全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 6 期 2012 年 6 月
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兴安升麻根茎的化学成分研究
裴秋燕 1, 2,斯建勇 2*,沈连刚 2,沈寿茂 2,雷崎方 2,马超英 1*
1. 西南交通大学生命科学与工程学院,四川 成都 610031
2. 中国医学科学院 北京协和医学院药用植物研究所,北京 100193
摘 要:目的 研究兴安升麻 Cimicifuga dahurica 根茎的化学成分。方法 利用正、反相硅胶柱色谱、制备薄层色谱、Sephadex
LH-20 凝胶色谱等方法对兴安升麻乙醇提取物进行分离纯化,根据理化性质和波谱数据对化合物的结构进行鉴定。结果 共
分离得到 12 个化合物,分别鉴定为升麻醇(1)、异阿魏酸(2)、升麻槭素 B(3)、阿魏酸(4)、升麻醇-3-O-β-D-木糖苷(5)、
25-O-乙酰基升麻醇-3-O-β-D-木糖苷(6)、24-O-乙酰基-异北升麻醇-3-O-β-D-木糖苷(7)、E-3-(3″-甲基-2″-亚丁烯基)-2-吲哚
酮(8)、甲基阿魏酸(9)、升麻醇-3-酮(10)、25-O-乙酰基升麻醇(11)、β-谷甾醇(12)。结论 化合物 9 为首次从该属植
物中分离得到,化合物 3、7、10 为首次在该植物中分离得到。
关键词:兴安升麻;环菠萝蜜烷型三萜皂苷;甲基阿魏酸;升麻醇-3-酮;升麻槭素 B
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)06 - 1075 - 04
Chemical constituents from rhizomes of Cimicifuga dahurica
PEI Qiu-yan1, 2, SI Jian-yong2, SHEN Lian-gang2, SHEN Shou-mao2, LEI Qi-fang2, MA Chao-ying1
1. School of Life Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China
2. Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing
100193, China
Key words: Cimicifuga dahurica (Turcz) Maxim.; cycloartane triterpenoid saponin; methyl ferulic acid; cimigenol-3-one; cimiacerogenin B
兴安升麻 Cimicifuga dahurica (Turcz) Maxim.
为毛茛科升麻属多年生草本植物,幼苗可食,根茎
入药,俗称窟窿牙、地龙牙、苦老根[1],为《中国
药典》2010 年版一部收载的 3 种升麻药材之一。国
内学者曾对兴安升麻根茎的化学成分进行研究,从
中分离鉴定了10个化合物,包括5个三萜类化合物,
1 个有机酸,1 个生物碱以及蔗糖和甾醇等[2]。为了
进一步研究兴安升麻的药效物质基础,明确兴安升
麻的活性成分,本课题组对兴安升麻根茎进行化学
成分研究,从中分离得到 12 个化合物,根据理化性
质和波谱数据分别鉴定为升麻醇(cimigenol,1)、
异阿魏酸( isoferulic acid , 2 )、升麻槭素 B
(cimiacerogenin B,3)、阿魏酸(ferulic acid,4)、
升麻醇 -3-O-β-D-木糖苷( cimigenol-3-O-β-D-xyl-
opranoside,5)、25-O-乙酰基升麻醇-3-O-β-D-木糖
苷(25-O-acetyl-cimigenol-3-O-β-D-xylopranoside,6)、
24-O- 乙 酰 基 - 异 北 升 麻 醇 -3-O-β-D- 木 糖 苷
( 24-O-acetyl-isodahurinol-3-O-β-D-xylopyranoide ,
7)、E-3-(3″-甲基-2″-亚丁烯基)-2-吲哚酮 [E-3-(3″-
methyl-2″-butenylidene)-2-indolinone,8]、甲基阿魏
酸 ( methyl ferulic acid , 9 )、 升 麻 醇 -3- 酮
( cimigenol-3-one , 10 )、 25-O- 乙酰 基 升 麻醇
(25-O-acetylcimigenol,11)、β-谷甾醇(β-sitosterol,
12)。其中,化合物 9 为首次从本属植物中分得,
化合物 3、7 和 10 为首次从兴安升麻中分得。
1 仪器和材料
Bruker—AV—600 型核磁共振仪(布鲁克光谱
仪器公司,德国),薄层色谱和柱色谱用硅胶(青岛
海洋化工厂产品),Sephadex LH-20 凝胶(GE
healthcare),反相柱色谱 C18硅胶(YMC Co.,Ltd.),
