软紫草与硬紫草萘醌类化学成分的研究△

冯文文，李国玉，2，谭勇，2，王航宇，王金辉，2，3*

（1.新疆石河子大学药学院，新疆 石河子 832002；2.教育部省部共建新疆特种植物药资源重点实验室，新疆 石河子 832002；3.沈阳药科大学中药学院，辽宁 沈阳 110016）

软紫草与硬紫草萘醌类化学成分的研究△

冯文文1，李国玉1，2，谭勇1，2，王航宇1，王金辉1，2，3*

（1.新疆石河子大学药学院，新疆 石河子 832002；2.教育部省部共建新疆特种植物药资源重点实验室，新疆 石河子 832002；3.沈阳药科大学中药学院，辽宁 沈阳 110016）

目的：对软紫草与硬紫草中萘醌类化学成分进行研究。方法：利用硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱等方法分离纯化，通过理化常数和波谱数据鉴定化合物结构，利用圆二色谱测定萘醌化合物绝对构型。结果：从软紫草中分离得到6个化合物，鉴定为阿卡宁（AE-1），乙酰阿卡宁（AE-2），β，β-二甲基丙烯酰阿卡宁（AE-3），异丁酰阿卡宁（AE-4），α-甲基-正丁酰阿卡宁＋异戊酰阿卡宁（AE-5），β-乙酰氧基异戊酰阿卡宁（AE-6）；从硬紫草中分离鉴定了6个化合物，分别为紫草素（LE-1），乙酰紫草素（LE-2），β，β-二甲基丙烯酰紫草素（LE-3），异丁酰紫草素（LE-4），α-甲基-正丁酰紫草素＋异戊酰紫草素（LE-5），β-羟基异戊酰紫草素（LE-6）。结论：软紫草中萘醌类化学成分绝对构型为S型，硬紫草中为R型。

软紫草；硬紫草；萘醌；绝对构型

紫草Arnebiae Radix为紫草科拟紫草属植物新疆紫草（软紫草）Arnebia euchroma（Royle）Johnst.［1］、紫草属植物硬紫草Lithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.、内蒙紫草Arnebia guttataBunge［1］的干燥根，其中软紫草和硬紫草是药用紫草的主要来源［2］。紫草具有抗肿瘤、抗炎、保肝护肝等多种药理活性［3］，萘醌类成分为其主要的活性成分。

本实验从紫草的乙醇提取物中，通过反复硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱等方法得到12个化合物，通过理化性质和紫外、核磁等波谱数据鉴定化合物结构，利用圆二色谱研究化合物的绝对构型，研究发现软紫草中萘醌类化合物均为S构型（阿卡宁及其衍生物），硬紫草中萘醌类化合物则为R构型（紫草素及其衍生物），两者构型完全相反，互为光学异构体。其中从软紫草中分离得到6个化合物，鉴定为alkannin（AE-1），acetylalkannin（AE-2），β，βdimethylacrylalkannin（AE-3），isobutylalkannin（AE-4），α-methyl-n-butylalkannin＋isovalerylalkannin（AE-5），β-acetoxyisoralerylalkannin（AE-6）；从硬紫草中分离鉴定了6个化合物，分别为shikonin（LE-1），acetylshikonin（LE-2），β，β-dimethylacrylshikonin（LE-3），isobutylshikonin（LE-4），α-methyl-n-butylshikonin＋isovalerylshikonin（LE-5），β-hydroxyisoralerylshikonin（LE-6）。

1 仪器与材料

Shimadzu UV-2401紫外－可见分光光度计，X－5显微熔点测定仪（北京泰克仪器有限公司），BRUKER-APX-300型核磁共振光谱仪测定（TMS作内标），Biologic MOS-450圆二色谱仪。

薄层色谱用硅胶GF254、柱色谱用硅胶（青岛海洋化工有限公司），柱层析ODS（30～50μm，YMC CO.Ltd.Japan），三氯甲烷、石油醚（沸程30～60℃）、甲醇、醋酸乙酯为分析纯。

软紫草2007年采自新疆天山，硬紫草2007年购自辽宁沈阳四方大药房，经石河子大学药学院谭勇老师鉴定为软紫草［Arnebia euchroma（Royle）Johnst.］，硬紫草（Lithospermum erythrorhizonSieb.et Zucc.）的干燥根。标本号分别为No.20070823005，No.20070823007，保存在新疆石河子大学药学院。

