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Chemical constituents from rhizome of Matteuccia orientalis

东方荚果蕨的化学成分研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 8 期 2011 年 8 月

• 1481 •
东方荚果蕨的化学成分研究
邵 鹏 1, 2,张 雪 1, 2,李 畅 1, 2,宋 莹 1, 2,王乃利 1, 2,姚新生 1, 3*
1. 沈阳药科大学中药学院,辽宁 沈阳 110016
2. 教育部创新药物研究与设计重点实验室,辽宁 沈阳 110016
3. 暨南大学 中药及天然药物研究所,广东 广州 510630
摘 要:目的 研究东方荚果蕨Matteuccia orientalis干燥根茎60%乙醇提取物的化学成分。方法 采用大孔树脂Diaion HP-20
柱色谱、反相 ODS 柱色谱、Sephadex LH-20 柱色谱、高效液相色谱等多种色谱学方法对东方荚果蕨干燥根茎 60%乙醇提取
物中的化学成分进行分离,利用光谱学方法鉴定化合物的结构。结果 从该植物中分离得到 11 个化合物,分别鉴定为
(±)-thunberginol C(1),(2S)-5, 7, 3, 5-四羟基-二氢黄酮(2),柚皮素(3),strobopinin(4),杜鹃素(5),leptorumol(6),
顺-3, 5-二羟基二苯乙烯(7),dihydropinosylvin(8),丹皮酚(9),3, 4-dihydroxy-benzalacetone(10),咖啡酸甲酯(11)。
结论 化合物 1~11 均为首次从该属植物中分离得到。
关键词:东方荚果蕨;二氢异香豆素类;二氢黄酮类;二苯乙烯类;酚酸类
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)08 - 1481 - 04
Chemical constituents from rhizome of Matteuccia orientalis
SHAO Peng1, 2, ZHANG Xue1, 2, LI Chang1, 2, SONG Ying1, 2, WANG Nai-li1, 2, YAO Xin-sheng1, 3
1. College of Traditional Chinese Materia Medica, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China
2. Key Laboratory of Structure-Based Drug Design & Discovery of Ministry of Education, Shenyang Pharmaceutical University,
Shenyang 110016, China
3. Institute of Traditional Chinese Medicine & Natural Products, College of Pharmacy, Jinan University, Guangzhou 510632, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from 60% ethanol extract of the rhizomes of Matteuccia orientalis. Methods
Chromatographic methods were used for the isolation and purification. Structures were identified on the basis of spectroscopic analysis.
Results Eleven compounds were isolated from M. orientalis and identified as (±)-thunberginol C (1), (2S)-5, 7, 3′,
5′-tetrahydroxyflavanone (2), naringenin (3), strobopinin (4), farrerol (5), leptorumol (6), cis-3, 5-dihydroxystilbene (7),
dihydropinosylvin (8), paeonol (9), 3, 4-dihydroxybenzalacetone (10), and caffeic acid methyl ester (11). Conclusion Compounds
1―11 are isolated from the plants of Matteuccia Todaro for the first time.
