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壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展



全 文 :天然产物研究与开发 Nat Prod Res Dev 2012,24:260-273
文章编号:1001-6880(2012)02-0260-14
收稿日期:2010-03-19 接受日期:2010-05-20
* 通讯作者 Tel:86-871-5223235;E-mail:zhangyj@ mail. kib. ac. cn
壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
周 磊1,2,许 敏1,杨崇仁1,张颖君1*
1中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室,
云南,昆明 650204;2 中国科学院研究生院,北京 100039
摘 要:本文综述了 1970 年以来壳斗科植物的化学成分及生物活性的研究进展。
关键词:壳斗科;单宁;三萜;黄酮;生物碱;生物活性
中图分类号:Q946. 91;R284. 2 文献标识码:A
The Advance of Chemical Components and Bioactivity of Fagaceous Plants
ZHOU Lei1,2,XU Min1,YANG Chong-ren1,ZHANG Ying-jun1*
1State Key Laboratory of Phytochemistry & Plant Resources in West China,Kunming Institute of Botany,Chinese
Academy of Sciences,Kunming 650204,China;2Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China
Abstract:This paper discussed the research progress of chemical components and bioactivity of Fagaceae plants since
1970.
Key words:Fagaceae;tannins;triterpenoids;flavonoids;alkaloids;bioactivity
壳斗科(Fagaceae) ,亦名山毛榉科,为双子叶植
物,隶属壳斗目。该科共 8 属,900 多种,主要分布
于温带、亚热带至热带,是北半球被子植物森林中最
显著的优势树种。其中,中国有 7 属,包括栗属
(Castanea)、锥 属 (Castanopsis)、柯 属 (Litho-
carpus)、青冈属 (Cyclobalanopsis)、水青冈属 (Fa-
gus)、栎属(Quercus)和三棱栎属 (Trigonobalanus)
等,共 300 多种,其中 163 种为中国特有种[1,2]。壳
斗科植物中有许多是重要的经济植物以及药食两用
的植物,如槲树 (Quercus aliena)、欧洲栗 (Castanea
sativa)等可用于提取栲胶,也可用做木材;板栗 (C.
mollissima)、茅栗 (C. seguinii)、栲栗(Castanopsis
chinensis)、黄栎 (Cyclobalanopsis delavayi)、柯树
(Lithocarpus glaber)和麻栎(Q. acutissima)等可入
药,具有解毒、止咳、止血、止痢、安神、健胃等功
效[3],板栗等植物的果实可食用。《中药大辞典》
(1977 年版,下册)也对壳斗科植物栗 (C. mollis-
sima)各部位(包括栗子、栗叶、栗花、栗树皮、栗树根
等)的药效作用进行了详细的记载。栗子具养胃健
脾、补肾强筋、活血止血的功效;栗叶可用于反胃、便
血;栗花可用于治泻痢、便血;栗树皮可用于治丹毒、
癞疮、口疮、打伤;栗树根可治血痹。壳斗科植物的
化学成分研究报道主要集中在栎属 (Quercus)、栗
属 (Castanea)和锥属 (Castanopsis)等三个属,此外,
青冈属 (Cyclobalanopsis)、柯属 (Lithocarpus)和水青
冈属 (Fagus)也有一些报道。研究表明壳斗科植物
主要含有单宁类化合物,此外还有三萜、黄酮、生物
碱、有机酸、淀粉、蛋白、色素等成分。这些化合物具
有抗氧化、抗菌、抗炎等方面的生物活性。本文主要
综述了从 1970 年以来壳斗科植物的化学成分及生