2 提取与分离

软紫草粗粉1.8kg，95%乙醇冷浸提取，10倍量提取3次，每次24h，合并提取液，利用旋转蒸发仪回收溶剂得到软紫草浸膏105g，以石油醚-醋酸乙酯进行硅胶柱层析梯度洗脱，从石油醚部分经过反复硅胶柱层析、ODS反向柱色谱、重结晶等方法得到化合物AE-1（20mg），AE-2（2g），AE-3（300mg），AE-4（150mg），AE-5（2g），AE-6（20mg）。

硬紫草粗粉1.0kg，95%乙醇冷浸提取，10倍量提取3次，每次24h，合并提取液，利用旋转蒸发仪回收溶剂得到硬紫草浸膏，浸膏用适量水分散成混悬液，用1L石油醚萃取3次，每次12h，回收石油醚部分萃取液，回收溶剂浓缩得石油醚部分浸膏5.4g，以石油醚－醋酸乙酯进行柱层析梯度洗脱，通过硅胶薄层色谱鉴定，合并相同流分，经过反复硅胶柱层析、ODS反向柱色谱、重结晶等方法得到化合物LE-1（15mg），LE-2（1.5g），LE-3（25mg），LE-4（5mg），LE-5（20mg），LE-6（15mg）。

3 结构鉴定

3.1 化合物AE-1和LE-1

3.1.1 AE-1 紫色片状结晶或结晶性粉末，溶于三氯甲烷、醋酸乙酯等有机溶剂和植物油。mp（CHCl3）147～149℃，UVλMeOHmaxnm214.6，277.3，486.3，513.1，为典型的萘醌类化合物。1H-NMR（CDCL3，300MHz）：12.59（1H，s，OH-5）、12.49（1H，s，OH-6）、7.20（2H，s，H-6，7）、7.17（1H，d，H-3）、5.20（1H，q，-CH＝C-）、4.91（1H，m，H-1′）、2.64（1H，t，OH-1′）、2.35（2H，m，H-2′）、1.76（3H，s，-CH3-5′）、1.65（3H，s，-CH3-6′）。13C-NMR（CDCl3，75MHz）：180.6（C-1）、179.8（C-2）、165.5（C-5）、164.9（C-8）、151.4（C-2）、137.4（C-4′）、132.4（C-7）、132.3（C-6）、131.9（C-3）、118.4（C-3′）、112.0（C-9）、111.5（C-10）、68.3（C-1′）、35.7（C-2′）、25.9（C-5′）、18.1（C-6′）。TOFMSES-给出高分辨准分子离子峰（m／z 287.092，［M-H］-），以上数据与紫草素文献［5］对照一致。该化合物结构中含有手性碳原子，CD图谱在240～300nm，325～400nm和400～600nm分别给出负的Cotton效应，在220～240nm，300～325nm分别给出正的Cotton效应，与文献对照［4］，得出该化合物绝对构型为S构型，与紫草素为光学异构体，因此鉴定化合物AE-1为阿卡宁（alkannin），分子式为C16H16O5，分子量为288.09。

3.1.2 LE-1 理化性质、紫外光谱、核磁数据、质谱数据与阿卡宁完全一致。CD图谱在240～300nm，325～400nm和400～600nm分别给出正的Cotton效应，在220～240nm，300～325nm分别给出负的Cotton效应，CD吸收曲线与阿卡宁CD吸收曲线呈现镜像关系，两者互为光学异构体。因此鉴定化合物LE-1为紫草素（shikonin），分子式为C16H16O5，分子量为288.09。

