全 文 ：·有效成分·
板蓝根化学成分研究(Ⅰ)
刘云海1 ,秦国伟2,丁水平1,吴晓云2
( 1. 华中科技大学同济医学院附属同济医院, 湖北 武汉 430030; 2. 中国科学院上海药物研究所, 上海
200031)
摘 要: 目的 提取分离板蓝根化学成分。方法 板蓝根用 95%乙醇渗漉, 用不同极性溶剂分级萃取, 再分别用硅
胶和大孔树脂作柱层析分离,测定纯化合物的理化常数和波谱数据, 鉴定化学结构。结果 从板蓝根中分得 2 个化
合物,分别命名为依靛蓝双酮( isaindig ot idione, Ⅰ) , (E ) -二甲氧羟苄吲哚酮〔(E ) -3-( 3′, 5′-dimethoxy-4′-hydroxy-
benzylidene) -2-indolinone, Ⅱ〕。结论 Ⅰ和Ⅱ为 2 个新化合物
关键词: 板蓝根;提取分离; 依靛蓝双酮; ( E) -二甲氧羟苄吲哚酮
中图分类号: R284. 1 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670( 2001) 12 1057 04
Studies on chemical constituents from root of Isatis indigotica Ⅰ
LIU Yun-hai
1
, QIN Guo-wei
2
, DING Shui-ping
1
, WU Xiao-yun
2
( 1. Afiliated Tongji Hospit al of T ong ji M edical Co lleg e, Huazhong Univ ersit y of Science and Techno lo gy , Wuhan Hubei
430030, China; 2. Shangha i Institute o f Mater ia M edica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China)
Abstract: Object T o ex t ract and separate the chemical constituents f rom the ro ot of I satis indigotica
Fo rt . ( Crucifer ae ) . Methods The roo t of I . indigot ica was percolated w ith 95% ethyl alcohol , part i-
tioned in solv ents of different po larities and f inally isolated on silica gel and macr opo rous resin co lumns.
The purified compounds obtained w ere ident ified and str ucturally elucidated by their physicochemical prop-
er ties and spect ral analy sis. Results Tw o compounds w ere obtained and named as isaindigot idione (Ⅰ)
and ( E ) -3-( 3′, 5′-dimethoxy-4′-hydroxybenzylidene ) -2-indolinone. Conclusion The tw o compounds
w er e new .
Key words: the roo t o f I satis indig otica Fo rt . ; ext ract ion and separat ion; isaindigot idione; ( E ) -3-( 3′,
5′-dimethoxy-4′-hydroxybenzyl idene) -2-indolinone
板蓝根在我国传统医学史上应用历史极为悠
久,《神农本草经》上品栏中有“蓝实”记载。当今,板
蓝根制剂用量之大,堪称中药之最。板蓝根性寒味
苦,有清热解毒, 凉血消肿之功效, 临床广泛用于抗
菌、抗病毒,还有抗血小板聚集, 增强机体免疫功能
等,近年又发现有抗内毒素作用[ 1]。为了寻找其药理
作用的物质基础, 进行了化学成分提取和分离, 得到
31 个化合物,其中 2 个新化合物已予报道[ 2] , 现将
另 2 个新化合物报道如下。
1 材料与仪器
1. 1 材料:板蓝根采集于辽宁省沈阳市苏家屯地
区,经沈阳药材采集供应站鉴定为十字花科植物菘
蓝 I satis indigotica Fort . 的根。层析硅胶、T LC 板
( HSGF 254 ) ,由青岛海洋化工厂提供; 显色剂: 5%硫
酸乙醇溶液、碘蒸汽;试剂: 萃取用为化学纯,层析用
为分析纯。
