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龙舌兰属植物化学成分研究进展



全 文 :     天然产物研究与开发       
2003 Vo1.15 No.4 NATU RAL PRODUCT RESEARCH AND DEVELOPMENT            
 
 
 
 龙舌兰属植物化学成分研究进展
张援虎 王锋鹏*
(四川大学华西药学院天然药物化学教研室 成都 610041)
摘 要 本文综述了迄今为止从石蒜科龙舌兰属植物中分离得到的化学成分及其分布 , 并介绍了一些
植物和化合物的药理作用。
关键词 龙舌兰属;甾体皂苷;抗癌;杀菌;抗炎
  龙舌兰(Agave L.)植物属石蒜科(Amaryl li-
daceae), 为大型多年生草本 , 无茎或有极短的茎 。
全世界约 300种 ,原产西半球干旱和半干旱的热带
地区 ,尤以墨西哥的种类最多 。我国引种载培数种 ,
多分布在华南和西南各省 。
龙舌兰属植物经济价值较大 ,有些种类的纤维
通称龙舌兰麻类 ,是世界著名的纤维植物之一 ,最早
是用于生产硬质纤维原料;有些种类所含有的甾体
皂苷元是生产甾体激素药物的重要原料;有些种类
是观赏植物[ 1] 。自从从剑麻(Agave sisalana Perr)
叶中发现海柯皂苷元并用它合成皮质激素成功后 ,
引起人们对该属植物中所含甾体化合物的极大重
视 ,并从中分离得到多种甾体皂苷元和甾体皂苷 。
现将到目前为止龙舌兰属植物中已分得的化合物做
一综述 。
1 化学成分
1.1 甾体皂苷元
在已研究过化学成分的 16种龙舌兰属植物中 ,
除 5α-pregnan-3β , 20β-diol[ 2a] 外 , 其它苷元均为 C27
螺甾烷类甾体化合物。在这些化合物中 , 根据 C25
的构型 ,可将其分为两种类型:螺甾烷醇类和异螺甾
烷醇类。它们一般在 2 , 3 , 6 , 11 , 12 , 23 , 27 位有羟
基 ,3位或 12位有羰基 , 5(6)位或 9(11)位有双键。
在这两类化合物中 ,以异螺甾烷醇类化合物为
主 ,而根据 5 位 H 的构型 ,又可分为 5α、5β 二种类
型 。这些化合物的具体骨架类型及结构见图 1 、表
1。
  收稿日期:2002-10-16   修回日期:2002-12-12
  *通讯联系人(Corresponding author)
349
DOI :10.16333/j.1001-6880.2003.04.021
图 1 龙舌兰属植物中甾体皂苷元骨架类型
F ig.1 The skele tal types of steroidal agly cones in the Agave spp.plants
表 1 龙舌兰属植物中甾体皂苷元成分及其分布
Table 1 The steroidal agly cones and their distributions in the Agave spp.plants
类型
Types
化合物
Compounds
熔点
mp. R1 R2 R3 R4 植物来源Resources 文献References
Ⅰ a agavogenin 242 OH H OH H 10 2b
Ⅰ a barbourgenin 228-230 OH H H H
27-OH 7 3a
Ⅰ a chlorogenin 273-6 H OH H H 1-7 2a , 2c , 2d , 4a , 4b
Ⅰ a gitogenin 267-270 OH H H H 1 , 5 2c , 2d
Ⅰ a hongguanggenin 138-140 H OH H OH 7 2a
Ⅰ a rockogenin 204-7 H H β-OH H 1 , 6 , 7 , 9 2a-c, 4a
Ⅰ a 12-epirockogenin 218-220 H H OH H 1 , 7 2a , 2b
Ⅰ a tigogenin 201-3 H H H H 1-3 , 6 , 7 , 11 2a-c, 4a
Ⅰ b hainangenin 315-7 H OH OH 2 , 7 2a , 2d
Ⅰ b neogitog enin 248 OH H H 15 2a
Ⅰ b neotigogenin 197-203 H H H 5 , 7 2a , 2d
Ⅰ c tigogenone 204-6 H CH3 2 2d
