全 文 :第 52 卷 第 3 期
2013 年 5 月
中山大学学报 (自然科学版)
ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI
Vol. 52 No. 3
May 2013
环草石斛化学成分研究
*
李春燕,陆 羽,陈 烨,郑嘉雯,王 军
(中山大学药学院,广东 广州 510006)
摘 要:环草石斛是中医临床上广泛应用的石斛药材。为了进一步研究环草石斛的药效成分,采用硅胶、LH -
20 凝胶及 C - 18 反相硅胶等柱色谱技术对其甲醇提取液进行了系统分离,结果得到 7 个化合物,分别是:石斛
宁 (1) ,2,4,7 -三羟基 - 9,10 -二氢菲 (2) ,2,5 -二羟基 - 4 -甲氧基菲 (3) ,loddigesiinols C (4) ,杓唇
石斛酚 (5) ,石斛酚 (6) ,3,4,5 -三羟基 - 3 -甲氧基联苄 (7)。这些化合物的结构由质谱、核磁共振波
谱数据确定,其中化合物 2、7 首次在环草石斛中分离得到。
关键词:环草石斛;分离;结构测定;药效成分
中图分类号:O625 文献标志码:A 文章编号:0529 - 6579 (2013)03 - 0073 - 04
Chemical Components of Dendrobium loddigesii
LI Chunyan,LU Yu,CHEN Ye,ZHENG Jiawen,WANG Jun
(School of Pharmaceutical Science,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510006,China)
Abstract:Dendrobium loddigesii is used in clinical applications widely. In order to further investigate
its effective constituent,seven compounds including shihunine (1) ,9,10-dihydrophenanthrene-2,4,
7-triol (2) ,moscatin (3) ,loddigesiinols C (4) ,moscatilin (5) ,gigantol (6)and tristin (7)were i-
solated by silica gel,Sephadex LH -20 and ODS - 18 column chromatography from the methanol extract
of Dendrobium loddigesii. Their structures were analyzed by MS and NMR spectroscopy. The compounds
2 and 7 were obtained from Dendrobium loddigesii for the first time.
Key words:Dendrobium loddigesii;isolation;structure identification;effective constituents
兰科石斛属 Dendrobium SW. 植物全世界约有
1 100 种,我国境内有 76 种,其中有近 40 种被作
为药用[1],用于治疗胃阴不足,病后虚热不退,
目暗不明等症[2]。在治疗糖尿病及老年性疾病的
方剂中,石斛常是主要成分[3 - 5]。由于石斛的药效
及广泛用途,成为药用植物的研究热点,得到国内
外学者的关注[6]。
环草石斛也叫小环钗石斛、美花石斛、粉花石
斛,主要分布于贵州、广西、云南和广东等省,被
2000 版中国药典收载。因金钗石斛,铁皮石斛等
价格昂贵,中医临床所使用的石斛多是环草石斛或
黄草石斛。关于环草石斛的化学成分研究较少,李
满飞等[7]从环草石斛的 HCl (φ = 1%)浸提液中
分离到了有抑制大鼠肾脏微粒体活性的石斛宁生物
