麦冬化学成分研究
2018-01-30旷湘楠刘时乔
旷湘楠 ,朱 娜 ,刘时乔
(1.河北中医学院,河北 石家庄 050200; 2.河北省石家庄市食品药品检验中心,河北 石家庄 050031)
麦冬为百合科沿阶草属植物麦冬 Ophiopogon japonicus(L.f) Ker- Gawl.的干燥块根,有养阴生津、润肺清心功效[1]。麦冬又名麦门冬、沿阶草、书带草、寸冬等,分布于我国南方各地,四川、浙江和贵州是其主要产区[2],不同产区麦冬中的活性成分略有差异[3]。近年来,学者已对麦冬的化学成分及其活性作了大量研究,发现甾体皂苷、高异黄酮和麦冬多糖为其主要活性成分[4-6],且麦冬具有耐缺氧、抗心律失常、增强心肌收缩力、抗癌、降血糖等生理活性[7-9],含有麦冬提取物的参麦注射液、生脉注射液等可用于治疗气阴两虚之休克、冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病)、病毒性心肌炎、慢性肺源性心脏病、粒细胞减少症。本研究中对麦冬的化学成分进行了系统研究,通过各种色谱、波谱等方法分离鉴定了5个化合物(1个苯丙醇苷、1个龙脑苷、1个胆甾醇苷、2个高异黄酮)。现报道如下。
1 仪器与试药
1.1 仪器
Waters e2695型分析型高效液相色谱(HPLC)仪(美国Waters有限公司),Waters 2487型双波长紫外检测器(波长203 nm,美国Waters有限公司);YMC ODS-A C18分析型色谱柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm;日本 YMC有限公司);LC-20A型制备型高效液相色谱仪,SP-20A型示差检测器(日本 Shimadzu有限公司);YMC ODS-A C18制备型色谱柱(250 mm ×20 mm,5 μm,250 mm ×10 mm,5 μm;日本 YMC 有限公司)。Brucker AVANCEⅢ 型超导高分辨核磁共振谱仪(600 MHz,德国Brucker公司);Synapt G2 MS型高分辨质谱仪(美国Waters有限公司)。
1.2 试药
Sp825大孔吸附树脂(日本三菱公司);甲醇、乙腈(美国Fisher公司)均为色谱纯;羟丙基葡聚糖凝胶:Sephadex LH -20(美国 Amersham Biosciences公司);乙醇、甲醇和氯仿(天津永大化工厂)均为分析纯;Milli-Q超纯水(美国Millipore有限公司)。新鲜麦冬,采自四川绵阳,经河北中医学院郑玉光教授鉴定为 Ophiopogon japonicus(Thunb.) Ker- Gawl,标本保存于河北中医学院科研中心。
2 方法与结果
2.1 提取与分离
取麦冬干燥块根10 kg,70%乙醇回流提取,过滤,减压浓缩至无醇味。浸膏用水混悬,离心,水洗沉淀,得到沉淀部分和水溶液部分。将水溶液上样至Sp825树脂柱内。先用蒸馏水洗脱至流出液澄清后,依次用35%,55%,85%乙醇洗脱(均为 5倍柱体积),得到 MD-35%(180 g)、MD - 55% (8 g)、MD - 85%(15 g)三部分。
取MD-35%上样于Sp825大孔吸附树脂,分别用水及5%,15%,25%,35%乙醇洗脱,取35%乙醇洗脱流分,用制备型高效液相色谱仪(流动相为35%甲醇)分离,得化合物 1(343.6 mg)。取 MD-55% 上样至Sp825树脂,分别用35%,45%,55%乙醇洗脱,取55%乙醇洗脱流分,用制备型高效液相色谱仪(流动相为52%甲醇)分离,得化合物 2(8.9 mg)和化合物 3(16.5 mg)。取 MD-85%上样于 Sp825树脂,分别用55%,65%,75%,85%乙醇洗脱,85%乙醇洗脱流分有针晶析出,用羟丙基葡聚糖凝胶Sephadex LH-20(流动相为无水乙醇)分离,得化合物 4(105.3 mg)和化合物 5(98.2 mg)。
2.2 结构鉴定
2.2.1 化合物 1
结构见图1。白色不定型粉末,易溶于甲醇、乙醇、吡啶、二甲基亚砜(DMSO)。Molish反应呈阳性,紫外灯(254 nm波长)下显暗棕色。
HR -ESI-MS:m /z457.169 9[M -H]-,311.090 8[M -H -146]-,149.060 6[M -H -146-162]-,计算得其分子式为C21H30O11,且结构中含有1个六碳糖和1个去氧六碳糖。