Ⅰ c neotigogenone 211-4 CH3 H 7 2a
Ⅰ d hecogenin 247-251 H H CH3 1-7 2a-c , 4a , 4b
Ⅰ d manogenin 240-2 OH H CH3 1 , 5 , 6 2c , 2d , 4a
Ⅰ d neomanogenin 242 OH CH3 H 15 2b
Ⅰ d sisalagenin 228-232 H CH3 H 7 2a
Ⅰ e 9(11)-dehydrohecogenin 230-232 H 1 , 2 , 8 2a-c , 2d
Ⅰ e 9(11)-dehydro-manogenin 240 OH 10 2b
Ⅱa glorio genin 166 H H CH3 7 2b
Ⅱa mexogenin 246 OH H CH3 13 2b
Ⅱa neomexogenin 221 OH CH3 H 14 2b
Ⅱb ruizgenin 235 H OH H CH3 11 3b
Ⅱb smilagenin 188 H H H CH3 11 2b
Ⅱb sarsasapogenin 197 H H CH3 H 12 , 16 3c , 5
Ⅱb samogenin 212 OH H H CH3 16 2b
Ⅲ diosg enin 204 H H H CH3 11 2b
Ⅲ yamogenin 202 H H CH3 H 13 2b , 3c
Ⅲ yuccagenin 245 OH H H CH3 11 2b , 3b
Ⅲ kamogenin 240-1 OH O H CH3 2 6
1.2 甾体皂苷
龙舌兰属植物中的甾体皂苷大多是海柯皂苷元
和替告皂苷元的糖苷 ,糖链一般连接在苷元的 3位 ,
成苷的糖有葡萄糖 ,木糖 ,半乳糖和鼠李糖四种 ,个
别情况糖链连接在 6位或 26位如:Cantalasaponin 1
和 Agavasaponin H 。除海柯皂苷元和替告皂苷元糖
苷外 ,龙舌兰属植物中还有 1个红光皂苷元的糖苷 ,
1个绿莲皂苷元的糖苷 , 1个呋甾烷醇类糖苷 ,以及
2个吉托皂苷元的糖苷 。这些糖苷的具体骨架类型
及结构见图 2 ,表 2。
350          天然产物研究与开发 2003 Vo1.15 No.4
图 2 龙舌兰属植物中甾体皂苷骨架类型
Fig.2 The skeletal types of steroidal glycosides in the Agave spp.plants
表 2 龙舌兰属植物中甾体皂苷结构及其分布
Table 2 The steroidal g lycosides and their distributions in the Agave spp.plants
类型
Types
化合物
Compounds
熔点
mp
旋光[α] D R1 R2 R3
植物来源
Resources
文献
Refer ences
Ⅰ agaveside A 278-80 -50 H Ra H 5 7a
Ⅰ agaveside B 283-5 H Rb H 5 7a
Ⅰ agaveside C 256-60 -39.4 OH Rc H 5 7b
Ⅰ agaveside D 256-60 H Rd H 5 7c
Ⅰ dongnoside A 265-70 -51.5 H Re H 6 8a
Ⅰ dongnoside B 275-7 -50.8 H Rf H 6 8a
Ⅰ dongnoside C 236-9 -62.0 H Rg H 6 8b
Ⅰ dongnoside D 257-60 -45.5 H Rh H 6 8b
Ⅰ dongnoside E 250-3 -58.8 H Ri H 6 8b
Ⅰ cantalasaponin 3 298-302 -54.8 H Rj H 5 9a
Ⅰ compound 1 235-8 -62.0 OH Rk H 5 10a
Ⅰ compound 1′ 301-4 H Rl H 5 11a
Ⅰ glycoside 1 260-3 H Rm H 1 9b
Ⅰ saponin 1 245-6 -78.0 H β-D-g lu O-β-D-glu 5 12a
Ⅱ agavasaponin E 304-8 -130 Rn H 1 13
Ⅱ cantalasaponin 2 287-93 -30 Ro H 5 9c
Ⅱ cantalasaponin 4 268-71 -31.7 Rp H 5 9c
