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Chemical constituents from Leonurus japonicus Injection

益母草注射液化学成分研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 21 期 2014 年 11 月

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• 化学成分 •
益母草注射液化学成分研究
何成军 1,彭 成 1,戴 鸥 1,仰 莲 1,刘 娟 1,郭 力 1,熊 亮 1*,刘昭华 2
1. 成都中医药大学 中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验室培育基地,四川 成都 611137
2. 成都第一药业有限公司,四川 成都 610031
摘 要:目的 研究益母草注射液的化学成分。方法 采用大孔吸附树脂、硅胶柱色谱和凝胶柱色谱等方法进行分离纯化,
根据理化性质及波谱数据鉴定化合物结构。结果 从益母草注射液中分离鉴定了 15 个化合物,包括氨基酸及其衍生物 4 个:
N-异丁基缬氨酸(1)、缬氨酸(2)、丙氨酸(3)、L-焦谷氨酸甲酯(4);生物碱类 9 个:水苏碱(5)、胆碱(6)、葫芦巴碱
(7)、尿嘧啶(8)、5-甲基尿嘧啶(9)、2′, 3′-O-异亚丙基尿苷(10)、3-羟基吡啶(11)、5-羟基-2-羟甲基吡啶(12)、2-甲基- 3-
羟基吡啶(13);呋喃羧酸 2 个:2-呋喃甲酸(14)、5-羟甲基-2-呋喃甲酸(15)。结论 化合物 2~4、6~7、9~15 为首次
从益母草属植物中分离得到,其中化合物 1 为新天然产物,并首次报道了其 NMR 数据。
关键词:益母草注射液;缬氨酸;丙氨酸;胆碱;葫芦巴碱;尿嘧啶;2-呋喃甲酸
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)21 - 3048 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.21.002
Chemical constituents from Leonurus japonicus Injection
HE Cheng-jun1, PENG Cheng1, DAI Ou1, YANG Lian1, LIU Juan1, GUO Li1, XIONG Liang1, LIU Zhao-hua2
1. State Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research Development and Utilization of Chinese Medicine Resources,
Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China
2. Chengdu No. 1 Pharmaceutical Co., Ltd., Chengdu 610031, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from Leonurus japonicus Injection. Methods The constituents were
purified by macroporus resin, silica gel, Sephadex LH-20, and recrystallization. The structures were identified by spectroscopic
methods and spectroscopic analysis. Results Fifteen compounds were isolated from L. japonicus Injection, including four amino acids
and their derivatives such as N-isobutyl valine (1), valine (2), alanine (3), L-pyroglutamic acid methyl ester (4), nine alkaloids:
stachydrine (5), choline (6), trigonelline (7), uracil (8), 5-methyluracil (9), 2′, 3′-O-isopropylidene uridine (10), 3-hydroxypyridine
(11), 5-hydroxyl-2-hydroxymethylpyridine (12), and 2-methyl-3-hydroxypyridine (13); and two furoic acids such as furan-2-
carboxylic acid (14) and 5-hydroxymethyl-2-furancarboxyic acid (15). Conclusion In addition to compounds 5 and 8, the others are
isolated from the plants of Leonurus Linn. for the first time. Among them, compound 1 is a natural product. Its NMR data, undoubtedly
assigned by 2D-NMR, have been reported for the first time.
