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Advance in on chemical constituent and bioactivity research of genus Chloranthus

金粟兰属植物的化学成分和药理作用研究进展



全 文 :·综述·
金粟兰属植物的化学成分和药理作用研究进展
曹聪梅,彭 勇,肖培根
(中国医学科学院 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 金粟兰属植物在化学成分和药理作用方面的研究进展进行了综述。金粟兰属植物在民间是治疗肿
疖、毒蛇咬伤和跌打损伤的良药,从金粟兰科金粟兰属植物共分离得到68个化合物,化学结构类型包括萜类、香豆
素及香豆素苷类、酰胺、有机酸、甾体及甾体皂苷等,其中倍半萜烯类化合物51个。现代药理研究表明金粟兰属植
物多具有抗菌、抗肿瘤、增强免疫等活性。目前尚有必要对该属植物的化学成分和药理作用进行深入研究以验证
该属植物的民间疗效、探讨该属甚至该科的化学分类学及系统学位置等,从而更好地对其进行开发利用。
[关键词] 金粟兰属;化学成分;倍半萜烯;药理作用
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)13150907
[收稿日期] 20070618
[基金项目] 国家自然科学基金重点项目(30530860)
[通讯作者] 肖培根,Tel:(010)63011294,Email:xiaopg@
public.bta.net.cn
  金粟兰科Chloranthaceae被认为是联系木兰亚纲和金缕
梅亚纲的纽带,在植物进化史上具有重要地位[1,2]。金粟兰
属Chloranthusswartz植物属于亚洲分布属,全球共有13种,
我国均有分布,其中9种为我国特有植物[3],多分布于长江
以南各省,以西南地区最多。该属植物作药用的有10余种,
如及己、多穗金粟兰、全缘金粟兰等,多以全草入药,具有祛
风散寒,舒筋强骨,活血散瘀,消肿止痛之功效,被《本草纲
目》[4]、《新华本草纲要》[5]、《中国中药资源志要》[6]收载。
随着近缘属草珊瑚属植物草珊瑚的开发利用及金粟兰属植
物的民间药用调查,该属植物的化学成分和药理作用引起了
人们的重视[7],作者综述了金粟兰属植物的化学成分和药理
作用的研究情况,以便更好地对其进行开发利用。
1 化学成分
我国金粟兰属植物共有13种4个变种,分别为金粟兰
C.spicatus(Thunb.)Makino,鱼子兰 C.elatiorLink,台湾金
粟兰 C.oldhamiSolmsLaub.,狭叶金粟兰 C.angustifolius
Oliv.,银线草 C.japonicusSieb,丝穗金粟兰 C.fortunei(A.
Gray)SolmsLaub.,全缘金粟兰 C.holostegius(Hand.
Mazz.)PeietShan,安徽金粟兰 C.anhuiensisK.F.Wu,天
目金粟兰 C.tianmushanensisK.F.Wu,及己 C.seratus
(Thunb.)Roem.etSchult,多穗金粟兰 C.multistachysPei,
宽叶金粟兰C.henryiHems.,四川金粟兰C.sesilifoliousK.