Ⅱ cantalanin A 210-3 +75.2 Rq H 5 14a
Ⅱ compound 3 Ⅰ -57.1 β-D-glu O-β-D-glu 1 15
Ⅱ compound 4 -52.0 Rr H 1 15
Ⅱ substance 1 240-3 +95.5 Rs H 5 14b
Ⅲ cantalasaponin 1 243-5 -51.5 β-D-glu β-D-g lu 5 11b
Ⅳ agavasaponin H 228-30 -113 Rn β-D-g lu 1 13
取代基
Ra:β-D-xy l-(1※2)-β-D-xy l-(1※3)-β-D-g lu-(1※3)-[ β-D-xy l-(1※3)-β-D-gal-(1※2)]-β-D-glu Rb:β-D-xy l-(1※2)-β-D-xyl-
(1※3)-β-D-g lu-(1※3)-[ β-D-gal-(1※2)]-β-D-g lu Rc:α-L-r ha-(1※2)-β-D-g lu-(1※3)-β-D-g lu-[ β-D-xy l-(1※4)-α-L-rha-(1
※2)]-β-D-glu Rd:α-L-r ha-(1※2),β-D-glu-(1※3)-β-D-glu-[ β-D-xyl-(1※4)-α-L-rha-(1※2)]-β-D-g lu  Re:α-L-rha-(1※4)-
β-D-glu-(1※2)-[ β-D-xy l-(1※3)-β-D-glu-(1※3)]-β-D-glu-(1※4)-β-D-gal Rf:α-L-rha-(1※4)-β-D-glu-(1※2)-[ β-D-glu-(1※
3)]-β-D-glu-(1※4)-β-D-gal Rg:α-L-rha-(1※4)-β-D-xy l-(1※2)-[ β-D-glu-(1※3)]-β-D-glu-(1※4)-β-D-gal Rh:β-D-xyl-(1
※3)-β-D-xyl-(1※2)-[ β-D-glu-(1※3)]-β-D-glu-(1※4)]-β-D-gal Ri:β-D-xyl-(1※2)-[ β-D-glu-(1※3)]-[ β-D-glu-(1※4)]-β-
D-gal Rj:[β-D-g lu-(1※3)-β-D-glu-(1※2)]-[ β-D-xyl-(1※4)]-β-D-gal Rk:β-D-glu-(1※3)-β-D-glu Rl:[ β-D-xyl-(1※2)-β-
D-gal-(1※2)] [ β-D-xy l-(1※4)]-β-D-glu-(1※3)-β-D-glu Rm:{[ β-D-xyl-(1※3)] [ β-D-xyl-(1※3)-β-D-glu-(1※2)]-β-D-g lu-
(1※4)}-β-D-gal Rn:{[β-D-xyl-(1※2)] [ α-L-rha-(1※4)-α-L-rha-(1※3)] }-β-D-glu-(1※4)-β-D-glu-(1 ※4)-β-D-gal Ro:
[β-D-glu-(1※3)-β-D-glu-(1※2)]-[ β-D-xyl-(1※4)]-β-D-gal Rp:[β-D-xyl-(1※4)-β-D-glu-(1※3)-β-D-glu-(1※2)]-[ β-D-xyl-
(1※4)]-β-D-gal Rq:α-D-glu-(1※6)-α-D-glu Rr:β-D-glu-(1※2)-[ β-D-xyl-(1※3)]-β-D-g lu-(1※4)-β-D-gal Rs:α-D-g lu-
(1※4)-α-D-glu-(1※4)-α-D-glu

glu:葡萄糖 , rha:鼠李糖 , gal:半乳糖 , xyl:木糖
植物来源
1.番麻(Agave americana L.);2.无剌番麻(A .americana var marginata);3.短叶龙舌兰(A .angustifolia Haw);4.银边
龙舌兰(A .angustifolia var marginata);5.狭叶龙舌兰(A .cantala Roxb.);6.东一号剑麻(A .dong 1);7.剑麻(A.
sisalana P.);8.A .deserti;9.A .gracilipes T rel;10.A.huahucensis;11.A.lecheguilla Torry;12.A.lophantha;13.
A.rigidissima H.Jacobsen;14.A .roez liana;15.A .striata;16.A .yuccaefolia DC.
