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杜鹃花属植物化学成分及生物活性研究进展



全 文 : 基金项目:教育部“新世纪优秀人才支持计划” ,云南省中青年学术技术带头人后备人才培养基金(2005py01-32)
*通讯作者:李蓉涛(1971~ ),女 ,教授 ,博士生导师;研究方向:天然药物化学。
·文献综述·
杜鹃花属植物化学成分及生物活性研究进展
周三云 , 李蓉涛*
(昆明理工大学生命科学与技术学院 , 云南 昆明 650224)
  摘 要:本文对近 20 年来国内外杜鹃花属植物化学成分
及生物活性研究现状进行综述。杜鹃花属植物主要含有木藜
芦烷类及其相关二萜和黄酮类成分 , 这些化学成分具有降压 、
杀虫 、镇痛 、保护心肌 、抗 HIV 等作用。
关键词:杜鹃花属;木藜芦烷型二萜;黄酮;化学成分;生
物活性
中图分类号:R284 文献标识码:A
文章编号:1007-2349(2008)05-0051-03
杜鹃花科(Ericaceae)植物在全世界约有 70 属 , 分布广
泛 ,主要分布在亚热带地区;我国有 20 属 , 约 800 余种 , 分布
于全国 ,以西南地区最多[ 1] 。其中杜鹃花属(Rhododendron)
是杜鹃花科中最大的一个属 , 全世界约 960 种 , 我国约 542 种
(不包括种下等级),除新疆 、宁夏外 ,各地均有分布 , 但 80%以
上的种类集中分布在西藏东南 、云南西北 、四川西南 , 是世界
杜鹃花属植物的主要分布中心。
杜鹃花属植物或具有较高的欣赏价值 , 或有很高的药用
价值 ,具有广阔的开发应用前景 , 已引起国内外的重视。杜鹃
花属植物主要含有木藜芦型及其相关的二萜 , 此外还含有黄
酮 、三萜及其苷 、酚类 、鞣质 、挥发油等多种化学物质 , 许多成
分有药用价值 ,有止咳 、祛痰 、平喘 、降压 、降胆固醇 、利尿 、抗
菌等多方面的用途 ,还可用于治疗心血管病和风湿等。
杜鹃花科植物的毒性早就引起了人们的注意 , 明代的《本
草纲目》记载了羊踯躅(又名黄杜鹃)(R.mo ll G.Don)的毒性:
“花 、根 、叶有大毒 。羊食其叶 , 踯躅而死 , 曾有人以其根入酒
饮 ,遂至于毙也。”经国内外学者对杜鹃花科植物的研究 , 在上
世纪 80 年代就确定了该科植物的有毒成分主要为木藜芦烷
类二萜。
国内外学者对杜鹃花属药用植物的化学成分及生物活性
进行了一系列的研究 ,取得了一定的进展 , 本文拟对此进行综
述 ,为进一步开发利用杜鹃花属植物资源提供一定的依据。
1 化学成分
1.1 二萜类化合物 从杜鹃花属植物中分离得到的二萜化
合物根据化学结构的不同可分为 4 种骨架类型:木藜芦烷型 ,
leuco thane , 1 , 5-开环-木藜芦烷型和山月桂烷型[ 2 ~ 3] 。木藜
芦烷型二萜为多羟基四环二萜 , 拥有较为特异的 A 环缩环 B
环扩环的对映贝壳杉烷类骨架 ,是由 C5-C7-C6-C5 四环骈合而
成 ,大部分的此类二萜环的连接方式为 trans/ cis/cis(H-1 处
于α位 , A , B 环反式稠合), 少量的连接方式为 cis/ cis/cis(A ,
B 环顺式稠合);由木藜芦烷型二萜为基本骨架变化而来的
leucothane 为多羟基四环二萜 , 拥有 A 环扩环 , B 环缩环的木
藜芦烷型骨架(A-homo-B-no r g ranyanane skeleton , 6/6/6/ 5
ring system);1 , 5-开环-木藜芦烷型二萜为多羟基三环二
萜 ,拥有 1 , 5 开环的十元环的木藜芦烷型骨架(10/6/5 ring
system);山月桂烷型二萜为多羟基四环二萜 , 拥有 B 环扩环 ,
C 环缩环的木藜芦烷型骨架(5/8/5/5 ring system)[ 4] 。
到目前为止 , 从杜鹃花属植物中分离得到 41 个木藜芦烷
型及相关二萜类化合物 , 见表 1。
表 1 杜鹃花属植物中的二萜类成分
编号 化合物 植物来源 参考文献
1 Grayanotoxin I 大白花杜鹃(R.decrum) 5
大坂山杜鹃(R.abanshanense Fang e t wang) 6
山光杜鹃(R.oveodoxa Franch) 7
