全 文 ：植 物 研 究
BU L LE T I N O F BO T A NI C A LRE S E ARC H
第 5 卷 ,
V
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第 2期
N二 2
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A P r i [
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确月
1朋石
花椒属植物生物碱与其两个亚属合并问题
, 治 本
T HE A L KALO! D S O F Z AN T HO X Y L UM AND P RO B L亡椒
O N T HE C O M B INAT IO N O F TW O SUB G EN E RA
T u Z h i
一
b e n
花椒属植物约有 25 0余种 , 大多分布于美洲 、 澳洲、 非洲及亚洲 。 我
国约有 5 0余种 , 按 E n g l e r 分组 法 属 于 M o c o u 。 ; i a T r i a n a e t p l a n c h
组 , p a , Zf e o l a ` a e E n g l . 系 , G e , o n t o夕a o a e E n g l . 群 〔 l 〕〔 2 〕。 1 9 3 1年 E n g l e r
在其 “ D i e N a t o r l i e h e n p f l a n z e n f a m i l i e n , 一书中谈 到他经过长期考
虑后 , 决定将原来的花椒属分为两个亚属即 z an 动ox 纵。 m 亚属和 F ag al `
亚属 。 当时作为 Z an ht ox 夕lu , 亚属单独成立的依据为本亚属植物为单层花
被 (指花尊 )之单性花 。 50 年代黄成就先生曾 对 E n g l e r 在 1 9 3 1 年 作为
Z an ht ox 尹。 m 亚属单独脚成立之 14 个植物种进行了研究 , 尤其仔细观察了其
中原产于中国的 10 个种及 5个变种的大部分标本 , 认为在 Z训 ht o x夕I u m 亚
属的各种植物如 2 . b u n夕e a n u m , 2 . d i m o , Ph o夕h万l l u爪 , 2 . 5细 u l a n s 中它
们的花被并非严整地排列为一轮。 其中较小的花被基部着生于花托之较低
的部位 , 而 较大的花被则着生于花托之较高的位置 。 此外在 Z 。 dl’ , 盯 -
hP oP 勺 Ilu , , 2 . 了ob 匆 l’n os u m 两种植物中其花被有明显分化为尊片和花瓣
的趋向 , 排列成内外不同的 “ 二轮” , 而云南大理县及其附近的花椒 Z ,
bu ”少 “ ” “ m 个别植株上也存有两性花现象 。 据此情况黄成就先生认为虽然
本文 作者工 作单位 : 湖北 , 武汉 , 中国科学院 武汉植物研究 所 ( W u h a n l此 it ut 。 。 f
Bo t a 。了 , A ca d e m i a 5 1双 ie a . W u h a n
.
H u b e i )
.
本文承孙样钟教授 、 黄成就教授 、 傅书通教授 和郑重教授热情 指导 , 谨致衷心感谢 。
朱卫 同志也参加本文有关资料收集整理工作 。
一 6 1 —
Z an t h
o x , I
u m 亚属和 F ag 。 : 亚属两者花被在形状 、 大小 、 排列 、 数目 、
色泽上有差异 , 但在生 一长习性营养器官及果实 , 种子等方面大同小异 , 尤其
是花被的形态上存在着两者的过渡形式 , 所以两者的界限是不明显的 ` 因
_此主张合并为广义的 Z an th ox 川: m 属 。
然而 , 有些学者仍坚持将花椒属分为两个亚属 , 因此关于花椒属两个
亚属的 “ 分 ” “ 合” 仍然是悬而未决的问题 , 值得进一步研究 。 我们在进
行花椒属植物化学成分研究中收集了刺异叶花椒等七种植物 , 重点研究了
其中的主要生物碱及其生源途径 。 本文谨以此项研究提供有关两个亚属合
并的化学方面的佐证材料 。
花 椒 属 植 物 化 学 研 究
近年来随着花椒属植物化学研究工作的广泛开展 , 已经陈述 了花椒属
植物的一些次生物质 , 同时也进一步阐述了一些次生物质在植物体内生物
合成的途径。
一 、 花椒属植物中主要生物碱的生物合成及其产物 〔 3 〕〔 4 〕〔 5 〕〔 6 〕
历年来花椒属植物化学成分 研 究 及 部分生物合成研究认为花椒属植
物中各类生物碱均分别由邻 氨 苯 甲 酸 ( a nt h r an il o ac id) 及酪氨 酸
( t y
r o s i n e ) 两物质衍生而来 。 (见图一 、 二 )
1
、 由邻氨苯甲酸作为起始物通过有关的生物合成途径可能形成下列
主要产物 。 (见图一 )
( 1 ) 由邻氨苯甲酸和醋酸分子化合形成哇琳类生物碱 ,
( 2 ) 某些哇琳类生物碱之 C 3 位上具有异戊间二烯侧链者经环 合形