物活性的研究进展。
1 化学成分
1. 1 多酚类成分
1. 1. 1 单宁类
壳斗科植物富含单宁类成分,包括水解单宁、缩
合单宁以及复合单宁等。复合单宁通常含有 D-金
缕梅糖基、环己五醇基 (proto-,scyllo-) ,以及三萜皂
苷、喹宁酸、莽草酸等基团。单宁类化学成分的研究
主要集中于上世纪六十年代到八十年代的三十年
间,以栎属、栗属和锥属等 3 个属的研究报道居多。
1. 1. 1. 1 栎属(Quercus)
上世纪六七十年代,就有学者分别报道从栎属
(Quercus)植物英国栎(Q. pedunculata)、法国橡木
(Q. sessiflora)和橡椀 (Q. valonea)等植物中分离得
到长梗马兜铃素 (pedunculagin,1)、栗木素 (castal-
in,2)、栎木鞣花素 (castalagin,3)、栗酸(castavalo-
ninic acid,4)、鞣花素酸 (valolaginic acid,5)和异鞣
花素酸 (isovalolaginic acid,6)等水解单宁。1982
年,Gen-Ichiro N. 等人[4]从巴东栎 (Q. stenophylla)
的树皮中分得七个新没食子酰基酚苷类成分,分别
为 6-O-没食子酰基-对-羟基苯乙醇-1-O-β-D-吡喃
葡萄糖苷 (7)、3-O-没食子酰基-对-羟基苯乙醇-1-
O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (8) ,3,4-二羟基苯乙醇-1-O-
β-D-(6-没食子酰基)-吡喃葡萄糖苷 (9)、4,6-
O-二没食子酰基-对-羟基苯乙醇-1-O-β-D-吡喃葡萄
糖苷 (10)、4,6-O-二没食子酰基-对-羟基苯乙
醇-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (11)3,4,6-O-三没
食子酰基-对-羟基苯乙醇-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷
(12)、2,4,6-三甲氧基苯酚-1-O-β-D-(6-O-没食子
酰基)-吡喃葡萄糖苷 (13) ,以及没食子酸 (gallic
acid,14)、鞣酸 (ellagic acid,15)、儿茶素[(+)-cat-
echin,16]、原花青定(procyanidin)B-1 (17)和 B-3
(18)等成分。
1984 年,Hiroaki N 等人报道[5]了从巴东栎(Q.
stenophylla)的树皮中分离得到一个没食子单宁 2,
3,4,6-O-四没食子酰基-对-羟基苯乙醇-1-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷(19)和两个鞣花单宁 2,3-O-二没食
子酰-4,6-(S)-六羟基二联苯酰基(HHDP)-对-羟
基苯乙醇-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(20) ,3-O-没食子
酰-4,6-(S)-HHDP-对-羟基苯乙醇-1-O-β-D-吡喃
葡萄糖苷(21)。这三个单宁都含有一个对-羟基苯
乙醇-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(红景天苷)基团。同
年,他们[6]又从巴东栎(Q. stenophylla)的树皮中分
离得到八个具有 proto-环己五醇基团的没食子单宁
162Vol. 24 周 磊等:壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
4,5-O-二没食子酰基-ptoto-环己五醇(22)、3,4,5-O-
三没食子酰基-ptoto-环己五醇(23)、2,4,5-O-三没食
子酰基-ptoto-环己五醇(24)、1,4,5-O-三没食子酰
基-ptoto-环己五醇(25)、1,3,5-O-三没食子酰-ptoto-
环己五醇(26)、1,3,4,5-O-四没食子酰基-ptoto-环己
五醇(27)、1,2,4,5-O-四没食子酰基-ptoto-环己五醇
(28)、1,2,3,4,5-O-五没食子酰基-ptoto-环己五醇
(29)。接着他们再次报道[7]从同种植物的树皮中,
分离到七个没食子酰基喹啉酸类化合物:3-O-没食
子酰基喹啉酸类化合物(32) ,4-O-没食子酰基喹啉
酸类化合物(33) ,5-O-没食子酰基喹啉酸类化合物
(34) ,3 4-O-二没食子酰基喹啉酸类化合物(31) ,
3,5-O-二没食子酰基喹啉酸类化合物(30) ,4,5-O-