普通色谱用试剂均为分析纯(中国医药集团),化学
试剂(中国科学院武汉波谱公司)。
收稿日期:2012-02-23
基金项目:重大新药创制(2012ZX09301-002-001);药典委员会《中药材升麻的质量标准提高》重大新药创制:面向新药发现的数字化重要
成分化学库(2011ZX09307-002-01)
作者简介:裴秋燕(1986—),女,湖北松滋人,硕士研究生,研究方向为中药化学成分及质量分析。E-mail: butterflyyan@126.com
*通讯作者 斯建勇 E-mail: jysi@implad.ac.cn
马超英 E-mail: mcy195888@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 6 期 2012 年 6 月
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所用药材来自辽宁省本溪市本溪县,经中国医
学科学院北京协和医学院药用植物研究所标本馆林
余霖副研究员鉴定为毛茛科植物兴安升麻
Cimicifuga dahurica (Turcz) Maxim.。
2 提取与分离
兴安升麻药材根茎 6.5 kg,切碎,80%乙醇回
流提取 3 次,每次以 8 倍量的溶剂回流提取 1 h。合
并提取液,减压浓缩,趁热倒出,加入硅藻土 19.5
kg,拌匀,烘干后,装入索式提取器,分别用己烷-
丙酮(5∶1)、醋酸乙酯加热回流洗脱,取醋酸乙酯
洗脱液,浓缩得 200 g 浸膏。甲醇溶解浸膏,经硅
胶柱色谱,氯仿-甲醇(1∶0→0∶1)梯度洗脱,通
过薄层色谱检测合并相同部分,得到 10 个组分(Fr.
1~10)。所得组分用硅胶常压、中压系统以及
Sephadex LH-20 凝胶、反相 RP-18、重结晶等方法
分离纯化。从 Fr. 3 得到化合物 1(300 mg)、2(20
mg)、3(35 mg),从 Fr. 7 得到化合物 4(230 mg)、
5(80 mg)、6(48 mg)、7(25 mg),从 Fr. 1 得到
化合物 8(30 mg)、9(40 mg)、10(20 mg)、11
(60 mg)、12(30 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:白色粉末(甲醇),ESI-MS m/z: 511
[M+Na]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 0.34 (1H,
d, J = 6.0 Hz, H-19a), 0.59 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-19b),
0.87 (3H, d, J = 6.0 Hz, H-21), 3.54 (1H, dd, J = 12.0,
6.0 Hz, H-3), 1.18 (3H, s, H-18), 1.46 (3H, s, H-26),
1.49 (3H, s, H-27), 1.22 (3H, s, H-28), 1.20 (3H, s,
H-29), 1.09 (3H, s, H-30), 4.75 (1H, d, J = 6.0 Hz,
H-23), 3.77 (1H, s, H-24), 4.28 (1H, d, J = 9.0 Hz,
H-15)。碳谱数据见表 1。以上数据与文献报道基本
一致[3],故鉴定化合物 1 为升麻醇。
化合物 2:白色粉末(甲醇)。1H-NMR (600 MHz,
CD3OD): δ 7.06 (1H, d, J = 2.4 Hz, H-2), 6.93 (1H, d,
J = 8.4 Hz, H-5), 7.02 (1H, dd, J = 7.8, 1.8 Hz, H-6),
7.50 (1H, d, J = 15.6 Hz, H-7), 6.28 (1H, d, J = 15.6
Hz, H-8), 3.88 (3H, s, -OCH3)。以上数据与文献报道
基本一致[4],经 TLC 检识与异阿魏酸对照品显色行
为及 Rf 值一致,故鉴定化合物 2 为异阿魏酸。
化合物 3:白色粉末(甲醇)。1H-NMR (600 MHz,
CD3OD): δ 0.38 (1H, d, J = 4.2 Hz, H-19a), 0.64 (1H,
d, J = 3.6 Hz, H-19b), 0.82 (3H, s, H-28), 0.95 (3H, s,
H-30), 0.96 (3H, s, H-18), 0.96 (3H, s, H-29), 1.18 (3H,
s, H-21), 1.27 (3H, s, H-27), 1.38 (3H, s, H-26), 3.22
(1H, dd, J = 11.4, 4.2 Hz, H-3), 3.60 (1H, s, H-24), 4.52
表 1 化合物 1、3、5~8、10、11 的 13C-NMR 数据 (C5D5N, 150 MHz)
