紫芦笋的化学成分研究

艾洪莲，张娴，李庆庆，陈芷萱,李薇，林春，毛自朝，何隽*

(1中南民族大学 药学院，武汉430074；2云南农业大学 农学与生物技术学院，昆明 650201)

芦笋(Asparagusofcinalis)是百合科(Liliaceae)天门冬属(Asparagus)多年生草本植物[1]石刁柏的幼苗，原产于地中海沿岸和小亚细亚一带.因其含有丰富的营养价值和微量元素，被誉为“蔬菜之王”[2],根据嫩茎颜色常分为白芦笋、绿芦笋和紫芦笋. 白芦笋和绿芦笋比较常见，紫芦笋是2倍体加倍后筛选培育而成的4倍体新品种，含有丰富的花青素. 紫芦笋主要是以嫩茎为商品进行鲜销、速冻或加工成芦笋罐头，但占植株生物量70%～80%的母茎往往被废弃. 为了实现芦笋资源的综合利用，同时为了对紫芦笋的药理活性成分作进一步的深入解析，本研究对紫芦笋商品化废弃材料的次生代谢产物进行了研究，利用反复硅胶柱层析、凝胶Sephadex-20及高效液相色谱等方法，从中分离得到7个单体化合物，经现代波谱分析方法(1D-NMR,2D-NMR,EI-MS,ESI-MS)，将其结构分别鉴定为：1-methoxy-4-[5-(4-methoxyphenoxy)-3-penten-1-ynyl]benzene(1)、benzylβ-D-glucopy-ranoside(2)、5-(β-D-glucopyranosyloxy)-2-hydroxy benzoic acid methyl ester(3)、20- hydroxyecdysone(4)、methyl-2-O-β-glucopyranosylbenzoate(5)、syringaresi-nol-O-β-D-glucopyranoside(6)、integristerone A(7)(图1). 希望可以从其结构多变的次生代谢产物中，发现药物先导化合物，从而实现紫芦笋的产业化升级，获得更高的经济效益.

图1 化合物1～7的结构式Fig.1 Chemical structures of compounds 1-7

1 实验部分

1.1 仪器与材料

核磁共振波谱仪(Bruker公司，AM 600型),其中，1H-NMR在600 MHz下测定，13C-NMR在150 MHz下测定；Waters Autospec Premier P776质谱仪；API QSTAR Pulsar；Jasco-P-1020旋光仪； Bruker Tensor 27 FT-IR型红外光谱仪；Shimadzu UV-2401PC型分光光度计.

柱色谱材料：柱色谱用硅胶(80～100目和200～300目)与GF254TLC板(青岛海洋化工厂)；Sephadex LH-20(瑞典Amersham Biosciences公司)；反相材料Chromatorex (40～75μm)(日本FuJi Silysia公司)；分析型HPLC为Agilent 1260，色谱柱为Agilent Zorbax SB-C18柱(4.6 mm×150 mm)，粒径5μm；制备型HPLC为Agilent 1260，色谱柱为Agilent Zorbax SB-C18柱(9.4 mm×150 mm)，粒径5μm. 显色方法为紫外灯下波长254 nm和365 nm处观察荧光，碘蒸气显色及10%硫酸乙醇溶液显色剂加热显色.

1.2 实验材料

紫芦笋(样品由云南农业大学毛自朝教授鉴定并提供)商品化的废弃材料5 kg，45 ℃烘干粉碎待用.

1.3 提取和分离

干燥的紫芦笋废弃材料粉碎后，用2倍体积的80%甲醇提取3次，每次12 h，合并提取液，减压浓缩至2 L，加入等体积的乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯萃取液，减压浓缩得到总浸膏58.5 g.

经正相硅胶柱层析，用氯仿/甲醇(1∶0,9∶1,7∶3,5∶5,3∶7,9∶1,0∶1)系统梯度洗脱得 8 个组分(A～H).

组分B经过反相中压(甲醇/水，0∶100～100∶0)分离，用薄层层析色谱检测，浓缩得到3个亚组分B1～B3.

组分B1经过反复硅胶柱层析(石油醚/乙酸乙酯，石油醚/丙酮，石油醚/氯仿)和 Sephadex LH-20(MeOH)凝胶柱层析分离得到化合物1.

组分B2经Sephadex LH - 20( CHCl3/MeOH,1∶1 )分离得到4个组分B2a～B2d，其中B2b 用薄层层析色谱分析(石油醚/丙酮，2∶1)，荧光下有两组清晰的点(Rf值在0.4～0.6，部分有交叉)，用分析型高效液相色谱分析(乙腈/水，5%～100%,18 min)，随后经制备型高效液相色谱制备(乙腈/水，15%～23%，30 min)得到化合物2、3.