1. 2 仪器: Kof ler 显微熔点仪, JASCODIP-181 型
旋光仪; Perkin-Elmer 5998型红外光谱仪; Bruck-
erAM-400 型核磁共振仪; Brucker AC-100 和 AC-
300 型核磁共振仪; M AT -711 和 MAT -95 型质谱
仪; L ichroprep RP-18 ( 40 ～ 60 m ) ( Lobar )
E . Merck。
2 方法与结果
2. 1 提取和分离:板蓝根 10 kg , 粉碎后用 95%的
乙醇渗漉,渗漉液减压浓缩去醇得浸膏,分别用石油
醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇分级萃取, 并分别用硅
胶和大孔树脂分离得Ⅰ为白色粉末固体 600 mg, Ⅱ
为黄色柱状结晶 40 mg。
2. 2 结构鉴定
2. 2. 1 Ⅰ是白色粉状固体, mp 242 ℃, 碘化铋钾试
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收稿日期: 2001-04-20基金项目:国家自然科学基金资助课题( No39170877) ,卫生部科学研究基金课题( No98-2-110)作者简介:刘云海( 1942-) ,男,江苏如东人,主任药师。1965年毕业于中国药科大学药学专业,从事医院药学工作。自 20世纪 90年代初开始中药抗细菌内毒素筛选研究,发表论文 60多篇,参加主编和编写书籍 8本,现继续从事抗内毒素中药研究。
验呈阳性。EIM S显示分子量为 406,结合元素分析
推定分子式为 C23H22N 2O 5。Ⅰ的 IR 显示有羟基
( 3 450 cm- 1 ) 和 2 个羰基 ( 1 650, 1 655 cm - 1 ) ,
1HNMR中显示有 2个甲氧基: 3. 67( 6H, s)和 2个
活泼氢: 8. 10, 11. 7( each 1H, s) , 重水交换消失。
13
CNMR中 160. 3, 159. 3 的 2 个季碳为羰基碳,
56. 0的 2个 CH3应为甲氧基的碳。综上所述, Ⅰ中
存在 1个羟基, 2个甲氧基和 2 个羰基。由此说明了
分子式中 5个氧原子的性质。另外, 13CNMR中,除
季碳外,有 8个CH, 3个 CH2和2 个CH3, 即连接在
碳上的氢共有 20个,加上 1 个羟基氢, 共有 21 个
氢,而分子式中有 22个氢, 说明另一个氢与氮相连。
所以分子中的 1 个氮以 NH 的形式存在, 另一个氮
则以叔胺的形式存在,由此说明了 2 个氮原子的性
质。不饱和度为 14, 13CNMR 显示有 2 个羰基碳
( 160. 3, 159. 3) , 不饱和度为 2; 别外在 105. 2～
147. 3 之间有 14 个烯碳, 说明分子中存在 7 个烯
键,不饱和度为 7。由以上可推出分子中共有 5 个环
(不饱和度为 5 = 14 - 7- 2)。 1HNMR 结合 1H-
1
HCOSY推出存在 4 个相偶合的芳香质子: 7. 31,
8. 76 ( each 1H , d, J = 7. 7 Hz ) , 7. 19, 7. 47 ( each
1H, t , J= 7. 72 Hz) ,说明有邻位二取代的苯环存在。
另外, 1HNMR 显示存在 2 个对称的芳质子: 6. 44
( 2H , s) 和 2 个对称的甲氧基: 3. 67 ( 6H , s) , 在
13
CNMR中进一步确证了这一点, 105. 2( 2×CH) ,
56. 0( 2×CH3) , 147. 2( 2×C)。又因分子中除此外别
无对称质子和碳,说明分子中存在一个对称的苯环
取代基( 2′, 6′位或3′, 5′位分别为甲氧基或芳质子)。
进一步研究13CNMR 谱, 发现Ⅰ显示出高度的芳香
化,即在 105. 2～147. 6之间有 14 个烯碳: 6 个 CH
和 8 个季碳, 即除了邻位二取代苯环和一个对位的
苯环取代基外,分子中另外还有一个烯键存在。在高
场区, 除 2 个甲氧基的碳外, 还有 3 个 CH2 和 2 个
CH, 结合1HNMR、1H-13 CCOSY 及1H-1HCOSY 推
出存在以下结构片断: CH2-CH2-CH2-CH-CH, 具体
为: CH2 ( 45. 7 ) -CH2 ( 22. 1 ) -CH2 ( 32. 0 ) -CH
( 61. 6) -CH ( 48. 5) , 根据以上的特征,并查阅已知
生物碱的骨架, 推测Ⅰ的骨架如图 1 所示, 为 2-喹
啉酮类生物碱。又根据 HMBC 谱,发现 48. 5( CH)
与对称苯环取代基上的芳质子 6. 44之间有偶合相
关点,可以推出苯环取代基连接于 48. 5的碳上,即
与片断 CH2-CH2-CH2-CH-CH( 48. 5)中边缘的 CH
相连。
现已证明分子中存在的邻位二取代的苯环、一
图 1 化合物Ⅰ的基本骨架
