黃明堦，陳燕丹，魏道智*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建 福州 350002)

綜 述

福建省自然科學(xué)基金(2008J0037)、福建省青年人才創(chuàng)新基金(2007F3009)、福建農(nóng)林大學(xué)青年教師科研基金(08B09)項(xiàng)目

*魏道智，E-mailhmj7921@163.com

苦石蓮化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展△

黃明堦1，陳燕丹2，魏道智1*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建 福州350002)

綜述了苦石蓮揮發(fā)性成分、乙醇提取物的化學(xué)成分和主要藥理活性的研究進(jìn)展?？嗍徍胁伙柡椭舅?、二萜類、黃酮類等多種化學(xué)成分，具有抗病毒、抗腫瘤、抑菌等藥理活性,具有廣闊的開發(fā)前景和較大的利用價(jià)值。

苦石蓮；化學(xué)成分；藥理活性

苦石蓮CaesalpiniaminaxHance，別名南蛇勒，喙(莢)果云實(shí)，老鴉枕頭，打鬼棒，生長于山坡林中或灌木中，是一種藥食同源植物[1]。國產(chǎn)喙莢云實(shí)產(chǎn)藏量在云實(shí)屬植物中位居第二，約為6.42×106kg，僅次于云實(shí)的產(chǎn)藏量，主要分布于廣西、廣東、云南、貴州、福建等地[2-3]。因此，苦石蓮作為喙莢云實(shí)(南蛇勒)的種子，資源相當(dāng)豐富?？嗍徯詻?、味苦，有清熱解毒、化濕、散瘀止痛功效，主治風(fēng)熱感冒、痢疾、淋濁、癰腫、跌打損傷等[4]，在民間為治療流感和肝炎等病的常用藥，已被廣西、貴州、四川等省區(qū)的中藥材標(biāo)準(zhǔn)收載[5-7]。為了更好地對該植物的化學(xué)成分及藥理活性進(jìn)行研究，本文就其化學(xué)成分和藥理活性的研究進(jìn)展作一綜述。

1 化學(xué)成分研究

1.1苦石蓮揮發(fā)性成分的研究

袁經(jīng)權(quán)等[8]通過石油醚常溫滲漉提取方法和甲酯衍生化技術(shù)，采用GC-MS聯(lián)用分析手段對苦石蓮的脂肪酸甲酯化產(chǎn)物及揮發(fā)油成分進(jìn)行了分離鑒定，共檢出174個(gè)色譜峰，鑒定出其中的63個(gè)化合物。結(jié)果顯示不飽和脂肪酸類化合物是苦石蓮油脂的主要化學(xué)成分，預(yù)示著苦石蓮油脂可能對由高血脂引起的心腦血管疾病有較好的預(yù)防和治療作用。

霍昕等[9]利用水蒸氣蒸餾法分別從苦石蓮粉仁和種皮中提取揮發(fā)性成分，進(jìn)而借助氣-質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)對其揮發(fā)性成分進(jìn)行了定性、定量分析。在苦石蓮普通粉仁中共分離出102個(gè)化學(xué)成分，鑒定出51個(gè)化學(xué)成分，相對百分含量為59.52%。袁月玲等[10]用同樣的提取方法與分析手段，對苦石蓮種皮普通粉和微粉的揮發(fā)性成分進(jìn)行了對比研究。結(jié)果在苦石蓮皮普通粉中分離出115個(gè)化學(xué)成分，鑒定了63個(gè)化學(xué)成分，檢出率為54.7%。而在微粉中則分離出了119個(gè)化學(xué)成分，鑒定出64個(gè)化學(xué)成分。兩種粉末揮發(fā)性成分中有54種相同成分，且微粉中含量高于普通粉中相應(yīng)成分的有28種，表明苦石蓮微粉樣品更能提高揮發(fā)性成分的溶出率，對分析檢測較有利。

文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果顯示苦石蓮含有大量的油脂及揮發(fā)油類成分，其分析數(shù)據(jù)為進(jìn)一步開發(fā)苦石蓮提供了科學(xué)依據(jù)。盡管目前已分離出數(shù)百種的揮發(fā)性成分，但均有約50%以上的成分未能獲得鑒定，因此，有關(guān)苦石蓮揮發(fā)性成分的提取分離方法以及檢測手段和條件等都還有待進(jìn)一步的研究。

