生姜超临界提取物的化学成分研究△

关健，张岩，赵余庆

(1.辽宁新中现代医药有限公司，辽宁 沈阳 110041；2.沈阳药科大学 中药学院，辽宁 沈阳 110016；3.沈阳药科大学 基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110016；4.辽宁省药物研究院，辽宁 沈阳 110015)

·基础研究·

生姜超临界提取物的化学成分研究△

关健1,4，张岩1,2，赵余庆2,3*

(1.辽宁新中现代医药有限公司，辽宁 沈阳 110041；2.沈阳药科大学 中药学院，辽宁 沈阳 110016；3.沈阳药科大学 基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110016；4.辽宁省药物研究院，辽宁 沈阳 110015)

目的：研究生姜超临界CO2萃取物(SFE)中具有活性的化学成分。方法：利用制备型高效液相色谱(HPLC)分离纯化，选择并优化了液相条件，并根据化合物的理化性质和光谱数据进行结构鉴定。结果：从生姜SFE提取物中分离得到8个化合物，分别鉴定为[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、[8]-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、邻苯二甲酸二异丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。结论：化合物I～Ⅷ为首次从生姜SFE提取物中分得的化学成分。

生姜超临界萃取物；高效液相分离；化学成分；鉴定

生姜为姜科植物姜ZingiberofficinaleRosc.的新鲜根茎，主要产于全国二十多个省市，其中山东、安徽种植面积最广[1]。生姜既是食品，又是临床应用广泛的传统中药，其性味辛，微温，具有解表散寒，温中止呕，化痰止咳，解鱼蟹毒之功能。现代医学研究表明，生姜能刺激唾液、胃液和肠消化液分泌，增加胃肠蠕动及食欲，醒脾胃；能驱散风寒，对慢性支气管炎、肺虚咳嗽、头痛鼻塞、腹痛腹泻都有很好的治疗作用；具有抗溃疡、抗菌、抗炎、生物抗氧化性、抗衰老、降血脂、治疗心脏血管疾病等药用保健功能，是一类具有广泛开发前景的天然抗炎、降脂类药物[2-6]。

国内外学者对生姜的化学成分研究较多，其中主要呈味成分和药用成分为姜精油(Essential oil)和姜辣素(Gingerols)。姜精油化学成分复杂，存在多种具有抗菌、抗炎、抗溃疡、杀虫等生物活性的挥发性成分[7]。姜精油中含有大量单萜类、倍半萜类及其含氧衍生物，这些成分多数具有较强的香气和生物活性，是医药、食品、香料和化妆品工业的重要原料。姜辣素包含姜酚(Gingerol)、姜烯酚(Shogaols)和姜酮(Zingerone)等一系列物质[2]。其中姜酚主要包含[6]-姜酚[1-(3-甲氧基-羟基苯)-3酮-5-羟基癸烷]、[8]-姜酚[1-(3-甲氧基-4羟基苯)-3-酮-5-羟基十二烷]、[10]-姜酚[1-(3-甲氧基-4-羟基苯)-3-酮-5-羟基十四烷]以及[4]-姜酚和[12]-姜酚等，但活性最强、含量最高的是[6]-姜酚。研究表明[8-9]，[6]-姜酚具有抗癌、抗胃溃疡、保肝利胆、抑制中枢神经兴奋等多项药理活性。姜烯酚[10]主要包含[6]-姜烯酚、[8]-姜烯酚和[10]-姜烯酚等，是生姜中重要的药效成分，其中[6]-姜烯酚有降脂、抗炎、抗微生物等药理作用。

近年来，利用无毒、廉价的超临界流体萃取技术，从天然产物中萃取其有效成分已得到人们的广泛重视。该操作具有温度低、提取率高、有效成分不易被分解破坏、无溶剂残余等优点。本实验结果表明，SFE萃取的姜油与水汽蒸馏法获取的姜油在组分上有明显区别，前者不仅含有挥发油组分，还含有较高的姜辣素类成分，而后者几乎不含姜辣素组分。SFE提取法既保留了姜的呈味成分，同时提高了生姜中特有的活性成分的得率[1，11]。本实验采用制备型高效液相色谱法(HPLC)，从生姜SFE提取物中分离得到8个化合物，通过理化性质及光谱数据分析，鉴定其化学结构分别为[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、8-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、邻苯二甲酸二异丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。这些成分均为首次从生姜SFE提取物中分得的化学成分。

1 材料和方法

1.1 仪器和材料

制备型高效液相色谱用UV-3000；分析型高效液相色谱用UV-2501；核磁共振波谱用Bruker ARX-300；核磁共振仪(TMS内标)；EI-MS用DX-300质谱仪；熔点用Yanaco MP-S3显微熔点测定仪；TLC用薄层色谱硅胶(青岛海洋化工厂)；生姜SFE提取物(江西省吉水县华宝天然药用油厂)；6-姜酚对照品(广州和博生物科技有限公司，含量>99%)。