组分B3经 Sephadex LH-20(CHCl3/MeOH,1∶1),Sephadex LH-20(CH3COCH3)凝胶柱层析分离得到化合物4.

组分C经过反相中压(甲醇/水，0∶100～100∶0)分离，用薄层层析色谱检测，浓缩得到10个亚组分C1～C10.

组分C7经 Sephadex LH-20 凝胶柱(CHCl3/MeOH,1∶1)分离得到4个组分C7a～C7d，C7c用分析型高效液相色谱分析(乙腈/水，5%～100%,18 min)，随后用制备型高效液相色谱制备(乙腈/水，30%～45%，25 min)得到化合物5、6.

组分C9经正相(氯仿/甲醇，8∶1)硅胶柱层析分离得到化合物7.

2 结构鉴定

化合物1：C19H18O3,无色针状结晶;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.34(2H,m),6.86(6H,m),6.29(1H,dt,J=15.9,5.3 Hz),6.04(1H,dt,J= 15.9,1.8 Hz),4.57(2H,dd,J= 5.3,1.8 Hz),3.80(3H,s),3.74(3H,s);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC159.9(C-1),154.2(C-16),152.6(C-13),137.3(C-10),132.5(C-3,C-5),115.4(C-14,C-18),115.2(C-4),114.2(C-15,C-17),113.7(C-2,C-9),111.7(C-6),89.8(C-7),85.3(C-8),68.0(C-11),54.7(16-OMe),54.4(1-OMe).上述数据与文献[3]报道基本一致，故化合物1的结构确定为1-methoxy-4-[5-(4-methoxyphenoxy)-3-penten-1-ynyl]benzene.

化合物2：C13H18O6，无定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.42(2H,d,J= 7.2 Hz),7.33(2H,m),7.26(1H,m),4.35(1H,d,J= 7.8 Hz),3.89(1H,dd,J=11.9,2.1 Hz),3.68(1H,dd,J= 11.9,5.7 Hz);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC137.6,127.9,127.8,127.3(C-aryl),101.8(C-1),76.7( C-5),76.6(C-3),73.7(C-2),70.3(C-1′),70.2(C-4),61.4(C-6).上述数据与文献[4]报道基本一致，故化合物2的结构确定为benzylβ-D-glucopyranoside.

化合物3: C14H18O9，白色无定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.61(1H,d,J=3.1 Hz),7.31(1H,dd,J=9.0,3.1Hz),6.89(1H,d,J=9.0 Hz),4.76(1H,d,J=7.4 Hz),3.94(3H,s),3.89(1H,m),3.69(1H,dd,J=12.0,5.4 Hz),3.43(2H,m),3.39(2H,m);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC170.1(1-COOCH3),156.9(C-2),150.1(C-5),125.8(C-4),117.7(C-6),117.1(C-3),112.0(C-1),102.2(C-1′),76.8(C-5′),76.5(C-3′),73.5(C-2′),70.0(C-4′),61.1(C-6′),51.5(1-COOCH3).上述数据与文献[5]报道基本一致，故化合物3的结构确定为5-(β-D-glucopyranosyloxy)-2-hydroxy benzoic acid methyl ester.

化合物4: C27H44O7，无定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH5.81(1H,d,J=2.4 Hz),3.95(1H,d,J=1.7 Hz),3.84(1H,ddd,J=12.0,4.0,3.2 Hz),3.34(1H,dd,J=9.7,1.7 Hz),3.15(1H,ddd,J=11.0,7.5,2.1 Hz),2.38(1H,dd,J=9.5,8.0 Hz),2.13(1H,dt,J=13.0,4.8 Hz),1.43(2H,dd,J=13.3,12.3 Hz),1.20(3H,s),1.19(3H,s),1.19(3H,s),0.96(3H,s),0.89(3H,s);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC206.5(C-6),168.0(C-8),122.1(C-7),85.2(C-14),78.4(C-22),77.9(C-20),71.3(C-25),68.7(C-2),68.5(C-3),51.8(C-5),50.5(C-17),42.4(C-24),39.3(C-10),37.3(C-1),35.1(C-9),32.8(C-4),32.5(C-12),31.8(C-15),29.7(C-26),28.9(C-27),27.3(C-23),24.4(C-19),21.5(C-11),21.5(C-16),21.0(C-21),18.1(C-18). 上述数据与文献[6]报道基本一致，故化合物4的结构确定为20-hydroxyecdysone.