个对称的苯环取代基, 和结构片断 CH2-CH2-CH2-
CH-CH, 所以 3 个取代基的位置只能是 2′和 6′位。
又因为取代苯环的对称性, 所以羟基必定在 4′位。
在 HMBC 谱中, 2个对称的芳质子 6. 44与 48. 5
( C-7)有偶合相关点, 说明对称芳质子分别在 2′, 6′
位,所以 2个甲氧基分别在 3′, 5′位,如图 2所示。
图 2 化合物Ⅰ的化学结构式
据1H-13CCOSY 可知 C-7( 48. 5)的氢信号为
3. 89( 1H, d, J= 12. 2 Hz) ,由 J= 12. 2 Hz可知 H-7
与 H-7a 均为 a键,且为反式, 则Ⅰ的结构有两种可
能,如图 3所示。
图 3 化合物Ⅰ的 2 种可能的构型
X-衍射实验确证化合物Ⅰ的绝对构型如( b)式
所示, 即 7-( 3, 5-dimethoxy-4-hydroxy ) pheny l-7a,
8, 9, 10-tet rahydro-indo lizino [ 7, 6-c] quinoline-6,
12 ( 5H, 7H ) -dione,经查阅, 发现此化合物为新化合
物, 命名为依靛蓝双酮( isaindig ot idione)。NMR 的
归属及C 和 H 远程耦合谱分别见图 4、表 1和表 2。
2. 2. 2 化合物Ⅱ是黄色柱状晶体, mp 204℃～206
℃,碘化铋钾试验呈阳性。EIM S显示分子量为297,
通过元素分析推定分子式为 C1 7H15NO 4。Ⅱ的 IR 显
示有羟基 ( 3 480 cm- 1 ) 和羰基 ( 1 690 cm - 1 ) ,
1
HNMR 中 3. 90 ( 6H, s )表明存在 2 个甲氧基,
13
CNMR中 170. 3的季碳为羰基碳, 56. 4 的两个
CH3 应为甲氧基的碳, 综上所述,Ⅱ中存在 1 个羟
基 , 2个甲氧基和1个羰基。由此说明了分子式中4
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表 1 Ⅰ的 HMBC 谱的相关性
13C 1H( ) 结 论
116. 6 11. 7N H(H-5) , 7. 31(H-4) , 7. 19(H-2) 116. 6( C-12b)
138. 5 8. 76( H-1) , 7. 47( H-3) 138. 5( C-4a)
135. 6 11. 7N H(H-5) , 3. 83(H-7a) 135. 6( C-6a)
132. 1 3. 83( H-7a) , 6. 44( H-2′, 6′) 132. 1( C-1″)
147. 6 6. 44( H-2′, 6′) , 8. 10(OH ) , 3. 67( OCH 3) 147. 6( C-3′, 5′)
134. 0 6. 44( H-2′, 6′) 134. 0( C-4′)
135. 3 9. 76( H-1) 135. 3( C-12a)
图 4 化合物Ⅰ的 HMBC偶合相关示意图
表 2 Ⅰ的 NMR数据( DMSO)
Pos it ion C H J( Hz )
1 127. 6 8. 76 d 7. 7
2 121. 4 7. 19 t 7. 7
3 129. 5 7. 47 t 7. 7
4 114. 9 7. 31 d 7. 7
4a 138. 5
5( NH) 11. 7 s
6 160. 3
6a 135. 6
7 48. 5 3. 89 d 12. 2
7a 61. 6 3. 83 m
8 32. 0 1. 86, 1. 79 m
9 22. 1 1. 94, 1. 72 m
10 45. 7 3. 68, 3. 56 m
12 159. 3
12a 135. 3
12b 116. 6
1′ 132. 1
2′ 105. 2 6. 44
3′ 147. 6
4′ 134. 0
5′ 147. 6
6′ 105. 2 6. 44 s
OCH3×2 56. 0 3. 67 s
OH 8. 10 s
个氧原子的性质。另外, 13CNMR中, 除季碳外,有 7
个 CH, 2个 CH3 ,即连接在碳上的氢共有 13个,加
上 1 个羟基氢,共有 14 个氢,而分子式中有 15 个
氢,说明另一个氢与氮相连。所以分子式中的氮以
NH 的形式存在。不饱和度为 11, 13CNMR 显示有1
个羰基碳( 170. 3) , 不饱和度为 1;另外在 106. 8～
147. 0 之间有 14 个烯碳, 说明分子中存在 7 个烯
键,不饱和度为 7。由以上可推出分子中共有 3 个环
(不饱和度为 3 = 11 - 7- 1)。 1HNMR 结合 1H-
1HCOSY推出存在四个相互偶合的芳香质子:
7. 78, 6. 88( each 1H, d, J= 7. 70 Hz) , 7. 20, 6. 89
( each 1H, t , J= 7. 70 Hz) ,说明有邻位二取代的苯