二没食子酰基喹啉酸类化合物(36) ,3 4,5 -O-三没
食子酰基喹啉酸 (35)。
1986 年,他们[8]又从巴东栎(Q. stenophlla)中又
分离得到 2-O-没食子酰基-scyllo-环己五醇(37) ,1,
2-O-二没食子酰基-scyllo-环己五醇(38) ,1,2,3-O-
三没食子酰基-scyllo-环己五醇(39) ,1,2,3,4-O-四
没食子酰基-scyllo-环己五醇(40) ,1,2,3,4,5-O-五
没食子酰基-scyllo-环己五醇(41)等五个没食子单宁
和 1,5-O-二没食子酰基-2,3-(S)-HHDP-scyllo-环己
五醇 (42)与 1,4-(或 4,5)-O-二没食子酰基-2,3
(S)-HHDP-scyllo-环己五醇(43)两个鞣花单宁,这
些单宁都具有一个 scyllo-环己五醇基团。
Kanji Ishimaru 等人[9]从蒙古栎(Q. mongolica)
和 青栲(Q. myrsinaefolia)的种子中分离得到六个新
的没食子单宁(Ishimaru等,) :1-O-没食子酰基- pro-
to-环己五醇(44) ,1,4-O-二没食子酰基- proto-环己
五醇(45) ,1 4-O-二没食子酰基喹啉酸(46) ,1 3,4-
O-三没食子酰基喹啉酸(47)和 4-O-没食子酰基
(-)-莽草酸(48) ,5-O-没食子酰基(-)-莽草酸(49) ,
以及六个已知的单宁成分:3-O-没食子酰基-proto-环
己五醇(50) ,3-O-没食子酰基喹啉酸、4-O-没食子酰
基喹啉酸、3,4-O-二没食子酰基喹啉酸、3,5-O-二没
食子酰基喹啉酸,3-O-没食子酰基-(-)-莽草酸(51)
1988 年[10,11],他们又从粗齿蒙古栎(Q. mongol-
ica var. grosseserrata)树皮中先后分离得到两个新的
二氢黄酮鞣花单宁 mongolicin A (52)和 mongolicin
B (53) ,一个新的原花青素类鞣花单宁 mongolicanin
(54)和另外三个新的单宁成分:mongolinin A (55) ,
acutissimin C (56) ,栎木鞣花酸(vescalagin carboxyl-
ic acid) (57)。
262 天然产物研究与开发 Vol. 24
1989 年,Gen-Ichiro Nonaka 等人[12]从乌岗栎
(Q. phillyraeoides)的叶中分离得到五个新单宁 phill-
yraeoidins A-E (58-62)以及 26 个结构已知的单宁。
这 26 个已知的单宁包括 2 个没食子单宁:1,2,3-三-
O-没食子酰基-β-D-葡萄糖(63)、1,2,3,4,6-五-O-没
食子酰基-β-D-葡萄糖(64) ,12 个鞣花单宁:2,3-
(S)-HHDP-葡萄糖(65)、6-O-没食子酰基-2,3-(S)-
HHDP-葡萄糖(66)、1-O-没食子酰基-4,6-(S)-
HHDP-β-D-葡萄糖(67)、2-O-没食子酰基-4,6-(S)-
HHDP-β-D-葡萄糖(68)、长梗马兜铃素(peduncula-
gin)、1(β)-O-没食子酰基长梗马兜铃素(69)、丁香
英(eugeniin,70)、木麻黄素(casuariin,71)、大麻黄
鞣宁(casuarinin,72)、栎木鞣花素(castalagin)、栎木
素(vescalagin,73)、grandinin(74) ,3 个原花色素:原
花青素 B-1,3 和没食子酰儿茶素-(4α-8)-儿茶素
(75) ,和 4 个复合单宁:acutissimin A(76)、steno-
phyllanins A,B(77,78)和 stenophyllinin A(79) ,以
及 5 个没食子葡萄糖苷:6-O-没食子酰基红景天苷
(80)、没食子酸甲酯-3-O-β-D-(6-O-没食子酰基)-
葡萄糖苷(81)、p-羟苯甲酰基-4-O-β-D-(6-O-没食
子酰基)-葡萄糖苷(82)、马栗树皮甙(esculin)-6-
O-没食子酸(83)和 1-O-p-羟苯酰基-6-O-没食子酰
基-β-D-葡萄糖(84)。
362Vol. 24 周 磊等:壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
1987 年,Dawang Sun等人[13]从槲皮树 (Q. den-
tate)的树皮中分离得到五个原花色素的二聚物:儿
茶素-(4α→8)-儿茶素(花青素 B-3)、棓儿茶素-(4α
→8)-棓儿茶素、棓儿茶素-(4α→8)-儿茶素、棓儿茶
