3) ,145. 1(C-7) ,127. 6(C-1) ,122. 6(C-
6) ,117. 2 (C-15) ,116. 4 (C-8) ,116. 3 (C-5) ,
115. 5(C-2) ,78. 2(C-3) ,51. 4(C-5,17) ,50. 0(C-
9) ,42. 6(C-18) ,41. 9(C-7) ,39. 8(C-8) ,38. 8(C-
10) ,38. 1(C-13) ,37. 4(C-4) ,36. 1(C-19) ,34. 6(C-
21) ,34. 2(C-12) ,33. 8(C-1) ,32. 6(C-16,29) ,31. 8
(C-22) ,29. 8(C-20) ,29. 4(C-30) ,28. 5(C-23) ,
26. 8(C-26) ,23. 4(C-2) ,22. 7(C-27) ,22. 1(C-24) ,
19. 2(C-6) ,18. 0(C-11) ,15. 9(C-25)。以上数据与
文献〔9〕报道对照基本一致,故鉴定化合物 6 为 myri-
carin A。
化合物 7:黄色粉末。ESI-MS m/z:315[M +
H]+。1H-NMR(CDCl3,600 MHz)δ:12. 74(1H,s,5-
OH) ,8. 16(2H,d,J = 9. 0 Hz,H-2,6) ,7. 02(2H,
d,J = 9. 0 Hz,H-3,5) ,6. 74(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-
8) ,6. 36(1H,d,J = 1. 8 Hz,H-6) ,3. 88(3H,s,
-OCH3) ,3. 87(3H,s,-OCH3) ;
13C-NMR(CDCl3,150
MHz)δ:175. 2(C-4) ,165. 7(C-7) ,161. 1(C-4) ,
160. 8(C-5) ,156. 8(C-9) ,145. 8(C-2) ,135. 7(C-
3) ,129. 4(C-2,6) ,123. 2(C-1) ,114. 0(C-3,5) ,
103. 9 (C-10) ,97. 9 (C-6) ,92. 2 (C-8) ,55. 8
(-OCH3) ,55. 4(-OCH3)。以上数据与文献
〔10〕报道
对照基本一致,故鉴定化合物 7 为山柰酚-7,4-二甲
醚(kaempferol-7,4-dimethyl ether)。
化合物 8:黄色粉末。ESI-MS m/z:301[M -
H]-。1H-NMR(CD3OD,600 MHz)δ:7. 72(1H,d,J
= 2. 4 Hz,H-2) ,7. 61(1H,dd,J = 8. 4,2. 4 Hz,H-
6) ,6. 86(1H,d,J = 8. 4 Hz,H-5) ,6. 36(1H,d,J =
2. 4 Hz,H-8) ,6. 16 (1H,d,J = 2. 4 Hz,H-6) ;
13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:176. 7(C-4) ,164. 5
(C-7) ,161. 5(C-5) ,156. 9(C-9) ,148. 5(C-4) ,
147. 2(C-2) ,145. 8(C-3) ,136. 2(C-3) ,122. 7(C-
1) ,120. 7 (C-6) ,116. 2 (C-2) ,115. 8 (C-5) ,
103. 5(C-10) ,98. 9(C-6) ,94. 0(C-8)。以上数据与
文献〔11〕报道对照基本一致,故鉴定化合物 8 为槲皮
素(quercetin)。
3 抗氧化试验
3. 1 DPPH·稳定性试验及最大吸收峰的测定
分别在 0、30、60 min 测定其吸光度,重复 30 次,结
果统计学无差异,表明 DPPH·是一种稳定的自由
基,室温放置 1 h,其吸光度基本不变,可用于从小红
柳中分离得到的 8 个化合物的抗氧化活性研究。配
制 3 个浓度的 DPPH·自由基甲醇溶液放于紫外可
见分光光度计下进行全波长扫描(300 ~ 800 nm),
测得 DPPH·吸收峰在 515. 6 nm 附近。这与 Lar-
rauri等〔12〕报道DPPH·吸收峰在 517 nm基本吻合。
3. 2 试剂的配制
3. 2. 1 DPPH·甲醇溶液的配制:每次精密称取 5
mg DPPH·,用无水甲醇溶解并定容于 50 mL 量瓶
中,浓度为 100 mg /L,避光保存,现配现用。
3. 2. 2 受试品溶液的配制:对于每个样品(包括标
准品维生素 C 和 BHT),分别配置 5 个不同浓度的
甲醇溶液。精确称取 5. 0 mg 的受试物于 50 mL 量
瓶中,用甲醇定容至刻度,配制成 100 mg /L 的样品
溶液。再取 5 个 25 mL量瓶,分别编号为 1、2、3、4、
5 号,用合适的移液管和带刻度胶头滴管依次向 5
个量瓶中加入 1. 25、2. 5、5、10、20 mL已配好的样品
溶液,分别定容至刻度,配制成浓度为 5、10、20、40、
80 mg /L的溶液(所有溶液现配现用)。
3. 3 清除率(IP)的测定 对于每种受试物,取不
同浓度受试物 2 mL 和 DPPH·甲醇溶液于带塞干
净的小瓶子中摇匀,室温下放置 60 min 后,用甲醇
做空白测定在 515. 6 nm处的吸光度 Ai,同时测定 2
mL DPPH·溶液和 2 mL甲醇混合液在 515. 6 nm处
的吸光度 Ac,以及 2 mL 不同浓度的受试物与 2 mL
甲醇在 515. 6 nm 处的吸光度 Aj。同一种浓度做 3
组平行试验,求平均值。按照下式计算不同浓度受
试物的清除率(IP)。
IP =
Ac + Aj - Ai
Ac
× 100%
然后计算半数清除浓度 IC50(DPPH·自由基清
除率为 50%时所需抗氧化剂的浓度) ,平行测定 3
次,取其平均值,IC50越小,则表明该物质的抗氧化
能力越强。
3. 4 结果及分析 由浓度与清除率的关系可得出
不同化合物的 IC50(图 1)。槲皮素、槲皮素-3-O-β-
D-葡萄糖苷、山柰酚、myricarin A的IC50大小相当,
图 1 小红柳中不同化合物清除 DPPH·的 IC50值比较
·4222· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 12 期 2014 年 12 月
大于 Vc 但弱小于 BHT;鼠李素、山柰酚-4-甲醚、山
柰酚-7,4-二甲醚、阿魏酸甲酯的 IC50依次增加,都
大于 BHT。结果表明,槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-葡
萄糖苷、山柰酚、myricarin A 对 DPPH·的清除能力
相当,稍弱于 Vc,其他化合物对 DPPH·的清除能力
均小于 BHT,其中,阿魏酸甲酯最弱。
4 讨论与小结
本研究首先对小红柳石油醚、乙酸乙酯萃取部
分进行了分离、纯化,然后用 DPPH·法考察了小红
柳中 8 个化合物的抗氧化能力。研究结果表明,在
一定浓度范围内,8 个化合物对 DPPH·都具有一定
的清除作用,且 8 个单体的清除能力与浓度呈量效
关系,其清除能力大小依次是:槲皮素≈槲皮素-3-
O-β-D-葡萄糖苷≈山柰酚≈myricarin A >鼠李素 >
山柰酚-4-甲醚 >山柰酚-7,4-二甲醚 > 阿魏酸甲
酯。
参 考 文 献
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