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Studies on chemical constituents in roots and rhizomes of Notopterygium incisum

羌活化学成分进一步研究



全 文 :羌活化学成分进一步研究
张 鹏,杨秀伟
(北京大学 天然药物及仿生药物国家重点实验室 药学院 天然药物学系,北京 100083)
[摘要] 目的:进一步研究裂叶羌活Notopterygiumincisum干燥根茎和根的化学成分。方法:采用硅胶柱色谱
方法进行分离、纯化,NMR和MS等方法进行结构鉴定。结果:从裂叶羌活干燥根茎和根的甲醇提取物中分离得到
24个化合物,分别鉴定为异白菖蒲脑(1)、孕甾烯醇酮(2)、β谷甾醇(3)、香柑内酯(4)、佛手酚(5)、蛇床素(6)、异
欧前胡素(7)、佛手柑素(8)、去甲呋喃羽叶芸香素(9)、紫花前胡苷元(10)、7′O甲基异羌活醇(11)、羌活醇(12)、
异羌活醇(13)、栓翅芹烯醇(14)、苯乙基阿魏酸酯(15)、茴香酸对羟基苯乙酯(16)、反式阿魏酸(17)、紫花前胡苷
(18)、蔗糖(19)、γ甲氧基异丁香酚(20)、3,4,5三甲氧基反式桂皮酸(21)、对甲氧基反式桂皮酸(22)、4乙酰
氧基3甲氧基反式桂皮酸(23)和对羟基反式桂皮酸(24)。结论:化合物1,14,20~24为首次从裂叶羌活根和
根茎中分离得到;化合物1为倍半萜类化合物,化合物14为6,7呋喃型香豆素,化合物20~24为苯丙素类化合物。
[关键词] 裂叶羌活;根和根茎;倍半萜;香豆素;苯丙素
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)24291804
[收稿日期] 20080410
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30672609)
[通讯作者] 杨秀伟,Tel:(010)82805106,Email:xwyang@
bjmu.edu.cn
  伞形科植物裂叶羌活NotopterygiumincisumTing
exH.T.Chang的根和根茎系传统中药羌活的基源
生药之一,历版《中国药典》皆有收载。羌活具有散
寒、祛风、除湿、止痛之功效,临床多配伍应用。有关
羌活的化学成分[19]和生物学活性[1012]已有诸多报
道。最新的研究结果表明:羌活中的主要化学成分之
一的紫花前胡苷具有改善学习记忆障碍的功能,其与
升高胆碱能神经系统作用有关,提示紫花前胡苷有望
发展成为健忘症新的预防和治疗药物[13]。在羌活质
量的系统性评价研究里,作者进一步研究了裂叶羌活
根和根茎的化学成分,从甲醇提取物中分离得到24
个化合物,其中7个为首次分离得到(图1)。
图1 从裂叶羌活根和根茎首次分离得到的化合物的结构
1 材料
JEOLJNM300和 VarianINOVA500型核磁共
振波谱仪,内标 TMS;FinniganTRACE2000GCMS
型质谱仪。半制备型高效液相色谱(HPLC)仪为
LabTechHPLC系统,由 LCP600型泵、UV600UV
Vis型检测器和 LabtechChromsoftware数据处理工
作站组成,PhenomenexLuna10C18(2)色谱柱
(212mm×250mm,10μm)(PhenomenexInc.,
Torance,CA,USA),检测波长 254nm,流速 50
mL·min-1。
柱色谱用硅胶(200~300目)及 TLC硅胶
GF254均为青岛海洋化工厂产品;AB-8型大孔吸
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附树脂购自天津市大钧科技开发有限公司;其余试
剂均为分析纯或色谱纯。
裂叶羌活根和根茎于2005年9月采自四川省
丹巴县,经四川省中药研究所蒋舜媛博士鉴定为伞
形科植物裂叶羌活 N.incisum的根和根茎,凭证标
本(20050901)存放在北京大学药学院天然药物及
仿生药物国家重点实验室。
2 提取与分离
称取干燥裂叶羌活根和根茎粗粉86kg,用43
L甲醇回流提取,共提取4次,每次1h;合并提取
液,减压回收甲醇,得浸膏21kg(收率为244%)。
将浸膏再用 86L甲醇溶解,用 258L环己烷萃
取,共萃取5次,得环己烷萃取物330g(384%);减
压回收甲醇溶性部分溶剂,得残渣 175kg
(203%);将其溶解在20L水中,依次用醋酸乙酯