素-(4α→6)-儿茶素、3-O-没食子酰基表棓儿茶素-
(4β→8)-儿茶素(85 ~ 89)。Shiow-yunn Shen 等[14]
从青冈 (Q. glauca)叶中分离得到了两个新的酚性
没食子葡萄糖苷:querglanin (90)和 isoquerglanin
(91) ,它们分别是 2-异丙基-4-羟基-5-甲基苯酚-1-
O-β-D-(6-O-没食子酰基)-吡喃葡萄糖苷和 2-异丙
基-4-羟基-5-甲基苯酚-1-O-β-D-(3-O-没食子酰基)-
吡喃葡萄糖苷。
1. 1. 1. 2 栗属(Castanea)
Feng 等人[15]报道从栗叶 (C. mollissima)中分
离得到四个新酚性成分:异栗瘿鞣质 (isochestanin,
92) ,异栗瘿鞣质亭 (isochesnatin,93) ,3,4,5-三羟
基苯甲醛-3-O-(6-O-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖
苷) (castamollissin,94)和栗木鞣质 (castanin,95)
以及 19 个已知的水解单宁:m-去氢双没食子酸(m-
dehydrodigallic acid,96)、克列鞣质(cretanin,97)、栗
瘿鞣质亭(chesnatin,98)、栗瘿鞣质(chestanin,99)、
6-和 6-没食子酰-栗瘿鞣质的混合物(100)、木麻
黄鞣宁(casuarinin)、木麻黄素(casuariin)、旌节花素
(stachyurin,101)、(3β)-表栗木脂素(vescalagin,
102)、地榆素 H-5(suguiin H-5,103)、2,3-HHDP-4-
O-没食子酰基葡萄糖(104)、grandinin(105)、4,6-
HHDP-2-O-没食子酰基葡萄糖(106)、路边青鞣质 D
(gemin D,107)、长梗马兜铃素(pedunculagin)、2,3-
HHDP-4,6-橡(木宛)酰基葡萄糖(2,3-HHDP-4,6-
valoncaylglucose,108)、4,6-HHDP-2,3-O-二没食子
酰基葡萄糖(109)、β-D-葡萄糖盖利因(β-D-glu-
cogallin,110)。
462 天然产物研究与开发 Vol. 24
Kanji Ishimaru等人[16]报道,从栎属的多种植物
和栗属的日本栗 (C. crenata)中分离得到两个结构
相近的新单宁化合物 acutissimin A (76)和 acutis-
simin B (111)。
1. 1. 1. 3 锥属(Castanopsis)
Masayuyki Ageta 等人[17]从锥属植物西氏柯木
(C. cuspidate var. sieboldii)中分得 6 个新的酚性没
食子酰基葡萄糖苷:3,4,5-三羟基-苯甲醇-4-O-β-D-
(6-O-没食子酰基)-吡喃葡糖苷(112)、1-O-没食
子酰基-3,4,5-三羟基-苯甲醇-4-O-β-D-(6-O-没食
子酰基)-吡喃葡糖苷(113)、3,4,5-三羟基-苯甲醇-
4-O-β-D-(4,6-O-二没食子酰基)-吡喃葡糖苷
(114)、3,4-二羟基-苯乙醇-4-O-β-D-(6-O-没食子
酰基)-吡喃葡糖苷(115)和两个克列鞣质(ches-
tanin)的单没食子酰基葡萄糖苷(116,117) ,同时还
分得四个结构已知的单宁化合物:脱氢双没食子酸
(dehydrodigallic acid,118)、克列鞣质(cretanin)、栗
瘿鞣质亭(chesnatin) ,栗瘿鞣质(chestanin)。
562Vol. 24 周 磊等:壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
同年,他们[18]又报道从同种植物的叶中分离得
到一系列新鞣花单宁 castanopsinins A-H,分别是:3,
23-(R)-(119)、24-O-没食子酰基-3,23-(R)-(120)、
2,3-(R)-(121)、3,23-(S)-(122)、3,24-(S)-
(123)、24-O-没食子酰基-3,23-(S)-(124)、3-O-没
食子酰基-23,24-(R)-(125)、24,3-O-二没食子酰
基-3,23-(R)-(126)HHDP-2α,3β,23,24-四羟基齐
662 天然产物研究与开发 Vol. 24
墩果(乌苏烷)-12-烯-28-酸-28-O-β-D-葡萄糖苷。这
些单宁都是鞣花酸与三萜 28-O-糖酯形成的复合单
宁,其中三萜单元为齐墩果烷和乌苏烷型的三萜,且
以两种三萜混合物的形式报道。