3.2 化合物AE-2与LE-2

3.2.1 AE-2 红色针状结晶，或具有金属光泽的棱柱状结晶，UVλMeOHmaxnm214.6，274.9，489.9，517.9，CD谱图与阿卡宁一致，S构型，为阿卡宁衍生物。1H-NMR（CDCl3，300MHz）中δ12.57（1H，s），δ12.41（1H，s）为两个酚羟基信号；δ7.17（2H，s），6.99（1H，s）为苯环上3个氢信号；δ5.12（1H，t）为烯氢信号；2.62（1H，m）、2.47（1H，m）为-CH2-的两个氢信号；δ1.70（3H，s）、δ1.60（3H，s）为两个与季碳相连的甲基信号。与阿卡宁相比，谱图中尚多一个甲基信号δ2.15（3H，s），连氧碳上的氢信号从δ4.91改为δ6.03，推测阿卡宁可能被酰化取代，从而产生酰化位移。13C-NMR（CDCl3，75MHz）谱中，δ178.2、176.7为醌环上两个羰基碳信号；δ167.3、166.8为苯环上羟基碳信号；δ148.2为2位碳信号；δ132.8、132.6、131.4为苯环上碳信号，δ117.6、136.0为烯碳信号，与阿卡宁谱图比较，化合物AE-2多了一个羰基信号δ169.7和一个δ20.9的高场碳信号，结合氢谱推测AE-2为乙酰阿卡宁。通过质谱验证，TOF MSES-给出高分辨准分子离子峰（m／z 329.103，［M-H］-），TOFMSES＋给出［2M＋Na］＋峰m／z683.21，确定AE-2为乙酰阿卡宁（acetylalkannin），分子式为C18H18O6，分子量为330.1。

3.2.2 LE-2 理化性质、紫外光谱、核磁数据、质谱数据与乙酰阿卡宁一致，CD图谱与乙酰阿卡宁呈镜像关系，为乙酰阿卡宁的光学异构体。1H-NMR（CDCl3，300MHz）：12.57（1H，s，OH-5）、12.41（1H，s，OH-6）、7.17（2H，s，H-6，7）、6.99（1H，s，H-3）、6.02（1H，q，H-1′）、5.20（1H，t，-CH＝C-）、2.62（1H，m，H-2′）、2.50（1H，m，H-2′）、2.15（3H，s，-OCCH3）、1.70（3H，s，-CH3-5′）、1.58（3H，s，-CH3-6′）。鉴定化合物LE-2为乙酰紫草素（acetylshikonin）。

3.3 化合物AE-3与LE-3

3.3.1 AE-3 具有金属光泽的红褐色针状或棱柱状结晶，CD谱测定为S构型，为阿卡宁衍生物。1H-NMR（CDCl3，300MHz）：12.59（1H，s）、12.42（1H，s）、7.18（2H，s）、6.99（1H，s）、6.02（1H，q）、5.78（1H，s）、5.15（1H，t）、2.62（1H，m）、2.50（1H，m）、2.16（3H，s）、1.94（3H，s）、1.69（3H，s）、1.58（3H，s）。与阿卡宁氢谱相比多两个δ2.16（3H，S），δ1.94（3H，S）烯丙式的甲基信号，一个烯氢信号δ5.79（1H，S），邻位碳无氢，推测为-OCOCH＝C（CH3）2侧链。通过碳谱信号归属和质谱验证，TOF MS ES-给出高分辨准分子离子峰m／z 369.135，［M-H］-，TOFMS ES＋给出［2M＋Na］＋峰m／z 763.273，与文献对照［5］，鉴定AE-3为β，β-二甲基丙烯酰阿卡宁，分子式为C21H22O6，分子量为370.14。

3.3.2 LE-3 CD谱测定为R构型，为紫草素衍生物，CD吸收曲线与β，β-二甲基丙烯酰阿卡宁吸收曲线呈镜像关系，通过1H-NMR（CDCl3，300MHz），13C-NMR（CDCl3，75MHz）数据比较，结合质谱数据，鉴定LE-3为β，β-二甲基丙烯酰紫草素，分子式为C21H22O6，分子量为370.14。