3512003 Vo1.15 No.4 张援虎等:龙舌兰属植物化学成分研究进展          
1.3 其它成分
除甾体皂苷和甾体皂苷元外 ,龙舌兰属植物中
尚含有 β-谷甾醇[ 2a ,12b] ,三十四烷醇 ,十六烷酸三十
四烷醇酯 , 5-羟基-7-甲氧基-2-三十三烷基-4-H-苯并
吡喃-4-酮[ 16a] ,龙舌兰黄烷酮 agamanoe[ 16b] , 胡萝卜
苷[ 11c] , β-谷甾醇-3-O-阿拉伯呋喃糖基-(1※4)-α-L-
鼠李糖吡喃糖基-(1※4)-β-D-葡萄吡喃糖苷[ 17]等 。
2 药理活性
2.1 杀虫活性
7 ppm Cantalasaponin-2可以杀死血吸虫病媒介
钉螺 Biomphalaria glabrata[ 9c] 。Gitogenin-3-O-β-
D-glycoside 和 Gitogenin-3-O-β-D-laminaribioside 对
S pi losoma obl iqua Walker 幼虫 有中等拒食 作
用[ 10b] 。
2.2 杀菌抗炎活性
5-羟基-7-甲氧基-2-三十三烷基-4-H-苯并吡喃-
4-酮对细菌 Pseudomonas aeruginosa 有很强的杀灭
活性 ,三十四烷醇对细菌 Staphy lococcus faecalis 有
较好的杀灭活性[ 16a] 。番麻水提物能够拮抗角叉菜
蚀引起的水肿 ,当给予角叉菜蚀 3小时后 ,其拮抗效
果最好 ,为 50%的抑制率;同样 ,番麻总皂苷具有更
强 、更快的拮抗作用 ,给药 1 ~ 3小时后 ,其抑制率为
70 ~ 100%。海柯皂苷元和替告皂苷元也具有消肿
活性 , 它们的活性与地塞米松相似 , 但不及总皂
苷[ 18] 。
2.3 抗癌活性
Cantalasaponin 1在体外对癌症细胞 JTC-26 有
抑制作用[ 11d] ,海柯皂苷元 3-O-β-D-葡萄吡喃糖基-
(1 ※2)-[ O-β-D-木吡喃糖基-(1※3)]-O-β-D-葡萄
吡喃糖基-(1※4)-O-β-D-半乳吡喃糖苷对人类白血
病细胞(HL-60)有抑制作用:IC50=4.3μg[ 15] 。
参考文献
1  中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第十
六卷).第一分册.北京:科学出版社 , 1985.30 ~ 32
2  陈延镛 ,丛浦珠 , 黄 量.a)龙舌兰属植物中甾体皂苷
元的研究Ⅱ 。剑麻中甾族皂苷元的分离和鉴定。 化学
学报 , 1976 , 34(3):179~ 195 b)皂素科研和生产的一
些进展.中草药通讯 , 1979 , 4:235 ~ 239 c)薄层层析
法在研究天然化合物中的应用Ⅳ.番麻(Agare ameri-
cana L.)总甾体皂苷元的鉴定。药学学报 , 1964 , 11
(3):147 ~ 155 d)龙舌兰属植物中甾族皂苷元的研究
Ⅲ.几种国产龙舌兰麻中甾族皂苷元的分离和鉴定.植
物学报 , 1976 , 18(2):156 ~ 162
3  Blunden G , Patel AV , Crabb T.a)Barbourgenin , a new
steroidal sapogenin from Agave sisalana leaves.J Nat
Prod , 1986 , 49(4):687 ~ 689  b) Ruzigenin , a new
steroidal sapogenin diol from Agave lecheguilla .Steroids ,
1980 , 35(5):503 ~ 510  c)S teroidal sapogenins from
leaves of Agaveae species.Phytochemistry , 1978 , 17(11):
1923 ~ 1925
4  中国医学科学院药物研究所.a)东一号剑麻中甾体皂
苷元的分离鉴定.中草药通讯 , 1978 , 3:102 ~ 105  b)
中草药现代研究(第二卷).北京:北京医科大学中国协
和医科大学联合出版社 , 1996.243
5  Bedour MS , Elgamal MHA , Ei-Tawil BAH.Steroid sa-
pogenins , Par t XV.Planta Medica , 1979 , 36(2):180 ~
181
6  周 俊 ,吴大刚 ,黄伟光.滇产植物的皂素成分研究.药
学学报 , 1965 , 12(6):392 ~ 397
7  Uniyal GC , Agrawal PK , Thakur RS , Sa ti OP. a)
Steroidal glycosides from Agave cantala.Phytochemistry ,
1990 , 29(3):937 ~ 940 b)Agaveside C , a steroidal gly-
coside from Agave cantala.Phytochemistry , 1991 , 30
(4):1336 ~ 1339  c)A spirostane hexagkycoside from
Agave cantala fruits.Phytochemistry , 1991 , 30(12):
4187 ~ 4189
8  Ding Y , Tian RH , Yang CR , Chen YY , Nohara T.a)
Two new steroidal saponins from dried fermented residues
of leaf-juices of Agave sisalana fo rma Dong No.1.Chem
Pharm Bull , 1993 , 41(3):557 ~ 560  b)Steroidal
saponins from a cultiv ated form of Agave sisalana.Phyto-
chemistry , 1989 , 28(10):2787 ~ 2791
9  Pant G , Sati OP , Miyahara K , Kawasaki T. a) A
spirostanol gly coside from Agave cantala. Phyto-
chemistry , 1986 , 25(12):2895 ~ 2896 b)Structure elu-
cidation and proton and carbon-13 assignment of a pen-
tasaccharide g lycoside from Agave americana Magn Reson
Chem , 1994 , 32(4):213 ~ 219 c)Spirostanol gly cosicles
from Agave cantala.Phytochemistry , 1986 , 25(6):1491
~ 1494
10 Jain DC.a)Gitogenin-3-O-β-D-laminaribioside from