1H - NMR(pyridine - d5,600 MHz):δ,7.07(1H,d,1.8,H - 2),7.57(1H,d,8.4,H - 5),6.72(1H,dd,1.8,8.4,H - 6),5.93(1H,m,H - 8),5.27(1H,d,7.2,glc -H - 1),5.51(1H,brs,rha - H - 1)。
13C - NMR(pyridine - d5, 150 MHz):δ, 145.1(C -1), 149.7(C - 2), 117.5(C - 3), 137.1(C - 4), 120.1(C -5), 121.2(C - 6), 39.9(C - 7), 138.2(C - 8),115.6(C -9), 106.0(glc- C -1), 74.9(glc- C -2),77.6(glc- C - 3),71.5(glc - C - 4),78.4(glc - C - 5),68.0(glc- C -6), 102.6(rha-C -1), 72.3(rha-C -2), 72.8(rha- C - 3), 74.1(rha- C - 4), 69.9(rha-C - 5),18.6(rha - C - 6)。
与文献[10]对照,确定其与 4-烯丙基 -1,2-苯二酚 1-O-[α-L-吡喃鼠李糖(1→6)]-β-D-吡喃葡萄糖苷(3,4-dihydroxy-allylbenzene 4-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1 → 6)-β-D- glucopyranoside)的核磁数据一致,确定其为该化合物。
2.2.2 化合物 2
结构见图1。无色针晶,易溶于甲醇、乙醇、吡啶。Molish反应成阳性,紫外灯(254 nm波长)下不显色。
HR -ESI-MS:m /z 339.175 9[M +Na]+,317.195 3[M + H]+,137.139 5[M + H -180]+,计算得其分子式为C16H28O6,结构中含有1个六碳糖。
1H - NMR (DMSO - d6,600 MHz):δ,0.85(3H,s,H - 1),0.81(3H,s,H - 9),0.79(3H,s,H - 10),4.11(1H,d,7.8,glc - H - 1)。
13C - NMR(DMSO - d6,150 MHz):δ,13.7(C - 1),49.1(C - 2), 26.2(C - 3), 27.8(C - 4), 44.3(C - 5),37.1(C - 6), 84.3(C - 7), 47.1(C - 8), 18.6(C - 9),19.6(C -10), 104.2(glc-C -1), 73.7(glc- C - 2),76.8(glc - C -3),70.1(glc - C - 4),76.6(glc- C - 5),61.1(glc - C -6)。
图1 化合物1~5结构
与文献[11]对照,确定其与龙脑7-O-β-D-葡萄糖苷(borneol 7-O-β-D-glucopyranoside)的核磁数据一致,确定其为该化合物。
2.2.3 化合物 3
结构见图1。白色无定型粉末,易溶于甲醇、吡啶,可溶于乙醇。Lieberman-Burchard反应显阳性,E试剂显阴性,Molish反应呈阳性。
HR -ESI-MS:m /z 765.443 7[M +Na]+,计算得出其分子式为C39H66O13。Positive模式下显示其碎片离子峰 m /z:765.443 7[M + Na]+,743.464 4[M + H]+,725.457 6[M +H -18]+,707.444 3[M +H -18-18]+,545.385 8[M +H -18-18-162]+,399.324 6[M +H -18-18-162-146]+。质谱可见有 1个六碳糖和 1个去氧六碳糖,且此苷元含有2个游离羟基。
1H - NMR (pyridine - d5,600 MHz):δ,5.52 (1H,d,2.4,H - 6),1.03(3H,s,H - 18),1.20(3H,s,H - 19),1.15(3H,d,7.2,H - 21),0.92(3H,d,o,H -26),0.91(3H,d,o,H - 27),5.63(1H,brs,glc - H - 1),4.73(1H,d,7.8,rha - H - 1),1.64(3H,d,6.0,rha - H - 6)。