碱;秦海林等[8]部分归属了环草石斛特征性标准
提取物 (SCE)乙醚萃取部位的1H NMR 指纹图
谱;Ito等[9]研究了环草石斛 φ = 80%醇提液的化
学组成,找到了具清除自由基活性及 NO生成抑制
活性的新结构芪类。
我们在研究中药药效成分的工作中发现,约有
50%的环草石斛醇取物分配在大极性的正丁醇萃取
部位,而已报道的关于环草石斛化学成分的研究大
都集中在石油醚、乙酸乙酯等中小极性萃取部位。
为了阐明环草石斛的药效物质基础,本研究对环草
石斛甲醇提取液进行了系统的化学成分研究,利用
现代色谱技术和波谱技术分离鉴定了 7 个化合物,
* 收稿日期:2013 - 01 - 09
基金项目:广东省部产学研资助项目 (2010B090400533)
作者简介:李春燕 (1987 年生) ,女,硕士;通讯作者:王军;E-mail:wjun@ mail. sysu. edu. cn
中山大学学报 (自然科学版) 第 52 卷
分别是:石斛宁 (1) ,2,4,7 -三羟基 - 9,10
- 二氢菲 (2) ,moscatin (3) ,loddigesiinols C
(4) ,杓唇石斛酚 (5) ,石斛酚 (6) ,tristin (7) ,
其结构见图 1。其中化合物 2 和 7 为首次在环草石
斛中分离得到,对环草石斛的药效成分进行了初步
探讨。
图 1 分自环草石斛的化合物分子结构
Fig. 1 Structures of compounds from Dendrobium loddigesii
1 材料与方法
1. 1 实验试剂与仪器
实验试剂:石油醚、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲
烷、丙酮等为分析纯试剂,氘代试剂为美国 CIL产
品;TLC硅胶 (GF254)和柱层析硅胶 (200 ~ 300
目)均为青岛海洋化工有限公司产品,Sephadex
LH -20 凝胶为美国 GE Healthcare 产品,反相硅胶
ODS - A 为日本 Daiso 公司产品。环草石斛 (茎)
D. loddigesii Rolfe 于 2011 年 9 月购自广州采芝林
药店,该药材产自云南,广州市药材公司中药饮片
厂监制,由中山大学药学院蒋林研究员鉴定。
实验仪器:日本岛津 LC - 20AT 中压液相制备
色谱,Bruker AvanceШ 400 MHz 核磁共振谱仪,
LCQ DECA XP 型液相色谱 - 质谱联用仪,美国
Perkin Eimer TM公司 Perkin Eimer 341 型比旋光测
定仪。
1. 2 提取与分离
环草石斛 (茎)4 kg,甲醇冷浸 (35 L × 2) ,
减压浓缩提取液得浸膏 100 g。将浸膏悬浮于水中,
依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯及正丁醇萃取 (3
L × 3) ,减压浓缩萃取液,分别得石油醚萃取浸膏
13 g,氯仿萃取浸膏 25 g,乙酸乙酯萃取浸膏 10
g,正丁醇萃取浸膏 47 g,水溶层浸膏 16 g。
氯仿萃取浸膏经 Sephadex LH - 20 凝胶柱层
析,甲醇洗脱,脱去叶绿素后,用硅胶 (200 ~
300 目)柱色谱分离,以石油醚 -乙酸乙酯 (体积
比为 100 ∶ 0、90 ∶ 1 、80 ∶ 20 、70 ∶ 30 、50 ∶ 50、
40∶ 60、10∶ 90 和 0∶ 100)混合溶剂梯度洗脱,得到
8 个馏分 (Fr. L1 ~ 8)。Fr. L5 ~ 6 合并 (6 g) ,
经中压液相色谱系统分离,固定相为 ODS 反相键
合硅胶,水 -甲醇混合溶剂梯度洗脱,分段收集,
在 V (水) ∶ V (甲醇) = 50 ∶ 50 段得化合物 5,
V (水)∶ V (甲醇) = 45∶ 55 段分别得化合物 6、化
合物 4,V (水) ∶ V (甲醇) = 40∶ 60 段得化合物
3,各馏份分别进一步经 Sephadex LH - 20 凝胶柱
色谱纯化,甲醇洗脱,得到相应的纯化合物。Fr.