和水饱和的正丁醇萃取,每次萃取溶剂用量为6L,
共萃取5次,合并萃取液,减压回收萃取溶剂,分别
得醋酸乙酯萃取物560g(651%)和正丁醇萃取物
120g(140%)。
环己烷萃取物经硅胶柱色谱,依次用环己烷、环
己烷醋酸乙酯梯度洗脱,得到化合物1(14mg),2
(30mg)和3(145mg)。
醋酸乙酯萃取物经硅胶柱色谱,依次用环己烷、
环己烷氯仿和氯仿甲醇梯度洗脱,TLC检识引导
合并相同或类似的流分,得到3个组分EFr1,EFr2
和EFr3。EFr1经常压硅胶柱色谱,环己烷氯仿梯
度洗脱,得到 EFr1A和 EFr1B组分;EFr1A再经
常压硅胶柱色谱,环己烷氯仿梯度洗脱,得到化合
物4(54mg),5(22mg),6(12mg)和 7(72g)。
EFr1B经常压硅胶柱色谱,石油醚丙酮梯度洗脱,
得到化合物8(15mg),9(50mg),10(70mg)和11
(8mg)。EFr2经常压硅胶柱色谱,石油醚丙酮梯
度洗脱,得到化合物12(10mg),13(38mg),14(20
mg),15(90mg)和16(17mg)。EFr3经常压硅胶
柱色谱,氯仿甲醇洗脱,得到化合物 17(97g)和
18(12g)。
正丁醇萃取物经 AB-8型大孔吸附树脂柱色
谱,依次用水和15%,30%,60%,95% 乙醇梯度洗
脱。回收15%乙醇洗脱流分,析出无色结晶化合物
19(12g);上清液浓缩后经反相硅胶柱色谱,甲醇
水梯度洗脱,再经半制备 HPLC纯化,得到化合物
20(16mg),21(9mg),22(40mg),23(10mg)和24
(11mg)。
3 结构鉴定
上述化合物中,16个与从羌活或宽叶羌活根茎
和根中分离得到的化合物的 IR,UV,MS,NMR数据
或对照品的数据比较,分别鉴定为孕甾烯醇酮(2)、
β谷甾醇(3)、香柑内酯(4)、佛手酚(5)、蛇床夫内
酯(6)、异欧前胡素(7)、佛手柑素(8)、去甲呋喃羽
叶芸香素(9)、紫花前胡苷元(10)[34]、7′O甲基异
羌活醇(11)[14]、羌活醇(12)、异羌活醇(13)[34]、苯
乙基阿魏酸酯(15)[15]、反式阿魏酸(17)、紫花前胡
苷(18)、蔗糖(19)[16]。
化合物1 无色结晶;EIMSm/z238[M]+,223
[M-Me]+,220[M-H2O]
+,205[M-Me-H2O]
+,
202[M-2H2O]
+,195[M-Me-CH]+;1HNMR
(CDCl3,500MHz)δ:124(1H,d,J=40,128Hz,
H1α),161(1H,m,Ha2),189(1H,m,Hb2),
198(1H,m,Ha3),240(1H,m,Hb3),194(1H,
dq,J=20,130Hz,Ha5),254(1H,dd,J=20,
130Hz,Hb5),115(1H,dt,J=25,125Hz,H
7),145(1H,m,Ha8),176(1H,m,Hb8),182
(1H,m,Ha9),146(1H,m,Hb9),214(1H,m,H
11),093(6H,d,J=70Hz,Me12,Me13),476
(1H,q,J=15Hz,Ha14),487(1H,q,J=15Hz,
Hb14),113(3H,s,Me15);
13CNMR(CDCl3,125
MHz)δ:503(C1),229(C2),343(C3),1460
(C4),456(C5),764(C6),515(C7),165(C
8),412(C9),719(C10),256(C11),236(C
12),180(C13),1114(C14),281(C15)。上述
数据与文献[17]报道的一致,鉴定为异白菖蒲脑
[isocalamenediol;4(14)cadinene6,10diol]。但文
献[17]中将12Me和Me13的1HNMR信号归属为
单峰显然是错误的。
化合物14 针状结晶(氯仿甲醇);EIMSm/z
286[M]+,202[bergaptol]+,174[bergaptolCO]+;
1HNMR(CDCl3,500MHz)δ:630(1H,d,J=95
Hz,H3),818(1H,dd,J=10,95Hz,H4),719
(1H,s,H8),697(1H,dd,J=10,20Hz,H9),
760(1H,d,J=20Hz,H10),439(1H,dd,J=
70,95Hz,Ha1′),445(1H,dd,J=35,95Hz,
Hb1′),454(1H,dd,J=35,70Hz,H2′),507
