全 文 ：·综述·
棘豆属植物生物碱类成分结构特征和生理活性研究
进展
＊陈醒 ,杨光明＊ ,蔡宝昌
(南京中医药大学江苏省中药炮制重点实验室 , 江苏 南京　210029)
摘要:棘豆属植物内含有多种成分 , 其中的生物碱类成分既是毒性成分 , 又具有很好的生理活性。综述了从棘豆属植物
中分离鉴定的生物碱类成分并首次对其中的喹诺里西啶类和吲哚里西啶类生物碱做了详细的结构特征分析和生理活性
总结 ,以期更加全面地了解棘豆属植物所含的生物碱类成分。
关键词:棘豆属;生物碱;喹诺里西啶;吲哚里西啶
中图号:R282.7 文献标志码:A 文章编号:1000-5005(2011)01-0095-03
Research Advances in Structures and Biological Activities of Alkaloids in Oxytropis
CHEN Xing ,YANG Guang-ming ＊ ,CAI Bao-chang
(J iangsu Key Laboratory of Chinese Medicine Processing , Nanjing University o f Chinese Medicine , Nanjing , 210029 ,
China)
ABSTRACT:The main components in Oxy tropis plants are flavonoids , alkaloids and trite rpenoids , w hich exhibit multiple
bioactivities such as anticancer and anti-inflammato ry.Among them , alkalo ids are considered to be the impo r tant ma te rial
basis fo r their pr omising activities in spite o f their to xicity.This pape r reviewed the researche s o f alkalo ids in Oxy tropis ,
e specially the structures (characteristics of UV 、IR、1H-NM R、13C-NM R and MS)and bio lo gical activities of quino lizidine
and indo lizidine.I t is go od for us to under stand the charac teristics of alka loids in Oxy tropis mo re comprehensively.
KEY WORDS:Oxy tropis;alkaloids;quinolizidine;indo lizidine
　　豆科棘豆属(Oxy tropis)植物 , 全世界约 350 余种 , 主
要分布在北半球温带 、寒带及其干旱和高山地区 。主要含
有黄酮 、生物碱 、皂苷类等成分 ,具有清热解毒 、镇痛抗炎 、
止血 、生肌愈疮等功效 , 在我国民族医药学中 ,尤其是藏医
和蒙医中广泛使用[ 1-2] 。但是该属植物也具有一定的毒
性 ,牲畜采食后往往引起中毒乃至死亡 , 给畜牧业造成极
大的损失。近年来研究发现 ,棘豆属植物中的生物碱类成
分是该属植物毒性的主要成分 ,因其具有明显的抗肿瘤等
生理活性 ,值得对此类成分进行深入的研究。
目前 ,国内外学者已从棘豆属植物中分离鉴定了 33
个生物碱类成分 ,其中喹喏里西啶类 8 种 , 吲哚里西啶类
3 种 , 哌啶类 1 种 ,喹啉类 1 种 ,有机酰胺类 15 种 ,其他类
化合物 5 种。本文主要针对其中的喹诺里西啶类和吲哚
里西啶类生物碱从结构特征和生理活性方面进行综述。
1　结构特征
1.1　喹诺里西啶类生物碱
此类生物碱是一类具有多环分子结构的化合物 , 为 2
个哌啶环共用 1 个氮原子稠合而成。现已从棘豆属植物
中分离鉴定了 8 个喹诺里西啶类生物碱。结构见图 1。
1.1.1　UV 特征
此类生物碱大多数含有α-吡啶酮环 , 紫外光谱 234、
309 nm 处有明显的吸收峰。 于荣敏[ 3] 等测得臭豆碱在
233 、310 nm 处出峰 , N-甲基野靛碱在 234、309 nm 处出
峰 , 鹰爪豆碱不含α-吡啶酮环 , 仅在 199 nm 处出峰。
1.1.2　IR特征
用液膜法(液体生物碱)或 KBr 压片法(固体生物碱)
测定其红外光谱 , 反式稠合的喹诺里西啶环在 2 800 ～ 2