L 7 与乙酸乙酯萃取部位合并,用硅胶 (200 ~ 300
目)柱色谱分离,以石油醚 -乙酸乙酯 (体积比
为 100∶ 0、90∶ 1 、80∶ 20,70∶ 30 、50∶ 50、30∶ 70、
20∶ 80 和 0∶ 100)混合溶剂梯度洗脱,得到 8 个馏
分 (Fr. Y1 ~ 8)。Fr. Y6 ~ 7 合并 (3 g ) ,经中压
液相色谱系统纯化,固定相为 ODS 反相键合硅胶,
以水 -甲醇混合溶剂梯度洗脱,收集 V (水) ∶
V (甲醇)= 70∶ 30 段馏份,得化合物 2,继续收集
V (水) ∶ V (甲醇) = 60 ∶ 40 段馏份得化合物 7,
各段馏份分别再经 Sephadex LH - 20 凝胶柱色谱多
次纯化,甲醇洗脱,得相应的纯化合物。正丁醇萃
取浸膏,经 Sephadex LH -20 凝胶柱色谱除糖,甲
醇洗脱,再经正相硅胶柱色谱分离,V (二氯甲
烷) ∶ V (甲醇) = 25∶ 1 混合溶剂等度洗脱,得到
化合物 1。
2 结构鉴定
化合物 1,淡黄色油状液体,易溶于乙酸乙
酯、甲醇等。ESI - MS m / z:204. 3 [M + H],分
子式 C12 H13 NO2,不饱和度为 7。
1H NMR (400
MHz,CDCl3) δ:7. 87 (1H,d,7. 2 Hz) ,7. 71
(1H,t,7. 2 Hz) ,7. 57 (1H,t,7. 2 Hz) ,7. 47
(1H,d,7. 2 Hz) ,3. 39 (1H,m) ,3. 07 (1H,
m) ,2. 46 (1H,m) ,2. 38 (1H,m) ,2. 14 (2H,
m) ,2. 13 (3H,s) ,与文献 [10]对照,鉴定化
合物 1 为石斛宁。
化合物 2,白色片状结晶,易溶于丙酮。ESI
- MS m / z:227. 3 [M - H],分子式 C14H12 O3,不
饱和度为 9。1H NMR (400 MHz,aceton - d6) δ:
8. 25 (1H,d,8 Hz) ,6. 74 (1H,dd,1. 2,8 Hz) ,
47
第 3 期 李春燕等:环草石斛化学成分研究
6. 73 (1H,d,1. 2 Hz) ,6. 44 (1H,d,1. 2 Hz) ,
6. 34 (1H,d,1. 2 Hz) ,2. 63 (4H,s) ,与文献
[11]对照,鉴定化合物 2 为 2,4,7 -三羟基 - 9,
10 -二氢菲。
化合物 3,白色粉末状结晶,易溶于丙酮。
ESI-MS m / z:239. 2 [M - H],分子式 C15 H12 O3,
不饱和度为 10。1H NMR (400 MHz,aceton-d6) δ:
7. 63 (1H,d,8. 8 Hz) ,7. 50 (1H,d,8. 8 Hz) ,
7. 44 (1H,t,8. 8 Hz) ,7. 40 (1H,dd,8. 8,1. 6
Hz) ,7. 14 (1H,dd,8. 8,1. 6 Hz) ,7. 10 (1H,d,
1. 6 Hz) ,7. 02 (1H,d,1. 6 Hz) ,4. 15 (3H,s)。
与文献 [12]对照,鉴定化合物 3 为 moscatin。
化合物 4,无定形白色固体,易溶于氯仿、丙
酮、甲醇等。ESI-MS m / z:333. 1 [M - H],分子
式 C18H22 O6,不饱和度为 8。 [α]
27
D - 0. 6° (c =
1. 0,MeOH)。1H NMR (400 MHz,CDCl3) δ:6. 78
(1H,d,7. 8 Hz) ,6. 59 (1H,dd,7. 8,1. 5 Hz) ,
6. 49 (1H,d,1. 5 Hz) ,6. 41 (2H, s) ,4. 17
(1H,t,6. 6 Hz) ,3. 82 (6H,s) ,3. 76 (3H,s) ,
3. 20 (3H,s) ,3. 02 (1H,dd,6. 9,13. 3 Hz) ,
2. 76 (1H,dd,6,13. 6 Hz)。与文献 [9]对照,
鉴定化合物 4 为 loddigesiinols C。