the aerial part of Agave cantala.Phytochemistry , 1987 ,
26(6):1789 ~ 1790 b) Insect feeding-de terrent activity
of some saponin gly cosides.Phy totherapy Research , 1991 ,
5(3):139 ~ 141
11 Sati OP , Rana U , Chaukiy ai DC , Sholichin M.a)A new
spirostanol gly coside from Agave cantala.J Nat Prod ,
1987 , 50(2):263 ~ 5  b)Cantalasaponin -1 , a novel
spirostanol bisdesmoside from Agave cantala. J Nat
352          天然产物研究与开发 2003 Vo1.15 No.4
Prod , 1985 , 48(3):395 ~ 399 c)Steroidal constituents
of Agave cantala Roxb.Pharmazie , 1983 , 38(5):353 
d)Cytotox ic saponins from Asparagus and Agave.Phar-
mazie , 1985 , 40(8):586
12 Sharma SC , Sati OP.a)A spirostanol glycoside from A-
gave cantala.Phytochemistry , 1982 , 21(7):1820 ~ 1821
 b)Study of the neutral constituents of Agave cantala
Roxb.(leaves).Pharmazie , 1982 , 37(4):305 ~ 306
13 Wilkomirski B , Bobeyko VA , Kintia PK.New steroidal
saponins of Agave americana.Phy tochemistry , 1975 , 14
(6):2657~ 2659
14 Varshney IP , Jain DC , Srivastav a HC.a)Cantalanin-A ,
a new saponin from the leaves of Agave cantala.J Nat
Prod , 1981 , 44(6):662 ~ 663 b)A triglucoside o f heco-
genin from fruits of Agave cantala.Phytochemistry ,
1982 , 21(1):239 ~ 240
15 Yokosuka A , Mimaki Y , Kurod M.A new steroidal from
the leaves of Agave Americana.Planta Med , 2000 , 66:
393~ 396
16 Parmar VS , Jha HN , Gupta AK , Prasad AK , Gupta S.a)
New antibacterial tetratriacontanol derivatives from Agave
americana L.Tetrahedron , 1992 , 48(7):1281 ~ 4  b)
Agamanone , a flavanone from Agave americana.Phyto-
chemistry , 1992 , 31(7):2567 ~ 8
17 Chouban RPS , Lai LM.β-Sitosterol-3-O-β-D-arabino-
furono syl-(1※4)-O-α-L-rhamnopy ranosy l-(1※4)-O-β-D-
glucopyrano side from roo ts of Agave americanna Linn.
Asian J Chem , 1992 , 4(3):673 ~ 4
18 Peana AT , Moretti MDL , Manconi V , Desole G , Pippia
P.Anti-inflammatory activity of aqueous ex tracts and
steroidal sapogenins of Agave americana.Planta Medica ,
1997 , 63(3):199 ~ 202
RECENT ADVANCES OF CHEMICAL CONSTITUENTS
OF AGAVE SPP.PLANTS
ZHANG Yuan-hu ,WANG Feng-peng
(Department of Chemistry of Medicinal Natural Products , West China College
of Pharmacy , Sichuan University , Chengdu 610041 , China)
Abstract This article review s the structures and distributions of the chemical consti tuents isolated f rom the
plants of the Genus Agave , and presents the pharmacology function of some plants and compounds.
Key words Agave;steroidal gly cosides;anti-tumor;anti-bacteria;anti-inf lammatory
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《应用与环境生物学报》 (双月刊)
刊号ISSN 1006-687X
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高的中国科技期刊 300名排行表》中位列第 275名(207次);在《2001年影响因子最高的中国科技期刊 300名排行表》中位列
第 107名(影响因子 0.4089)。
据中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)编辑出版的《中国科技期刊引证报告(CJCR)》(检索时段:2001年)中的统计数
据:本刊影响因子(0.437)列生物类期刊第 15位 , 在所统计的 1447种科技期刊中总排序为 236位;总被引频次(206)列生物类
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3532003 Vo1.15 No.4 张援虎等:龙舌兰属植物化学成分研究进展