劉 祥,歐陽明安
(福建農(nóng)林大學生物農(nóng)藥與化學生物學教育部重點實驗室,福建福州350002)
菟絲子在我國分布非常廣泛,主產(chǎn)山東、陜西、吉林、河北、山西、江蘇、黑龍江、新疆等。全國形成商品的主要來源于4類:菟絲子(Cuscuta.chinensis Lam.)、歐洲菟絲子(C.europaea L.)、南方菟絲子(C.a(chǎn)ustralis R.Br.)、金燈藤(C.japonica Choisy),根據(jù)藥材商品調(diào)查結(jié)果,南方菟絲子是近年來的主流商品。大菟絲子的性狀與菟絲子相似,較大;海濱菟絲子(C.maritima Mak.)在少數(shù)地區(qū)亦作為菟絲子入藥。2000年版《中國藥典》收載為旋花科植物菟絲子(C.chinensis Lam.)的干燥成熟種子。菟絲子已知含有一些抗菌,抗病毒和抗增殖的物質(zhì)(Khan et al.,2010;Patel et al.,2012;Suresh et al.,2011),其化學成分主要包括甾醇類、黃酮、多糖、蛋白質(zhì)、淀粉、香豆精、蒲公英黃質(zhì)、胡蘿卜素類、有機酸、脂肪酸、氨基酸、淀粉酶等。黃酮類化合物:黃酮類物質(zhì)是菟絲子的主要活性成分,黃酮可用于鑒別南方菟絲子和菟絲子(郭洪祝,1997)。郭澄等(1997)首次從南方菟絲子中分離鑒定出山萘酚、紫云英苷、槲皮素。郭洪祝等研究發(fā)現(xiàn)南方菟絲子中所含的黃酮主要為槲皮素及其糖苷。甾類化合物:從3種菟絲子中分離鑒定出 -谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、膽固醇、-谷甾醇-3-O-β-D吡喃木糖苷、豆甾烯-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、豆甾-5-稀基-3-乙酸、豆甾-5-烯-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷四乙酸、燕麥甾醇、胡蘿卜苷、-谷甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(郭澄等,1997;Kwon,2000;Anis,1999)。萜類化合物:二萜糖苷類化合物南方菟絲子苷A(australiside A)從南方菟絲子中分離鑒定出(郭洪祝,2000)。揮發(fā)油成分:候冬巖等(2003)分離鑒定出金燈藤中的揮發(fā)油成分包括:3-乙基-2-己烯、葵烷、2-環(huán)己烯-1-酮、3-乙烯-2-酮、2,6-二甲基十一烷、2-戊基呋喃、E-2-己烯-1-醇、2-庚酮、2,3,3-三甲基1-丁烯、十一烷、十二烷、十三烷。而在菟絲子成分中相同的只有2-戊基呋喃和十二烷,其它的成分還有糠醛、庚醛、3-丁烯-2-醇、2-呋喃甲醇、冰片、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、石竹烯、α-萜品醇,α-石竹烯。生物堿類化合物:從菟絲子分離鑒定了色氨酸衍生物生物堿菟絲子胺、甲基金雀花堿、7'-(3',4'-二羥基苯)-N-(4-丙烯胺)、sophoranol、matrine、7'-(4'-羥基-3'-甲氧基苯)-N-[(4-丁基苯)乙基]丙烯胺(Ruben,1995;Anis et al.,2002)。木脂素類化合物:從菟絲子中分離到菟絲子苷A、B(cuscutoside A,B)和新菟絲子苷A,B,C(neocuscutosside A,B,C)(Yahara,1994;Xiang,2001)。多糖類化合物:從菟絲子中分離出酸性多分支的雜多糖 H3,CHC-1,CS-A,CS-B,CS-C(Wang et al.,2001;Bao et al.,2002)。氨基酸及微量元素:菟絲子中含有16種氨基酸,氨基酸的總含量為75.59 mg/100g,其中含有必需氨基酸(葉萍,1992)。林慧彬等(2001)用氨基酸分析儀測定了山東4種菟絲子16種氨基酸的含量,發(fā)現(xiàn)南方菟絲子Cuscuta australis R.Br.中的含量最高。此外,喬智勝(1992)和汪學昭(1995)分別測定出菟絲子中含有鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅等微量元素。