F.Wu以及石棉金粟兰 C.holostegius(Hand.Mazz.)Peiet
Shanvar.shimianensisK.F.Wu,毛脉金粟兰 C.holostegius
(Hand.Mazz.)PeietShanvar.trichoneurusK.F.Wu,台湾
及己 C.seratus(Thunb.)Roem.etSchult.var.taiwanensis
K.F.Wu和华南金粟兰C.sesilifoliousK.F.Wuvar.aus
trosinensisK.F.Wu。
关于金粟兰属植物的化学成分研究主要集中于宽叶金粟
兰[810]、银线草[1127]和及己[18,26,2831],全缘金粟兰[30]、多穗金
粟兰[32]、丝穗金粟兰[33]、金粟兰[20,33]有少量研究,其余种尚
未见报道。目前从金粟兰科金粟兰属植物中共分离得到68
个化合物[833],包括萜类化合物54个,香豆素及香豆素苷类8
个,酰胺2个,有机酸2个,甾体及甾体皂苷2个,见表1,图1。
表1 金粟兰属植物中的化合物
No. 化合物名称 植物来源 文献
1 skizukaacroadienol Chloranthusfortunei [33,19]
    C.japonicus  
2 pyrocurzerenone C.seratus [26]
3 dihydropyrocurzerenone C.seratus [26]
4 istanbulinA C.japonicus [14,18,22]
5 atractylenolideⅡ C.henryi [9]
6 atractylenolideⅢ C.henryi [9,22]
    C.japonicus  
7 shizukolidol C.henryi [8,19]
    C.japonicus  
8  1αhydroxy8,12 C.henryi [9]
  epoxyeudesma4,7,    
  11triene6,9dione    
9 curcolonol C.henryi [10]
10shizukafuranol C.spicatus [33,19]
    C.japonicus  
11zedoarofuran C.henryi [10]
12chloranthalicacid C.japonicus [22]
13acolamone C.seratus [31]
14neoacolamone C.seratus [31]
157αhydroxyneoacolamone C.seratus [31]
16acoragermacrone C.seratus [31]
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续表1
No. 化合物名称 植物来源 文献
17furanodienone C.japonicus [19]
18glechomanolide C.japonicus [20,24]
19isofuranodiene C.spicatus [24,31,20]
    C.seratus  
    C.japonicus  
20zederone C.seratus [31]
219hydroxyheterogorgiolide C.japonicus [12]
22 chloranthalactoneA C.henryi [8,33]
  (shizukanolideB)    
    C.fortunei  
    C.spicatus [20,22]
    C.japonicus [25,26]
    C.seratus  
23chloranthalactoneB C.japonicus [16,22,23]
24chloranthalactoneC C.fortunei [33]
    C.spicatus  
    C.holostegius [30,20]
    C.japonicus [21,22]
25chloranthalactoneD C.japonicus [33,23]
26chloranthalactoneE C.japonicus [22,23]
27chloranthalactoneF C.holostegius [30,22]
    C.japonicus  
28deacetylchloranthalactoneCC.japonicus [20]
29onoseriolid C.japonicus [23]
30shizukanolide C.henryi [8,20]
    C.japonicus [24,25]
31shizukanolideC C.seratus [31]
    C.japonicus [21]
32shizukanolideD C.japonicus [18]
33shizukanolideE C.henryi [10,18]
    C.seratus  
34shizukanolideF C.seratus [18]
35chloramultilideA C.multistachys [32]
36chloranthadimericacid C.japonicus [16]
37 chloranthalactoneA C.japonicus [16]
  photodimer    
38cycloshizukaolA C.japonicus [11]
    C.seratus [28]
39 methylchloranthadimericC.japonicus [16]
  acidacetate    
40shizukaolA C.japonicus [17]
41shizukaolB C.japonicus [11]
    C.seratus [29]
42shizukaolC C.seratus [29]