Key words: the rhizome of Matteuccia orientalis (Hook.) Trev.; dihydroisocoumarins; flavanones; stilbenes; phenolic acids

东方荚果蕨为球子蕨科荚果蕨属植物东方荚
果蕨 Matteuccia orientalis (Hook). Trev. 的干燥根
茎。广泛分布于河南、陕西、江西、四川、浙江等
南方各省[1]。其根茎味苦,性凉。有祛风除湿、止
血的功能,主要用于治疗风湿骨痛,创伤出血[2]。
为探明东方荚果蕨的药效作用基础,为其质量控制
提供依据,对东方荚果蕨的化学成分进行了系统研
究。通过多种色谱学方法从该植物的干燥根茎中共
分离得到了 11 个化合物。利用现代光谱学方法鉴
定其结构,分别为 (±)-thunberginol C(1)、(2S)-5, 7,
3, 5-四羟基 -二氢黄酮 [(2S)-5, 7, 3′, 5′-tetrahy-
droxyflavanone,2]、柚皮素(naringenin,3)、
strobopinin(4)、杜鹃素(farrerol,5)、leptorumol
(6)、顺-3, 5-二羟基二苯乙烯(cis-3, 5-dihydroxy-
stilbene,7)、dihydropinosylvin(8)、丹皮酚(paeonol,
9)、3, 4-dihydroxy-benzalacetone(10)、咖啡酸甲

收稿日期:2010-10-07
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973 项目):中国特有植物和微生物药用活性物质的基础研究(2009CB522300)
作者简介:邵 鹏(1982—),辽宁省瓦房店市人,沈阳药科大学天然药物化学博士研究生,从事天然药物的化学成分研究。
E-mail: shaopengln@163.com
*通讯作者 姚新生,中国工程院院士 Tel/Fax: (024)23993994 E-mail: yaoxinsheng@vip.tom.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 8 期 2011 年 8 月

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酯(caffeic acid methyl ester,11)。
1 仪器和材料
Bruker esquire 2000 质谱仪;Bruker AV—300
核磁共振波谱仪(TMS 为内标);JASCO J 810—
150S 圆二色谱仪;制备用高效液相色谱仪(泵:
Shimadzu LC—6A,检测器:SPD-20A,色谱柱:
C18,250 mm×20 mm,10 μm,YMC-pack)。TLC
用硅胶 GF254、硅胶 G 及柱色谱硅胶(200~300
目)均为青岛海洋化工有限公司生产。大孔树脂
Diaion HP-20 填料(三菱化学株式会社),反相 ODS
填料(YMC),Sephadex LH-20 填料(Amersham
Biosciences),色谱甲醇(山东禹王实业有限公司),
分析纯化学试剂(天津大茂化学试剂厂)。
东方荚果蕨采集于江西庐山地区,由九江县森
林标本馆谭策铭研究员鉴定为 Matteuccia orientalis
(Hook). Trev.,标本保存于沈阳药科大学中药学院。
2 提取和分离
东方荚果蕨干燥根茎 11 kg,用 10 倍量 60%乙
醇加热回流 3 次,每次 2 h,合并提取液,减压浓
缩后得到总浸膏 1 324 g。将其溶解于适量水中,采
用大孔树脂 Diaion HP-20 柱色谱分离,乙醇-水梯度
洗脱。其中 95%乙醇-水洗脱部分(100 g)采用硅
胶柱开放柱色谱分离,氯仿-丙酮梯度洗脱,得到 9
个部分(Fr. 1~Fr. 9)。Fr. 3 经过进一步硅胶开放柱
色谱、Sephadex LH-20 柱色谱分离以及制备型
HPLC 分离纯化,得到化合物 4(10 mg)、6(13 mg)、
9(5 mg)。Fr. 5 经过 Sephadex LH-20 柱色谱、反复
ODS 柱色谱以及制备型 HPLC 分离纯化,得到化合
物 5(50 mg)、10(21 mg)。Fr. 6 经过 ODS 柱色谱
以及制备型 HPLC 分离纯化,得到化合物 1(23
mg)、2(17 mg)、3(18 mg)、7(6.3 mg)、8(11.6
mg)、11(8 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:黄色结晶(MeOH), 20D]α[ 0.5(c 0.5,
MeOH),ESI-MS m/z: 295 [M+Na]+,结合氢谱和
碳谱数据,推测分子式为 C15H12O5。1H-NMR (300
MHz, DMSO-d6) δ: 5.55 (1H, d, J = 3.0, 12.0 Hz,
H-3), 3.08 (1H, d, J = 3.0, 16.5 Hz, H-4a), 3.28 (1H,
d, J = 12.0, 16.5 Hz, H-4b), 6.30 (1H, d, J = 1.8 Hz,
H-5), 6.22 (1H, d, J = 1.8 Hz, H-7), 10.66 (1H, s,
6-OH), 11.10 (1H, s, 8-OH), 6.80 (2H, d, J = 8.7 Hz,
