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决明属中醌类化合物研究进展



全 文 :决明属中醌类化合物研究进展
韩德凤,杜成林,王晓静*
(山东省医学科学院药物研究所,济南大学/山东省医学科学院医学与生命科学学院,山东 济南 250062)
摘 要:通过阅读大量相关文献,总结决明属植物中醌类的化学成分、药理活性研究进展,以冀为决明属植物
的开发利用提供有效的科学依据。
关键词:决明;醌类;药理作用
中图分类号:R284 R285 文献标识码:A 文章编号:1672-979X(2015)04-0302-05
Research Progress in Quinones of Plants in Cassia L.
HAN De-feng, DU Cheng-lin, WANG Xiao-jing
(Institute of Materia Medica, Shandong Academy of Medical Sciences, University of Jinan/School of Medicine and Life
Sciences, Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan 250062, China)
Abstract: By reading related literature, research progress on chemical constituents and pharmacological activities
of quinones of plants in Cassia L. are summarized, in order to provide scientifi c basis for effective development and
utilization Cassia plants.
Key Words: Cassia L.; quinone; pharmacological effect
收稿日期:2014-08-16
作者简介:韩德凤(1988-),女,硕士研究生,研究方向为天然药物化学 E-mail: 727421576@qq.com
*通讯作者:王晓静,女,研究员, 研究方向为天然药物化学 Tel: 0531-82629336 E-mail: 94724500@qq.com
决明属(Cassia L.),草本、灌木或乔木,
属云实科,约600种,分布于热带、亚热带和温
带。该属植物包括决明子、对叶豆、铁刀木、腊
肠树、铁甲草、钝叶决明、密叶决明、望江南、
短叶决明、光决明、粉叶决明、大叶决明等种
类。我国约有10多种植物供药用,广布于全国各
地。文献相继报道从该属植物中提取分离出醌
类、黄酮类、挥发油等多种具有生物活性的化学
成分。本文对该属植物化学成分中的醌类成分及
其药理作用予以整理,以冀为该属植物资源的利
用提供进一步的参考。
1 醌类化学成分
1.1 蒽醌类
1.1.1 游离蒽醌 刘安等[1]从对叶豆中分离得到
芦荟大黄素(1,aloeemodin)、大黄酸(2,
rhein);Satyender等 [2]在对叶豆中还发现3-
甲酰基-1,2,8-三羟基蒽醌(3,3-formyl-1,2,8-
trihydroxyanthraquinone)。
贾振宝等[3]在决明子中分离得到大黄酚-8-甲
醚(4,chrysophanol-8-methylether)、大黄素-1-
甲醚(5,emodin-1-methylether)、1,2-二甲氧
基-8-羟基-3-甲基-9,10-蒽醌(6,1,2-dimethoxy-
8-hydroxy-3-methyl-9,10-quinone)。Zhu等[4]在
决明子中分离得到的游离蒽醌类化合物有2-羟
基-1,6,7,8-四甲氧-3-甲基蒽醌(7,2-hydroxy-
1,6,7,8-tetramethoxy-3-methylanthraquinone)。
Guo等[5]在钝叶决明的根中分离得到两种游离
蒽醌类化合物:1-羟基-7-甲氧基-3-甲基蒽醌(8,
302 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期
1-hydroxy-7-methoxy-3-methylanthraquinone)和
1,2,8-三羟基-6,7-二甲基蒽醌(9,1,2,8-trihydroxy-
6,7-dimethoxyanthraquinone)。Sekar等[6]在钝
叶决明的根中发现了两种新的化合物1,3-二羟
基-6-甲氧基-7-甲基蒽醌(10,1,3-dihydroxy-
6-methoxy-7-methylanthraquinone)和1-羟
基 -3 ,7-二甲酰基蒽醌(11,1-hydroxy-3,7-
diformylanthraquinone)。