43shizukaolD C.seratus [29]
44shizukaolE C.japonicus [15]
45shizukaolF C.japonicus [11,15]
46shizukaolG C.japonicus [15]
47shizukaolH C.japonicus [15]
48shizukaolI C.japonicus [15]
49shizukaolJ C.japonicus [13]
50trishizukaolA C.japonicus [13]
续表1
No. 化合物名称 植物来源 文献
51dayejijiol C.henryi [8]
52 12,15epoxy5αH,9βHC.henryi [9]
  labda8(17),13dien    
  19oic    
53 14methoxy15,16 C.henryi [9]
  dinor5αH,9αH    
  labda13(E),8(17)    
  dien12one   
54 (13S)13hydroxy19 C.henryi [8]
  methoxy5αH8(17),    
  14labdadien    
55fraxetin8glucoside C.holostegius [30]
56fraxidin8OβDglucoside C.holostegius [30]
57isofraxidin C.japonicus [27]
58 isofraxidin7OβD C.henryi [10,12]
  glucopyranoside    
    C.japonicus  
59chloracoumarin C.henryi [10]
60isoscopoletin C.japonicus [19]
61scopoletin C.japonicus [19]
62calucanthoside C.henryi [10]
63 Nβphenethyl3(3,4 C.japonicus [27]
  dimethoxyphenyl)    
  proprnamide    
64 Nβphenethyl3(3,4 C.japonicus [27]
  methylenedioxyphenyl)    
  proprnamide    
65βsitosterol C.henryi [10]
    C.japonicus [12,30]
    C.holostegius  
66daucosterol C.henryi [10,30,12,27]
    C.holostegius  
    C.japonicus  
67octacosanoicacid C.japonicus [12]
68palmiticacid C.japonicus [12,30]
    C.holostegius  
1.1 萜类
对于金粟兰属植物金粟兰、丝穗金粟兰、全缘金粟兰、银
线草、湖北金粟兰、多穗金粟兰的挥发油 GCMS分析结
果[3437]表明该属这几种植物的挥发油中萜类化合物较多,
以单萜和倍半萜为主,其中金粟兰内酯等倍半萜类化合物是
金粟兰属植物的主要指标性成分。
目前,从金粟兰属植物中共分离得到萜类化合物54个,
包括51个倍半萜及其衍生物和3个二萜。所得二萜均为半
日花烷型二萜。倍半萜按结构骨架分类分属于菖蒲烷(ac
orane),杜松烷(cadinane),孤木烷(eremophilane),桉叶烷
(eudesmane),吉马烷(又称牦牛儿烷,germacrane),钓樟烷
(又称乌药烷,lindenane)5种骨架,桉叶烷型倍半萜和钓樟
烷型倍半萜是金粟兰属植物的主要成分。最近从宽叶金粟
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图1 金粟兰属植物中化合物的结构
兰中分离得到1个新的倍半萜骨架[8]。TsunematsuTakemoto
等[26]从Cseratus中分离得到 pyrocurzerenone(2),dihydro
pyrocurzerenone(3),chloranthalactoneA(22)3个倍半萜,这是
最早从金粟兰属植物中分离得到的化学成分。
1.1.1 菖蒲烷型倍半萜烯 目前从该科植物中仅分离得到
过1个这种骨架的化合物,kizukaacroadienol(1)。Kawabata
Jun等[19,33]先后从C.japonicus和 C.fortuneis分离得到此化
合物。
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1.1.2 杜松烷型倍半萜烯 TsunematsuTakemoto等[26]从
C.seratus中分离得到pyrocurzerenone(2)和它的3,4位双键
还原产物dihydropyrocurzerenone(3)。
1.1.3 孤木烷型倍半萜烯 UchidaMasaaki等[22]从 C.ja
ponicus中首次分离得到了 istanbulinA(4)。之后,Kawabata
Jun[18],OkamuraHiroaki[14]又先后分离得到过该化合物。
1.1.4 桉叶烷型倍半萜烯 从金粟兰属植物中分离得到这
类化合物包括两环型和三环型桉叶烷两种类型,三环型是12
位与8位成环形成的,分为酯键和醚键成环两种。chloran
thalicacid(12),atractylenolideⅢ(6),istanbulinA(4)是最早
从该属植物中得到的此类化合物,它们是由 UchidaMasaaki
等从Cjaponicus中分得的[22]。其中,chloranthalicacid是从
双环型的桉叶烷型倍半萜,它的12位是羧基,未成环。Kaw
abataJun等[18,19,31]先后从 C.japonicus,C.seratus以及 C.