13C - NMR(pyridine - d5,150 MHz):δ,81.4(C - 1),36.1(C - 2),68.1(C -3),43.8(C -4), 139.2(C -5),125.1(C - 6),31.6(C - 7),33.5(C - 8),50.9(C -9),42.9(C - 10), 24.8(C - 11), 40.6(C - 12),42.3(C -13), 55.4(C - 14), 37.2(C - 15), 82.6(C - 16), 58.1(C - 17), 13.9(C - 18), 14.6(C - 19), 36.0(C - 20),12.7(C - 21), 73.2(C - 22), 33.8(C - 23),36.8(C -24),28.9(C - 25),23.1(C - 26),23.1(C - 27),107.0(glc- C -1),75.7(glc - C -2),78.8(glc - C - 3),71.8(glc- C -4),78.2(glc - C -5),63.0(glc - C - 6),97.7(rha-C -1), 72.9(rha-C -2), 73.0(rha-C -3), 73.7(rha- C - 4),70.7(rha - C - 5),18.7(rha - C -6)。
与文献[12]对照,确定其与(22S)-cholest-5-ene-1β,3β,16β,22-tetrol 1-O -α - L-rhamnopyranosyl-16-O-β-D-glucopyranoside的核磁数据一致,确定其为该化合物。
2.2.4 化合物 4
结构见图1。黄色针状结晶,易溶于氯仿、丙酮、DMSO,可溶于乙醇,微溶于甲醇。三氯化铁反应呈阳性。紫外灯(254 nm波长)下显深蓝色。
HR -ESI-MS: m /z 343.122 7[M +H]+,计算得其分子式为C19H18O6。
1H - NMR(pyridine - d5,600 MHz):δ,4.34(1H,dd,4.2,10.8,H - 2 - 1),3.29(1H,dd,4.2,10.8,H -2 -2),2.99 (1H,m,H - 3),4.14(1H,dd,4.2,13.8,H -9 - 1),2.75(1H,dd,4.2,13.8,H - 9 - 2),6.89(1H,d,1.8,H - 2’),6.86(1H,d,7.8,H - 5’),6.73(1H,dd,1.8, 7.8, H -6’), 5.97(2H, m, H - [O -CH2 -O]),2.41(3H,s,H - [6 - Me]),2.33(3H,s,H - [8 - Me]),13.03(1H,s,H - [5 - OH])。
13C - NMR(pyridine - d5,150 MHz):δ,69.5(C - 2),46.9(C - 3), 198.5(C - 4), 160.4(C - 5), 104.7(C -6), 164.2(C - 7), 103.4(C - 8), 32.7(C - 9), 158.3(C - 10), 101.5(C - 11), 132.7(C - 1'), 109.9(C -2'), 148.4(C - 3'), 146.8(C - 4'), 108.7(C - 5'),122.6(C - 6'), 102.3(C - [O - CH2 - O]), 8.8(C -[6 - Me]),8.5(C - [8 - Me])。
与文献[13]对照,确定其与甲基麦冬黄烷酮A(methyophiopogonanone A)的核磁数据一致,确定其为该化合物。
2.2.5 化合物 5
结构见图1。黄色针状结晶,易溶于氯仿、丙酮、DMSO,可溶于乙醇,微溶于甲醇。三氯化铁反应呈阳性。紫外灯(254 nm波长)下显深蓝色。
HR -ESI-MS: m /z 329.141 0[M -H]-,计算得其分子式为C19H20O5。