Key words: Leonurus japonicus Injection; valine; alanine; choline; trigonelline; uracil; furan-2-carboxylic acid

益母草为唇形科植物益母草 Leonurus japonicus
Houtt. 的新鲜或干燥地上部分。在中医药文献中记
载其功效为活血、祛瘀、调经、消水,素有“血脉
圣药”、“经产良方”之称。益母草注射液为益母
草单味药材经水煎、醇沉、活性炭脱色、精滤等
加工制成的纯中药制剂,收载于部颁标准[1]。益母
草注射液的临床应用十分广泛,可用于治疗冠心
病、月经期偏头痛、急性脑梗死、动脉硬化性脑梗
死、血瘀高黏血症等症[2-6]。目前关于益母草注射液
临床应用的研究繁多,但是对益母草注射液的化学

收稿日期:2014-05-12
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81303209);中国博士后科学基金项目(2014M562291);四川省应用基础研究项目(2012JYZ005);
四川省科技支撑计划(2011SZ0056);成都中医药大学校基金(ZRQN1469)
作者简介:何成军,硕士研究生,主要从事天然药物化学研究。E-mail: heye1217@163.com
*通信作者 熊 亮,博士,副研究员,从事天然药物化学研究。Tel: (028)61800231 E-mail: xiling0505@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 21 期 2014 年 11 月

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成分却知之甚少,药效物质基础有待深入研究。为
了阐明益母草注射液的物质基础,本实验对益母草
注射液进行了化学成分研究。利用 D-101 型大孔吸
附树脂、732 型强离子交换树脂、硅胶柱色谱、
Sephadex LH-20 凝胶柱色谱及重结晶等方法进行分
离纯化,从益母草注射液中分离得到了 15 个化合
物,分别鉴定为 N-异丁基缬氨酸(N-isobutyl valine,
1)、缬氨酸(valine,2)、丙氨酸(alanine,3)、L-
焦谷氨酸甲酯(L-pyroglutamic acid methyl ester,4)、
水苏碱(stachydrine,5)、胆碱(choline,6)、葫
芦巴碱(trigonelline,7)、2′, 3′-O-异亚丙基尿苷(2′,
3′-O-isopropylidene uridine,8)、尿嘧啶(uracil,9)、
5-甲基尿嘧啶(5-methyluracil,10)、3-羟基吡啶
(3-hydroxypyridine,11)、5-羟基-2-羟甲基吡啶(5-
hydroxyl-2-hydroxymethylpyridine,12)、2-甲基-3-
羟基吡啶(2-methyl-3-hydroxypyridine,13)、2-呋
喃甲酸(furan-2-carboxylic acid,14)和 5-羟甲基-2-
呋喃甲酸(5-hydroxymethyl-2-furancarboxyic acid,
15)。其中化合物 1 为新天然产物,并首次报道了
其波谱数据,化合物 2~4、6~7、9~15 为首次从
益母草属植物中分离得到。由于益母草注射液制法
简单,主要为水煎、醇沉、活性炭脱色、精滤、灭
菌过程,故推测化合物 1~15 来源于原药材。
1 材料
Bruker—400、Bruker—600 和 INOVA—500 核
磁共振波谱仪;Waters Synapt G2 高分辨质谱仪。
D-101 大孔吸附树脂和 732 型强酸型离子交换树脂
均为成都市科龙化工试剂厂生产;MCI 柱色谱 CHP
20P(75~150 μm)为日本 Mitsubishi Chemical 公司
生产;Sephadex LH-20 为瑞典 Amershan Pharmacia
公司生产;薄层色谱硅胶 GF254、柱色谱硅胶(200~
300 目)均为青岛海洋化工厂生产;GF254 硅胶制备
薄层板为烟台江友硅胶开发有限公司生产;所用试
剂均为分析纯。
益母草注射液(成都第一药业有限公司,批号
120701),每支注射液含总生物碱以盐酸水苏碱
(C7H13NO2•HCl)计算,应为 18~22 mg。
2 提取与分离
取益母草注射液 1 600 支(1 mL/支),旋转蒸
发仪中减压回收溶剂,得益母草浸膏 300 g。浸膏经
水分散溶解后,上样于 D-101 大孔吸附树脂,以水-
乙醇洗脱,回收溶剂,得水及 15%、30%、45%、
60%、95%乙醇洗脱部分(A~F)。A 部分酸化后(210
g)上样于 732 型强酸型离子交换树脂,以纯水及 3
mol/L 的 NaCl 溶液洗脱,水洗脱部分回收溶剂得
A-1 部位;NaCl 溶液洗脱液用 NaOH 调 pH 值至 7,
回收溶剂,所得固形物加甲醇超声提取 3 次,减压
回收甲醇,得 A-2 部分。A-2 部分(160 g)经 MCI
柱色谱,以甲醇-水梯度洗脱,得 4 个洗脱部分
(A-2-a~A-2-d)。A-2-a 部分(70 g)经反复硅胶柱
色谱、Sephadex LH-20 柱色谱及重结晶等分离方法
得到化合物 5(20 g)、6(5 g)和 7(2 g)。A-2-b
部分(10 g)经硅胶柱色谱、MCI 柱色谱、Sephadex
LH-20 柱色谱及制备薄层色谱得化合物 1(20 mg)、
2(10 mg)、3(40 mg)、11(20 mg)、12(10 mg)