化合物5: C14H18O8，褐色针状结晶;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.76(1H,t,J=1.1,7.6,8.0 Hz),7.53(1H,t,J=7.1,7.6 Hz),7.40(1H,d,J=8.6 Hz),7.13(1H,t,J=7.6,15.1 Hz),3.90(1H,m),3.89(3H,s),3.71(1H,m),3.52(1H,m),3.49(1H,m),3.45(1H,m),3.40(1H,m);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC168.7(-COO-),158.9(C-1),135.3(C-4),132.2(C-6),123.8(C-5),122.5(C-2),119.2(C-3),104.2(C-1′),78.6(C-5′),77.7(C-3′),75.1(C-2′),71.4(C-2′),62.7(C-6′),53.0(-OMe).在1H-NMR谱中，δH7.79(1H,t,J=1.1,7.6,8.0 Hz),7.56(1H,t,J=7.1,7.6 Hz),7.42(1H,d,J=8.6 Hz),7.15(1H,t,J=7.6,15.1 Hz)说明存在一个苯环邻位二取代系统，在13C-NMR谱中δC104.2(C-1′),78.6(C-5′),77.7(C-3′),75.1(C-2′),71.4(C-2′),62.7(C-6′)推测结构中含有一个糖. 通过HMBC谱，可观察到δC168.7(-COO-)与δH3.92(3H,s)有远程相关，证明含有-COOCH3. 以上述数据与文献[7]报道基本一致，故化合物5的结构确定为甲基-2-O-β-吡喃葡糖基苯甲酸.

化合物6: C28H36O13，无定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH6.74(2H,s),6.68(2H,s),4.30(2H,m),3.93(2H,d,J=8.4 Hz),3.88(6H,s),3.86(6H,s),3.40-3.53(4H,m,sugar),3.13-3.25(2H,m).13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC154.4,(C-3″,C-5″),147.9(C-3′,C-5′),139.5(C-4″),136.1(C-4′),135.5(C-1′),133.0(C-1″),105.2(C-2‴),104.7(C-2′,C-6′),104.4(C-2″,C-6″),87.6(C-6),87.2(C-2),78.3(C-6‴),77.7(C-4‴),75.6(C-3‴),72.9(C-4),72.8(C-8),71.2(C-5‴),62.5(C-7‴),57.0(C-7′,C-8′),56.8(C-7″,C-8″),55.8(C-5),55.5(C-1). 上述数据与文献[8]报道基本一致，故化合物6确定为syringaresinol-O-β-D-glucopyranoside.

化合物7: C28H44O8，淡黄色无定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH5.84(1H,s),4.04(1H,m),3.82(1H,t,J=3.1,3.1 Hz),3.68(1H,dd,J=8.2,3.5 Hz),2.9(1H,dd,J=12.4,4.4 Hz),2.41(1H,dd,J=9.2,8.2 Hz),2.40(2H,m,),1.41(3H,s),1.32(3H,s),1.29(3H,s),1.21(3H,s),1.15(3H,s),0.96(3H,s),0.78(3H,s);13C-NMR(MeOD,600 MHz):δC204.8(C-6),165.4(C-8),121.5(C-7),106.9(C-28),85.0(C-20),84.2(C-14),82.1(C-22),70.7(C-25),67.7(C-3),67.3(C-2),50.5(C-17),48.9(C-13),47.3(C-5),41.2(C-10),38.1(C-24),36.5(C-9),33.7(C-4),31.8(C-12),31.2(C-15),30.7(C-27),29.0(C-26),28.0(C-29),26.9(C-30),24.0(C-23),23.2(C-21),22.1(C-16),21.1(C-11),20.4(C-19),17.1(C-18). 上述数据与文献[9]报道基本一致，故化合物7鉴定为integristerone A.

3 结语

在欧洲，芦笋干燥的根曾经用于治疗肾结石、尿道炎等疾病；在中国，芦笋被用作补药、退热药、抗癌药等. 药理学研究表明[10-13]，芦笋具有抗癌、抗炎、抗诱变、抗菌、抗氧化等多种生物活性. 紫芦笋作为人工培育的多倍体品种，常被作为餐后水果，在中国属于高端消费产品.从其商品化废弃料中分离鉴定了7个化合物，化合物类型涉及甾体类、糖苷类、木脂素类等，这与绿芦笋的化学成分报道一致[14-16]. 本文分离到的7个化合物单体是否具有抗癌抗炎等上述生物活性，值得进一步研究与探索.