头花杜鹃(R.capitatum M axin) 8
2 Grayanotoxin II 大坂山杜鹃(R.dabanshanense Fang et w ang) 6
头花杜鹃(R.capitatum M axin) 8
3 Grayanotoxin III 羊踯躅(R.moll G.Don) 9
4 Grayanotoxin IV 大白花杜鹃(R.decrum) 4
大坂山杜鹃(R.dabanshanense Fang et w ang) 6
山光杜鹃(R.oveodoxa Franch) 7
头花杜鹃(R.capitatum M axin) 8
5 Rhodojaponin IV 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9
羊踯躅(R.moll G.Don) 10
6 Rhodojaponin VII 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9
7 Rhodomollein I 羊踯躅(R.moll G.Don) 10 ,11
8 Rhodomollein II(=Rhodo japonin VI) 羊踯躅(R.moll G.Don),日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9 ,10
9 Rhodomollein III 羊踯躅(R.moll G.Don) 12
10 Rhodomollein IV 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
11 Rhodomollein V 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
12 Rhodomollein VI 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
13 Rhodomollein VII 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
14 Rhodomollein VIII 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
15 Rhodomollein XI 羊踯躅(R.moll G.Don) 13
16 Rhodomollein XII 羊踯躅(R.mol l G.Don) 13
17 Rhodomollein XIII 羊踯躅(R.moll G.Don) 13
512008 年第 29 卷第 5 期          云 南 中 医 中 药 杂志
编号 化合物 植物来源 参考文献
18 Rhodomollein XVI 羊踯躅(R.moll G.Don) 14
19 Rhodomollein XVIII 羊踯躅(R.moll G.Don) 14
20 Rhodomoside A 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
21 Rhodomoside B 羊踯躅(R.moll G.Don) 4
22 Rhodomolin A 羊踯躅(R.moll G.Don) 15
23 Rhodomolin B 羊踯躅(R.moll G.Don) 15
24 Grayano side B 日本杜鹃(R.japonicum) 16
25 5 ,6异丙叉基木藜芦毒素-I 山光杜鹃(R.oveodoxa Franch) 7
26 5 ,6异丙叉基木藜芦毒素-IV 山光杜鹃(R.oveodoxa Franch) 7
27 Rhodomollein X 羊踯躅(R.moll G.Don) 13
28 Rhodomollein XIX 羊踯躅(R.moll G.Don) 17
29 Rhodojaponin I 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9
30 Rhodojaponin II 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9
羊踯躅(R.moll G.Don) 10