Hsue-Fen Chen 等人[19]从刺栲 (C. hystrix)的
叶子中也分离得到一个带三萜糖酯基团的水解单宁
23-O-没食子酰基-3,24-(S)-HHDP-2α,3β-23,24-四
羟基齐墩果烷(乌苏烷)-12-烯-28-酸-28-O-β-D-吡喃
葡萄糖苷(castanopsinin I,127)和三个结构已知的
水解单宁 castanopsinins A,C 和 E。
Gen-Ichiro Nonaka 等人[20]从五种栎属和一种
锥属植物中分离得到两个新的黄烷醇鞣花单宁
mongolicain A (128)和 mongolicain B (129) ,结构分
别如下:
1. 1. 2 黄酮类
黄酮类的研究主要集中在栗属和栎属两个属
中,主要的报道见如下:
赵德义等[21]做了检测试验,证明栗属植物板栗
的壳中有黄酮类化合物。王嗣和唐文照等[22]从板
栗花乙醇提取液的乙酸乙酯萃取部分离得到两个黄
酮苷:山奈酚-3-O-(6-反式-对-香豆酰基)-α-D-吡
喃甘露糖苷 (130)和山奈酚-3-O-(6,4-双-反式-
对-香豆酰基)-α-D-吡喃甘露糖苷 (131) ,分别命名
为 Castanoside A和 Castanoside B。
Dong-Song Zhang 等人[23]从栗子 (Castanea
mollissima)中分离得到三个黄酮苷:山奈酚-3-氧-
[6-氧-(E)-对-香 豆 酰]-β-D-吡 喃 半 乳 糖 苷
(132)、山奈酚-3-氧-[6-氧-(E)-对-香豆酰]-β-D-
吡喃葡萄糖苷 (133)、山奈酚-3-氧-[6,2-二氧-
(E)-对-香豆酰]-β-D-吡喃葡萄糖苷 (134)。
Susplugal等人[24]在研究栗属植物 Castanea vul-
garis 的叶子的化学成分时,分离得到两个黄酮苷
元:杨梅黄酮 (myricetol,135)和栎醇 (quercetol,
762Vol. 24 周 磊等:壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
136)和三个黄酮配糖体:芸香苷 (rutoside,137)、杨
梅苷 (myricitroside,138)和槲皮苷 (quercitroside,
139)
Young-Soo Bae 等[25]从栎属植物马利兰德栎
(Quercus marilandica Muenchh.)的树皮中分得五个
黄烷及黄烷苷:栎精-3-O-鼠李糖苷(140)、(+)-儿
茶素、(+)-表儿茶素(141)、(+)-3-O-(β-D-吡喃葡
萄糖基)-儿茶素(142)、3-O-[α-L-吡喃鼠李糖基-(1
→6)-β-D-吡喃葡萄糖基]-儿茶素(143)和五个原花
青素及其苷:原花青素 B-3、原花青素 B-1、3-O-β-D-
葡萄糖基-儿茶素-(4α→8)-儿茶素(144)、儿茶素-
(4α→8)-儿茶素(145)、儿茶素-(4α→8)-表儿茶素
(146)。他们分离到的儿茶素-(4α→8)-儿茶素是
从自然界分得的第二个原花青素类化合物。
Kanji Ishimaru 等人[26]从栎属植物 Q. miyagii
的树皮中也分离得到黄酮类化合物:两个黄烷-3-醇
苷儿茶素-3-O-α-吡喃鼠李糖苷 (147)、儿茶素-3-O-
β-D-吡喃葡萄糖苷(148)以及两个原花色素苷原花
色素 B3-3-O-α-吡喃鼠李糖苷(149)、原花色素苷原
花色素 B3-3-O-α-吡喃鼠李糖苷(150)。
周应军和吴立军等[27]从巴东栎(Q. engleriana)
中分离得到山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (151)、
山奈酚-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷 (152)、槲皮素-3-
O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷 (153)、金丝桃苷 (154)以
及二酰化黄酮山奈酚-3-O-(2,6-二-反式-对-肉桂
酰基-3,4-二乙酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷 (155)
和山奈酚-3-O-(2,6-二-反式-对-肉桂酰基)-β-D-
吡喃葡萄糖苷 (156)等 6 个黄酮类化合物。这些黄
酮都是第一次从该植物中分离得到。
刘吉开等[28]从厚叶石栎(Lithocarpus pachyphyl-
lus)的叶子中分离得到三叶苷-2 -乙酸酯 (triloba-
