余群英,张德武,戴胜军
(烟台大学药学院,山东 烟台 264005)
化学成分
半枝莲化学成分的分离与鉴定
余群英,张德武,戴胜军*
(烟台大学药学院,山东 烟台 264005)
目的:对半枝莲Scutellaria barbata D.Don全草的化学成分进行研究。方法:采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、重结晶等方法进行分离纯化,根据理化性质和波谱数据鉴定化合物结构。结果:分离鉴定了 9个 化 合 物,分 别 为:β-谷 甾 醇 (β-Sitosterol,1)、5-羟 基-7,4′-二 甲氧 基 黄 酮 (5-hydroxy-7,4′-dimethoxyflavone,2)、5-羟基-7,8,4′-三甲氧基黄酮(5-hydroxy-7,8,4′-trimethoxyflavone,3)、三裂鼠尾草素(5-Hydroxy-6,7,4′-trimethoxyflavone,salvigenin,4)、汉黄芩素(5,7-dihydroxy-8-methoxyflavone,wogonin,5)、2-羟基-3-甲基蒽醌(2-hydroxy-3-methylanthraquinone,6)、反式-3-(4′-羟基苯基)丙烯酰乙酯 [(E)-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid ethyl ester,7]、对羟基苯甲酰乙酯(ethyl-4-hydroxy benzoate,8)、对羟基苯甲醛(p-hydroxybenzaldehyde,9)。结论:化合物2,3,6,7为首次从黄芩属中分离得到,化合物4为第一次从半枝莲中发现。
唇形科;黄芩属;半枝莲;化学成分
半枝莲为唇形科黄芩属半枝莲Scutellaria barbataD.Don的干燥全草[1],别名狭叶韩信草、并头草、牙刷草等,分布于我国大部分地区。《全国中草药汇编》中记载 “味微苦,性凉,归肝、肾、肺经,具有清热解毒、活血祛瘀、消肿止痛、抗癌功效。用于肿瘤、阑尾炎、肝炎、肝硬化腹水、肺脓疡;外用治乳腺炎、痈疖肿毒、毒蛇咬伤、跌打损伤等”[2]。现代药理学研究表明,半枝莲具有抗肿瘤、抗氧化、解热保肝、抗病原微生物、免疫调节、抗致突变等作用[3-5]。为了寻找半枝莲中的生物活性成分,作者对半枝莲干燥全草的75%乙醇提取物进行了化学成分研究,共分离鉴定了9个化合物,分别为 β-谷甾醇(β-Sitosterol,1)、5-羟基-7,4′-二甲氧基黄酮(5-hydroxy-7,4′—dimethoxyflavone,2)、5-羟基-7,8,4′-三甲氧基黄酮(5-hydroxy-7,8,4′-trimethoxyflavone,3)、三裂鼠尾草素(5-Hydroxy-6,7,4′-trimethoxyflavone,Salvigenin,4)、汉黄芩素(5,7-dihydroxy-8-methoxyflavone,wogonin,5)、2-羟基-3-甲基蒽醌(2-hydroxy-3-methyl anthraquinone,6)、反式-3-(4′-羟基苯基)丙烯酰乙酯 [(E)-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid ethyl ester,7]、对羟基苯甲酰乙酯 (Ethyl-4-hydroxy benzoate,8)、对羟基苯甲醛(p-hydroxybenzaldehyde,9),化合物2~9的结构式见图1。其中化合物2,3,6,7为首次从黄芩属中分离得到,化合物4为第一次从半枝莲中发现。
图1 化合物2~9化学结构
XT-4微型熔点测定仪(温度未校正),Autospec-Ultima ETOF型质谱仪,Varian Unity BRUKER-400型核磁共振仪,岛津UV240紫外光谱仪。Sephadex LH-20(北京金欧亚进口分装);薄层色谱硅胶(GF254)、柱色谱硅胶(200~300目)(青岛海洋化工厂)。半枝莲药材购于山东济宁市,经烟台大学药学院生药室赵燕燕教授鉴定为半枝莲Scutellaria barbataD.Don的干燥全草,标本(YP08077)保存于烟台大学药学院标本室。
干燥的半枝莲全草5kg用6倍量体积分数75%乙醇回流提取3次,每次1.5 h,提取液合并,减压浓缩得浸膏,将浸膏悬浮于适量水中,依次用石油醚、三氯甲烷、醋酸乙酯、正丁醇反复萃取。三氯甲烷部分(101 g)进行硅胶柱色谱分离,用环己烷-丙酮梯度洗脱。其中90∶5洗脱部分先上硅胶柱,环己烷-丙酮梯度洗脱,得化合物1;90∶10洗脱部分上硅胶柱,环己烷-丙酮梯度洗脱,分别得化合物2、3;90∶13洗脱部分再上硅胶柱,环己烷-丙酮梯度洗脱,配合制备薄层色谱 [三氯甲烷-甲醇(15∶1)],分别得化合物 4、5、6;80∶20洗脱部分同样上硅胶柱,环己烷-丙酮梯度洗脱,结合制备薄层色谱 [(三氯甲烷-甲醇(10∶1)],分别得化合物7、8;75∶25洗脱部分也再次上硅胶柱,环己烷-丙酮梯度洗脱,经制备薄层色谱 [三氯甲烷-甲醇(8∶1)],得化合物9。