700 cm -1区域有 2个以上明显的吸收峰 , 如野决明碱在 2
800 、2 760 cm -1处有明显的吸收峰;而顺式则没有或仅有
不明显的肩峰 , 如臭豆碱 2 800 cm -1仅有 1 个肩峰。反式
结构的吸收峰是 CH-N 的吸收 , 称为波尔曼(Bohlmann)
吸收峰 , 这是因为在反式喹诺里西啶环中 , 氮原子的邻位
—95—南京中医药大学学报 2011 年 1 月第 27卷第 1 期JOURNALOF N ANJING TCMUNIVERSITY Vol.27 No.1 Jan.2011
＊收稿日期:2010-06-10;修稿日期:2010-08-24
基金项目:国家自然科学基金(30902012)
作者简介:陈醒(1987-),女 ,江苏南京人 ,南京中医药大学 2008级硕士研究生。 ＊通信作者:025-86798281
DOI :10.14148/j.issn.1672-0482.2011.01.028
至少有 2 个直立键 C-H 与氮的孤对电子成反式构型 , 而
顺式喹诺里西啶环中 ,氮原子的邻位只有 1个直立键 C-H
与氮的孤对电子成反式构型[ 4] 。
　　 　　 　　
野决明碱 臭豆碱 白羽扇豆碱　　　　　　鹰爪豆碱
　　 　　 　　
穿叶赝靛碱 N-甲基野靛碱　　　　13-羟基鹰爪豆碱　　　N-甲酰基金雀花碱
图 1　棘豆属植物中的喹诺里西啶类生物碱
1.1.3　1H-NM R特征
棘豆属植物中的喹诺里西啶类生物碱 A 环通常含有
内酰胺结构 ,与内酰胺上的 N 原子相连的亚甲基(-CH 2-)
平伏键上的 H (H e-10)处于饱和氢中的最低场 ,常作为 1
组二重峰出现在δ4.2 左右的位置 , 由于偕偶而出现较大
的偶合常数(J>13 H z), 而位于直立键上的另 1 个 H 因
为还和 H-9 偶合 , 裂分为 1 组四重峰 ,出现在δ3.65 左右。
另 1 个亚甲基(CH2-17)对决定 C 环的构象至关重要 , 通
过与 H-7 的偶合常数可以判断。黄华碱(野决明碱)1 H-
NM R中 , H a-17 与 H-7 的偶合常数为 2.5 Hz ,说明 H a-17
与 H-7 之间的夹角是 60°左右 , C 环为椅式构象[ 3] 。
1.1.4　13C-NMR特征
除 N-甲基野靛碱和 N-甲酰基野靛碱具有 12 个 C
外 ,此类喹诺里西啶类生物碱均为 4 个环构成的 15 个 C
原子的分子骨架 ,在13C-NM R谱上可出现 15 个相应的碳
信号 ,在低场区(δ>90)主要为羰基 、芳香碳和其他不饱和
碳的信号 ,其余碳信号出现在高场区。此外 , N-甲基的特
征信号也非常容易识别 , 化学位移为δ43 左右。
1.1.5　质谱特征
该类生物碱的质谱可以显示明显的分子离子峰
(M +),当分子中 2 个氮原子都是碱性氮原子时 , 质谱中可
以出现 2 组强的互补离子 , 如鹰爪豆碱(MW:234)中 137
(91), 97(62)和 136(39), 98(100)就是 2 对互补离子 , 二
者之和就是分子量;当分子中其中 1 个氮原子与羰基构成
酰胺时 , 含有酰胺部分的离子不明显[ 5] 。由于羰基的存
在 , 质谱中还有较强的 m/e 149 和 150 的峰 , 分别是中间
离子经过麦氏重排和简单裂解而得到的碎片离子。裂解
规律表明碎片离子 160、147 、146 的同时出现是含有α-吡
啶酮环的羽扇豆生物碱的特征。
1.2　吲哚里西啶类生物碱
此类生物碱为哌啶和吡咯共用 1 个氮原子稠合的衍
生物(图 2)。棘豆属植物中的吲哚里西啶类生物碱主要
以多羟基的大极性生物碱苦马豆素为主 , 近年来有关苦马
豆素的研究已深入开展 , 而其他 2 个化合物研究则较少。
　　　　 　　　　
　　　　　　　　　苦马豆素　　　　　　　　　　　骆驼蓬碱　　　　　　　　　8-甲基-1-吲哚兹定醇
图 2　棘豆属植物中的吲哚里西啶类生物碱
　　现已发现的 3 种吲哚里西啶类生物碱除骆驼蓬碱存
在紫外吸收外 ,其他 2 种都没有吸收 , 因此 ,此类化合物的
结构鉴定一般依靠红外光谱和核磁共振谱。红外光谱显
示吲哚里西啶类生物碱也存在 Bohlmann 吸收峰(2 850 ～
2 750 cm -1)和 C-O 伸缩振动引起的 1 072 cm-1处的吸收
峰。其中苦马豆素和 8-甲基-1-羟基吲哚兹定醇在 3 423
cm -1左右还有明显的 OH 吸收峰。
苦马豆素1H-NMR 显示和羟基直接相连的 H (H-1 ,
H-2 ,H-8)化学位移值位于较低场 ,δ3.7 ～ 4.3。赵宝玉[ 6]
等通过1H-NMR和 3D 化学分析鉴定了苦马豆素的立体