tin-2 -acetate,157)、根皮苷 (phloridzin,158)和三叶
苷(trilobatin,159)三个二氢查尔酮苷化合物。
Sheu等人[14]在研究青冈 (Q. glauca)的化学成
分时,分得两个新的酚性没食子苷,同时也分得 7 个
结构已知的黄酮类化合物: (+)-儿茶素、(-)-表儿
茶素 (160)、(+)-棓儿茶素 (161)、(-)-表棓儿茶
素 (162)、原花青定 B-4 (163)、(+)-儿茶素-3-O-
α-L-鼠李糖苷 (164)和芸香苷。
1. 2 三萜
三萜类成分的研究,以柯属 (Lithocarpus)和锥
属 (Castanopsis)两属较多。
1. 2. 1 柯属 (Lithocarpus)
Hui等人对柯属的三萜类化学成分做了比较系
统的研究。1975 年,他们报道[29],从柯属植物尾尖
石柯(Lithocarpus attenuata)茎的乙醇提取物中分得
862 天然产物研究与开发 Vol. 24
3-甲氧基齐墩果烷-2,12-二烯-1-酮 (3-methoxy-
oleana-2,12-dien-1-one,165)、12-烯-1,3-齐墩果二酮
(olean-12-en-1,3-dione,166)、桦木酸 (betulinic
acid,167)和齐墩果酸 (oleanolic acid,168) ,这是第
一次在自然界分得 12-烯-1,3-齐墩果二酮。
1977 年他们再次报道[30]从柯属植物多穗石柯
(L. polystachya)中分离得到 3 个新羽扇豆烷型三萜
(cycloartane triterpene) :20-羟基-羽扇豆烷-3-酮
(169)、3β-乙酰基-羽扇豆烷-29-醛 (170)、3β,29-羽
扇豆二醇 (171)和 6 个结构已知的三萜化合物:木
栓烷酮(friedelin,172) ,木栓烷-3β-醇(friedelan-3β-
ol,173) ,粘霉醇(glutinol,174) ,β-香树脂醇(β-amyr-
in,175) ,蒲公英赛醇(taraxerol,176) ,谷甾醇(sitos-
terol,177)。这三个羽扇豆烷型三萜是首次从自然
界中分离得到。
1. 2. 2 锥属 (Castanopsis)
Hui等人也开展过锥属植物的三萜成分研究。
1976 年,他们报道[31]从鹿角锥 (Castanopsis lamon-
tii)茎中分得一个三萜酮醇 (178)和一个环氧三萜
(179)。结构如下:
1977 年,Pant和 Rastogi 报道[32]从锥属植物印
度栲 (C. indica)中分得一个新三萜化合物 castanop-
sin (180)。之后他们[33]又从印度栲(C. indica)中
分离得到另外两个新三萜化合物 castanopsone
(181)和 castanopsol (182)。
此外,在锥属植物中,三萜有时也与其他化学成
分如单宁结合在一起,构成复杂化合物。如Masayu-
ki Ageta 等人[18]就曾在锥属植物 C. cuspidate var.
sieboldii中分得一系列具有三萜核心基团的鞣花单
宁。
1. 2. 3 栎属 (Quercus)
栎属中也有关于三萜成分研究的报道。Monaco
等人[34]在研究栎属植物夏栎(Q. robur)被昆虫 Cy-
nips mayri侵袭后流出的树脂成分时发现,酸性部分
的主要成分是两种开环三萜酸:栎樱酸 (roburic
acid,183)和夜花酸 (nyctanthic acid,184) ,中性部
分的主要成分是 α-,β-香树脂醇(α-,β-amyrine,
185,175)及 α-,β-香树脂酮(α-,β-amyrone,186,
187)。1989 年,Talapatra 等人报道[35]从栎属植物
Q. spicata的树皮中分得两个五环三萜 querspicatin
A (188)和 querspicatin B (189)。
1. 3 生物碱
对壳斗科植物中生物碱的研究不太多,且仅限
962Vol. 24 周 磊等:壳斗科植物的化学成分及生物活性研究进展
于栗属植物。Hiermann等人[36]从欧洲栗 (Castanea
sativa)中分得一个吡咯型生物碱 methyl-(5- formyl-
1H-pyrrole-2-yl)-4-hydroxybutyrate (190)。其后,吴
立军等[37]也从栗属植物板栗 (C. mollissima Blume)
中分离到一个新的生物碱(191)。
1. 4 其他类别的化学成分
1. 4. 1 挥发油
壳斗科挥发油类成分的研究始见于 Herman A.