无色针晶(石油醚 -醋酸乙酯),mp.136~137℃。喷10%硫酸-乙醇溶液显紫红色。Liebermann-Burchard反应阳性。将该化合物与对照品β-谷甾醇共薄层色谱,Rf值在多种溶剂系统中一致,故鉴定该化合物为β-谷甾醇。
淡黄色针晶(丙酮),mp.163~165℃。盐酸-镁粉反应显阳性,提示该化合物可能为黄酮类化合物。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中,δ12.91(1H,s)表明有5-OH;δ8.04(2H,d,J=8.8 Hz,H-2′,6′),7.11(2H,d,J=8.8 Hz,H-3′,5′)组成 AA′BB′系统;δ6.91(1H,s)为黄酮 H-3特征信号;δ6.77(1H,d,J=2.2 Hz,H-8),6.37(1H,d,J=2.2 Hz,H-6)表明存在间位偶合的两个芳香质子;δ3.87(3H,s),3.86(3H,s)为 2个甲氧基信号。13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz),δ 163.6(C-2),103.7(C-3),182.0(C-4),161.2(C-5),98.0(C-6),165.2(C-7),92.7(C-8),157.3(C-9),104.7(C-10),122.7(C-1′),128.4(C-2′),114.6(C-3′),162.4(C-4′),114.6(C-5′),128.4(C-6′),56.1(-OCH3),55.6(-OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[6]报道的 5-羟基-7,4′-二甲氧基黄酮一致,故鉴定该化合物为5-羟基-7,4′-二甲氧基黄酮。
淡黄色针晶(三氯甲烷-甲醇),mp.286~288℃。盐酸 -镁粉和 FeCl3反应呈阳性。1H-NMR(CDCl3,400 MHz)谱中,δ12.60(1H,s)为黄酮5-OH特征信号;δ7.92(2H,d,J=9.0 Hz,H-2′,6′),7.02(2H,d,J=9.0 Hz,H-3′,5′)构成 AA′BB′偶合系统;δ6.59(1H,s)归为H-6信号;δ6.42(1H,s)归为 H-3信号;δ3.94(3H,s),3.90(3H,s),3.85(3H,s)表明存在 3个甲氧基。13CNMR(CDCl3,100 MHz)δ163.9(C-2),103.8(C-3),182.7(C-4),157.5(C-5),95.7(C-6),158.5(C-7),128.9(C-8),149.4(C-9),104.8(C-10),123.6(C-1′),128.1(C-2′),114.6(C-3′,5′),162.7(C-4′),114.6(C-5′),128.1(C-6′),55.5(4′-OCH3),56.3(7-OCH3),61.7(8-OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[7]报道的 5-羟基-7,8,4′-三甲氧基黄酮一致,故鉴定该化合物为5-羟基-7,8,4′-三甲氧基黄酮。
淡黄色针晶(丙酮),mp.191~192℃盐酸-镁粉反应呈阳性,提示该化合物可能为黄酮类化合物。ESI-MSm/z329.1[M+H]+。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中,δ12.88(1H,s)为黄酮5-OH特征信号;δ8.05(2H,d,J=9.0 Hz,H-2′,6′),7.11(2H,d,J=9.0 Hz,H-3′,5′)构成 AA′BB′偶合系统;δ6.93(1H,s)为黄酮 H-3特征信号;δ6.91(1H,s)为 H-8信号;δ3.93(3H,s),3.87(3H,s),3.75(3H,s)归为 3个甲氧基信号。13CNMR(DMSO-d6,100 MHz),δ163.5(C-2),103.2(C-3),182.1(C-4),152.0(C-5),131.8(C-6),158.6(C-7),91.5(C-8),152.5(C-9),105.0(C-10),122.6(C-1′),128.2(C-2′,6′),114.5(C-3′,5′),162.3(C-4′),59.9(6-OCH3),56.3(7-OCH3),55.5(4′-OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[8]报道的三裂鼠尾草素一致,故鉴定该化合物为三裂鼠尾草素。