成 2 一异丙基吠喃哇琳类生物碱 。
( 3 ) 由邻氨苯甲酸衍生而来的色氨酸与天冬氨酸或谷氨酸缩合形成
铁屎米酮类生物碱 。
2
、 由苯丙氨酸 作为起始物通过有关的生物合成途径可能形成下列主
要产物。 (见图二 )
( 1 ) 由苯丙氨酸生成 1一苯基四经基异哇 琳类化合物 , 并由其环经
基之对位或邻位与 A环部分环合分别产生 1 、 2 、 9 、 10 、 或 1 、 2 、 10 、 1 1 、
位取代的阿扑菲类生物碱 ( a p o r p h i n e s ) 。
( 2 ) 由 1一苯基四经基异哇琳之另一种空间排列的立体异构体之 D 环
一经基之邻位或对位进行分子内环合分别形成 2 、 3 、 9 、 10 、 或 2 、 3 、 10 、
1 1一四经基原小粟碱类生物碱 ( t e t r a h y d r o p r o t o b e r b e r i n e ) 。 再由此
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一 6 3 -
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周二 由苯丙氛敌作为起 始物 的生钧合成途 径
一 6` 一
N 一甲 J舀化 , 直接氧化或 N 一 C ; ; 键之裂开分别形成原小粟碱 (P r ot o b e卜
七e r i一 n e ) 和原鸦片碱 ( p r o t o p i n e ) 。
( 3 ) 由 2 、 a 、 9 、 1 0 或 2 、 s 、 1 0 、 1 1一四经基原小菜碱之 N一 C 。
键裂开后再进行分子重排形成 C 6一 C , 3 键而产生苯骄菲哩咤 类 生 物 碱 _
( b e n z o P h e n a n t h r i e l i n e s )
。
二 、 已经研究过的几种花椒属植物中存在的几种主要生物碱
1
、 由邻氨苯甲酸作为起始物产生的主要生物碱一哇琳类生物碱 (包
括吠喃哇琳类 、 铁屎米酮类 )
(
、
1 )一哇琳类生物碱类
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、卜一 O H心、 0 `
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( 2 ) 吠喃或毗喃类生物碱
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( 3 )咖米酮 类 : (
一 ) a r a l i o P s i n e (土 ) r ib a l i n i n e
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: 2 、 由苯丙氨酸作为起始物产生的主要生物碱类— 异咬琳类生物碱(包括苯骄菲哩咤类阿扑菲类 )
一 6 5 一
( l) 苯骄菲哩咤类
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ry t h ri o e RI = H
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R Z= O C Hs
( 2) 阿扑非类
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由花椒属植物中存在的主要生物碱所提供的佐证材料来看两个亚属的
合并问题
J
.
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.
P ri e e 〔 7 〕在 a i T le di s t ri bu ti o no fa lk a lo i I d n t he Ru -
tac
e
ae
” 一文中曾依据他对多数花椒属植物所含主要生物碱的研究 , 指出
可按花椒属植物中吠喃哇琳生物碱之存在情况分为两个亚属 , 即将 含 有
峡喃哇琳类生物碱者定为 F a g al a 亚属 , 不含吠喃哇琳类生物 碱 者定 为
Z an t hox 盯“ 二 亚属。 也就是说由他提供的各类花椒属植物内含的主要生物
碱分布情况来看 , 仍然主张将花椒属分为两个亚属 。
但在 P r i c e 进行本项研究以后的 20 年 , 各国学者进行了许多花椒属
植物化学研究 , 尤其是我国科技人员对原产于中国的有关 花椒进 行 的 研
究 。
我们在这里综述迄今已经研究的几个花椒属植物的主要次生物质—生物碱的化学成分 , 其中包括恩格勒在 1 9 3 1年单独成立 z o ht ox 夕uI m 亚属
一 6 6 一
哟l `个种的8 个种及作为 F口夕a 。 亚属的不同地区的几个种的化学成分来
进行比较。 如下表
存 在 摘 况
~
-— 一 _ _ _植 物 种
\: 二二 …
- -一一 , , , .
邻组苯 甲酸 苯 丙 氮 酸
(矗鑫 ){ , , 米叫苯 , 非 ` , 阿 扑 移
+十+十
十
+十
++十
+
.