palma-Fleming 和 Richard E. Kepner 的报道[38]。他
们通过 GC、GC-MS 和 IR 等技术分析了栎属植物加
州栎(Quercus agrifolia)的挥发油成分,发现该植物
挥发油的大量成分为 E-己-2-烯醛(E-hex-2-enal)、
Z-己-3-烯-1-醇 (Z-hex-3-en-1-ol)、Z-己-3-烯-1-烷基
乙酸(Z-hex-3-en-1-yl acetate)和壬醛 (nonanal)。
何玲玲等[39]采用圆顶-固相微萃取技术提取板栗叶
中的挥发性成分,并应用 GC-MS技术分析了挥发油
的组成,从板栗叶挥发油中分离鉴定了 22 种挥发性
成分,其中醇类化合物占 60. 33%,烷烃类化合物占
23. 09%,烯烃类占 8. 67%,醛类化合物占 6. 14%。
1. 4. 2 有机酸
Barbara Ribeiro 等人[40]对三种不同方式处理
(烤、煮、油炸)过的欧洲栗(Castanea sativa)进行比
较研究,分析了栗子中有机酸的组成,指出欧洲栗子
含有 7 种特征性的有机酸成分,即炸酱草酸 (oxalic
acid,192)、反式-乌头酸(cis-aconitic acid,193)、柠
檬酸 (citric acid,194)、维生素 C (ascorbic acid,
195)、苹果酸 (malic acid,196)、奎宁酸 (quinic
acid,197)和反丁烯二酸 (fumaric acid,198)。
2 生物活性研究
2. 1 抗氧化活性
壳斗科植物富含单宁等酚性成分,是天然的抗
氧化剂。Calliste 等人[41]报道,欧洲栗 (Castanea sa-
tiva)叶子的提取液是一个天然的良好抗氧化剂,提
取液的水溶性部分、甲醇部分以及乙酸乙酯部分对
超氧阴离子自由基和羟基自由基都有很好的清除作
用。Almeida 等人[42]发现,欧洲栗 (C. sativa)和夏
栎(Quercus robur)叶子的提取物,不仅能清除氧自
由基,还能清除含氮自由基。Kim 等人[43]从白背栎
(Q. salicina)茎中分得五个酚性成分:D-苏式-愈创
木基丙三醇-8-O-β-D-(6-O-没食子基)-吡喃葡糖苷
[D-threo-guaiacylglycerol-8-O-β-D-(6-O-galloyl)-glu-
copyranoside]、9-甲氧基-D-苏式-愈创木基丙三醇-8-
O-β-D-(6-O-没食子基)-吡喃葡糖苷[9-methoxy-D-
threo-guaiacylglycerol-8-O-β-D-(6-O-galloyl )-gluco-
pyranoside]、6-没食子酰基毛柳苷 (6-O-galloyl
salidroside)、甲基没食子酸酯 (methyl gallate)、槲皮
素(quercetin) ,并进行了清除 DPPH 自由基以及抗
脂质过氧化等活性检测实验,发现这五个化合物均
具有抗氧化的活性。何玲玲等人[44]在研究板栗色
素的时候发现,用醇提取的板栗壳色素成分对羟基
自由基和超氧阴离子自由基具有清除作用。刘吉开
等[28]从厚叶石栎(Lithocarpus pachyphyllus)的叶子
中分离得到三叶苷-2 -乙酸酯(trilobatin-2 -ace-
tate)、根皮苷 (phloridzin)和三叶苷 (trilobatin)三个
二氢查尔酮苷化合物在体外实验中都具有抗氧化的
活性。
2. 2 抗菌和抗病毒活性
Khan等人[45]报道锥属植物浙尖栲(Castanopsis
acuminatissima)叶、树皮和根皮的甲醇提取物经石
油醚、二氯甲烷和乙酸乙酯萃取后,各组份均具有广
谱的抗菌作用,但比甲醇粗提物弱。之后采用同样
的方法,他们[46]对柯属植物甜茶(Lithocarpus celebi-
cus)的提取物做了抗菌检测实验,发现叶、树皮和根
皮的甲醇提取物具有广谱的抗菌活性。不同的是,
甜茶的提取物分段之后,树皮提取物的乙酸乙酯层
和根皮提取物的石油醚层抗菌活性比甲醇的粗提物
更好。研究显示[47],栎属植物没食子树(Q. infecto-
ria)提取物的半纯化粗品对依靠食源性传播、能引
起痢疾、出血性大肠炎等症的埃希氏杆菌 O157∶ H7
具有强抑制作用。Güllüce Berahou 等人[48]在进行
栎属植物冬青栎(Q. ilex)树皮提取物(正己烷、二氯
甲烷、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取)的抑菌实验时,
发现乙酸乙酯层、正丁醇层和最后的水层对实验中
所用到的七个菌株都有明显的抑制作用,而正己烷
072 天然产物研究与开发 Vol. 24