H-2, 6), 7.31 (2H, d, J = 8.7 Hz, H-3, 5), 9.61 (1H, s,
4-OH);13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ: 169.5
(C-1), 79.9 (C-3), 33.6 (C-4), 142.5 (C-4a), 106.9
(C-5), 164.5 (C-6), 101.0 (C-7), 163.4 (C-8), 100.3
(C-8a), 128.7 (C-1), 128.2 (C-2′), 115.2 (C-3′), 157.6
(C-4′), 115.2 (C-5′) 128.2 (C-6′)。化合物 1 的比旋光
度接近于 0,而且 CD 谱中无明显的 Cotton 效应,
故推测该化合物为外消旋体。以上数据与文献报道
一致[3],从而推断化合物 1 为(±)-thunberginol C。
化合物 2:淡黄色无定形粉末,ESI-MS m/z: 287
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C15H12O6。1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 5.38
(1H, dd, J = 3.0, 12.8 Hz, H-2), 2.68 (1H, dd, J = 3.0,
17.0 Hz, H-3a), 3.18 (1H, dd, J = 12.8, 17.0 Hz,
H-3b), 5.89 (2H, s, H-6, 8), 12.83 (1H, s, 5-OH), 6.75
(2H, s, H-2′, 6′), 9.04 (2H, s, 3′, 5′-OH), 6.88 (1H, s,
H-4′);13C-NMR (75 MHz, CD3OD) δ: 80.5 (C-2),
44.1 (C-3), 197.7 (C-4), 164.8 (C-5), 97.0 (C-6), 168.3
(C-7), 96.2 (C-8), 163.6 (C-9), 101.9 (C-10), 131.8
(C-1′), 114.8 (C-2′), 146.8 (C-3′), 119.3 (C-4′), 146.4
(C-5′), 116.3 (C-6′)。CD (MeOH) Δε (nm): -4.05
(287), +0.96 (329),根据文献报道[4],推测 C-2 的
绝对构型为 S。以上数据与文献报道一致[5],从而
推断化合物 2 为 (2S)-5, 7, 3′, 5′-四羟基-二氢黄酮。
化合物 3:淡黄色无定形粉末,ESI-MS m/z: 271
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C15H12O5。1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 5.43
(1H, dd, J = 3.0, 12.8 Hz, H-2), 2.70 (1H, dd, J = 3.0,
17.1 Hz, H-3a), 3.25 (1H, dd, J = 12.8, 17.1 Hz,
H-3b), 5.89 (2H, s, H-6, 8), 12.14 (1H, s, 5-OH),
10.84 (1H, s, 7-OH), 7.31 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-2′, 6′),
6.79 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-3′, 5′), 9.60 (1H, s, 4′-OH);
13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ: 78.4 (C-2), 42.0
(C-3), 196.3 (C-4), 163.5 (C-5), 95.8 (C-6), 166.7
(C-7), 95.0 (C-8), 162.9 (C-9), 101.7 (C-10), 128.8
(C-1′), 128.2 (C-2′), 115.1 (C-3′), 157.7 (C-4′), 115.1
(C-5′), 128.2 (C-6′)。CD (MeOH) Δε (nm): -3.60
(287), +0.81 (330),根据参考文献报道[6],推测 C-2
的绝对构型为 S。以上数据与文献报道一致[7],从
而推断化合物 3 为柚皮素。
化合物 4:棕色无定形粉末,ESI-MS m/z: 269
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C16H14O4。1H-NMR (300 MHz, CD3OD) δ: 7.38~
7.52 (5H, m, H-2′~6′) 为一单取代苯环上的氢信号,
5.45 (1H, dd, J = 2.4, 12.8 Hz, H-2), 2.79 (1H, dd, J =
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 8 期 2011 年 8 月

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2.4, 17.0 Hz, H-3a), 3.10 (1H, dd, J = 12.8, 17.0 Hz,