在藥理活性研究方面,人們發(fā)現(xiàn)菟絲子種子中所含化合物具有抗骨質(zhì)疏松作用(Yang et al.,2011),南方菟絲子具有免疫增強作用,此外菟絲子可明顯增強衰老模型小鼠的紅細胞免疫功能,具有延緩衰老作用;郭軍等用菟絲子進行抗衰老作用實驗,結(jié)果表明,菟絲子可使老齡小鼠血清脂肪過氧化脂質(zhì)水平以及腦脂褐素含量顯著降低,紅細胞膜SOD活性增高,而對血硒水平無影響(郭軍等,1996),也能使糖尿病患者SOD活性增強,LPO水平下降(郭軍等,1997)。郭氏等以血液乳酸、血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、腎上腺抗壞血酸、丙酮酸和肝糖原水平為指標,報道了3種菟絲子的水煎劑對小鼠CCl4肝損傷的保護作用,發(fā)現(xiàn)中國菟絲子的活性優(yōu)于另兩種(郭澄等,1992),半乳糖可致大鼠晶狀體混濁,灌胃菟絲子水煎劑可以減輕混濁程度,半乳糖停止注射后則又可促進晶狀體轉(zhuǎn)為透明.表明菟絲子對大鼠半乳糖性白內(nèi)障具有治療和延緩作用(楊濤等,1991);吳美娟和王明艷(1999)以小鼠骨髓細胞核為指標,發(fā)現(xiàn)菟絲子對環(huán)磷酰胺誘發(fā)的微核有明顯的抑制作用。福建地區(qū)用菟絲子治療急性黃疸型傳染性肝炎、腎炎、遺精、視力減退等疾病,本實驗通過研究菟絲子的水溶性成分,為進一步探究其藥物作用奠定基礎(chǔ),對藥物的開發(fā)利用做出貢獻。
1H-NMR、13C-NMR及2D NMR用Bruker AM-400型和DRX-500型核磁共振儀測定,內(nèi)標為TMS。
高效液相色譜儀(HPLC):P230型高壓恒流泵,UV230型紫外-可見檢測器,Schambeck SFD GmbH RI 2000型示差折射檢測器;SinoChrom ODS-BP 5 μm 250×10 mm柱,SinoChrom ODS-BP 5 μm 250 ×20 mm 柱,Hypersil SiO25 μm 250 ×10 mm 柱。
層析材料:RP-8(40-60 μm,Merck),硅膠(160-200 mesh and 10-40 μm,青島海洋化工廠),大孔樹脂 D101(天津樹脂廠),Sephadex LH-20(25-100 μm,Pharmacia Fine Chemical Co.,Ltd.)和 MCI-gel CHP20P(75-150 μm,Mitsubishi Chemical Industries,Ltd.);薄層層析顯色用5%H2SO4(溶劑為體積比1:1的乙醇水溶液)加熱顯色。
1.2.1 材料準備 全草2006年9月采自福建泉州清源山上,為南方菟絲子(Cuscuta australis R.Br.),干重3.6 kg,用甲醇45 L在室溫下浸泡兩次,每次一個月。將提取液過慮后合并,過慮、經(jīng)過減壓濃縮后得到浸膏,然后將此浸膏加入1 L水,分出水溶性和脂溶性成分共約45.0 g浸膏。
1.2.2 初步分離 該水溶性樣品首先經(jīng)過Sephadex系列凝膠樹脂,使用甲醇-水(0%-60%)梯度洗脫;RP-18反相柱,使用甲醇-水(0-80%)梯度洗脫,進行初步分離。
圖1 試驗流程Figure 1 Test process
1.2.3 分離純化 將經(jīng)過RP-18柱初步分離的樣品再使用MCI-gel柱流動相甲醇-水(5%-80%)梯度洗脫,之后將分離得到的樣品,使用正相硅膠柱流動相氯仿-甲醇-水(120:10:水飽和-70:30:水飽和)分離純化得到化合物純品。若經(jīng)過硅膠柱還不能純化的樣品,再通過RP-18柱,MCI-gel柱反復純化,直到得到純化合物。分離純化的過程中,收集的樣品使用薄層層析法檢視,合并類似的樣品,最后得到純品化合物。流程如圖1所示。
本試驗從菟絲子提取物中分離出純品10個。運用一維和二維核磁共振譜鑒定了3個化合物,表1是這3個化合物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
化合物1為淡黃色粉末(25 mg),化學式為C15H14O6,分子量為290。在碳譜和DEPT譜中共有15個碳信號,推測為黃酮的骨架。其中1個亞甲基,7個次甲基和7個季碳原子,而48-50 ppm的信號為溶劑峰。在氫譜中存在一組ABX體系自旋特征吸收峰δH6.75(d,J=8.1 Hz,H-5'),6.71(dd,J=8.1,2.0 Hz,H-6'),6.83(d,J=2.0 Hz,H-2'),故此可以推斷 B苯環(huán)為 1',3',4'取代。上述波譜學和文獻中報道的數(shù)據(jù)一致,2,4,9-α,3',4'-Pentahydroxyflavanol(于德泉和楊峻山,2005)。
