全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 6 期 2015 年 3 月

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苦木中 3 个二聚 β-卡巴林生物碱及其生物活性研究
石国华 1, 2，焦伟华 2，杨 帆 2，林厚文 1, 2*
1. 江西中医药大学，江西 南昌 330004
2. 上海交通大学医学院附属仁济医院 癌基因与相关基因国家重点实验室海洋药物实验室，上海 200127
摘 要：目的 研究苦木科植物苦木 Picrasma quassioides 茎的化学成分。方法 运用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20 柱色谱、
ODS 柱色谱以及反相 HPLC 等多种色谱分离手段进行分离纯化，根据理化性质和现代波谱学方法鉴定化合物的结构。通过
MTT 法和 MIC 法分别评价化合物的细胞毒和抗菌活性。结果 从苦木茎 95%乙醇提取物中分离得到了 3 个 β-卡巴林生物碱
成分，分别鉴定为 picrasidine F（1）、picrasidine G（2）和 picrasidine S（3）。化合物 1 对人宫颈癌 HeLa 细胞有显著的细胞
毒活性，且选择性较强；化合物 2 和 3 对人宫颈癌 HeLa 细胞、胃癌 MKN-28 细胞和小鼠黑色素瘤 B-16 细胞具有显著的细
胞毒活性。化合物 1～3 对 2 株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和 2 株甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌（MSSA）有
显著的抑菌活性。结论 首次对化合物 1 的核磁数据进行了全归属。3 个化合物表现出显著的细胞毒活性和抗菌活性。
关键词：苦木；生物碱；β-卡巴林；picrasidine F；picrasidine G；picrasidine S；细胞毒活性；抗菌活性
中图分类号：R284.1 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)06 - 0803 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.06.004
Three bis-β-carboline alkaloids from Picrasma quassioides and their bioactivities
SHI Guo-hua1, 2, JIAO Wei-hua2, YANG Fan2, LIN Hou-wen1, 2
1. Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China
2. Key Laboratory of Marine Drugs, State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes, Renji Hospital, School of Medicine,
Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200127, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from the stems of Picrasma quassioides. Methods The constituents were
isolated and purified by silica gel, Sephadex LH-20, ODS column chromatographies, and preparative HPLC. Their structures were
determined on the basis of their physicochemical properties and spectral data. The cytotoxic and antibacterial activities were assessed
by MTT and MIC, respectively. Results Three β-carboline alkaloids were obtained from the 95% ethanol extract of the stems of P.
quassioides and identified as picrasidine F (1), picrasidine G (2), and picrasidine S (3). Compound 1 showed selective cytotoxicity to
HeLa cell, while compounds 2 and 3 showed the potent cytotoxicity against human HeLa cervical, gastric MKN-28, and mouse
melanoma B-16 cancer cells. Compounds 1—3 showed the potent antibacterial activity against two strains of pathogenic bacteria
methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and two strains of pathogenic bacteria methicillin-sensitive Staphylococcus
aureus (MSSA). Conclusion The assignments of NMR data of compound 1 are reported in this paper for the first time. Compounds
1—3 show the potent cytotoxic and antibacterial activities.