层和二氯甲烷层则没有活性。他们也用冬青栎的提
取物做过相似的实验[49],结果发现 74%的被测菌
株对提取液有耐受性,而布鲁氏属、杆状菌、肠杆菌
属、奈瑟氏菌属、假单胞菌和埃希氏菌属的菌株则对
提取液敏感。在栗属植物提取物的抗菌研究方面,
Basile等人[50]报道,欧洲栗(Castanea sativa)叶的提
取物对八个实验菌株中的 7 个都有抑制作用,这八
个菌株既有革兰氏阴性菌也有革兰氏阳性菌。随
后,他们用 TLC和 HPLC对活性段进行分析,发现活
性部位的主要成分有芸香苷 (rutin)、橘皮苷 (hes-
peridin)、槲皮素(quercetin)、芹黄素(apigenin)、桑
色素(morin)、柚皮苷 (naringin)、高良姜精 (galan-
gin)和山奈酚(kaempferol)。
Chang[51]等人在研究中草药的木质素成分对逆
转录酶和 DNA聚合酶的分化抑制作用时,从锥属植
物刺栲(Castanopsis hystrix)中提取的单宁化合物对
HIV逆转录酶具有非选择性的抑制作用。
2. 3 抗炎活性
Kaur等人[52]用栎属植物没食子树(Q. infecto-
ria)虫瘿的乙醇提取物进行体外和体内的抗炎实验
时发现,口服虫瘿提取物能有效地降低体内引发炎
症反应的角叉胶、组胺、复合胺和前列腺素 E2
(PGE2)的水平,而虫瘿提取物局部滴旋实验则可减
少 PMA(波佛醇-12-豆蔻酰-13-乙酸酯,可刺激机体
产生自由基单线态 O2,诱发炎症反应)的含量,同时
提取物也能抑制巨噬细胞和中性粒细胞的多项与炎
症发生相关的功能。在体外实验中,虫瘿提取物能
改变小鼠腹膜巨噬细胞内的脂多糖,从而减少 PGE2
和 NO以及 PMA 的生成。虫瘿的提取物自身也能
清除 NO和单线态 O2,减轻炎症反应 。
2. 4 其它方面的活性
2. 4. 1 健胃、护胃
壳斗科的多种植物在中药里都用作“健胃”、
“养胃”的药材。Khennouf 等人[53]对栓皮储(Quer-
cus suber)和胭脂虫栎(Q. coccifera)叶中单宁类成分
的药理活性进行了研究。他们用乙醇引起的胃溃疡
动物模型对两种植物的 70%丙酮提取物和从提取
物中纯化得到的单宁成分 (pedunculagin,castalagin,
phillyraeoidin A和 acutissimin B)进行了活性实验,
发现口服提取物(25,50,100 mg /kg)都能减轻酒精
对胃的损伤,保护率在 68% ~ 91%之间。纯化的单
宁成分也能有效的减轻胃的损伤,保护率在 68% ~
83%之间。纯化的单宁中,castalagin 最为有效。在
兔大脑的组织匀浆抗脂质过氧化实验中,两植物的
粗提物和纯化的单宁都显示具有抗脂质过氧化的活
性。这一实验表明三者的护胃作用可能与三者的抗
脂质过氧化活性有关。
2. 4. 2 对皮肤和平滑肌的作用
法国学者 Coquet C 等人[54]研究了栓皮储(Q.
suber)树皮提取物的活性。他们挑选了 15 名健康
的、22 到 52 各年龄段都有的志愿者,通过临床双盲
实验设置了提取物组和安慰剂组进行了对照研究。
一小时后发现:栓皮储树皮提取物对皮肤具有显著
的去皱作用,提取物组 73. 3%的志愿者都有明显的
效果。这一比率在两小时后上升到 78. 6%,表明提
取物具有显著且重要的去皱和光滑皮肤的作用。这
一发现有利于推动栓皮储提取物作为老龄化皮肤治
疗药物的研究。吴龙云、凌桂生[55]等通过小鼠腹腔
腹膜炎法、小鼠小肠推进运动法、豚鼠回肠平滑肌运
动法等研究了板栗壳浸膏的药理作用,发现该浸膏
具有抑制平滑肌运动、抗菌、抗炎的作用。
此外,壳斗科植物提取物还报道有抗结石[56]、
抗表皮肿瘤细胞 A431 增殖和迁移[57]的活性。
3 结语
大多壳斗科植物的木材部都有较大的经济价
值,为我国主要造林树种之一。有些植物的果实可
食,有些的树皮和壳斗可作染料或鞣料,有些树叶作
天蚕的饲料。研究表明,壳斗科植物含有丰富的单
宁类化合物,主要为水解单宁,缩合单宁和复合单
宁。本科植物中的复合单宁通常带有 D-金缕梅糖
基、环己五醇基(proto-,scyllo-) ,以及三萜苷基团、喹
啉酸基、莽草酸基等。齐墩果烷型、羽扇豆烷型、木
栓烷型的五环三萜亦从该科植物中分离得到。在锥
属和栎属植物中,三萜及其苷类基团也常作为一些
复合单宁的中心基团存在。此外,本科植物还含有
黄酮类和生物碱类化合物。但是,对该科植物的研
究,依然有较大的空间。该科植物广布我国各地,开
展系统而深入的研究,将有助于壳斗科植物资源的
开发及可持续利用。
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