1.2苦石蓮乙醇提取物的化學(xué)成分研究

目前，以苦石蓮乙醇回流提取物進(jìn)行化學(xué)成分研究的文獻(xiàn)報(bào)道居多，且絕大多數(shù)延用了JiangRW等[11-14]的研究方法，即先獲得乙醇的總提取物；而后再將該提取物經(jīng)水分散后依次分別用正己烷(或石油醚)、三氯甲烷、醋酸乙酯、正丁醇進(jìn)行逐級萃取分離，獲得相應(yīng)的四大部分有機(jī)相萃取物；最后將各部分有機(jī)萃取物經(jīng)反復(fù)多次的硅膠柱層析分離、梯度洗脫收集和重結(jié)晶等步驟獲得純產(chǎn)物。結(jié)合熔點(diǎn)測定值，借助FTIR、NMR、MS、X-射線單晶衍射分析等多種現(xiàn)代譜學(xué)表征手段對相關(guān)成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，迄今共鑒定出數(shù)十種化學(xué)成分，其中大部分為二萜類化合物。有關(guān)苦石蓮化學(xué)成分提取分離的大致流程歸納如圖1所示。

圖1 苦石蓮化學(xué)成分提取分離路線示意圖

1.2.1石油醚萃取物的化學(xué)成分 袁經(jīng)權(quán)等[15]將苦石蓮的石油醚萃取物經(jīng)反復(fù)硅膠柱層析分離及石油醚-醋酸乙酯梯度洗脫后，分離得到5個(gè)部分并鑒定出2個(gè)化學(xué)成分，分別為β-谷甾醇(β-sitosterol) 和硬脂酸(stearic acid)。

1.2.2三氯甲烷萃取物的化學(xué)成分 Jiang R W等[12]最先對苦石蓮三氯甲烷萃取物的化學(xué)成分加以研究，caesalmin A 和 caesalmin B是苦石蓮三氯甲烷萃取物中最早被鑒定的2個(gè)卡薩烷型呋喃二萜類化合物。此后，該研究小組又陸續(xù)分離鑒定了7個(gè)新的呋喃二萜類化合物，分別為caesalmin C，D，E，F(xiàn)，G，H和bonducellpin D，另外1個(gè)化合物為豆甾醇[11]。上述二萜類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2所示。Jiang R W 等[14]利用MS、NMR、IR、UV等現(xiàn)代譜學(xué)分析手段和X射線單晶衍射對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。此外，他們采用相似的分離純化手段，還鑒定了一個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的大十元環(huán)狀卡桑骨架呋喃二萜內(nèi)酯化合物，并將其命名為“macrocaesalmin”，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式和分子結(jié)構(gòu)示意圖分別參見圖2和圖3。單晶結(jié)構(gòu)解析結(jié)果顯示macrocaesalmin含有1個(gè)1，5-二酮環(huán)，且是首例具有B-D環(huán)呈順式并合模式幾何構(gòu)型的呋喃二萜內(nèi)酯化合物。Macrocaesalmin在固態(tài)時(shí)通過2個(gè)分子間弱的C-H…O氫鍵作用形成二聚體存在。十元環(huán)A呈椅式-船式-椅式構(gòu)型，不飽和B環(huán)由于與平面呋喃環(huán)C呈順式并合模式而以扭曲半椅式構(gòu)型存在。為了考察macrocaesalmin化合物“順式并合”結(jié)構(gòu)模式的穩(wěn)定性，Jiang R W等利用密度泛函理論(DFT)對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，結(jié)果顯示macrocaesalmin的順式異構(gòu)體的基態(tài)能量比反式異構(gòu)體低7.51kcal·mol-1，進(jìn)一步驗(yàn)證了macrocaesalmin的順式異構(gòu)體為更穩(wěn)定的幾何構(gòu)型。

圖2 呋喃二萜類化合物的結(jié)構(gòu)式

a.macrocaesalmin化合物的分子結(jié)構(gòu)圖 b. macrocaesalmin化合物二聚體間的氫鍵作用圖3 macrocaesalmin化合物的分子結(jié)構(gòu)圖及二聚體間的氫鍵作用示意圖