spicatus中分离得到6个桉叶烷型倍半萜,分别为shizukolidol
(7),shizukafuranol(10),acolamone(13),neoacolamone(14),
7αhydroxyneoacolamone(15)。其中前 3个均为双环桉叶烷
型倍半萜环酮。李创军[10]从宽叶金粟兰中分离得到两个8,
12位通过醚键成环的桉叶烷型倍半萜 curcolonol(9)和 ze
doarofuran(11)。BinWu[9]从宽叶金粟兰中得到了3个桉叶
烷型倍半萜 1αhydroxy8,12epoxyeudesma4,7,11triene6,
9dione(8),atractylenolide(5),atractylenolideⅢ(6)和 shi
zukolidol(7),第1个化合物8,12位通过醚键成环,后3个通
过酯键成环。
1.1.5 吉马烷型倍半萜烯 目前,从金粟兰属植物中分离
得到的吉马烷型倍半萜烯类化合物包括1个倍半萜烯 iso
furanodiene(19)和 4个倍半萜烯酮 acoragermacrone(16),
furanodienone(17),glechomanolide(18),zederone(20)。它们
均为KawabataJun从C.japonicus,C.seratus以及C.spicatus
3种植物中分离得到[19,20,24,31]。这类化合物结构中 5位和
10位开环,形成一个大的十元环,除 acoragermacrone(16)以
外的4个化合物8,12位都环合,zederone(20)是唯一一个4,
5位成环氧丙烷环的吉马烷型倍半萜烯类化合物。
1.1.6 钓樟烷型倍半萜烯及其聚合体 从金粟兰属植物中
共分离得到钓樟烷型倍半萜烯类化合物30个,包括钓樟烷
倍半萜烯14个,二聚体15个及三聚体1个,是目前从金粟
兰属植物中分离得到的数量最多的一类化合物。从金粟兰
属植物中共分离得到的这些化合物大部分由日本学者Kawa
bataJun等[13,15,1720,24,25,29,31,33]从 C.japonicus,C.seratus以
及C.spicatus3种植物中分离得到。此外,HeoJ.E[12]从 C.
japonicus分离得到了 9hydroxyheterogorgiolide(21);Sheng
PingYang[32]从C.multistachys中分离得到了 chloramultilide
A(35)。
钓樟烷型倍半萜骨架与桉叶烷型倍半萜骨架类似,唯一
的区别在于1,3位环合,1HNMR和13CNMR显示特征的三
元环高场质子信号,2位的信号最为特征,δH出现在09左
右,δC出现在160左右,1,3位的氢和碳由于分别受到10位
和4位基团的影响化学位移较2位稍高。
1.1.7 新的倍半萜骨架 Dayejijiol(51)是从宽叶金粟兰中
分离得到的第1个也是该科植物中分离得到的唯一一个这
种骨架的化合物[8]。它的骨架中有两个骈合的六元环,但取
代基的位置不同于杜松烷型,孤木烷型,桉叶烷型等倍半萜
骨架。
1.1.8 二萜 从金粟兰属植物中仅分离得到3个半日花烷
型二萜[8,9],分别为 12,15epoxy5αH,9βHlabda8(17),13
dien19oic(52),14methoxy15,16dinor5αH,9αHlabda
13(E),8(17)dien12one(53),(13S)13hydroxy19me
thoxy5αH8(17),14labdadien(54)。这3个化合物都是半
日花烷型二萜,主要区别在9位侧链和19位取代。第1个
化合物12位和15位环合成氧环,19位为羧基,第2个化合
物15位和16位失碳;第3个化合物是常见的14,15位端基
双键半日花烷型二萜,在1HNMR上有两组端基双键的 brs
信号,19位有甲氧基取代。
1.2 香豆素
TsunematsuTakemoto[27]从银线草中分离得到的 isofraxi
din(57)是该属化合物得到的第1个香豆素。目前从金粟兰
属植物中共分离得到4个香豆素和4个香豆素苷。Kawabata
Jun[19]于1985年从银线草中分得了 isoscopoletin(60)和 sco
poletin(61);GaoChengwei[30]从全缘金粟兰中分得了 fraxe
tin8glucoside(55)和 fraxidin8OβDglucoside(56);HeoJ.