化合物2為乳白色粉末(27 mg),化學式為C17H24O9,分子量為372.。從碳譜的DEPT上可以看出,在δ=120 ppm以上有五個峰,三個季碳兩個叔碳,說明有對稱峰,而在氫譜上δ=6.0-6.8 ppm處分別有三組峰,且δ=6.75 ppm處的單峰很強更證實了有對稱峰存在,而且可能是一個苯環(huán)可能是苯環(huán)。其中1個非常強的甲基信號,一組糖的信號。在C=105.4(C-1')處有一個糖端基信號,氫譜中對應的質(zhì)子信號為4.59(d,J=7.6 Hz),由此可知該糖均為β型;在δ=57.0 ppm的強信號說明有兩個對稱的甲氧基。另外,在δ=6.33 ppm和6.54 ppm處的兩組峰結(jié)合碳譜可知是一個雙鍵,從耦合常數(shù)(d,J=15.8 Hz)上可以判斷是反式構(gòu)型。
表1 化合物的NMR數(shù)據(jù)(溶劑:CD3OD,δ:ppm)Table 1 NMR data for the three compounds(Solvent:CD3OD,δ:ppm)
圖2 化合物1:表兒茶素Figure 2 Compound 1:Epicatechin
圖3 化合物2:刺五加-O-β-D-葡萄糖甙Figure 3 Compound 2:1-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)propene-9-O-β-D-glucopyranoside
化合物3為黃色粉末(38 mg),化學式為C19H30O8,分子量為386。在碳譜和DEPT譜中共有19個碳信號,其中4個甲基,2個亞甲基,9個次甲基和4個季碳原子。最低場的碳信號C 201.2(C-4)為羰基。在C 102.7(C-1')處有一個糖端基信號;通過HSQC譜,在氫譜中可找到該原子的質(zhì)子信號 H 4.26(d,J=9.8 Hz,H-1'),故此可推斷該糖為β型。酸水解該化合物,將水解液使用HPTLC(高效薄層色譜法)檢視并和標準糖比較,可知該糖為葡萄糖。
圖4 化合物3:Roseoside IFigure 4 Compound 3:Roseoside I
在COSY譜中,H-9和 H-10相關(guān),H-1'和 H-2'相關(guān),說明了C-9和C-10相連,C-1'和C-2'相連。
在遠程HMBC譜中,H-11和C-1,C-2,C-3相關(guān),表明C-11連接于C-2上。H-12和C-1,C-5,C-6,C-13相關(guān),H-13和C-1,C-5,C-6,C-12相關(guān),說明C-12和C-13共同連接于C-6之上。H-3和C-1,C-5,C-11相關(guān),H-5和C-1,C-3,C-4,C-6,C-12,C-13相關(guān),說明C-1,C-2,C-3,C-4,C-5,C-6共同組成一個六元環(huán)。H-7和C-1,C-8,C-9相關(guān),H-8和C-7,C-8,C-9相關(guān),H-9和C-7,C-8相關(guān),H-10和C-8,C-9相關(guān),結(jié)合COSY譜中提供的證據(jù),共同說明了C-7,C-8,C-9,C-10的依次連接關(guān)系,并且C-7連接于C-1上。此外,H-1'和C-9相關(guān),表明葡萄糖連接于C-9上。
在ROESY譜中,H-3和H-11,H-5a相關(guān),H-7和H-9,H-10,H-12相關(guān),H-8和H-13,H-1'相關(guān)。此外還有,H-1'和 H-3',H-4',H-5'相關(guān),H-4'和 H-6 的相關(guān)。
本文應用各種液相色譜技術(shù),從菟絲子中共分離出10個化合物。運用1H-1H COSY,HSQC,HMBC和ROESY的一維和二維核磁共振技術(shù),鑒定出3個化合物的結(jié)構(gòu)。本文所從事的研究只是水溶性萃取物的部分化學成分,其它部位的成分以及生物活性的研究還需進一步完善。
中科院昆明植物所代測1H-NMR、13C-NMR及2D NMR,特此致謝。
郭澄,韓公羽,蘇中武.1997.南方菟絲子化學成分的研究.中國藥學雜志,32(1):8-11.