Table 1 13C-NMR data (C5D5N, 150 MHz) of compounds 1, 3, 5—8, 10, and 11
碳位 1 3* 5 6 7 8 10 11 碳位 1 3* 5 6 7 8 10 11
1 33.1 33.4 32.9 32.8 32.9 34.0 33.1 20 24.5 35.3 24.5 24.3 33.6 24.5 23.8
2 31.5 31.2 30.6 30.5 30.5 171.3 38.0 31.5 21 20.0 17.4 20.0 20.0 21.2 17.3 20.0 19.9
3 78.4 79.6 89.0 88.9 88.8 124.7 215.4 78.4 22 38.6 87.8 38.6 38.3 39.1 38.6 38.3
4 41.5 41.8 41.8 41.7 41.7 124.3 47.6 41.5 23 72.3 106.3 71.7 71.6 79.5 72.3 72.1
5 47.9 48.8 47.7 47.6 47.8 122.3 48.9 47.7 24 90.6 83.6 90.6 87.0 80.2 90.6 87.2
6 21.8 22.3 21.5 21.4 20.7 125.3 21.9 21.8 25 71.4 85.0 71.4 83.5 72.5 71.4 83.5
7 27.0 27.4 27.1 26.7 20.4 129.4 25.8 26.8 26 26.7 27.9 25.9 24.3 27.2 26.7 24.4
8 49.2 49.0 49.1 49.0 44.0 110.6 48.9 49.1 27 26.6 24.6 26.2 21.9 28.7 26.9 22.7
9 20.4 21.0 20.5 20.4 20.4 143.7 21.5 20.4 28 12.3 20.3 12.2 12.2 18.0 12.2 11.9
10 27.4 27.8 27.6 27.0 27.5 131.8 26.9 27.4 29 25.9 26.3 26.9 26.1 26.3 23.0 26.6
11 26.9 27.7 26.8 26.8 26.5 122.1 27.6 27.0 30 15.3 15.0 15.9 15.8 15.8 21.2 15.3
12 34.5 34.6 34.5 34.4 31.6 151.5 34.4 34.5 -COCH3 170.5 171.5 170.6
13 42.3 48.0 42.3 41.7 40.4 18.9 42.3 42.3 -COCH3 21.9 21.4 22.0
14 47.8 46.3 47.7 47.6 55.5 27.4 50.7 47.9 sugar
15 80.7 44.3 80.6 80.5 214.3 80.6 80.6 1′ 107.8 107.9 108.0
16 112.4 73.6 112.4 112.7 84.7 112.3 112.8 2′ 76.0 75.9 76.0
17 60.0 53.6 60.0 60.0 52.7 60.0 59.8 3′ 79.0 79.0 79.0
18 20.2 21.2 19.9 19.9 20.4 20.0 19.9 4′ 72.3 72.1 71.7
19 31.8 31.7 31.3 31.3 31.8 30.8 31.7 5′ 67.5 67.5 67.5
*溶剂为 CD3OD
*CD3OD as solvent
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(1H, dd, J = 8.4, 2.4 Hz, H-16)。碳谱数据见表 1。以
上数据与文献报道基本一致[5],故鉴定化合物 3 为
升麻槭素 B。
化合物 4:白色粉末(甲醇)。1H-NMR (600 MHz,
CD3OD) δ: 7.06 (1H, d, J = 2.4 Hz, H-2), 6.93 (1H, d,
J = 8.4 Hz, H-5), 7.04 (1H, dd, J = 10.2, 2.4 Hz, H-6),
7.55 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-7), 6.27 (1H, d, J = 15.6
Hz, H-8), 3.88 (3H, s, -OCH3)。以上数据与文献报道
基本一致[6],经 TLC 检识与阿魏酸对照品显色行为
及 Rf 值一致,故鉴定化合物 4 为阿魏酸。
化合物 5:白色粉末(甲醇)。1H-NMR (600 MHz,
C5D5N) δ: 0.28 (1H, d, J = 3.6 Hz, H-19a), 0.53 (1H,
d, J = 4.2 Hz, H-19b), 0.85 (3H, d, J = 6.6 Hz, H-21),
3.51 (1H, dd, J = 12.0, 4.2 Hz, H-3), 1.18 (3H, s,