E[12]从银线草中分得了 isofraxidin7OβDglucopyranoside
(58);李创军[10]从宽叶金粟兰中分得了 isofraxidin7OβD
glucopyranoside(58),chloracoumarin(59),calucanthoside
(62)。
1.3 酰胺类化合物
TsunematsuTakemoto[27]从银线草中分离得到2个酰胺
类化合物,Nβ苯乙基3(3,4二甲氧苯基)丙烯酰胺(63)和
Nβ苯乙基3(3,4亚二甲氧苯基)丙烯酰胺(64)。这2个
化合物是可见报道的从金粟兰属植物中分离得到的仅有的
酰胺类成分。
1.4 甾体及甾体皂苷
从宽叶金粟兰,全缘金粟兰和银线草中都分离得到过甾
体及甾体皂苷类化合物[10,12,27,30],即 βsitosterol(65)及其3
位成苷的daucosterol(66)。
1.5 有机酸
HeoJ.E[12]从银线草中分得了二十八烷酸(67)和棕榈
酸(68)。
2 药理作用
金粟兰科植物多具有抗菌消炎,散瘀活血的功效,通常
用于治疗跌打损伤,瘀血肿痛,骨折,风湿性关节炎等[4],在
民间是治疗肿疖,毒蛇咬伤和跌打损伤的良药。该属植物的
一些化学成分具有良好的细胞毒作用和抗菌活性[5,6]。现代
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药理实验表明金粟兰属植物多具有抗菌,抗肿瘤,增强免疫,
抗病毒,抗溃疡,镇痛,抗血小板聚集,收缩子宫等活
性[19,21,22,34,3842]。
2.1 抗菌作用
金粟兰属植物大多具抗真菌活性,其抗真菌的有效成分
主要为金粟兰科倍半萜内酯成分。挥发油中多为特征的金
粟兰科倍半萜类成分,对金粟兰,丝穗金粟兰,全缘金粟兰,
银线草,湖北金粟兰5种植物的挥发油进行了抗真菌活性检
测[34],这5种挥发油对所选用的除白色念球菌以外的3个菌
种都有一定的抑制和杀灭活性,包括絮状表皮癣菌,石膏样
皮癣菌和石膏样小孢子菌。从银线草茎叶中分离出来的银
线草内酯及金粟兰内酯及其去乙酰衍生物被证明具有抗真
菌活性[21,38],从新鲜根中分出的金粟兰内酯 C的去乙酰衍
生物也有抗真菌(如灰蓝毛菌)的作用。
2.2 抗肿瘤作用
国外学者研究证实了银钱草的主要倍半萜内酯类成
分———金粟兰内酯 AE及苍术内酯 I均有一定的细胞毒作
用,对小鼠淋巴肉瘤细胞 L5178Y有抑制作用[22]。丝穗金
粟兰试用于治疗某些恶性肿瘤并显示有一定的缓解作
用[39];化合物30,51对Hela及K562人类肿瘤细胞株显示抗
肿瘤活性[8];化合物5,53,54对人类 K562肿瘤细胞显示抗
肿瘤活性[9]。
2.3 细胞毒性
金粟兰属植物多数具有一定的肝毒性。其中以及己最
强,其内服剂量应控制在03~09g,动物试验证明超过以
上述剂量时可使小白鼠肝脏出血[40]。毒性实验证明,小鼠
灌服及己煎剂可于短期内死亡,死亡前中毒症状有角弓反
张,四肢抽搐,呼吸困难,解剖所见除各脏器充血外,无特殊
发现。妊娠小鼠灌服少量,24h死亡,死前阴道有血流出,阴
道和子宫腔内充满血块[19]。主要靶器官或靶组织是肝脏,
肾脏,心脏和全身血管,作用机制是对线粒体,内质网等膜性
结构及体内凝血机制的破坏[41]。丝穗金粟兰的研究证明其
中毒损害是全身性的,肝肾及全身血管是其毒性成分作用的
主要靶器官与组织,有人推测其中毒机制有几种可能:一是
毒性成分破坏凝血机制或作用微小血管而导致弥漫性血管
内凝血(DIC)的发生;二是毒性成分直接损害心肌细胞导致
心力衰竭的发生或作用于生命中枢细胞导致中枢性呼吸衰
竭或心力衰竭;三是毒性成分是氰苷类或其他毒性物质导致
内窒息发生。宽叶金粟兰经实验测得的LD50为440~5465
g·kg-1[42]。化合物38,41,45具有抑制PMA诱导的HL60
细胞同型聚集的活性,保证活性而没有细胞毒性的最低抑制
浓度分别为273,341,09nmol·L-1[11]。
2.4 收缩子宫
药理实验证明宽叶金粟兰乙醇提取液,对大白鼠,豚鼠
及家兔的子宫肌具有明显的收缩作用[42]。
2.5 其他作用
从银线草分离的苍术内酯II等成分显示有一定的抗炎
作用;从金粟兰属植物分离得到的嗪皮啶对大鼠有利胆作
用,其强度比同剂量的去氢胆酸弱。此外,该属植物还具有
抗血小板聚集,抗疲劳,抗氧化,防止脂质的氧化,抗衰老,激
素样作用等活性[43]。
3 结论
关于金粟兰属植物的化学成分主要集中于20世纪八九
十年代,近年来关于金粟兰科草珊瑚属植物草珊瑚的化学成