3.4 化合物AE-4与LE-4

3.4.2 LE-4 CD谱测定为R构型，为紫草素衍生物。理化性质、波谱数据与异丁酰阿卡宁一致，硅胶薄层色谱Rf值与异丁酰阿卡宁相同，鉴定LE-4为异丁酰紫草素。

3.5 化合物AE-5与LE-5

3.5.1 AE-5 为红色固体，在HPLC（乙腈－0.3%磷酸水）中呈现一个单峰，硅胶薄层色谱中为一个单点。UVλMeOHmaxnm214.6，274.9，491.2，516.7，CD谱测定为S构型，通过与乙酰阿卡宁，异丁酰阿卡宁谱图对照，可知该化合物也为阿卡宁的酰化衍生物。在碳谱中发现母核阿卡宁的16个碳均为双峰，可知该化合物为结构十分相似的两种化合物的混合物。氢谱中高场主要的信号为δ1.20（3H，d），δ0.92（3H，t）两个甲基，δ0.99（2H，m）一个-CH2-信号，δ2.47（1H，m），这几个集团组合为酰基有两种可能：-OCOCH（CH3）CH2CH3和-OCOCH2CH（CH3），根据δ1.20（3H，d），δ0.92（3H，t）峰的裂分情况分析得出混合物中-OCOCH（CH3）CH2CH3为主，-OCOCH2CH（CH3）较少；在13C-NMR（CDCl3，75MHz）谱中，10个单峰信号，根据峰强度可分为两组，175.3，41.2，26.6，16.7，11.6和171.8，43.3，25.8，22.6，22.6，这与-OCOCH（CH3）CH2CH3和-OCOCH2CH（CH3）相对应。通过质谱验证，TOF MS ES-给出高分辨准分子离子峰（m／z 371.15，［M-H］-），TOF MS ES＋给出［2M＋Na］＋峰m／z 767.304，与文献对照［6］，确定AE-5为异戊酰阿卡宁（isovalerylalkannin）和α-甲基-正丁酰阿卡宁（αmethyl-n-butylalkannin）的混合物，α-甲基-正丁酰阿卡宁为主要成分，分子式为C21H24O6，分子量为372.16。

3.5.2 LE-5 CD谱测定为R构型，与AE-5呈镜像关系，其余理化性质、波谱数据与AE-5完全一致，因此鉴定LE-5为异戊酰紫草素和α-甲基-正丁酰紫草素的混合物，两者结构、化学性质极其相似，常规分离方法无法使之完全分离。

3.6 化合物AE-6

3.7 化合物LE-6

［1］国家药典委员会.中国药典（一部）［S］.北京：中国医药科技出版社，2010：280-281.

［2］常新全，丁丽霞.中药活性成分分析手册（下册）［M］.北京：学苑出版社，2002：2152.

［3］黄志纾，张敏，马林，等.紫草的化学成分及其药理活性研究概况［J］.天然产物研究与开发，1999，12（1）：73-81.

［4］艾克蕙，晋军，刘洪.一些紫草素衍生物的圆二色谱研究［J］.药学学报，1993，28（4）：282-285.

［5］张爱英.软紫草与硬紫草化学成分的研究及紫草烫伤膏的制备［D］.沈阳：沈阳药科大学硕士学位论文，2004.

［6］傅善林，肖培根.新疆软紫草中萘醌色素的研究［J］.中草药，1986，17（10）：2-5.

Study on the Naphthaquinones fromArnebia Euchroma（Royle）Johnst.andLithospermum ErythrorhizonSieb.et Zucc.

Feng Wenwen1，Li Guoyu1，2，Tan Yong1，2，Wang Hangyu1，Wang Jinhui1，2，3
（1.School of Pharmacy，Shihezi University，Shihezi Xinjiang832002，China；2.Key Laboratory of Phytomedicine Resources＆Modernization of TCM，Shihezi Xinjiang832002，China；3.School of Traditional Chinese Materica Medica，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang Liaoning110016，China）

Objective：To investigate naphthaquinones inArnebia euchroma（Royle）Johnst.andLithospermum erythrorhizonSieb.et Zucc..MethodsCompounds were isolated by column chromatography and structures were elucidated through physicochemical and spectral analyses，absolute configuration of naphthaquinone was determined by circular dichroism spectra.ResultsSix compounds were obtained from the root ofArnebia euchroma（Royle）Johnst.and identified as alkannin，acetylalkannin，β，β-dimethylacrylalkannin，isobutyalkannin，isovalerylalkannin＋α-methyl-n-butylalkannin and β-acetoxyisoralerylalkannin；Six compounds were obtained from the root ofLithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.and identified as shikonin，acetylshikonin，β，β-dimethylacrylshikonin，isobutylshikonin，isovalerylshikonin＋α-methyl-nbutylshikonin，β-hydroxyisoralerylshikonin.ConclusionAbsolute configuration of naphthaquinones fromArnebia euchroma（Royle）Johnst.wasSand those fromLithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.wasR.

Arnebia euchroma（Royle）Johnst.；Lithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.；Naphthaquinones；Absolute configuration

新疆石河子大学高层次人才科研启动资金专项（RCZX200664）

*王金辉，Tel：（0993）2055001，E-mail：wangjh.1972＠vip.sina.com

2010-04-22）