Key words: Picrasma quassioides Bennet; alkaloids; β-carboline; picrasidine F; picrasidine G; picrasidine S; cytotoxicity; antibacterial
activity

苦木 Picrasma quassioides Bennet 是苦木科
（Simaroubaceae）苦树属 Picrasma Bl. 落叶乔木，
又称苦树，生长在湿润而肥沃的山坡、山谷和溪边
等地，在我国主要分布在黄河以南各省区，在印度
东北部、尼泊尔、不丹、朝鲜和日本也有分布[1]。
国内外学者对苦树属植物的化学成分进行了深入的
研究，发现该属植物中主要以生物碱、苦味素及其
苷类成分为主，同时还包含少量的三萜、酚酸以及

收稿日期：2014-11-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目（41476121，41106127，81302691，81172978）
作者简介：石国华（1988—），男，硕士研究生，研究方向为天然药物化学。
*通信作者 林厚文（1967—），男，教授。Tel: (021)68383346 E-mail: franklin67@126.com
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黄酮类等成分，这些化学成分显示了抗病原微生物、
抗肿瘤和降血压的作用[2]。国内外专家学者也在苦
木中发现了一些 β-卡巴林生物碱成分[3-11]。本课题
组从苦木茎 95%乙醇提取物中分离得到了 3 个 β-
卡巴林生物碱成分，经波谱学方法以及文献比对分
别鉴定为 picrasidine F（1）、picrasidine G（2）和
picrasidine S（3）。尽管 Koike 在 1986 年已经发表
了有关化合物 1 的研究[12]，但化合物 1 的 1H-NMR
和 13C-NMR 仍然未做准确归属。本研究通过对化合
物 1 核磁数据的分析，首次对该化合物的 1HNMR、
13C-NMR 和 2D NMR 数据进行了全面准确的归属；
并对这 3 个化合物进行了抗肿瘤和抗菌活性评价。
1 仪器与材料
Bruker AVANCE 400 超导核磁波谱仪；Finnigan
LCQDECA 和 Agilent 6210 LC/MSD TOF 质谱仪；
Jasco P-1020 旋光仪；Jasco V-550 紫外光谱仪；Jasco
FTIR480 红外光谱仪（KBr 压片）；东京理化 MPLC
色谱仪；分析型高效液相色谱仪（美国 Dionex 公
司）；PDA-100 二极管阵列检测器；Welch XB-C18
（250 mm×4.6 mm，5 μm）分析型色谱柱和 Welch
XB-C18（250 mm×21.2 mm，5 μm）制备型色谱柱；
薄层色谱用硅胶 G、硅胶 H、柱色谱硅胶（100～140
目、200～300 目）（青岛海洋化工有限公司）；RP-18
高效薄层预制板（Merck 公司）；RP-18 柱色谱材料
（Merck 公司）；Sephadex LH-20（Mitsubishi Kasei
公司）；色谱纯甲醇为山东禹王实业有限公司化工分
公司产品，其余色谱用化学试剂均为分析纯，为天津
康科德科技有限公司和广州化学试剂厂产品。
苦木药材采自广西壮族自治区，由暨南大学周
光雄教授鉴定为苦木科苦树属植物苦木 Picrasma
quassioides Bennet。标本（编号 PQ05）保存于上海
交通大学医学院附属仁济医院癌基因与相关基因国
家重点实验室海洋药物实验室。
2 提取与分离
苦木茎干质量 5 kg，用 95%乙醇 10 L 加热回流
提取 5 次，每次 2 h，提取液减压回收溶剂后得浸膏
18 g，分散在水中，依次用相同体积的氯仿和正丁
醇分别萃取 3 次，回收溶剂后得到氯仿萃取物 12 g、
正丁醇萃取物 4.5 g。具有抗肿瘤活性的氯仿萃取物
经硅胶柱色谱，环己烷-醋酸乙酯（100∶0→0∶100）
梯度洗脱，得到 8 个流分 Fr. 1～8。用氯仿-甲醇
（10∶1）展开剂对这 8 个流分进行 TLC 分析，碘化
铋钾显色可发现流分 Fr. 7 包含更多的生物碱类化
合物；流分 Fr. 7（1.2 g）经 Sephadex LH-20 柱色谱，
二氯甲烷-甲醇（1∶1）洗脱，得到 5 个流分 Fr. 7A～
E。流分 Fr. 7B（242 mg）经反相中压柱色谱，甲醇-
水（10∶90→100∶0）梯度洗脱，得到 4 个流分 Fr.