1.2 提取与分离

取生姜SFE提取物40 mL溶解于200 mL石油醚及无水乙醚的混合液中(V石油醚∶V无水乙醚为1∶9)，用0.5%氢氧化钠(NaOH)按体积比4∶4∶3进行分步萃取，萃取后的碱水层用稀盐酸酸化至pH值为4～5时，用石油醚萃取，水洗1～2次，回收石油醚并用无水硫酸钠(Na2SO4)干燥后得到总酚酸性成分6.6 mL。

液相色谱柱为C18(300 mm×20.0 mm，15 μm)；流速为6.0 mL·min-1；流动相为甲醇-水-冰醋酸(65∶33.5∶1.5)；检测波长为280 nm；进样量为0.6 mL。以酚酸性成分为样品，通过调节流动相的不同配比及流速进行分离条件筛选，然后固定分离条件，改变进样体积，考察进样体积对分离的影响，最后在所选最优条件下对化合物进行分离，分别得到化合物I～Ⅷ。

2 结果与讨论

化合物Ⅰ：黄色油状物，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，表明可能有酚羟基存在。EI-MSm/z：294 [M]+，1H-NMR(300 MHz，CDCl3)谱中给出δ：0.88(3H，t，CH3)，1.25[8H，m，(CH2)4]，2.73～2.83(2H，m，CH2CO)，3.87(3H，s，OCH3)，4.08(1H，s，OH)，5.7(1H，s，Ar-OH)，6.65～6.83(1H，m，Ar)质子信号。13C-NMR(75MHz，CDCl3)信号谱中给出δ：14.00(C-10)，55.9(C-OCH3)，67.7(C-5)，111.0(C′-2)，114.4(C′-5)，120.7(C′-6)，132.6(C′-1)，55.9(C′-4)，146.4(C′-3)，211.5(C-3)碳信号，其中55.9(C′-4)和67.7(C-5)为连氧碳信号，14.00(C-10)为端甲基碳信号。与相关文献报道[12，15]的[6]-姜酚的碳谱及质谱数据对照，二者基本一致；与6-姜酚对照品共薄层色谱比较，二者Rf值相同，故鉴定化合物Ⅰ为[6]-姜酚。

化合物Ⅱ：黄色油状物，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，表明可能有酚羟基存在。EI-MSm/z：350[M]+，332，194，205，179，150，137，122，107，91，69，77，55，43。与化合物Ⅰ比较，分子量相差56，推测化合物Ⅱ比化合物Ⅰ的结构多了两个乙基，属于姜酚的同系物。1H-NMR(CDCl3，300 MHz)谱中给出δ：6.66～6.84(3H，m，Ar)，5.62(1H，s，ArOH)，4.04(1H，m，CH)，3.8(3H，s，Ar-OCH3)，3.03(1H，d，ROH)，2.85(2H，t，ArCH2)，2.75(2H，t，CH2CO)，2.48～2.60(2H，m，COCH2)，1.28～1.42 [12H，m，(CH2)6]，0.89(3H，t，RCH3)；13C-NMR(75 MHz，CDCl3)增中给出21个碳信号，其中δ111.0(C′-2)，114.3(C′-5)，120.7(C′-1)，132.7(C′-6)，144.0(C′-3)和147.9(C′-4)为苯环上的碳信号；δ55.9(C-4′)和67.7(C-5)为连氧碳信号；δ211.5(C-3)为羰基碳信号；δ14.1(C-14)为端甲基碳信号。其碳谱数据与相关文献报道[13]的[10]-姜酚对照，二者基本一致，故鉴定化合物Ⅱ为[10]-姜酚。

化合物Ⅲ：黄色油状物，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，表明可能有酚羟基存在，EI-MSm/z：276[M]+，205，179，151，137，122，119，107，91，77，55。与化合物Ⅰ比较，具有相同的碎片离子：m/z205，179，150，137，107，91，77，55，推测化合物Ⅲ与化合物Ⅰ的结构相似。13C-NMR(75 MHz，CDCl3)谱中给出21个碳信号，δ111.0(C′-2)、114.3(C′-5)、120.7(C′-1)、132.7(C′-6)、144.0(C′-3)和147.9(C′-4)为苯环上的碳信号；δ55.9(C-4′)和67.7(C-5)为连氧碳信号；δ211.5(C-3)为羰基碳信号；δ14.1(C-14)为端甲基碳信号。其碳谱数据与相关文献报道[13-14]的[6]-姜烯酚对照，二者基本一致，故鉴定化合物Ⅱ为[6]-姜烯酚。

化合物Ⅳ：黄色油状物，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，表明可能有酚羟基存在。EI-MSm/z：332[M]+，277，205，179，137，107，91，69，77，55，43。与化合物Ⅰ比较，分子量相差28，推测化合物Ⅳ比化合物Ⅰ的结构多了1个乙基，属于姜酚的同系物。其质谱数据与相关文献报道[15]的[8]-姜酚对照，二者基本一致，故鉴定化合物Ⅳ为[8]-姜酚。