1H -NMR(pyridine- d5, 600 MHz): δ, 4.33 (1H,dd,4.2,10.8,H - 2 - 1),3.32 (1H,dd,4.2,10.8,H -2 - 2),2.99 (1H,m,H - 3),4.15 (1H,dd,3.6,11.4,H -9-1),2.79 (1H,dd,3.6,11.4,H -9-2),6.96(1H,dd,3.0,9.6,H - 2’),7.23 (1H,d,3.0,H - 3’),7.23 (1H,d,7.8,H - 5’),6.96 (1H,dd,3.0,9.6,H -6’),3.68 (1H,s,H - [O - CH3]),2.42 (3H,s,H - [6 -Me]),2.33 (3H,s,H - [8 -Me]),13.06 (1H,s,H -[5 - OH])。
13C - NMR(pyridine - d5,150 MHz):δ,69.5(C - 2),46.9(C - 3), 198.6(C - 4), 160.4(C - 5), 104.7(C -6), 164.2(C - 7), 103.4(C - 8), 32.1(C - 9), 158.4(C - 10),101.5(C - 11),130.6(C - 1'),130.8(C -2'), 114.5(C - 3'), 158.9(C - 4'), 114.5(C - 5'),130.8(C - 6'), 55.2(C - [O - CH3]), 8.8(C - [6 -Me]),8.5(C - [8 - Me])。
与文献[14]对照,确定其核磁数据与甲基麦冬黄烷酮B(methyophiopogonanoneB)一致,确定其为该化合物。
3 讨论
本研究中从麦冬的低、中、高极性的部位进行分离,得到含量较大的5种非甾体皂苷类化合物。大极性或中等极性化合物,如 AB - 8,D - 101,Sp825,MCI,C18等适合用反相色谱法进行分离,而用正相硅胶法进行分离会造成较大的吸附损失。交叉使用上述反相色谱,如先用Sp825树脂梯度洗脱,流分再用MCI梯度洗脱,最后用C18反相色谱制备纯化,会极大地提高分离纯化的效率;另外,极性较小的高异黄酮适合用葡聚糖凝胶进行分离,葡聚糖凝胶对此类化合物具有强保留、吸附损失小的特点,如用聚酰胺色谱会造成较大的吸附损失。
麦冬为临床常用中药,本研究中分离得到的非甾体皂苷类化合物丰富了麦冬中化学成分的多样性。据文献报道,麦冬均以甾体皂苷单体或总皂苷提取物进行相关活性研究。而本研究中分离得到的1个苯丙醇苷、2个高异黄酮和1个龙脑苷具有多种生物活性,对这些成分的进一步研究有助于为已有药效及新的临床应用奠定物质基础。
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:155.
[2]张莲婷.麦冬药材资源品质评价[D].南京:南京农业大学,2009.
[3]王翰韬,吴 帆,倪 穗.不同地域川麦冬集中活性成分比较[J].中国野生植物资源,2017,36(1):26 - 29.
[4]张小燕.中药麦冬的活性成分分析[D].南京:南京中医药大学,2007.
[5]张义萍,陈建真,敖志辉.麦冬不同种属、产地和部位的活性成分研究进展[J].中国实用医药,2008,3(10):191 -193.
[6]张莲婷,叶正良,郭巧生.土壤因子对麦冬活性成分影响研究[J].中国中药杂志,2010,35(11):1372 - 1377.
[7]于晓文,杜鸿志,孙 立,等.麦冬皂苷药理作用研究进展[J].药学进展,2014,38(4):279 - 284.
[8]范 俊,张 旭.麦冬对心脑血管系统药理作用研究进展[J].南京中医药大学学报,2006,22(4):270 - 272.
[9]张璐欣,周学谦,李德坤,等.麦冬多糖的化学组成、分析方法和药理作用研究进展[J].药物评价研究,2017,40(2):279-284.
[10]张 涛.中药麦冬中甾体皂苷类成分的研究[D].北京:中国人民解放军军事医学科学院,2009.
[11]刘时乔.中药穿山龙及麦冬的化学成分研究[D].北京:北京中医药大学,2015.
[12]Mimaki Y,Kuroda M,Fukasawa T,et al.Steroidal glycosides from the bulbs of Allium jesdianum[J].J Nat Prod,1999,62(1):194-197.
[13]梅 吉吉.麦冬须根的化学成分及含量测定研究[D].长春:吉林大学,2008.
[14]程志红,吴 弢,李林洲,等.中药麦冬脂溶性化学成分的研究[J].中国药学杂志,2005,40(5):337 -341.