袁經(jīng)權(quán)等[15]利用硅膠、凝膠和制備薄層等常規(guī)色譜分離方法從苦石蓮乙醇提取物的三氯甲烷萃取部分中分離得到5個(gè)組分，采用波譜技術(shù)和化學(xué)方法鑒定了3個(gè)化合物。其中1個(gè)為已知的caesalmin C，該化合物在苦石蓮中的含量相對較大，抗病毒活性較強(qiáng)，可作為有效成分定量分析苦石蓮的質(zhì)量。其余2個(gè)化合物：norcaesalnin E(結(jié)構(gòu)式參見圖2)和5-羥甲基-2-呋喃醛為首次從苦石蓮中分離得到。

吳兆華等[16]采用三氯甲烷-甲醇溶劑系統(tǒng)，通過硅膠柱色譜、凝膠柱色譜和重結(jié)晶等方法從苦石蓮三氯甲烷浸膏中分離和鑒定了9個(gè)化合物。除了Caesalmin C、Caesalmin D、Caesalpin F、β-谷甾醇為已知組分外，首次從該植物中分離鑒定出β-amyrin、Caffeine、胡蘿卜苷(Daucosterol)和2個(gè)新的二萜類化合物[17-18]。綜合解析該二萜類化合物的波譜數(shù)據(jù)并與文獻(xiàn)報(bào)道值相比較，確定2個(gè)呋喃二萜化合物分別為Neocaesalpin L1和minaxin A，其結(jié)構(gòu)式如圖4所示。Neocaesalpin L1的化學(xué)結(jié)構(gòu)式與已知的Neocaesalpin L之間的差異在于C-12上的取代基不同，前者是甲氧基，而后者則為羥基，參見圖4所示。

圖4 Neocaesalpin L, L1和minaxin A的結(jié)構(gòu)式

1.2.3醋酸乙酯萃取物的化學(xué)成分 袁經(jīng)權(quán)等[15]利用硅膠柱層析技術(shù)，以三氯甲烷-甲醇為洗脫劑，從醋酸乙酯萃取物中分離得到8個(gè)部分，并從中鑒定出3個(gè)新的苦石蓮化學(xué)成分，依次為蔗糖、咖啡酸十八醇酯、2，5-二羥基苯甲酸乙酯。最近，Cheng Y等[19]利用中壓液相制備色譜和反相高效液相色譜技術(shù)，從醋酸乙酯萃取物中也同樣分離到1個(gè)卡薩烷型二萜類化合物，結(jié)合波譜數(shù)據(jù)確定其結(jié)構(gòu)與吳兆華等[17]報(bào)道的Neocaesalpin L1相同。

綜上可以看出，苦石蓮乙醇提取物的三氯甲烷萃取物部分獲得分離、鑒定的化學(xué)成分最多，而正丁醇萃取物部分的化學(xué)成分研究迄今未見文獻(xiàn)報(bào)道，有必要對其加強(qiáng)研究。在眾多已鑒定的化學(xué)成分中，多數(shù)為呋喃二萜類化合物，從而構(gòu)成了苦石蓮具有抗病毒等藥理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 藥理活性研究

2.1抗病毒活性

苦石蓮中多量的呋喃二萜類化合物賦予該植物強(qiáng)的藥理活性。JiangRW等[11]研究了Caesalpiniaminax種子中 caesalmin C，D，E，F(xiàn)，G和豆甾醇的抗病毒作用。結(jié)果表明，上述化合物有抗Para3病毒(副流感病毒模型3)的活性，其中四環(huán)呋喃二萜化合物對Para3病毒的抑制活性最佳，其次是呋喃二萜內(nèi)酯，而豆甾醇的抑制作用最弱。除此之外，抑制病毒引起細(xì)胞病變程度(CPE)的活體檢測結(jié)果顯示caesalmin B和bonducellpin D對Para3病毒也有中等強(qiáng)度的抑制活性，但其毒性較強(qiáng)，二者的TI(毒性指數(shù))值分別達(dá)到2.8和2.7。而macrocaesalmin化合物對Para3病毒和Flu-A(A型流感病毒)無抑制活性，卻對RSV(呼吸道合胞體病毒)有抑制作用，且SI(選擇系數(shù))值高達(dá)5.7，具有良好的安全性。為了進(jìn)一步考察呋喃二萜類化合物的分子結(jié)構(gòu)、極性對抗病毒活性的影響，Jiang R W等[13]將天然分布較豐富的caesalmin D、E、F3種呋喃二萜化合物中的乙酸基(-OAc)還原成羥基(-OH)制得相應(yīng)的衍生物，測定比較了3種衍生物與其母體化合物對Para3病毒抑制活性的IC50(使50%的實(shí)驗(yàn)病毒數(shù)遭到有效抑制生長或殺死的最大效應(yīng)濃度)值。結(jié)果表明，還原衍生物的抗病毒活性比起相應(yīng)的母體化合物有明顯的下降。研究結(jié)果還指出，四環(huán)類呋喃二萜比五環(huán)呋喃二萜內(nèi)酯化合物具有更優(yōu)異的抗病毒活性，而且伴隨化合物極性的增大，其抗病毒活性呈下降趨勢。他們的研究結(jié)果為研究呋喃二萜化合物的藥理活性機(jī)制的研究提供了很有價(jià)值的借鑒。