郭澄,蘇中武,李乘祜,張芝玉,鄭漢臣.1992.中藥菟絲子保肝活性的研究.時珍國藥研究,3(2):62-64.
郭洪祝.1997.南方菟絲子黃酮類成分的研究.中國中藥雜志,22(1):39.
郭洪祝.2000.南方菟絲子的化學成分研究.北京中醫(yī)藥大學學報,23(2):36-37.
郭軍,白書閣,王玉民,李世莉,劉恩茹,白晶.1996.菟絲子抗衰老作用的實驗研究.中國老年學雜志,16(1):37-38.
郭軍,馬宏巖,王建軍.1997.菟絲子對糖尿病患者抗氧化能力的影響.佳木斯醫(yī)學院學報,20(1):39-41.
候冬巖,李鐵純,于冰.2003.兩種菟絲子揮發(fā)性成分的比較研究.質(zhì)譜學報,24(2):344-346.
林慧彬,林建強,林建群.2001.山東4種菟絲子氨基酸比較研究.時珍國醫(yī)國藥,12(3):195.
喬智勝.1992.三種菟絲子的微量元素和氨基酸的含量測定.中國中藥雜志,17(1):12.
汪學昭.1995.大小菟絲子的微量元素含量測定.第二軍醫(yī)大學學報,16(5):835.
吳美娟,王明艷.1999.菟絲子對環(huán)磷酰胺誘發(fā)的MN的抑制作用.天津中醫(yī)學院學報,18(4):41-42.
葉萍.1992.大菟絲子與菟絲子化學成分的比較研究.中成藥,19(6):65.
楊濤,梁康,張昌穎.1991.四種中草藥對大鼠半乳糖性白內(nèi)障防治效用的研究.北京醫(yī)科大學學報,23(2):97-99.
于德泉,楊峻山.2005.分析化學手冊.北京:化學工業(yè)出版社:828.
Anis E.1999.The chemical constituents in the seeds of Cuscuta australis.Nat Prod Sci,5(3):124-126.
Anis E,Anis I,Ahmed S,Mustafa G,Malik A,Afza N,Hai SM,Shahzad-ul-hussan.2002.Alpha-glucosidase inhibitory constituents from Cuscuta.Chem Pharm Bull,50(1):112-115.
Bao XF.Wang Z,F(xiàn)ang JN,Liu XY.2002.Structural features of an immunostimulating and antioxidant acidic polysaccharide from the seeds of Cuscuta chinensis.Planta Med,68(3):237-239.
Khan S,Mirza KJ,Abdin MZ.2010.Development of RAPD markers for authentication of medicinal plant Cuscuta reflexa.EurAsian Journal of Biosciences,4(1):1-7.
Kwon YS.2000.Steroids constituents from Cuscuta chinensis.Nat Prod Sci,6(3):135-138.
Patel S,Sharma V,Chauhan NS,Dixit VK.2012.An updated review on the parasitic herb of Cuscuta reflexa Roxb.Journal of Chinese Integrative Medicine,100(3):249-255.
Ruben GM.1995.The novel alkaline compounds from Cuscuta japonica.Biochem Syst Ecol,23(5):20-22.
Suresh V,Sruthi V,Padmaaj B,Asha VV.2011.In vitro anti-inflammatory and anti-cancer activities of Cuscuta reflexa Roxb.Journal of Ethnopharmacology,134:872-887.
Wang Z,Liu C,F(xiàn)ang J.2001.H3,an acid polysaccharide from Cuscuta chinensis.J Chinese Pharm Sci,10(2):57-59.
Xiang SX.2001.The chemical constitucnts from the seeds of Cuscuta japonica.Chin J Chem,19(3):282-285.
Yahara S.1994.The ligneous compounds from Cuscuta chinensis.Phytochemistry,37(6):1755-1758.
Yang LJ,Chen QF,Wang F,Zhang GL.2011.Antiosteoporotic compounds from seeds of Cuscuta chinensis.Journal of Ethnopharmacology,135(2):553-560.