31 Rhodojaponin III 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 10
羊踯躅(R.moll G.Don) 18
32 Rhodojaponin V 日本杜鹃(R.japonicum Sur) 9
33 Rhodoanthin 团花杜鹃(R.anthosphaerum Diels) 19
34 Rhodomollein IX 羊踯躅(R.moll G.Don) 13
35 Rhodomollein XVII 羊踯躅(R.moll G.Don) 14
36 Rhodomollein XX 羊踯躅(R.moll G.Don) 17
37 Grayano l XXI 大白花杜鹃(R.dec rum) 20
38 Pie ro side B 日本杜鹃(R.japonicum) 16
39 Rhodomollein XIV 羊踯躅(R.moll G.Don) 13
40 Rhodomollein XV 羊踯躅(R.moll G.Don) 14
41 Kalmano l 羊踯躅(R.moll G.Don) 12
  注:Grayanotox in为木藜芦毒素 ,Rhodojaponin为日本杜鹃毒素 , Rhodomol lein为闹羊花毒素。
1.2 其他类化合物 杜鹃花属植物中除含有二萜类化合物
外 ,还含有黄酮 , 三萜 ,酚类及挥发油等多种物质 , E.CHosson
等从锈色杜鹃(R.fer rug ineum)中分离得到两个新的黄烷酮醇
trans-taxifolin 3-O-α-arabinopy ranoside和 cis-tax ifo lin 3-O-ar-
abinopy ran-oside[ 21] ;Hironobu Talahashi等从杜鹃(R.simsii)
中分离得到一个新的黄烷苷 7-O-β-D-apiofuranosy l-(1※6)-β-
D-glucopy ranosy l matteucino l[22] 。 戴胜 军 等从 烈香 杜鹃
(R.anthopogonoide)的地上部分分离得到了一个新的化合物
(2R-4-phenyl-2-O-[ β-D-xy lopy ranosyl(1 ※ 6)-β-D-g lucopyr-
anosy] Butane)[ 23] ;Hironobu Talahashi 等从杜鹃中分离得到
一 新 的 三 萜 酸 (19 , 24-dihydroxyurs-12-en-3-one-28-oic
acid)[ 22] ;汪礼权等从羊踯躅的根中分离得到 2 个新的酚苷
(ester-2-O-β-D-xy lopy ranosy l-(1 ※6)-β-D-glucopy ranoside 和
7-hydro xy-5-methoxyphthaide-7-β-xylopyr ano sy l-(1 ※ 6)-β-D-
glucopy ranoside)[ 24] ;樊成奇等从鹿角杜鹃(R.latoucheae)的
叶中分离得到 2 个新的环烯醚萜 r hodo latouside A and B[ 25] ;
Li-Kang Ho 等从西施花(R.e llipticum)的叶中分离得到一个
新的栎基苷(5 , 4′-dimethylehe r)[ 26] ;Yoshiki Kashiwada 等从
兴安杜鹃(R.dauricum)中分离得到 2 个新的化合物 rhodoau-
richromanic A 和 B , 具有潜在的抗 H IV 病毒活性[ 27] 。
2 生物活性
2.1 降压作用 从羊踯躅果实中分离得到的闹羊花毒素 II I
能够降低血压 ,减慢心率;且降压速度快 , 降压幅度大;其降压
效果与 给药剂 量 、给药 速度 有关[18] 。 从大白 花杜 鹃
(R.dec rum)叶中分离得到的木藜芦毒素 I ,对小鼠腹腔注射急
性毒性 ,其 LD50为 1.05mg/kg 。对大鼠给予 1 ~ 100μg/ kg 剂
量时有明显降压作用 ,其特点是作用快 ,给药后 1 ~ 2min 血压
降到最低值 ,但持续时间短 ,一般 15min后恢复正常[ 5] 。
2.2 杀虫作用 杜鹃花科植物中 , 作为杀虫剂而应用最广 ,
研究最早 ,最详的是羊踯躅 ,羊踯躅作为我国传统高效的特有
的杀虫植物 ,在我国民间很早就有使用 。早在上世纪三十年