袁經(jīng)權(quán)等[15]以狗腎細(xì)胞為宿主，分別將苦石蓮的石油醚萃取物、三氯甲烷萃取物、醋酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水溶部位以及回收率較大的caesalmin C作為抗流感甲型病毒活性篩選的備份，測定樣品的CPE。結(jié)果表明苦石蓮醋酸乙酯萃取物和caesalmin C對抗流感甲型病毒活性最強(qiáng)，正丁醇萃取物最差。從它們的TC50來看，石油醚萃取物、氯仿萃取物、醋酸乙酯萃取物、水溶部位和caesalmin C相差不大，但比正丁醇萃取物小得多，表明在相同條件下，正丁醇萃取物使實(shí)驗(yàn)病毒細(xì)胞中毒的機(jī)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他5種備份。醋酸乙酯萃取物、水溶部位和caesalmin C的SI選擇指數(shù)均大于1，說明它們的安全性良好。

2.2抗腫瘤(癌)活性

余旭亞等[20-21]最早從苦石蓮中分離純化出相對分子質(zhì)量為19800的南蛇勒蛋白(CMP)。當(dāng)CMP濃度為22.0μg·mL-1時(shí)，CMP可抑制黑色素瘤細(xì)胞增殖60% (P<0.05)，抑制率為96%(P<0.05)，表明CMP對黑色素瘤細(xì)胞KI735M2的增殖具有抑制作用。此外，他們還利用 C M-Sephadex C25和 Sephadex G-75層析柱，通過浸提、鹽析、離子交換、凝膠過濾層析等實(shí)驗(yàn)手段從苦石蓮籽中分離純化得到1個(gè)分子量約為29.64kD的苦石蓮蛋白。該蛋白在一定實(shí)驗(yàn)條件下對小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16細(xì)胞的抑制率約為88.91%。以上研究顯示了苦石蓮蛋白對惡性黑色素瘤細(xì)胞具有較明顯的抑制作用，表明苦石蓮具有抗腫瘤的潛在藥用價(jià)值，但有關(guān)該類蛋白對其他腫瘤細(xì)胞的增殖抑制作用及機(jī)理研究還有待進(jìn)一步地深入開展。另外，苦石蓮中的minaxin A化合物對人肝癌細(xì)胞HepG2也表現(xiàn)出一定的生長抑制作用，其IC50為(56.8±1.2)μmol·L-1[18]。

2.3抑菌活性及保肝作用

有文獻(xiàn)報(bào)道了苦石蓮95%乙醇提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌和鐮刀菌的抑制作用，尤其對綠膿桿菌的抑菌效果較好，最低抑菌濃度(MIC)為0.25%，最低殺菌濃度(MBC)為0.5%[1]。研究者經(jīng)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)比色法測定出南蛇勒提取物中含有黃酮類化合物，并由此推測提取物的抑菌活性可能與其存在有關(guān)。

劉明等[22]研究了苦石蓮60%乙醇提取物對四氯化碳所致小鼠急性肝損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明，苦石蓮各劑量組均能對抗CCl4引起的急性肝損傷小鼠血清ALT(谷丙轉(zhuǎn)氨酶)、AST(谷草轉(zhuǎn)氨酶)及肝臟系數(shù)升高，且這些作用均呈劑量依賴性，但具體的護(hù)肝作用機(jī)理尚不清楚。

3 苦石蓮的開發(fā)及應(yīng)用展望

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2009-09-11)