Joshi等[7]从铁刀木中分离得到1,8-二羟基-2-
甲基蒽醌-3-新橙皮糖苷(12,1,8-dihydroxy-2-
methylanthraquinone-3-neohesperidoside)。此
外Dassa等[8]在该植物中发现了1,3-二羟基-5,7,8-
三甲氧基-2-甲基蒽醌(13,1,3-dihydroxy-5,7,8-
trimethoxy-2-methylanthraquinone)。Malhotra等[9]还
在铁刀木中分离得到1,2,7-三羟基-6,8-二甲氧基-3-
甲基蒽醌(14,1,2,7-trihydroxy-6,8-dimethoxy-3-
methylanthraquinone)和1,2,6-三羟基-7,8-二甲氧
基-3-甲基蒽醌(15,1,2,6- trihydroxy-7,8-dimethoxy-
3-methylanthraquinone)。
Lee等[10]从腊肠树中得到citreorosein(16)、
rhein methylester(17,大黄酸甲酯)、1,4,5-三
羟基蒽醌(18,1,4,5-trihydroxyanthraquinone)。
陈家源等[11]从短叶决明的全草中分离得到大黄
酚(19,chrysophanol)、大黄素甲醚(20,
physcion)、大黄素(21,emodin)。
1.1.2 蒽醌苷类 Li等 [12]在钝叶决明的种子中
分离得到了大黄酚-1-O-β-龙胆二糖苷(22,
chrysophanol-1-O-β-gentiobioside)、大黄素
甲醚 -8 -O -β -龙胆二糖苷(23,physc ion-8-
O-β-gentiobioside)、大黄酚-1-O-β-D-吡喃
葡糖基-(1→3)-β-D-吡喃葡糖基-(1→6)-β-D-
吡喃葡糖苷(24,ch rysophano l -1 -O -β -D-
glucopyranosyl-(1→3) -β-D-glucopyranosyl-
(1→6)-β-D-glucopyranoside)。此外Zhang等
[13]从钝叶决明的种子中分离得到钠大黄素-1-
O-β-龙胆二糖苷(25,sodium emodin-1-O-β-
gentiobioside),并对其结构进行了研究分析。
Wang等 [14]从决明子中分离得到3个蒽醌
糖苷类分别为1-O-[(β-D-吡喃葡糖基-(1→3)-
O -β -D-吡喃葡糖基 - (1→6)-O -β -D-吡喃葡糖
基)]-8-羟基-3-甲基-9,10-蒽醌{26, l -[(β-D-
glucopyranosyl-(1→3)-O-β-D-glucopyranosyl-
(1→6)-O-β-D-glucopyranosyl)oxy]-8-hydroxy-3-
methyl-9,10-anthraquinone}、1-O-[(β-D-吡喃葡
糖基-(1→6)-O-β-D-吡喃葡糖基-(1→3)-O-β-D-
吡喃葡糖基-(1→6)-O-β-D-吡喃葡糖基)]-8-羟
基-3-甲基-9,10-蒽醌{27,l-[(β-D-glucopyranosyl-
(1→6)-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)-O-β-D-
glucopyranosyl- (1→6)-O-β-D-glucopyranosyl)
oxy]-8-hydroxy-3-methyl-9,10-anthraquinone}、
2-O-(β-D-吡喃葡糖基)-8-羟基-3-甲基-1-甲氧
基-9,10-蒽醌[28,2-(β-D-glucopyranosyloxy)-8-
hydroxy-3-methyl-l-methoxy-9,10-anthraquinone]。
S i n g h等 [ 1 5 ]从光叶决明的根中分离得到
大黄素甲醚 -8 -半乳糖苷(29,physc ion-8 -
galactoside)。Ledwanil等[16]在毛荚决明的种
子中还发现一种α构型的糖苷类化合物1,5,6-
三羟基 -3 -甲基蒽醌 -8 -O -α -L-葡糖苷(30,
1,5,6-trihydroxy- 3-methyl-anthraquinone-8-O-α-L-
glucoside)。Singh等 [17]从粉叶决明的根中分离
得到1,3-二羟基-6,8-二甲氧基-2-甲基蒽醌-3-O-
鼠李糖-(1→6)-吡喃葡糖苷(31,1,3-dihydroxy-
6,8-dimethoxy-2-methylanthraquinone-3-O-
rhamnosyl-(1→6)- glucopyranoside)、1,3,5,8-
四羟基 -2-甲基蒽醌 -3-O -β -D-葡糖苷(32,
1,3,5,8-tetrahydroxy-2-methylanthraquinone-3-O-β-
D-glucoside)。