(1H,q,J=10Hz,Ha4′),520(1H,q,J=10Hz,
Hb4′),183(3H,s,Me5′);
13CNMR(CDCl3,75
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MHz)δ:1603(C2),1131(C3),1391(C4),
1065(C4a),1517(C5),1131(C6),1571(C
7),948(C8),1432(C8a),1044(C9),1452
(C10),742(C1′),756(C2′),1432(C3′),
1135(C4′),187(C5′)。上述 EIMS和1HNMR
数据与文献[18]报道一致,鉴定为栓翅芹烯醇
(pabulenol)。
化合物 16 块状结晶 (氯仿 -甲醇);EIMS
m/z272[M]+;1HNMR(CDCl3,500MHz)δ:6.79
(2H,d,J=8.5Hz,H2,H6),7.14(2H,d,J=
8.5Hz,H3,H5),2.99(2H,t,J=7.0Hz,H2
7),4.45(2H,t,J=7.0Hz,H28),7.98(2H,
d,J=8.6Hz,H2′,H6′),6.92(2H,d,J=8.6
Hz,H3′,H5′),3.86(3H,s,4′OMe);13CNMR
(CDCl3,125MHz)δ:122.4(C1),131.5(C2,C
6),115.7(C3,C5),154.3(C4),34.7(C7),
65.8(C8),129.6(C1′),113.6(C2′,C6′),
130.0(C3′,C5′),163.2(C4′),166.7(C7′),
55.6(4′OMe)。上述数据与对照品茴香酸对羟基
苯乙酯(phydroxyphenethylanisate)的一致。
化合物20 白色粉末;EIMSm/z194[M]+,
177[M-OH]+,163[M-OMe]+,131[M-2OMe-
H]+;1HNMR(DMSOd6,500MHz)δ:903(1H,s,
OH),702(1H,d,J=20Hz,H2),670(1H,d,J=
80Hz,H5),681(1H,dd,J=20,80Hz,H6),
646(1H,brd,J=155Hz,H7),614(1H,dt,J=
60,155Hz,H8),399(1H,dd,J=10,60Hz,
H9),377(3H,s,3OMe),324(3H,s9OMe)。上
述数据与文献[19]报道的一致,鉴定为γ甲氧基异
丁香 酚 (γmethoxyisoeugenol;2methoxy4(3me
thoxy1propen1yl)phenol)。
化合物21 无色粉末,EIMSm/z238[M]+,
223[M-Me]+,195[M-COOH+2H]+,149[M-
3OMe+4H]+;1HNMR(DMSOd6,500MHz)δ:
1231(1H,s,COOH),702(2H,s,H2,H6),657
(1H,d,J=162Hz,H7),752(1H,d,J=162Hz,
H8),381(6H,s,3OMe,5OMe),367(3H,s,4
OMe)。上述数据与文献[20]报道的一致,鉴定为
3,4,5

三甲氧基反式桂皮酸(3,4,5trimethoxy
transcinnamicacid)。
化合物22 无色针晶,EIMSm/z178[M]+,
161[M -OH]+,147[M -OMe]+,133[M -
COOH]+;1HNMR(CDCl3,500MHz)δ:751(2H,d,
J=90Hz,H2,H6),692(2H,d,J=90Hz,H3,
H5),633(1H,d,J=160Hz,H7),776(1H,d,
J=160Hz,H8),385(3H,s,4OMe)。上述数据
与文献[2122]报道一致,鉴定为对甲氧基反式桂
皮酸(pmethoxytranscinnamicacid)。
化合物23 无色粉末,EIMSm/z236[M]+,
219[M-OH]+,194[M-Ac]+,177[M-Ac-
OH]+,161[M-Ac-OOH]+;1HNMR(DMSOd6,
500MHz)δ:747(1H,d,J=20Hz,H2),711
(1H,d,J=78Hz,H5),725(1H,dd,J=20,78
Hz,H6),658(1H,d,J=160Hz,H7),757(1H,
d,J=160Hz,H8),381(3H,s,3OMe),225(3H,
s,4OAc),1237(1H,s,OH)。上述数据与文献[23]