化合物Ⅴ：无色针状结晶(石油醚-乙酸乙酯)。主要IR吸收峰νmax/cm-1为：2956，3337，1129，1058，1368。EI-MSm/z：206 [M]+。由1H-NMR(300MHz，CDCl3)氢谱给出δ：0.83(3H，d，H-10)，1.00(3H，s，H-13)，1.26(3H，s，H-11)，1.32(3H，s，H-12)，1.10～2.20(14H，m)，13C-NMR(CDCl3，300 MHz)给出的15个碳信号，δ：15.6(q，C-10)，16.4(t，C-13)，25.3(t，C-1)，27.7(q，C-12)，30.2(q，C-11)，31.6(t，C-4)，35.3(t，C-5)，37.0(t，C-2)，41.5(t，C-3)，42.0(t，C-9)，43.4(s，C-8)，54.1(s，C-3a)，56.5(d，C-8a)，61.0(d，C-7)，75.1(s，C-6)。13推测分子式为C15H24，属于具有挥发性的倍半萜类化合物，计算不饱和度为4。C-NMR在δ80以上的低场部分没有出现共振峰，表明分子中没有不饱和基团，由此可推知化合物Ⅴ是三环倍半萜。由δH3.49(1H，可氘代)和δC75.1(s)可知Ⅴ分子中含有1个叔羟基；由δH1.00、0.86、0.83可以确定Ⅴ中有端甲基的存在。根据化合物Ⅴ的碳谱数据与相关文献报道[16]的雪松烯的数据对照，二者基本一致，故鉴定化合物Ⅴ为雪松烯。

化合物Ⅵ：白色粉末(三氯甲烷)，mp：68 ℃，EI-MSm/z：452 [M]+，396，382，111，97，83，69，57，43，29。质谱数据符合长链脂肪酸的裂解规律。1H-NMR(CDCl3，300 MHz)谱给出δ：0.88(3H，t，2CH3)，1.25(多个H)，1.59，3.64(2H，t，-CH3)。以上波谱数据与相关文献[17]报道的三十烷酸的质谱和波谱数据对照，二者基本一致，故化合物Ⅵ确定为三十烷酸。

化合物Ⅶ：白色无定形粉末(石油醚-乙酸乙酯)，EI-MSm/z：278，223，205，149，104，93，76，57，41，29。1H-NMR(CDCl3，300MHz)谱给出：δ：7.64(2H，dd，J=3.6，6Hz，H-2，5)，7.53(2H，q，J=3.6，6Hz，H=3，4)，3.98(2H，d，J=6.5Hz，H-1′，1″)，1.92(2H，m，H-2′，2″)，0.81(12H，m，J=6.8Hz，H-3′，3″，4′，4″)；13C-NMR(CDCl3，150 MHz)谱给出：δ132.0(C-1，6)，128.5(C-2，5)，130.6(C-3，4)，71.5(C-1′，1″)，29.0(C-2′，2″)，19.5(C-3′，3″，4′，4″)，169.3(C=O)。从以上波谱数据推断该化合物为邻苯二甲酸二异丁酯。

化合物Ⅷ：无色针状结晶(甲醇)，Liebermanm-Burchard反应阳性，Molish反应呈阴性。与β-谷甾醇标准品共薄层色谱比较，二者Rf值相同。波谱数据与β-谷甾醇对照品一致，确定化合物Ⅵ为β-谷甾醇。

3 结论

作者从生姜超临界CO2萃取物(SFE)中分离得到8个化合物，分别鉴定为[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、8-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、邻苯二甲酸二异丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。它们均为首次从生姜SFE提取物中分得的化学成分。

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Phytochemical Study on SFE Extract ofZingerofficinale

GUAN Jian1，ZHANG Yan1,2，ZHAO Yuqing2,3*

(1.Liaoning Xinzhong Modern Medicine Co.，Ltd，Shenyang，110041，China；2.School of Traditional Chinese Materia Medica，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang 110016，China；3.Key Laboratory of Structure-based Drug Design and Discovery of Ministry of Education，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang 110016，China；4.Liaoning Institute of Pharmaceutical Research，Shenyang 110015，China)

Objective：To study the chemical components of the extract obtained by supercritical carbon dioxide fluid(SFE)fromZingerofficinale.Methods：SFE extract was isolated and purified by various chromatographic techniques(preparative HPLC)and so on.The obtained compounds were identified and elucidated by spectral and chemical methods.Results：The structures of eight compounds were identified as [6]-gingerol(I)，[10]-gingerol(Ⅱ)，[6]-shogaols(Ⅲ)，[8]-gingerol(Ⅳ)，cedrene(Ⅴ)，triacontanoic acid(Ⅵ)，1，2-benz-enedicar-boxylic acid，bis(2-methylpropyl)-ester(Ⅶ)，andβ-sitosterol(Ⅷ).Conclusion：The compounds I-Ⅷ were isolated from SFE extract inZingerofficinalefor the first time.

SFE inZingerofficinale；HPLC separation；chemical constituent；identification

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.2.006

2014-12-11)

沈阳市科技攻关项目(F12-154-9-00)

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赵余庆，男，教授，博士生导师，研究方向：抗肿瘤和降血糖药物及功能食品研究；Tel：(024)23986522，E-mail：zyq4885@126.com