7B-1～4。流分 Fr. 7B-3（74 mg）经半制备型高效液
相色谱分离纯化，乙腈-水-三氟乙酸（45∶55∶0.05）
洗脱，体积流量 2 mL/min，得到化合物 1（3.1 mg，
tR＝17.90 min）、2（3.5 mg，tR＝14.19 min）、3（5.2 mg，
tR＝20.81 min）。
3 结构鉴定
化合物 1：淡黄色固体。1H-NMR (600 MHz,
DMSO-d6) 和 13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) 数据
见表 1。化合物 1 的 1H-NMR 数据与文献报道基本
一致[12]，同时，本实验对化合物 1 的 13C-NMR 和
2D NMR 数据进行了补充。1H-NMR (600 MHz,
DMSO-d6) 谱（表 1）低场区给出 2 个活泼氢信号 δH
13.08 (1H, brs) 和 12.13 (1H, brs)，9 个烯氢信号 δH
8.31 (1H, d, J = 7.8 Hz), 8.25 (1H, s), 7.84 (1H, d, J =
7.8 Hz), 7.79 (1H, d, J = 7.8 Hz), 7.78 (1H, s), 7.77
(1H, td, J = 7.8, 1.2 Hz), 7.45 (1H, td, J = 7.8, 1.2 Hz),
7.23 (1H, t, J = 7.8 Hz) 和 7.18 (1H, dd, J = 7.8, 1.2
Hz)，1 个连氮次甲基氢信号 δH 6.96 (1H, m)，3 个
甲氧基氢信号 δH 4.07 (3H, s), 4.00 (3H, s) 和 3.98
(3H, s)；高场区给出 6 个亚甲基氢信号 δH 3.69 (1H,
dd, J = 19.2, 6.0 Hz), 3.55 (1H, m), 2.64 (1H, m), 2.56
(1H, m), 1.98 (1H, m) 和 1.76 (1H, m)。13C-NMR
(150 MHz, DMSO-d6) 谱中给出 29 个碳信号，高场
区给出 3 个亚甲基信号 δC 13.1, 24.3 和 27.1，3 个甲
氧基信号 δC 55.6, 56.0 和 57.6，1 个连氮次甲基信号
δC 64.8；低场区给出 22 个烯碳信号 δC 107.9, 112.9,
115.4, 117.6, 117.8, 118.8, 119.7, 119.9, 120.7, 121.1,
121.9, 124.3, 130.1, 130.4, 132.6, 134.1, 135.5, 138.0,
142.3, 146.0, 150.8 和 151.1。根据以上数据，可知化
合物 1 与 picrasidine G（2）具有相同的骨架，唯一
的区别在于化合物 1 比 2 多 1 个甲氧基。通过 HMQC
相关可将氢与相应的碳连接起来。化合物 1 的 COSY
相关和关键的 HMBC 相关已在图 1 中标出。HMBC
中，由 6-OCH3与 C-6 的相关，6′-OCH3与 C-6′的相关，
12′-OCH3与 C-12′的相关，可确定 3 个甲氧基的连接
位置，从而确定化合物 1 多出的那个甲氧基连接在
C-12′上，进而确定了化合物 1 为 picrasidine F。其他
的 HMBC 相关也验证了化合物 1 的结构。
化合物 2：淡黄色固体。1H-NMR (600 MHz,
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表 1 化合物 1～3 的 1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) 和 13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) 数据
Table 1 1H-NMR (600 MHz) and 13C-NMR (150 MHz) NMR data of compounds 1—3 in DMSO-d6
1 2 3
碳位 δH δC HMBC (H→C) δH δC δH δC
1 13.08, brs 7, 8 12.21, brs 12.15, brs
2 134.1 137.9 132.8
3 138.0 139.9 139.1
5 8.25, s 117.6 3, 7 8.35, s 117.8 8.18, s 120.0
6 150.8 150.7 151.2
7 119.7 119.8 120.2
8 118.8 118.8 121.2
9 8.31, d (J = 7.8 Hz) 124.3 7, 8, 11, 13 8.33, d (J = 7.8 Hz) 124.3 7.84, d (J = 7.8 Hz) 116.0