2
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2
.
b“ n g 。夕 n . m〔 8 〕
玄 . d i m o : Ph o P入夕 Il u川 v a r . s p i n i f o l i u m
艺 。 Pl a n i: Pi u优〔 9 〕
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2
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。
a r月 o t云Ia n u跳〔 11 ) ( 22〕
另 。 P I Pe l i一u . ( 15〕 ( 1一〕
另 。 u n d u l a忿i f o l i . m*
F
。 c a P e ” 5 1` 〔 1` 〕〔 16〕
一
F
. c h o l , b o a 〔 17〕
F
。 e o e o 〔 18〕〔 10〕
F
。
d i s s i to i d e :
.
_夕 。 l e P了 i己 u 了 11〔2 0〕〔22〕
F
.
m a c了 o Ph , 11口〔2 2〕
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。 n i ti d u优 〔23〕
F
。 n
i z i d
u成 v a r . f a s t u o s u m *
F
. 之 a n th o x召 l o i d s ( 2 4〕 [2 6〕〔2.〕 ( 2 7〕
. 本项研 究曾在湖北 省武汉 植物学会里 中科院武汉植物所 1舫 2年年会 上报告 。
由表可以看出 , 花椒属植物中两类主要生物碱 (哇琳类生物碱和异哇
琳类生物碱 ) 实际上是共存于 Z砚 ht o x 刀l u m 和 F a g “ a1 两个亚属 。 中显然
P r j c e 按吠喃哇琳生物碱在花椒属植物中的存在与否作为提出两个亚属确
定的佐证是不能成立的 , 而两类生物碱在两个亚属中几乎共存的事实恰恰
_为两个亚属的合并提供了佐证 。
s0 年代恩格勒是依据绝大部分原产于中国的花椒属植物形态研究 , 提
出了将花椒属分为两个亚属的主张 。
多年来 , 作为原产地的中国植物学家黄成就先生在对大量丰富的花椒
属植物形态研究后提出了两个亚属合并的意见 。 本文同样自 原 产 中 国的
么。 , ht ox 尹。 m 亚属植物化学研究为两个亚属合并提供了佐证 。
一 6 7 一
因此 , 我们认为半个世纪以来由大量原产于中 国的 z an 功。勺 lu , 亚
属植物研究引起的两个亚属的 “分 ” “ 合 ” 之争也将随着我国学者对花椒
植物的植物学 、 化学研究的结果得以澄清 。 z an tho 粉加二 和 F ag 的` 两个 -
亚属合并头一个广义的 z 。 。动以习加雌 是合理的 。
A B 5 T R A C T
P h y t o e h e m i e a l a n a l y s e s h a v e b
e e n m a d e o n t h e a l k a l o i d s i n
s e e o n d a r y e o n t e n t o f s e v e r a l s p e e i e s i n s u b g e n
.
Z a n th o x , l“ m a n d
-
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a : a 0 f f a m i l y R u t a c e a e
。
T h e i r r e s u l t s s h o w t h e s i m i l a r i t i e s
·
o f t w o b i o g e n i e w a y s a n d t h
e i r a l k a l o i d s e x i s t i n g i n v a r i o u `
s P e e i e : o f t w o s u b g e n e r a
。
T h e e v id e n e e P r o v i d e d b y P五y t o e h e m i s t r y s u P p o r t s a n
g u m e n t r
o r s o b g e
n . F a夕 a ar a s a s y n o n 了口 . o r g e n . ` z a , zh。勺 z u执 .
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c a p e o s is T h u m b
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P h y t o e h e m
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一 6 8 一
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r a e t e r i z a t io n o f
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a lo id s i n F a g a r a e o e o ( G il l ) E
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.
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.
A m
.
C h
e厄 . S o e .
6 4
:
2 3 28
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A q
u a t e r n a r y a l k
a lo id f or m t h e b a r k o f F a g a r a e o e o
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1了T4 .
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10
: 3 3 2 2
.
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F a g a r a x a o t h
o x y l
o i d e s
.
T
e t r a从d r o n le t te r Z: 181 .
丈2 5〕 T o r t o , F . G . e t a l : 1日7 3 , F a g ar i d io e : A p五e n o l ie b e o z o p h e o a o t h r id in e a lk a lo i d
f r o皿 F a g e r a x a u t h o x y lo i d一5 . P h y t o e h em . 12 : 23 16 .
仁2 6〕 M e ,m e r , W . M . : 19 72 , F a g a r o u i n e a n e w t u 瓜 o r i n h i b it o r i s o l a t e d fr o爪 F a g a r a
: a u t h o x y lo i d e : L a二 . ( R u t a e e a e ) J . P h a r m . S e i . 6 1 : 185 3 .
〔 ZT〕 O d e b i y i , 0 . 0 . e t a l : 19 T9 , A o t im ie or b ia l a l k a lo id s f r o m a N ig e r i a n C I飞e w i 几 9
s t玉e k F a g a : a z a n t h o x y lo i d e s . lP a n t M e d . 3 6: 2 04 .
…
6 9