构型。推断出 H-8 是 α-H , H-1 、H-2 都是 β-H 型。13 C-
NMR 中有8 个 C 信号 ,其中 6 个都与杂原子相连 , 化学位
移在δ50 以上 , 和 H 偶合而呈现 4 个双重峰 , 4 个三重
峰。质谱上有明显的分子离子峰 173(M +), 分子中的羟
基容易以水分子的形式脱去而形成双键。 裂解主要产生
的碎片离子有 155 、138 、116 、115、96 、84、72 、43。[ 7]
2　生理活性
2.1　喹诺里西啶类生物碱
研究表明臭豆碱能抑制血清型为 HBeAg 的乙型肝
炎病毒 , 具有抗病毒活性[ 8] 。鹰爪豆碱具有显著的抗心律
—96— 南京中医药大学学报 2011 年 1 月第 27 卷第 1 期
失常作用 ,能降低心肌的应激性和传导性 , 减慢心率 , 抑制
心脏收缩力 ,曾用作抗心律失常药以治疗室性心动过速和
功能性心悸[ 9] 。黄华碱 、臭豆碱及鹰爪豆碱均能阻断神经
节 ,后者还能降低肾上腺皮质及颈动脉窦的反应性。此
外 ,从其他属植物中发现的这类化合物还具有兴奋中枢 、
抗肿瘤和杀虫等活性[ 10] 。
2.2　吲哚里西啶类生物碱
2.2.1　抗肿瘤作用
研究发现苦马豆素对多种细胞均有较好的抗肿瘤作
用及抑制肿瘤细胞向其他器官自发性转移。如能减少
Mewo 黑素瘤的生长 , 使其生长率减少近 50%[ 11] 。对胃
癌 SGC-7901 肿瘤抑制作用明显 , 3μg/ mL 的苦马豆素对
胃癌SGC-7901 的抑制率达73.8%(P<0.01)[12] ,研究还
证实了胃癌 SGC-7901 细胞对苦马豆素非常敏感[ 13] 。刘
求真等[ 14]通过试验观察了 SW 对人肝癌细胞株 SMMC-
7721 体内生长的影响 , 结果表明 , SW 能延长试验组荷瘤
裸鼠的生存期 ,其肿瘤抑制率为 36%。陈绍淑等[ 15] 研究
发现 SW可明显地抑制人食道癌 Eca-109 细胞的生长 , 而
对胃癌 N-28、N-45、SGC-7901 细胞生长的抑制作用不明
显。赵宝玉等[ 16]用不同浓度 SW 与食道癌 Eca-109 细胞
共同培养 ,其生长的半数抑制浓度 IC50 小于 2.5 mg/ L ,
抑制作用非常明显。刘巍等[ 17]研究发现 SW 0.3l和 0.62
g/kg 剂量组对小鼠 S180 肉瘤的抑瘤率分别为 33.30%和
32.48%(P<0.01), SW 对小鼠移植性 S180 实体瘤具有
明显的抑制作用。 New ton[ 18] 等报道苦马豆素可抑制
B16-BL6 黑素瘤(88%)和 M5076 网状肉瘤(95%)向肺和
肝的自发性转移。
2.2.2　对免疫系统的调节作用
苦马豆素可提高机体免疫力 , 增强 NK 细胞 、LAK 细
胞 、巨噬细胞和淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤活性[ 15] 。H u-
eza[ 19]等发现 , 低剂量 SW 具有一定的免疫调节作用 , 可提
高腹腔巨噬细胞吞噬功能和释放 H2 O2 的能力。张志
敏[ 20]等研究发现 , SW剂量在 0.2 ～ 0.8 mg/ kg 之间 , 连续
灌服 21 d , 能提高小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬和杀伤活性 ,
并能刺激培养巨噬细胞上清液 NOS 活性 , 提高 TNF-α和
H2O2的分泌量 ,高剂量 SW 对小鼠巨噬细胞免疫功能起
抑制作用 ,提示 SW 对小鼠细胞免疫功能及小鼠腹腔巨噬
细胞的影响具有选择性和双向调节作用。
3　讨论与展望
棘豆属植物中活性生物碱类成分主要以喹诺里西啶
类和吲哚里西啶类为主 , 二者均具有抗肿瘤等生理活性 ,
但也具有一定的毒性 ,要寻找新的抗肿瘤药物可以从这两
类成分入手 ,研究活性与结构 、毒性与结构的关系 , 并可进
行结构修饰或结构改造 , 解决毒性问题 , 达到安全有效的
目的。
传统的中药讲究配伍应用 , 中药炮制可以减毒增效 ,
参照生姜解半夏毒等炮制原理寻找减毒辅料 ,尝试对其中
的生物碱成分进行炮制并配伍使用;针对既是有效成分又
是毒性成分的生物碱类物质 , 通过研究确定安全剂量。
综上所述 , 棘豆属植物有着丰富的药用价值和广阔的
利用前景。随着科技的发展和研究的深入 , 棘豆属植物中
生物碱类成分的开发利用会日渐受到人们的重视 ,从而开
发出低毒 、高效的天然药物 ,为病患造福。
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