报道一致,鉴定为4乙酰氧基3甲氧基反式桂皮酸
(4acetoxy3methoxytranscinnamicacid)。
化合物24 无色针状结晶(氯仿),EIMSm/z
164[M]+,147[M-OH]+,119[M-COOH]+;1H
NMR(DMSOd6,500MHz)δ:1213(1H,s,OH),
996(1H,s,OH),752(2H,d,J=85Hz,H2,H
6),751(1H,d,J=160Hz,H7),680(2H,d,J=
85Hz,H3,H5),630(1H,d,J=160Hz,H8)。
上述数据与文献[24]报道一致,鉴定为对羟基反
式桂皮酸(phydroxytranscinnamicacid;pcoumaric
acid)。
4 讨论
从本研究紫花前胡苷的收量上来看,推断其为
裂叶羌活根和根茎的主要化学成分之一。药代动力
学研究结果[2526]表明,静脉给予大鼠紫花前胡苷,
在大鼠体内的药代动力学过程符合开放二房室模
型,在大鼠体内分布广泛,消除速度中等;在血液中
能较长时间保持一定的血药浓度,属于一种长效机
制。结合紫花前胡苷生物活性的报道[13],推断其为
羌活的生物活性物质基础之一,应作为羌活质量标
准物质之一纳入《中国药典》标准中。
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StudiesonchemicalconstituentsinrootsandrhizomesofNotopterygiumincisum
ZHANGPeng,YANGXiuwei
(StateKeyLaboratoryofNaturalandBiomimeticDrugsandDepartmentofNaturalMedicines,Schoolof
PharmaceuticalSciences,PekingUniversity,Beijing100083,China)
[Abstract] Objective:TostudythechemicalconstituentsintherootsandrhizomesofNotopterygiumincisum.Method:The
chemicalconstituentswereisolatedbyvariouscolumnchromatographicmethodsandstructuralyelucidatedbyNMRandMSevidences.
Result:Twentyfourcompoundswereobtainedandidentifiedasisocalamenediol(1),pregnenolone(2),βsitosterol(3),bergapten
(4),bergaptol(5),cnidilin(6),isoimperatorin(7),bergamotin(8),demethylfuropinnarin(9),nodakenetin(10),7′Ometh
ylnotoptol(11),notopterol(12),notoptol(13),pabulenol(14),phenethylferulate(15),phydroxyphenethylanisate(16),trans
ferulicacid(17),nodakenin(18),sucrose(19),2methoxy4(3methoxy1propenyl)phenol(20),3,4,5trimethoxytranscin
namicacid(21),pmethoxycinnamicacid(22),4acetoxy3methoxytranscinnamicacid(23),andphydroxytranscinnamicacid
(24).Conclusion:Compounds1,14,2024wereisolatedfromtherootsandrhizomesofN.incisumforthefirsttime.Compounds1
and14aresesquiterpenoidandcoumarin,respectively,and2024werephenylpropanoidcompounds.
[Keywords] Notopterygiumincisum;rootsandrhizomes;sesquiterpenoid;coumarins;phenylpropanoids
[责任编辑 王亚君]
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