环存在。另外1HNMR显示存在 2 个对称的芳质子:
6. 95( 2H, s)和 2个对称的甲氧基: 3. 90( 6H, s) ,
在 13CNMR 中进一步确证了这一点, 106. 8 ( 2×
CH) , 56. 4( 2×CH 3) , 147. 0( 2×C)。又因分子中除
此外别无对称质子和碳, 说明分子中存在 1 个对称
的苯环取代基( 2′, 6′位或3′, 5′位分别为甲氧基或芳
质子)。除以上氢以外, 1HNMR 中还有 1 个单峰的
烯质子: 7. 74。进一步研究13CNMR谱,发现Ⅱ显示
出高度的芳香化,即在 106. 8～147. 0之间有 14 个
烯碳( 7 个CH 和 7 个季碳) ,而在高场区,除 2 个甲
氧基的碳外,不存在任何其它的碳信号。根据以上官
能团,不饱和度, 碳、氧、氮的特征,并查阅已知生物
碱的骨架,推测Ⅱ的骨架如图 5所示。
图 5 化合物Ⅱ的基本骨架
Ⅱ的 UV ( log) : 211( 4. 44) , 256 ( 4. 22) , 379
( 4. 22) ,与化合物 1和 2(见图 6)的UV 数据相比较
吸收位置和峰的形状十分相似[ 3] ,进一步确证了Ⅱ
的骨架。
图 6 化合物 1, 2 的骨架
因为分子中存在邻位二取代的苯环和一个对称
的苯环取代基, 所以 3 个取代基的位置只能是 1′, 7′
位。具体可能有以下 3种可能:如图 7( b) , ( c) , ( d)
式所示。NOE 照射单峰的烯质子 7. 74( 2H, s)时, 2
个对称的芳质子 6. 95( 2H, s)有 2. 16%的增益说
明烯质子和 2 个对称芳质子的空间位置较近, 说明
只有( b)式符合条件。
(b)式可能有( E )和( Z)两种可能构型。如图 8
( b1) , ( b2)式所示, 当照射二个对称芳质子 6. 95
( 2H, s)时,邻位二取代苯环上的芳质子 7. 78( 1H,
d, J= 7. 70 Hz) ,即 H-4有 3. 51%的增益。由此可确
定Ⅱ的结构如图 8 ( b1) 式所示为 ( E ) -3-( 3′, 5′-
dimethoxy-4′-hydr oxybenzylidene ) -2-indo linone。
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为了进一步确证化合物的结构, 我们做了 X-衍射实
验,结果与上述推断完全相符。经查阅,发现此化合
物为一新化合物。命名为( E) -3-( 3′, 5′-二甲氧基-
4′-羟亚苄基) -2-吲哚酮。
图 7 化合物Ⅱ的可能的构型
图 8 化合物Ⅱ的 2 种可能构型
NMR的归属见表 3。
3 讨论
化合物Ⅰ的基本骨架为吲嗪[ 7, 6-c]喹啉( in-
dolizino [ 7, 6-c] quinoline) ,如( d)式所示。通过查阅
CA,发现该骨架为新骨架, 无论是天然产物还是合成
物中,都未曾有此骨架的发现, 此骨架是由杂环吲嗪和
喹啉稠合而成, 稠合方式为[ 7, 6-c]。天然产物中只
发现这两种杂环以[ 1, 2-b] , [ 1, 2-c] , [ 2, 3-b]和[ 2,
3-g]的形式稠合而成的骨架。因此此骨架的发现具有
重要的意义。此骨架与已知骨架的沟通如图 9所示。
表 3 Ⅱ的 NMR 数据(CDCl3)
Posit ion C H J ( Hz)
2 170. 3
3 121. 9
3a 125. 8
4 122. 8 7. 78 d 7. 70
5 121. 6 6. 89 t 7. 70
6 129. 5 7. 20 3 7. 70
7 110. 2 6. 88 d 7. 70
7a 141. 4
1′ 125. 8
2′ 106. 8 6. 95 s
3′ 147. 0
4′ 136. 6
5′ 147. 0
6′ 106. 8 6. 95 s
7′ 138. 2 7. 74 s
OCH3×2 56. 4 3. 90 s
图 9 化合物Ⅰ与已知骨架的转换
参考文献:
[ 1] 刘云海 . 板蓝根注射液抗内毒素作用的实验研究[ J ] . 中草
药, 1993, 24( 8) : 413-414.
[ 2] 丁水平,刘云海,李 敬,等 . 板蓝根化学成分研究(Ⅱ) [ J] .
医药导报, 2001, 20( 8) : 5-6.
[ 3] Toshikazu N, Tatsuya N , Akin ori K. React ions of indole re-
lated com pounds . Ⅲ . ( E ) and ( Z ) -2-oxoin dolin-3-eth yli-
denes [ J] . Chem Pharm Bull , 1997, 25( 1) : 196.
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