H-18), 1.46 (3H, s, H-26), 1.48 (3H, s, H-27), 1.14
(3H, s, H-28), 1.31 (3H, s, H-29), 1.07 (3H, s, H-30),
4.74 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-23), 3.76 (1H, s, H-24), 4.25
(1H, d, J = 9.0 Hz, H-15), 4.86 (1H, d, J = 7.2 Hz,
H-1′), 4.03 (1H, t, J = 7.2 Hz, H-2′), 4.15 (1H, t, J = 8.4
Hz, H-3′), 4.22 (1H, d, J = 4.8 Hz, H-4′), 3.73 (1H, t,
J = 10.2 Hz, H-5′), 4.35 (1H, dd, J = 11.4, 5.4 Hz,
H-5′)。碳谱数据见表 1。以上数据与文献报道基本一
致[7],故鉴定化合物 5 为升麻醇-3-O-β-D-木糖苷。
化合物 6:白色粉末(甲醇),ESI-MS m/z: 685
[M+Na]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 0.28 (1H,
d, J = 3.6 Hz, H-19a), 0.52 (1H, d, J = 4.2 Hz, H-19b),
0.84 (3H, d, J = 4.2 Hz, H-21), 3.50 (1H, dd, J = 11.4,
4.8 Hz, H-3), 1.30 (3H, s, H-18), 1.67 (3H, s, H-26),
1.66 (3H, s, H-27), 1.18 (3H, s, H-28), 1.15 (3H, s,
H-29), 1.05 (3H, s, H-30), 4.58 (1H, d, J = 9.6 Hz,
H-23), 3.35 (1H, s, H-24), 4.10 (1H, s, H-15), 1.95
(3H, s, -OAc), 4.86 (1H, d, J = 7.8 Hz, H-1′), 4.03
(1H, t, J = 7.2 Hz, H-2′), 4.15 (1H, t, J = 7.8 Hz, H-3′),
4.15 (1H, dd, J = 9.0, 2.4 Hz, H-4′), 3.72 (1H, t, J = 10.2
Hz, H-5′), 4.35 (1H, dd, J = 11.4, 5.4 Hz, H-5′)。碳谱数
据见表 1。以上数据与文献报道基本一致[3],故鉴定
化合物 6 为 25-O-乙酰基升麻醇-3-O-β-D-木糖苷。
化合物 7:白色粉末(甲醇),ESI-MS m/z: 685
[M+Na]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 0.25 (1H,
d, J = 6.0 Hz, H-19a), 0.48 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-19b),
3.49 (1H, dd, J = 12.0, 6.0 Hz, H-3), 5.29 (1H, d, J =
6.0 Hz, H-24), 0.91 (3H, d, J = 6.0 Hz, H-21), 1.30 (3H,
s, H-18), 1.60 (3H, s, H-26) 1.60 (3H, s, H-27), 1.15
(3H, s, H-28), 1.01 (3H, s, H-29), 1.00 (3H, s, H-30),
2.14 (3H, s, -OAc), 4.84 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-1′), 4.01
(1H, t, J = 6.0 Hz, H-2′), 4.14 (1H, t, J = 6.0 Hz, H-3′),
4.15 (1H, dd, J = 12.0, 6.0 Hz, H-4′), 3.71 (1H, t, J =
12.0 Hz, H-5′), 4.34 (1H, dd, J = 12.0, 6.0 Hz, H-3′)。
碳谱数据见表 1。以上数据与文献报道基本一致[8],
故鉴定化合物 7 为 24-O-乙酰基-异北升麻醇-3-O-
β-D-木糖苷。
化合物 8:黄色粉末(甲醇),ESI-MS m/z: 200
[M+H]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 11.71 (1H,
s, H-1), 7.87 (1H, d, J = 12.6 Hz, H-10), 7.84 (1H, d,
J = 7.8 Hz, H-5), 7.01 (1H, d, J = 7.8 Hz, H-8), 6.94
(1H, d, J = 13.2 Hz, H-11), 7.05 (1H, t, J = 7.2 Hz,