Siddiqui 等[18]从红花铁刀木中分离得到两
种新的糖苷类蒽醌化合物1,2,4,8-四羟基-6-甲氧
基-3-O-β-D-葡糖苷(33,1,2,4,8-tetrahydroxy-
6-methoxy-3-O-β-D-glucoside)和3-羟基-6,8-
二甲氧基-2-甲基蒽醌-3-O-β-D-葡糖苷(34,
3-hydroxy-6,8-dimethoxy-2-methylquinone-3-O-β-
D-glucoside)。刘安等[1]从对叶豆中分离得到芦
荟大黄素-8-O-β-D-葡糖苷 (35,aloeemodin-8-
O-β-D-glucoside)、芦荟大黄素-3-羟甲基-β-D-
食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期 303
表1 游离蒽醌及结合蒽醌化合物取代基
编号 取代基
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8
1 H H H OH OH H CH2OH H
2 OH H COOH H H H H OH
3 OH OH CHO H H H H OH
4 OH OCH3 CH3 H H H H H
5 OCH3 H OH H H H H H
6 OCH3 OCH3 CH3 H H H H OH
7 OCH3 OH CH3 H H OCH3 OCH3 OCH3
8 OH H CH3 H H H OCH3 H
9 OH OH H H H CH3 CH3 OH
10 OH H OH H H OCH3 CH3 H
11 OH H CHO H H H CHO H
12 OH CH3 新橙皮糖 H H H H OH
13 OH CH3 OH H OCH3 H OCH3 OCH3
14 OH OH CH3 H H OCH3 OH OCH3
15 OH OH CH3 H H OH OCH3 OCH3
16 OH OH CH2OH H H CH3 H OH
17 OH H COOCH3 H H H H OH
18 OH H H OH OH H H H
19 OH H CH3 H H H H OH
20 OH H OCH3 H H CH3 H OH
21 OH H OH H H CH3 H OH
22 O-β-龙胆二糖 H CH3 H H H H OH
23 OH H OCH3 H H CH3 H O-β-龙胆二糖
24 O-β-D-葡萄糖-(1→3)-β-D-葡
萄糖-(1→6)-β-D-葡萄糖 H H H H H H OH
25 O-β-龙胆二糖 H CH3 H H H ONa OH
26 β-D-葡萄糖-(1→3)-O-β-D-葡萄糖
-(1→6)-O-β-D-葡萄糖 H CH3 H H H H OH
27 β-D-葡萄糖-(1→6)-O-β-D-葡萄糖
-(1→3)-O-β-D-葡萄糖-(1→6)-O-β-
D-葡萄糖
H CH3 H H H H OH
28 OCH3 O-β-D-葡萄糖 CH3 H H H H OH
29 OH H OCH3 H H CH3 H O-半乳糖
30 OH H CH3 H OH OH H O-α-L-葡萄糖
31 OH CH3
O-鼠李糖-(1
→6)-葡萄糖 H H OCH3 H OCH3
32 OH CH3 O-β-D-葡萄糖 H OH H H OH
33 OH OH O-β-D-葡萄糖 OH H OCH3 H OH
34 H CH3 O-β-D-葡萄糖 H H OCH3 H OCH3
35 OH H CH2OH H H H H O-β-D-葡萄糖
36 OH H CH2-O-β-D-葡萄糖 H H H H OH
葡糖苷(36,aloeemodin-3-hydroxymethyl- β-D-
glucoside。
蒽醌类化合物的母核结构见图1。各蒽醌类
成分的化学结构见表1。
R8
R6
O
O R1
R3
R2
R4R5
R7
图1 蒽醌类化合物母核结构式
1.1.3 蒽醌二聚体 Singh等[19]从铁刀木中分离
得到1,1’-双(4,5-二羟基-2-甲基蒽醌)[37,1,l’-
bis(4,5-dihydroxy-2-methylanthraquinone)]、
4,4’-双 (1 ,3-二羟基 -2-甲基 -6 ,8-二甲氧基蒽
304 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第4期
图2 蒽醌二聚体类化合物的结构式
醌)[38,4,4’-bis(l,3-dihydroxy-2-methyl-6,8-
dimethoxyanthraqumone)]。Singh 等[20]从决明子
中得到一个蒽醌二聚体4,4’-双(l,3,8-三羟基-2-甲
基-6-甲氧基蒽醌)[39,4,4’-bis(l,3,8-trihydroxy-
2-methy-6-methoxyanthraquinone)]。尹宏权等[21]