和 13(12 mg)。A-1 部分(50 g)经 Sephadex LH-20
柱色谱及制备薄层色谱得化合物 4(3 g)、8(25 mg)、
9(0.5 g)、10(10 mg)、14(0.2 g)和 15(30 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z:
174.149 1 [M+H]+(计算值为 174.144 9),196.131 1
[M+Na]+,分子式为 C9H19NO2;不饱和度为 1。茚
三酮溶液显色呈阳性,说明该化合物可能为氨基酸
类化合物。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 3.40 (1H,
d, J = 4.0 Hz, H-2), 2.27 (1H, m, H-3), 1.14 (3H, d,
J = 6.8 Hz, H-4), 1.07 (3H, d, J = 6.8 Hz, H-5);
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 173.3 (C-1), 70.0
(C-2), 30.7 (C-3), 19.8 (C-4), 18.3 (C-5),与缬氨酸
(2)的波谱数据十分相似(表 1),表明其结构中可
能存在缬氨酸片段。此外 1H-NMR 谱还显示出 1 个
异丁基片段信号 δ: 2.91 (1H, dd, J = 12.0, 6.4 Hz,
H-1′a), 2.78 (1H, dd, J = 12.0, 8.0 Hz, H-1′b), 2.09
(1H, m, H-2′), 1.05 (3H, d, J = 7.2 Hz, H-3′), 1.04
(3H, d, J = 7.2 Hz, H-4′),结合其 13C-NMR 谱数据 δ
56.8 (C-1′),说明该异丁基连接在 N 原子上,推测
化合物 1 为缬氨酸的 N-异丁基衍生物。由于该化合
物只见于 1 次合成报道,且无 NMR 数据[7-8],因此,
本实验进一步采用 2D-NMR 进行确证。通过 HSQC
数据分析,对 1H-NMR 以及相应的 13C-NMR 信号
进行了准确归属(表 1),根据 1H-1H COSY 谱确定
了化合物 1 中存在的质子间相互偶合的结构片段(图
1)。在 HMBC 谱中,H-1′与 C-2、C-2′、C-3′和 C-4′
相关,进一步确证化合物 1 为 N-异丁基缬氨酸。
化合物 2:白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z:
118.081 8 [M+H]+(计算值为 118.082 3),分子式为
C5H11NO2。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) 和 13C-NMR
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 21 期 2014 年 11 月

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表 1 化合物 1 和 2 的核磁数据
Table 1 NMR data of compounds 1 and 2
δH δC 碳位
1 2 1 2
1 — — 173.3 174.9
2 3.40 (d, J = 4.0 Hz) 3.61 (d, J = 4.0 Hz) 70.0 68.9
3 2.27 (s) 2.28 (m) 30.7 31.9
4 1.14 (d, J = 6.8 Hz) 1.04 (d, J = 6.8 Hz) 18.3 17.5
5 1.07 (d, J = 6.8 Hz) 0.99 (d, J = 6.8 Hz) 19.8 18.8
1′ 2.91 (dd, J = 12.0, 6.4 Hz) — 56.8 —
2.78 (dd, J = 12.0, 8.0 Hz) —
2′ 2.09 (m) — 27.0 —
3′ 1.05 (d, J = 7.2 Hz) — 20.7 —
4′ 1.04 (d, J = 7.2 Hz) — 20.4 —

H3C
CH3
NH
COOH
CH3
CH3
1
HMBC1H-1H COSY
图 1 化合物 1 的结构及主要的 COSY 和 HMBC 相关
Fig. 1 Structure and key COSY and HMBC correlations
of compound 1
(100 MHz, CD3OD) 数据见表 1,与文献报道基本一
致[9],故鉴定化合物 2 为缬氨酸。
化合物 3:白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z:
90.050 5 [M+H]+(计算值为 90.051 0),分子式为
C3H7NO2。1H-NMR (400 MHz, D2O) δ: 3.66 (1H, q,
J = 6.4 Hz, H-2), 1.36 (3H, d, J = 6.4 Hz, H-3);
13C-NMR (100 MHz, D2O) δ: 175.7 (C-1), 50.4 (C-2),
16.1 (C-3)。以上数据与文献报道基本一致[10],故鉴
定化合物 3 为丙氨酸。
化合物 4:无色油状物。HR-ESI-MS m/z:
144.061 5 [M+H]+(计算值为 144.061 6),分子式
为 C6H9NO3。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 8.07