黄色针晶(三氯甲烷),mp.203~204℃。盐酸-镁粉反应呈红色,提示该化合物可能为黄酮类化合物。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中,δ 12.51(1H,s)为黄酮5-OH质子特征信号;δ10.82(1H,s)归为 7-OH质子信号;δ8.09(2H,m),7.60(3H,m)归属为B环上5个质子信号;δ6.99(1H,s)表明存在 H-3;δ6.32(1H,s)为 H-6信号;δ3.87(3H,s)归为甲氧基质子信号。13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz):δ163.0(C-2),105.0(C-3),182.0(C-4),156.2(C-5),99.1(C-6),157.4(C-7),127.8(C-8),149.8(C-9),103.7(C-10),130.8(C-1′),129.2(C-2′,6′),126.2(C-3′,5′),122.0(C-4′),61.0(-OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[9]报道的汉黄芩素一致,故鉴定该化合物为汉黄芩素。
黄色粉末(丙酮),mp.302~304℃。UV(CH3OH)λmax(nm):244,276为蒽醌类化合物的特征吸收。ESI-MSm/z237.4[M+H]+。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中:δ11.0(1H,s,C2-OH)表明存在 β-酚羟基;δ8.11(2H,m,H-5,8),7.86(2H,m,H-6,7)分别为蒽醌母核一个芳环上α位和β位上质子信号;δ7.91(1H,s,H-4),7.52(1H,s,H-1)为蒽醌母核一个芳环上α位上的两个质子信号;δ2.27(3H,s,C3-CH3)归为 β-CH3质子信号。13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz):δ111.2(C-1),161.2(C-2),131.8(C-3),129.8(C-4),124.9(C-4a),126.4(C-5),134.3(C-6),133.8(C-7),126.4(C-8),133.1(C-8a),182.4(C-9),133.0(C-9a),181.5(C-10),133.1(C-10a),16.1(CH3)。该化合物的波谱数据与文献[10]报道的2-羟基-3-甲基蒽醌一致,故鉴定该化合物为2-羟基-3-甲基蒽醌。
油状物(丙酮),与 FeCl3-K3[Fe(CN)6]试剂显蓝色,说明存在酚羟基。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中共有12个质子信号:δ10.0(1H,br.s,4′-OH)为酚羟基信号;δ7.62(1H,d,J=16.0 Hz,H-2),6.35(1H,d,J=16.0 Hz,H-2)为一典型反式双键的两个质子信号;δ7.51(2H,d,J=8.5 Hz,H-2′,6′),6.81(2H,d,J=8.5 Hz,H-3′,5′)为苯环上的 AA′BB′偶合系统质子信号;δ4.17(2H,q,J=7.1 Hz),1.28(3H,t,J=7.1 Hz)表明有-O-CH2CH3片段;13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)δ:167.8(-C=O),116.0(C-2),114.6(C-3),144.9(C-1′),129.9(2C-2′,6′),126.0(2C-3′,5′),159.1(C-4′),60.3(-CH2),14.2(-CH3)。以上数据与参考文献[11]对照一致,故鉴定该化合物为反式-3-(4′-羟基苯基)丙烯酰乙酯[(E)-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid ethyl ester]。
无色结晶(石油醚 -醋酸乙酯),mp.117~118℃。与FeCl3-K3[Fe(CN)6]试剂显蓝色,示有酚羟基存在。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)谱中共有10个质子信号:δ10.35(1H,br.s,4′-OH)为酚羟基质子信号;δ7.83(2H,d,J=8.6 Hz,H-2′,6′),6.87(2H,d,J=8.5 Hz,H-3′,5′)处出现的双质子双峰构成一个AA′BB′偶合系统;δ4.26(2H,q,J=7.0 Hz),1.31(3H,t,J=7.0 Hz)说明结构中有-O-CH2CH3片段。以上数据与参考文献[12]对照一致,故鉴定该化合物为对羟基苯甲酰乙酯(Ethyl-4-hydroxy benzoate)。
无色针晶(石油醚-醋酸乙酯),mp.111~113℃。与FeCl3-K3[Fe(CN)6]试剂显蓝色,示有酚羟基存在。1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)谱中共有6个质子信号:δ10.64(1H,br.s,-OH)为酚羟基信号;δ9.80(1H,s,-CHO)为醛基质子信号;δ7.78(2H,d,J=8.5 Hz,H-2′,6′),6.95(2H,d,J=8.5 Hz,H-3′,5′),说明有一个AA′BB′偶合系统的苯环。以上数据与参考文献[13]对照一致,故鉴定该化合物为对羟基苯甲醛(p-hydroxybenzaldehyde)。
[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,2010:109.