从望江南中分离得到5,7’-二聚大黄素甲醚[40,
5,7’-bis(physcion)]。Zamana 等[22]还分离得到
1,1’-二羟基-3,3’-二甲基-8,8’-二甲氧基-6,6’-O-
蒽醌(41,1,1’-dihydroxy-3,3’-dimethyl-8,8’-
dimethoxy-6,6’-O-bianthraquinone)。
1.2 其他醌类和蒽类化合物
已分离得到的其他蒽类及醌类化合物有
大黄素甲醚-10,10’-双蒽酮(42,physcion-
10,10’-bianthrone)、大黄素甲醚-9-蒽酮(43,
physcion-9-anthrone)、大黄素-9-蒽酮(44,
physcion-9-anthrone)[23]、torosaol-III(45)[24]、
kleinioxanthrone-3(46)、kleinioxanthrone-4
(47)[25]、计米蒽酮(48,germitosone)、甲基
计米蒽酮(49, methylgermitorosone)[26]、1,2-
二氢-1,3,8-三羟基-2-甲基蒽醌(50,1,2-dihydro-
1,3,8-trihydroxy-2-methylanthraquinone)[27]。
2 药理作用的研究
2.1 抑制二甲基亚硝胺诱导大鼠肝纤维化
铁甲草在广东梅州地区民间主要用于慢性
乙型肝炎和肝纤维化的治疗,为探讨铁甲草对实
验性肝纤维化形成的抑制作用,张纪达等[28]在二
甲基亚硝胺诱导的大鼠肝纤维化模型中,用高、
中、低剂量(12.6,4.2,1.4 mg/kg)铁甲草醇
OR1
MeO
O
O
OH
Me
OH
HO
Me
OH O
O
OMe
OR2
OH
Me
O
O
OH
37
O
OOH OH
Me
OH
Me
O
O
OMe
O
OMe O
O
OH
Me
38 R1=R2=CH3
39 R1=R2=H
OH
Me
O
O
OH
OMe
Me
O
O
OH
OH
OMe
40
41
提取液进行干预治疗。结果显示铁甲草对二甲基
亚硝胺诱导的大鼠肝纤维化形成有明显的抑制作
用。其机制可能与大黄素和齐墩果酸的保护肝细
胞和抑制胶原纤维合成的作用有关。
2.2 抗肿瘤
研究发现,蒽醌苷是望江南的主要活性成
分之一,具有抗菌消炎、泻下、抗风湿等作用,
实验表明蒽醌苷还具有抗肿瘤作用。李月玲等[29]
研究了望江南总蒽醌苷对肝癌细胞(HepS)、
肺癌细胞(A549)、小鼠肉瘤细胞(S180)的作
用。体外实验表明,望江南总蒽醌苷对HepS、
A549、S180的增殖有显著的抑制作用;体内抑瘤实
验表明,望江南总蒽醌苷对小鼠HepS有明显的
抑制作用。DNA凝胶电泳结果说明,望江南总
蒽醌苷抑制肿瘤细胞增殖的机制可能是在低浓度
时引起细胞凋亡,高浓度时细胞毒作用直接杀死
细胞。
2.3 抗氧化
李小芳等[30]采用正交试验优选了决明子中
抗氧化蒽醌成分的提取工艺条件,并测定其对羟
基自由基和氧自由基的清除率和还原力。结果显
示决明子中抗氧化成分对羟基自由基和氧自由基
具有一定的清除能力,且随浓度的增大,抗氧化
性增强,其还原力也显著增强。
2.4 降血脂
蒽醌糖苷是决明子降血脂的主要成分之
一。动物实验表明,决明子能抑制血清胆固醇升
高和主动脉粥样硬化斑点形成,能明显增加血清
高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量,改善体
内胆固醇的分布[31]。
2.5 抗菌消炎
研究发现大黄酸、芦荟大黄素、大黄素均
有抗菌消炎作用,其中芦荟大黄素抗菌能力最
强。它们对多种细菌有不同程度的抑制作用,对
G+和G-菌均有抑制作用。其中对葡萄球菌、淋双
球菌最敏感,对多形拟杆菌的抗菌活性最强,
对产黑素普雷沃氏菌的抗菌活性较强。对多种真
菌、溶组织阿米巴原虫也有抑制作用。蒽醌类化
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合物不仅本身具有广谱抗菌作用, 还对其他抗
菌药物有协同增效作用,且不易产生耐药性。目
前已知的抗菌机制为:抑制菌体糖及糖代谢中间
产物的氧化、脱氢、脱氨,并能抑制蛋白质和核
酸的合成[32]。
2.6 促智力
陈氏等 [33]对大黄素-8-O-β-D-吡喃葡糖苷
(PMEG)的促智活性及其作用机制进行研究,
发现腹腔灌注PMEG后,正常小鼠及东莨菪碱所
致学习记忆障碍小鼠错误次数明显减少,PMEG
能提高正常小鼠学习记忆功能,对东莨菪碱所致
学习记忆障碍具防护作用。初步认为PMEG的作
用机制是对胆碱脂酶可逆性的抑制作用。
3 结语
本文对决明属中蒽醌类化学成分、药理作
用进行了总结和概述,以冀为蒽醌类化合物的开
发和利用提供参考和依据,并为其临床应用的扩
展和深入奠定理论基础。
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