H-3b) 为二氢黄酮 C-2和 C-3 上的氢信号, 6.00 (1H,
s, H-8) 为 A 环上的氢信号, 1.98 (3H, 6-CH3) 为一
甲基氢信号;13C-NMR (75 MHz, CD3OD) δ: 80.6
(C-2), 44.5 (C-3), 197.5 (C-4), 162.8 (C-5), 105.6
(C-6), 166.3 (C-7), 95.5 (C-8), 162.3 (C-9), 103.3
(C-10), 140.7 (C-1′), 127.5 (C-2′), 129.8 (C-3′), 129.7
(C-4′), 129.8 (C-5′), 127.5 (C-6′)。HMBC 谱中,H-2
(5.45) 与C-1′ (140.7) 相关,提示单取代苯环 (B环)
连接在 C-2 位;甲基氢信号 (δ 1.98) 分别与 C-5
(162.8) 和 C-7 (166.3) 相关,提示甲基连接在 A 环
的 6 位。CD (MeOH) Δε (nm): -5.57 (290), +1.17
(329),根据参考文献报道[4],推测 C-2 的绝对构型
为 S。综上所述推断化合物 4 为 strobopinin。
化合物 5:淡黄色无定形粉末,ESI-MS m/z: 323
[M+Na]+,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C17H16O5。1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 5.40
(1H, dd, J = 3.0, 12.4 Hz, H-2), 2.75 (1H, dd, J = 3.0,
17.1 Hz, H-3a), 3.18 (1H, dd, J = 12.4, 17.1 Hz,
H-3b), 12.38 (1H, s, 5-OH), 7.32 (2H, d, J = 8.5 Hz,
H-2′, 6′), 6.81 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-3′, 5′), 1.96 (3H,
s, 8-CH3), 1.94 (3H, s, 6-CH3);13C-NMR (75 MHz,
DMSO-d6) δ: 77.9 (C-2), 42.0 (C-3), 196.8 (C-4),
158.4 (C-5), 102.5 (C-6), 162.4 (C-7), 101.7 (C-8),
157.4 (C-9), 103.2 (C-10), 129.2 (C-1′), 127.9 (C-2′),
115.2 (C-3′), 157.5 (C-4′), 115.2 (C-5′), 127.9 (C-6′),
8.2 (6-CH3), 7.5 (8-CH3)。CD (MeOH) Δε (nm): -8.03
(290), +1.47 (340),根据文献报道[6],推测 C-2 的
绝对构型为 S。以上数据与文献报道一致[8],从而
推断化合物 5 为杜鹃素。
化合物 6:淡黄色无定形粉末,ESI-MS m/z: 207
[M+H]+,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C11H10O4。1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.11 (3H, s,
6-CH3), 2.17 (3H, s, 8-CH3), 6.16 (1H, d, J = 6.0 Hz,
H-3), 7.74 (1H, d, J = 6.0 Hz, H-2);13C-NMR (75
MHz, DMSO-d6) δ: 157.3 (C-2), 110.0 (C-3), 181.6
(C-4), 153.0 (C-5), 107.1 (C-6), 160.0 (C-7), 101.9
(C-8), 156.1 (C-9), 104.8 (C-10), 7.9 (6-CH3), 8.0
(8-CH3)。以上数据与文献报道一致[9],从而推断化
合物 6 为 leptorumol。
化合物 7:棕色无定形粉末,ESI-MS m/z: 211
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C14H12O2。1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 6.22 (1H, s,
H-4), 6.28 (2H, s, H-2, 6), 6.46 (1H, d, J = 12.2 Hz,
H-α), 6.57 (1H, d, J = 12.2 Hz, H-α′), 7.18~7.27 (5H,
m, H-2′~6′);13C-NMR (75 MHz, CD3OD) δ: 140.8
(C-1), 108.4 (C-2), 159.6 (C-3), 108.4 (C-4), 159.6
(C-5), 108.4 (C-6), 138.8 (C-1′), 130.2 (C-2′), 129.3
(C-3′), 128.2 (C-4′), 129.3 (C-5′), 130.2 (C-6′), 131.2
(C-α), 131.7 (C-α′)。以上数据与文献报道一致[10],
从而推断化合物 7 为顺-3, 5-二羟基二苯乙烯。
化合物 8:棕色无定形粉末,ESI-MS m/z: 213