代 ,研究人员就发现 , 羊踯躅的杀虫毒力仅次于除虫菊 , 对蚜
虫的毒力仅次于烟碱。直到上世纪 80 年代 , 华南农业大学赵
善欢院士带领科研人员率先在国内外重新系统深入研究羊踯
躅的杀虫作用 ,先后发现羊踯躅提取物和及其主要活性成分
闹羊花毒素 III 对马铃薯甲虫 、菜粉蝶 、小菜蛾 、家蝇 、蚜虫等
重要害虫具有突出的生物活性 , 且作用方式多样 , 包括拒食 、
胃毒 、触杀 、生长发育抑制 、种群增长抑制 、产卵忌避 、内吸 、熏
蒸等多种方式 , 有望开发成为一种新型高效生物合理性杀
虫剂[28] 。
2.3 镇痛作用 宋小平等研究发现杜鹃花总黄酮(TFR)在
浓度为 100 和 200mg/kg 可明显延长小鼠热板舔足反应潜伏
期及小鼠热水缩尾时间 , 且明显抑制小鼠福尔马林试验 I 相
反应;TFR 在 50 和 100mg/ kg 时可明显抑制小鼠扭体反应
数;100mg/ kg TFR能升高小鼠血清中 NO 的含量 , 200mg/kg
TFR能升高脑组织中 NO 的含量。 TFR 可明显降低小鼠脑
组织 PGE2 含量 , 100mg/ kg 可降低血清中 PGE2 含量。试验
表明杜鹃花总黄酮有明显的镇痛作用 , 且对平滑肌的解痉作
用明显 , TFR不仅对一般炎症疼痛有效 ,而且更适合于内脏平
滑肌的疼痛。其镇痛作用机制与中枢作用有关 , 且与促进 NO
释放及抑制 PGE2 合成有关[ 29] 。宋小平等还研究发现灌
胃(ig)杜鹃总黄酮(TFR)在浓度为 100 和 200mg/kg 可明显
抑制小鼠扭体反应数及小鼠福尔马林实验 Ⅱ相反应 , 灌胃
100mg/kg 可延长小鼠热水缩尾时间 ,灌胃 200mg/ kg 可延长
小鼠热板舔足反应潜伏期。 小鼠脑室内注射(icv)TFR(5、
10mg/ kg)可明显抑制小鼠扭体反应数。 其镇痛作用机制与
中枢作用相关[ 30] 。
2.4 对心肌缺血的保护作用 张建华等研究显示杜鹃花总
黄酮(10、20 、40mg/ kg , 静脉注射)可抑制心电图 ST 段的升
高 ,降低血清中肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)的活力及
心脏梗死区缺血危险区的比值(IS/ AAR), 同时降低血清中丙
二醛(M DA)、一氧化氮(NO)含量 , 升高超氧化歧化酶(SOD)
和一氧化氮合酶(NOS)的活力。研究表明杜鹃花总黄酮对大
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鼠心肌缺血再灌注损伤有明显延迟相保护作用 , 其作用与减
少自由基过氧化 、增加 NO 生成等有关[ 31] 。
2.5 毒性反应 动物吸食杜鹃花科有毒成分后 ,其中毒症状
表现为剧烈流涎 、扭体和呕吐等胃肠道中毒症状和颈后倾 、运
动失调 、角弓反张 、呼吸抑制和惊厥等神经系统中毒症状[ 9] 。
陈常英等对杜鹃花科中提取分离得到的 9 个化合物:
Rhodoanthin、Abseboto xin 、R-III、R-V 、G-III 、R-II、Rm-I、G-II、
Rm-III(其受试小鼠的半数致至死量 LD50值依次为:0.10 、
0.20、1.10 、1.80、2.30、45.10 、71.90 、74.00、185.40μmol/ kg)
进行了量子化计算 ,分析有毒成分的电子结构与构效关系 , 发
现 2 , 3-环氧基团或 3-羟基中的氧原子 O(1)和 14-羟基中
氧原子 O(4)的电子密度 DO(1)和 DO(4)分别与毒性正相关 ,
表明 O(1)和 O(4)的电子密度越大 , 同受体作用时的供电子
能力越强 ,因而有利于同受体结合使活性增强;还发现了杜鹃
花科有毒成分中由 O(1)、O(2)和 O(3)(分别表示 C(3)、C(5)
和 C(6)连接的氧原子)组成的氧原子三角区与其生物活性密
切相关 ,氧原子三角区的电负性越大活性越强。 利用毒性与
电子结构的关系解释了 Rhodoanthin、Abseboto xin 和 R-I II的
毒性较 G-II I、Rm-I、G-II 和 Rm-III 要大[ 19] 。
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