H-6), 7.24 (1H, t, J = 7.8 Hz, H-7), 1.88 (3H, s, H-13),
1.77 (3H, s, H-14)。碳谱数据见表 1。以上数据与文
献报道基本一致[9],故鉴定化合物 8 为 E-3-(3″-甲
基-2″-亚丁烯基)-2-吲哚酮。
化合物 9:白色粉末(甲醇);1H-NMR (600 MHz,
CD3OD) δ: 7.06 (1H, d, J = 2.4 Hz, H-2), 6.93 (1H, d,
J = 8.4 Hz, H-5), 7.02 (1H, dd, J = 7.8, 1.8 Hz, H-6),
7.55 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-7), 6.27 (1H, d, J = 15.6
Hz, H-8), 3.78 (3H, s, -OCH3), 3.74 (3H, s, -OCH3);
13C-NMR (150 MHz, CD3OD): δ 128.8 (C-1), 112.6
(C-2), 152.3 (C-3), 150.6 (C-4), 111.5 (C-5), 123.2
(C-6), 118.8 (C-α), 144.9 (C-β), 170.0 (-COOH), 56.3
(-OCH3), 56.3 (-OCH3)。以上数据与文献报道基本一
致[10],故鉴定化合物 9 为甲基阿魏酸。
化合物 10:白色粉末(甲醇);ESI-MS m/z: 509
[M+Na]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 0.50 (1H,
d, J = 6.0 Hz, H-19), 0.68 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-19),
3.77 (1H, s, H-15), 0.87 (3H, d, J = 6.0 Hz, H-21),
1.49 (1H, s, H-26), 1.47 (1H, s, H-27), 1.17 (3H, s,
H-28), 1.14 (3H, s, H-29), 1.05 (1H, s, H-30), 1.17
(3H, s, H-18)。碳谱数据见表 1。以上数据与文献报
道基本一致[11],故鉴定化合物 10 为升麻醇-3-酮。
化合物 11:白色粉末(甲醇);ESI-MS m/z: 553
[M+Na]+。1H-NMR (600 MHz, C5D5N) δ: 0.33 (1H,
d, J = 6.0 Hz, H-19a), 0.58 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-19b),
0.85 (3H, d, J = 6.0 Hz, H-21), 3.53 (1H, dd, J = 12.0,
6.0 Hz, H-3), 1.20 (3H, s, H-18), 1.64 (3H, s, H-26)
1.63 (3H, s, H-27), 1.19 (3H, s, H-28), 1.16 (3H, s,
H-29), 1.10 (3H, s, H-30), 4.59 (1H, d, J = 6.0 Hz,
H-23), 4.11 (1H, s, H-24), 4.28 (1H, d, J = 6.0 Hz,
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H-15), 1.90 (3H, s, -OAc)。碳谱数据见表 1。以上数
据与文献报道基本一致[3],故鉴定化合物11为25-O-
乙酰基升麻醇。
化合物 12:白色结晶(甲醇)。1H-NMR (600
MHz, C5D5N) δ: 1.01 (3H, d, J = 6.0 Hz, H-26), 1.07
(3H, s, H-19), 0.90 (3H, t, J = 6.0 Hz, H-29), 0.89
(3H, d, J = 6.0 Hz, H-21), 0.87 (1H, d, J = 6.0 Hz,
H-27), 0.69 (1H, s, H-18), 5.43 (1H, d, J = 6.0 Hz,
H-6), 3.85 (1H, m, H-3)。以上数据与文献报道基本
一致[12],经 TLC 检识与 β-谷甾醇对照品显色行为
及 Rf 值一致,故化合物 12 鉴定为 β-谷甾醇。
4 讨论
近年来研究发现升麻中所含的三萜类成分具有
多种生物活性[13],升麻总三萜皂苷制成的中药五类
新药希明婷片已在临床上用于治疗妇女更年期综合
征[14],而《中国药典》2010 年版还没有控制升麻三
萜的指标,因此,对兴安升麻根茎三萜类成分的研
究是有现实意义的,本研究从兴安升麻中分离得到
7 个三萜类成分,为建立升麻药材新的质量标准打
下了基础。
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