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C14H14O2。1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.71 (4H,
m, H-α, α′), 6.19 (1H, br s, H-4), 6.25 (2H, br s, H-2,
6), 7.18~7.29 (5H, m, H-2′~6′);13C-NMR (75 MHz,
CD3OD) δ: 145.5 (C-1), 108.2 (C-2), 159.5 (C-3),
101.3 (C-4), 159.5 (C-5), 108.2 (C-6), 143.3 (C-1′),
129.6 (C-2′), 129.4 (C-3′), 127.0 (C-4′), 129.4 (C-5′),
129.6 (C-6′), 39.4 (C-α), 39.0 (C-α′)。以上数据与文献
报道一致[11],从而推断化合物8为dihydropinosylvin。
化合物 9:白色无定形粉末,ESI-MS m/z: 189
[M+Na]+,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C9H10O3。1H-NMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.48 (3H, s,
CH3), 3.76 (3H, s, 4-OCH3), 6.34 (1H, d, J = 2.8 Hz,
H-3), 6.37 (1H, dd, J = 2.8, 8.8 Hz, H-5), 7.55 (1H, d,
J = 8.8 Hz, H-6), 12.67 (1H, s, 2-OH);13C-NMR (75
MHz, CDCl3) δ: 114.1 (C-1), 165.2 (C-2), 101.1
(C-3), 166.4 (C-4), 107.8 (C-5), 132.5 (C-6), 202.7
(C=O), 55.8 (4-OCH3), 26.3 (CH3)。以上数据与文献
报道一致[12],从而推断化合物 9 为丹皮酚。
化合物 10:棕色无定形粉末,ESI-MS m/z: 177
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C10H10O3。1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 2.28
(3H, s, CH3), 6.48 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-8), 6.79 (1H,
d, J = 8.1 Hz, H-5), 7.01 (1H, d, J = 8.1 Hz, H-6), 7.08
(1H, s, H-2), 7.45 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-7), 9.26 (1H,
s, 3-OH), 9.71 (1H, s, 4-OH);13C-NMR (75 MHz,
DMSO-d6) δ: 125.8 (C-1), 115.9 (C-2), 145.7 (C-3),
148.5 (C-4), 114.8 (C-5), 121.6 (C-6), 144.1 (C-7),
123.9 (C-8), 197.8 (C=O), 27.1 (CH3)。以上数据与文
献报道一致 [13],从而推断化合物 10 为 3, 4-
dihydroxy-benzalacetone。
化合物 11:棕色无定形粉末,ESI-MS m/z: 193
[M-H]−,结合氢谱和碳谱数据,推测分子式为
C10H10O4。1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 3.69
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 8 期 2011 年 8 月

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(3H, s, OCH3), 6.27 (1H, d, J = 16.0 Hz, H-8), 6.77
(1H, d, J = 8.0 Hz, H-5), 7.00 (1H, dd, J = 2.0, 8.0 Hz,
H-6), 7.07 (1H, br s, H-2), 7.49 (1H, d, J = 16.0 Hz,
H-7), 9.15 (1H, s, 3-OH), 9.60 (1H, s, 4-OH);
13C-NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ: 125.4 (C-1), 114.7
(C-2), 145.5 (C-3), 148.4 (C-4), 115.7 (C-5), 121.3
(C-6), 145.1 (C-7), 113.7 (C-8), 167.0 (C=O), 51.1
(OCH3)。以上数据与文献报道一致[14],从而推断化
合物 11 为咖啡酸甲酯。
致谢:江西省九江县森林标本馆谭策铭研究
员负责采集并鉴定药材;沈阳药科大学分析测试
中心李文、沙沂测试了所有核磁图谱;深圳市创
新中药及天然药物研究重点实验室李玲测试了所
有质谱。
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