化合物 5,白色针状结晶,易溶于氯仿、丙酮、
甲醇等。ESI-MS m / z:305. 1 [M + H],分子式
C17H20O5,不 饱 和 度 为 8。
1H NMR (400 MHz,
CDCl3)δ:6. 81 (1H,d,8 Hz) ,6. 66 (1H,dd,
1. 6,8 Hz) ,6. 59 (1H,dd,1. 6 Hz) ,6. 34 (2H,
s) ,3. 82 (6H,s) ,3. 81 (3H,s) ,2. 79 (4H,s)。
与文献 [8]对照,鉴定化合物 5 为杓唇石斛酚。
化合物 6,淡黄色油状物,易溶于氯仿、丙
酮、甲醇等。ESI-MS m / z:273. 2 [M - H],分子
式 C16 H18 O4,不饱和度为 8。
1H NMR (400 MHz,
CDCl3)δ:6. 81 (1H,d,8 Hz) ,6. 65 (1H,dd,
8,1. 6 Hz) ,6. 60 (1H,d,1. 6 Hz) ,6. 29 (1H,
d,1. 6 Hz) ,6. 23 (2H,d,1. 6 Hz) ,3. 82 (3H,
s) ,3. 72 (3H,s) ,2. 78 (4H,s)。与文献 [8]
对照,鉴定化合物 6 为 gigantol。
化合物 7,无色针状结晶,易溶于丙酮。ESI-
MS m/z:259. 2 [M - H],分子式 C15 H16 O4,不饱
和度为 8。1H NMR (400 MHz,aceton-d6)δ:6. 79
(1H,d,1. 6 Hz) ,6. 70 (1H,d,8 Hz) ,6. 61
(1H,dd,1. 6,8 Hz) ,6. 21 (2H,d,1. 6 Hz) ,
6. 19 (1H,d,1. 6 Hz) ,3. 79 (3H, s) ,2. 75
(4H,m)。与文献[13]对照,鉴定化合物 7为 tristin。
3 结果与讨论
研究对环草石斛的甲醇提取物进行了较系统的
分离,单离到 6 个多酚和 1 个生物碱 (化合物结构
式见图 1) ,化合物 1,2,3,4,5,6,7 (w /%)
分 别 为 0. 062, 0. 010, 0. 001, 0. 001, 0. 025,
0. 001,0. 003,其中化合物 2 和 7 为首次在环草石
斛中发现的芪类化合物。
本研究从环草石斛的正丁醇萃取部位单离到大
量的石斛宁生物碱,从 4 kg药材中分到 2. 5 g多纯
品 (纯度为 99%) ;进一步用1H NMR 技术研究环
草石斛正丁醇萃取物,结果显示,低场 δ 8. 5 ~ 7. 5
有强的石斛宁及类似结构化合物的共振信号 (见
图 2) ,可推出石斛宁或类似结构的生物碱为环草
石斛的主要化学成分,故环草石斛属含生物碱较多
的优质石斛药材[14];环草石斛中等极性部位的化
学成份主要是联苄、9,10 -二氢菲、菲等多酚类
物质,5 在其中含量最多,其次是化合物 2。
图 2 环草石斛正丁醇萃取部位1H NMR谱
(400 MHz,Methanol-d4)
Fig. 2 1H NMR spectrum of the extract from
Dendrobium loddigesii with n-BuOH
石斛宁目前只在兰科植物中发现,对兰科植物
的化学分类学有重要意义[15]。已有研究报道石斛
宁能抑制大鼠肾脏微粒体 Na-K-ATP 酶[8],这一药
理活性与石斛在中医临床上滋阴清热的功效是相吻
合的,因此石斛宁可被认为是石斛滋阴清热的药效
成分之一。芪类化合物具有广泛的抗血小板聚集、
抗炎、抗肿瘤、抗畸变、抗氧化、细胞凋亡等活
性[16 - 18],这些结构多样性的芪类化合物,与中医
认为石斛具有抗衰老功效相吻合。
57
中山大学学报 (自然科学版) 第 52 卷
4 结 论
本研究得出环草石斛中生物碱和芪类化合物的
含量非常丰富,且有较多的结构多样性。深入研究
环草石斛的活性成分,可为阐明其成份 -药效的关
系提供科学依据,也可为石斛所制成的中成药质量
控制提供依据。
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