10 7.45, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 121.9 8, 12 7.46, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 121.9 7.20, t (J = 7.8 Hz) 122.8
11 7.77, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 130.1 9, 13 7.79, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 130.4 7.29, d (J = 7.8 Hz) 110.0
12 7.84, d (J = 7.8 Hz) 112.9 8, 10 7.86, d (J = 7.8 Hz) 112.9 146.5
13 142.3 142.3 134.1
14a 3.69, dd (J = 19.2, 6.0 Hz) 24.3 2, 3, 15, 16 3.69, m 24.2 3.54, dd (J = 19.2, 5.4 Hz) 24.6
14b 3.55, m 3, 15, 16 3.56, m 3.82, dd (J = 19.2, 5.4 Hz)
15a 1.98, m 13.1 3, 14, 17 1.99, m 13.1 2.63, m 13.2
15b 1.76, m 1.70, m 2.52, m
16a 2.64, m 27.1 14, 15, 3′ 2.63, m 26.5 3.82, m 27.1
16b 2.56, m 15 2.69, m 3.15, m
17 6.96, m 64.8 3, 5, 15, 16, 3′ 6.87, m 65.0 6.98, brs 65.0
1′ 12.13, brs 2′, 7′, 8′, 13′
2′ 132.6 134.9 130.3
3′ 135.5 134.1 135.7
5′ 7.78, s 119.9 3′, 6′, 7′ 7.81, s 120.0 7.77, s 117.5
6′ 151.1 151.1 150.9
7′ 117.8 119.7 120.3
8′ 121.1 117.4 118.2
9′ 7.79, d (J = 7.8 Hz) 115.4 11′, 13′ 8.22, d (J = 7.8 Hz) 123.3 7.77, d (J = 7.8 Hz) 115.5
10′ 7.23, t (J = 7.8 Hz) 120.7 8′, 12′ 7.30, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 119.9 7.20, t (J = 7.8 Hz) 120.8
11′ 7.18, dd (J = 7.8, 1.2 Hz) 107.9 9′, 12′, 13′ 7.60, td (J = 7.8, 1.2 Hz) 127.6 7.15, d (J = 7.8 Hz) 107.9
12′ 146.0 7.72, d (J = 7.8 Hz) 111.7 146.2
13′ 130.4 132.6 133.2
6-OCH3 3.98, s 57.6 6 4.00, s 57.6 3.95, s 57.6
12-OCH3 3.99, s 55.9
6′-OCH3 4.00, s 56.0 6′ 4.03, s 56.1 4.04, s 56.0
12′-OCH3 4.07, s 55.6 12′ 4.06, s 55.6

DMSO-d6) 和 13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) 数据
见表 1。以上数据与文献报道基本一致[8,12-14]，故鉴
定化合物 2 为 picrasidine G。
化合物 3：淡黄色固体。1H-NMR (600 MHz,
DMSO-d6) 和 13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) 数据
见表 1。以上数据与文献报道基本一致[8,13]，故鉴定
化合物 3 为 picrasidine S。
4 生物活性
采取 MTT 法[15]对化合物 1～3 进行人宫颈癌
HeLa 细胞、胃癌 MKN-28 细胞和小鼠黑色素瘤 B-16
细胞的细胞毒活性测试。培养 48 h 后，发现化合物 1
对人宫颈癌 HeLa 细胞有显著的细胞毒活性，IC50 值
为 16.65 μmol/L，且选择性较强；化合物 2 和 3 对人
宫颈癌 HeLa 细胞、胃癌 MKN-28 细胞和小鼠黑色素
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12