(1H, s, -NH), 4.42 (1H, dd, J = 9.4, 4.4 Hz, H-2), 3.87
(3H, s, -OCH3), 2.60 (1H, m, H-3a), 2.44 (2H, m,
H-3b, 4a), 2.27 (1H, m, H-4b);13C-NMR (100 MHz,
CD3OD) δ: 181.1 (C-5), 174.6 (C-6), 57.0 (-OCH3),
53.1 (C-2), 30.4 (C-4), 25.9 (C-3)。以上数据与文献报
道基本一致[11],故鉴定化合物 4为 L-焦谷氨酸甲酯。
化合物 5:白色片状结晶(丙酮);改良碘化铋
钾试液显橘红色。HR-ESI-MS m/z: 144.103 0 [M+
H]+(计算值为 144.098 0),分子式为 C7H13NO2。
1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 4.04 (1H, dd, J =
10.4, 8.8 Hz, H-2), 3.67 (1H, m, H-5a), 3.53 (1H, m,
H-5b), 3.34, 3.16 (各 3H, s, 2×N-CH3), 2.50 (1H, m,
H-3a), 2.30 (1H, m, H-3b), 2.14 (2H, m, H-4);
13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 170.7 (C-6), 77.6
(C-2), 68.0 (C-5), 52.7 (N-CH3), 46.3 (N-CH3), 26.6
(C-3), 19.8 (C-4)。以上数据与文献报道基本一致[12],
故鉴定化合物 5 为水苏碱。
化合物 6:无色块状结晶(甲醇)。改良碘化铋
钾试液显橘红色。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ:
4.01 (2H, m, H-1), 3.53 (2H, m, H-2), 3.26 (各 3H, s,
3×N-CH3);13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 69.0
(C-1), 57.1 (C-2), 54.7 (3×N-CH3)。与胆碱对照品共
薄层,在 3 种不同的展开条件下(三氯甲烷-甲醇、
正丁醇-冰醋酸-水、正丁醇-甲醇-水),Rf 值和显色
均一致,故鉴定化合物 6 为胆碱。
化合物 7:白色无定形粉末。改良碘化铋钾试
液显橘红色。HR-ESI-MS m/z: 138.051 8 [M+H]+
(计算值为 138.051 0),分子式为 C7H7NO2。1H-NMR
(400 MHz, CD3OD) δ: 9.21 (1H, s, H-2), 8.89 (2H, m,
H-4, 5), 8.07 (1H, dd, J = 7.2, 2.4 Hz, H-6), 4.46 (3H,
s, -CH3);13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 166.7
(C-7), 147.5 (C-6), 146.8 (C-2), 145.9 (C-4), 139.8
(C-3), 128.4 (C-5), 48.9 (CH3)。以上数据与文献报道
基本一致[13],故鉴定化合物 7 为葫芦巴碱。
化合物 8:白色无定形粉末;TLC 检测 254 nm
弱暗斑;10%硫酸-乙醇溶液显色呈黑褐色;ESI-MS
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 21 期 2014 年 11 月

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m/z: 111 [M-H]−。1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ:
10.89 (1H, s, NH), 7.37 (1H, d, J = 7.8 Hz, H-5), 5.43
(1H, d, J = 7.8 Hz, H-6)。以上数据与文献报道基本
一致[14],故鉴定化合物 8 为尿嘧啶。
化合物 9:白色无定形粉末;TLC 检测 254 nm
强暗斑;10%硫酸乙醇溶液显色呈紫黑色;HR-ESI-MS
m/z: 127.036 7 [M+H]+(计算值为 127.050 8),分
子式为 C5H6N2O2。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ:
7.24 (1H, s, H-6), 1.84 (3H, s, H-7);13C-NMR (125
MHz, CD3OD) δ: 166.4 (C-4), 153.3 (C-2), 139.4
(C-5), 110.6 (C-6), 12.3 (C-7)。以上数据与文献报道
基本一致[15],故鉴定化合物 9 为 5-甲基尿嘧啶。
化合物 10:白色无定形粉末;TLC 检测 254 nm
强暗斑;10%硫酸乙醇溶液未见显色;HR-ESI-MS
m/z: 307.090 4 [M+Na]+(计算值为 307.090 6),分
子式为 C12H16N2O6。1H-NMR (600 MHz, CD3OD) δ:
7.83 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-6), 5.87 (1H, d, J = 2.4 Hz,