[2]《全国中草药汇编》编写组.全国中草药汇编(上册)[M].北京:人民卫生出版社,1996:228-229.
[3]董永彩,商亚珍.半枝莲的药理学研究进展[J].承德医学院学报.2009,26(1):98-100.
[4]张海方,许化溪.半枝莲化学成分及生物学活性的研究进展[J].江苏大学学报,2006,16(1):74-77.
[5]蒋小岗,顾振纶.半枝莲的化学成分和药理作用[J].中国野生植物资源,2004,23(1):3-5.
[6]韩毅丽,高黎明,朱开礼,等.大花翠雀化学成分的研究[J].西北师范大学学报,2007,43(2):60-63.
[7]陈立,周玉,董俊兴.石蝉草化学成分的研究[J].中草药,2007,38(4):491-493.
[8]张占军,杨小生,朱文适,等.土党参化学成分研究[J].中草药,2005,36(8):1144-1146.
[9]肖丽和,王红燕,宋少江,等.滇黄芩化学成分的分离与鉴定[J].沈阳药科大学学报,2003,20(3):181-183.
[10]吴孔松.白花蛇舌草化学成分及其抗肿瘤活性研究[D].长沙:中南大学,2006.
[11]Shao-Hsien Huang,Jun-Rong Chen.Palladium(Ⅱ)/cationic 2,2′-Bipyridyl System as a Highly Efficient and Reusable Catalyst for the Mizoroki-Heck Reaction in Water[J].Molecules,2010,15:315-330.
[12]张起辉,高慧媛,吴立军,等.吴茱萸的化学成分[J].沈阳药科大学学报,2005,22(1):12-14.
[13]肖海涛,李铣.半枝莲的化学成分[J].沈阳药科大学学报,2006,23(10):637-640.
Isolation and Identification of Chem ical Constituents from the W hole Herb of Scutellaria Barbata
YU Qun-ying,ZHANG De-wu,DAI Sheng-jun
(School of Pharmaceutical Science,Yantai University,Yantai 264005,China)
Objective:To investigate the chemical constituents of the whole herb of Scutellaria barbata D.Don.Methods:The compounds were isolated by silica gel column chromatography and purified by Sephadex LH-20 column chromatography and recrystallization.The structures were elucidated on the basis of physicochemical properties and spectroscopic analyses.Results:Nine compounds were separated and identified as:β-sitosterol(1),5-hydroxy-7,4′-dimethoxyflavone(2),5-hydroxy-7,8,4′-trimethoxyflavone(3),5-hydroxy-6,7,4′-trimethoxyflavone,salvigenin(4),5,7-dihydroxy-8-methoxyflavone(wogonin,5),2-hydroxy-3-methylanthraquinone(6),(E)-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid ethyl ester(7);ethyl-4-hydroxybenzoate(8),p-hydroxybenzaldehyde(9).Conclusion:compounds 2,3,6,7 were isolated from the genus Scutellaria for the first time,and compound 4 was obtained from S.barbata.
Lamiaceae;Scutellaria;Scutellaria barbata;Chemical constituents
*戴胜军,Tel:(0535)6706025,E-mail:sjdai8616@sina.com
2010-10-20)