1
5
9
10
14
17NH
N
N
HN
O
O
1
12
9
6
O
HMBC1H-1H COSY
1
1
6
9
12
N
H
N
N
HN
O
O
1 2
3
5
6
78
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1 R1 = H R2 = OCH3 2 R1 = R2 = H
3 R1 = OCH3 R2 = OCH3
CF3COO
O
O

图 1 化合物 1～3 的结构及化合物 1 的主要 1H-1H COSY 和 HMBC 相关
Fig. 1 Structures of compounds 1—3 and key 1H-1H COSY and HMBC correlations of compound 1
瘤 B-16 细胞具有显著的细胞毒活性，IC50值在 4.95～
19.0 μmol/L；其中，化合物 2 对人宫颈癌 HeLa 细胞、
化合物 3 对人宫颈癌 HeLa 细胞和胃癌 MKN-28 细胞
的细胞毒活性强于阳性对照药 5-氟尿嘧啶；活性结果
见表 2。
根据美国临床和实验室标准协会（CLSI）标准，
采用 MIC 法[16]对化合物 1～3 进行抗菌活性测试，
菌株包括 2 株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA
P0172 和 MARS H0117）和 2 株甲氧西林敏感的葡
萄球菌（MSSA P0171 和 MSSA H0180）；药物质量
浓度梯度为 0～128 μg/mL。37 ℃恒温培养 24 h 后
显示，化合物 1～3 对 2 株 MSSA 菌株的抑制作用
较强，MIC90值在 4～8 μg/mL，对两株 MRSA 菌株
的抑制作用稍弱，MIC90值在 8～16 μg/mL；3 个化
合物对 4 株菌的抑制作用均比阳性对照药氯霉素稍
弱；活性结果见表 3。
表 2 化合物 1～3 对人宫颈癌 HeLa 细胞、胃癌 MKN-28 细胞和小鼠黑色素瘤 B-16 细胞的细胞毒活性 ( 3 n , sx )
Table 2 Cytotoxicity of compounds 1—3 to human HeLa cervical and gastric MKN-28, and mouse melanoma B-16 cancer cells
( 3 n , sx )
IC50/(μmol·L−1) 化合物
HeLa MKN-28 B-16
picrasidine F (1) 16.65±1.06 145.50±10.19 95.48±6.49
picrasidine G (2) 7.11±0.44 11.49± 0.73 19.00±1.16
picrasidine S (3) 4.95±0.31 8.49± 0.68 11.47±0.79
5-氟尿嘧啶 13.45±1.07 9.67± 0.82 7.64±0.69
表 3 化合物 1～3 对 MRSA (P0172/H0117) 和 MSSA (P0171/H0180) 的抗菌活性
Table 3 Antibacterial activity of compounds 1—3 to MRSA (P0172/H0117) and MSSA (P0171/H0180)
MIC90/(μg·mL−1) 化合物
MRSA P0172 MRSA H0117 MSSA P0171 MSSA H0180
甲氧西林 128 128 2 2
picrasidine F (1) 16 8 8 4
picrasidine G (2) 8 16 8 8
picrasidine S (3) 8 8 4 8
氯霉素 2 2 2 2

5 讨论
《中国药典》记载，苦木茎入药，味苦，性寒，
有毒；有清热燥湿、解毒、杀虫等功效。由于苦木
的化学成分复杂，其发挥治疗作用的有效成分及作
用机制至今尚未阐明。本研究通过多种现代色谱分
离手段，对苦木茎中的活性成分进行了分离纯化，
得到了 3 个 β-卡巴林生物碱成分：picrasidine F（1）、
picrasidine G（2）和 picrasidine S（3）。并首次对化
合物 1 的 1H-NMR、13C-NMR 和 2D NMR 数据进行
了全面准确的归属。本研究还对这 3 个生物碱进行了
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细胞毒和抗菌活性测试，发现它们具有显著的细胞毒
活性和抗菌活性，说明苦木中含有大量活性较好的化
学成分，这为开发苦木更多的药用价值和深入探讨
苦木活性成分的作用机制提供了良好的基础。
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