H-1′), 5.68 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-5), 4.92 (1H, dd, J =
6.0, 3.0 Hz, H-2′), 4.84 (1H, dd, J = 6.0, 3.0 Hz, H-3′),
4.22 (1H, q, J = 4.2 Hz, H-4′), 3.73 (2H, m, H-5′),
1.55 (3H, s, H-2″), 1.35 (3H, s, H-3″);13C-NMR (150
MHz, CD3OD) δ: 166.4 (C-1), 144.0 (C-2), 143.8
(C-5), 115.1 (C-1″), 102.6 (C-6), 94.1 (C-1′), 88.4
(C-4′), 85.8 (C-2′), 82.2 (C-3′), 63.2 (C-5′), 27.5
(C-2″), 25.5 (C-2″)。以上数据与文献报道基本一
致[16],故鉴定化合物 10 为 2′, 3′-O-异亚丙基尿苷。
化合物 11:无色针状结晶(甲醇)。HR-ESI-MS
m/z: 96.044 8 [M+H]+(计算值为 96.040 5),分子
式为 C5H5NO。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 8.08
(1H, d, J = 4.0 Hz, H-2), 8.00 (1H, dd, J = 4.0, 1.2 Hz,
H-6), 7.25 (2H, m, H-4, 5);13C-NMR (100 MHz,
CD3OD) δ: 156.0 (C-3), 140.8 (C-6), 138.3 (C-2),
125.8 (C-5), 124.4 (C-4)。以上数据与文献报道基本
一致[17],故鉴定化合物 11 为 3-羟基吡啶。
化合物 12:白色针状结晶(甲醇)。HR-ESI-MS
m/z: 126.054 6 [M+H]+(计算值为 126.051 0),分
子式为 C6H7NO2。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ:
8.01 (1H, d, J = 2.8 Hz, H-2), 7.35 (1H, d, J = 4.8 Hz,
H-5), 7.23 (1H, dd, J = 4.8, 2.8 Hz, H-4), 4.59 (2H, s,
H2-7);13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 155.1 (C-3),
152.2 (C-6), 137.4 (C-2), 125.1 (C-5), 123.3 (C-4),
65.2 (C-7)。以上数据与文献报道基本一致[18],故鉴
定化合物 12 为 5-羟基-2-羟甲基吡啶。
化合物 13:白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z:
110.056 8 [M+H]+(计算值为 110.056 1),分子式
为 C6H7NO。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ: 7.85
(1H, dd, J = 4.8, 1.2 Hz, H-6), 7.15 (1H, dd, J = 8.0,
1.2 Hz, H-4), 7.08 (1H, dd, J = 8.0, 4.8 Hz, H-5), 2.40
(3H, s, H-7);13C-NMR (100 MHz, CD3OD) δ: 153.9
(C-3), 147.7 (C-2), 139.5 (C-6), 123.8 (C-4), 123.3
(C-5), 18.5 (C-7)。以上数据与文献报道基本一致[19],
故鉴定化合物 13 为 2-甲基-3-羟基吡啶。
化合物 14:白色针状结晶(甲醇)。HR-ESI-MS
m/z: 113.023 8 [M+H]+(计算值为 113.091 4),表明
分子式为 C5H4O3。1H-NMR (400 MHz, CD3OD) δ:
7.70 (1H, s, H-3), 7.20 (1H, d, J = 3.6 Hz, H-5), 6.56
(1H, t, J = 1.6 Hz, H-4); 13C-NMR (100 MHz,
CD3OD) δ: 161.9 (C-6), 148.1 (C-5), 146.4 (C-2),
119.2 (C-3), 113.1 (C-4)。以上数据与文献报道基本
一致[20],故鉴定化合物 14 为 2-呋喃甲酸。
化合物 15:白色针状结晶(甲醇)。HR-ESI-MS
m/z: 143.030 5 [M+H]+(计算值为 143.030 0),表
明分子式为 C6H6O4。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ:
7.16 (1H, d, J = 3.0 Hz, H-4), 6.17 (1H, d, J = 3.0 Hz,
H-3), 5.08 (2H, s, H-6) ; 13C-NMR (125 MHz,
CD3OD) δ: 162.0 (C-7), 160.7 (C-5), 145.9 (C-2),
120.1 (C-4), 110.4 (C-3), 57.6 (C-6)。以上数据与文献
报道基本一致[21],故鉴定化合物 15 为 5-羟甲基-2-
呋喃甲酸。
参考文献
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