分和药理作用研究较多,临床应用也较多见,如草珊瑚含片,
肿节风注射液等等。金粟兰属作为我国分布较全并且存在
特有种的属,目前其研究与开发尚不深入,仍有很多疑问有
待研究探讨,如该属与其近缘属草珊瑚属在化学成分和药理
作用方面的异同;由金粟兰科草珊瑚属植物草珊瑚中分离得
到的抗菌抗肿瘤的有效成分[44]琥珀酸在金粟兰属植物中的
分布情况;从金粟兰科金粟兰属和草珊瑚属植物中都分离得
到过一系列的钓樟烷型倍半萜烯[4547],这类化合物作为金粟
兰科化学分类学标志性化合物的观点[47]是否成立等等。因
此,从验证民间疗效,探讨该属甚至该科的化学分类学标志
性化合物及该科的系统学位置等角度看都有必要对金粟兰
科金粟兰属植物的化学成分和药理作用进行深入研究。
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ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 13
July,2008
Advanceinonchemicalconstituentandbioactivityresearchof
genusChloranthus
CAOCongmei,PENGYong,XIAOPeigen
(InstituteofMeicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalColege,
Beijing100094,China)
[Abstract] ProgressesinthestudiesonchemicalconstituentsandbioactivitiesofChloranthusS.weresystemicalyreviewedin
thisarticle.ThewholeplantsofmostspeciesinChloranthushavelongbeenusedasfolkmedicineinChinafordetumescence,treating
onsnakebiteandwound.68compoundsobtainedfromtheplantsinChloranthusfalintothefolowingcompoundclasses:terpenoids,
coumarins,amides,organicacidsandsterols.Fiftyonesesquiterpenesweregot.Theresultsofstudiesontheirbioactivitiesshowthat
mostoftheplantsinthisgenushaveantibacterialandantitumoractivities.Furtherphytochemicalandbiologicalstudiesonthespecies
inChloranthusareneededforbetermedicinalutilization.
[Keywords] Chloranthus;chemicalconstituents;bioactivities
[责任编辑 王亚君]
《中国中药杂志》被国内外数据库收录情况和引证数据
1 国外数据库收录
美国SciFinder数据库:进入医学索引MEDLINE;进入《化学文摘》(CA);
荷兰Elsevier公司Scopus数据库;
《国际药学文摘》(IPA);
《毒物学文摘》(ToxFile);
俄罗斯《文摘杂志》(AJ);
波兰《哥白尼索引》(IC);
WHO西太平洋地区医学索引(WPRIM)。
2 国内数据库收录
“中国科学引文数据库”来源期刊;
“中国学术期刊综合评价数据库”来源期刊;
中国自然科学核心期刊;
中国中文核心期刊;
中国科技核心期刊;
《中国学术期刊文摘》中、英文版。
3 主要引证数据或数据库统计结果
《中国中药杂志》在中国知网(CNKI)的2007年浏览量为37万,下载量为21万,国内外用户达到2000
余家;
据中国学术期刊综合引证报告(2006):影响因子为0.959,总被引频次5726,基金论文比0.48,即年指
标0.124,被引半衰期6.4;
据中国科学技术信息研究所分析研究中心发布的中国科技期刊引证报告(2006):影响因子为0.634,总
被引频次3260,基金论文比0.48,即年指标0.087,被引半衰期5.9。
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