内蒙苍术脂溶性部位化学成分研究

蒋锡兰,魏 伟,孙家英,刘成斌

（四川文理学院 化学化工学院,四川 达州635000）

苍术来源于菊科苍术属植物茅苍术Atractylodes lancea（Thunb.）DC.或北苍术Atractylodes Chinensis（DC.）Koidz.的干燥根茎.［1］产地在南方的为茅苍术,在北方的为北苍术,春、秋两季采挖,除去泥沙,干燥后撞去须根备用.［2］茅苍术产量较少,目前市场上流通的主要是北苍术,产地分布在我国内蒙古、河北、辽宁、山西、吉林、陕西等地,以内蒙古产量最大.［3］苍术味苦、辛,性温,具有祛风散寒、健脾燥湿、明目的功效,可用于湿阻中焦、脘腹胀满、夜盲、眼目昏涩等症.《神农本草经》将苍术列为上品,称其“作煎饵久服,轻身延年不饥”;李时珍时期有云:“今服食家亦呼苍术为仙术”;说明苍术用药历史悠久,古时就已成为延年益寿之良药.现代研究表明,苍术的化学成分主要有倍半萜、［4］糖苷类、［5］聚乙炔类、［6］酚［7］及酚酸类.［8］在各类化合物中,脂溶性成分含量较大,为其主要活性成分.为充分利用苍术的资源,为其合理开发利用提供科学依据,我们对市场占有率最大的内蒙苍术脂溶性部位成分进行了研究.采用正相硅胶柱层析,从内蒙苍术的脂溶性部位分离得到7 个化合物,通过波谱数据分别鉴定为苍术酮（1）,苍术素（2）,苍术素醇乙酸酯（3）,蒲公英萜醇乙酸酯（4）,Euphorbol acetate（5）,（4E,6E,12E）-十四碳三烯- 8,10-二炔- 1,3 -二乙酸酯（6）,苍术烯内酯丙（7）,其中,化合物5为首次从北苍术中分离得到.

1 实验

1.1 实验试剂及仪器

薄层层析用硅胶（GF254）和柱层析用硅胶（100-200 目及200-300 目）:青岛海洋化工厂;甲醇、石油醚、乙酸乙酯、环己烷:成都科隆化工试剂厂,重蒸后使用.北苍术购自成都市荷花池中药材市场,产自内蒙古,标本（20170625）在本课题组保存.

waters 1525 液相色谱仪:waters;C18 分析柱:Agela Technologies Venusil MP C18 （2）（5μm,110A,4.6×250mm）;Bruker Avance 400核磁共振波谱仪,TMS 作内标;101-1 AB 型电热鼓风干燥箱:天津市泰斯特仪器有限公司;大型旋转蒸发器:巩义市英峪高科仪器厂;SB-5200 DTDN 超声波清洗机:宁波新芝生物科技股份有限公司;电子天平YP601N:上海菁海仪器有限公司;DLSB-5L/20 低温冷却液循环泵:巩义市予华仪器责任有限公司;ZF-I 型三用紫外分析仪:上海顾村电光仪器厂.

1.2 化学成分的提取与分离

苍术（30 kg）粉碎后用5 倍量甲醇加热（50 ℃）提取（共3次,每次2 d）,提取液合并后减压浓缩得浸膏5 kg.浸膏用超声波分散于15 L水中,用15 L 乙酸乙酯萃取5 次获得乙酸乙酯萃取物（2300 g）.乙酸乙酯萃取物（2300 g）经100-200 目硅胶柱层析,石油醚:乙酸乙酯（100:0-0:100）为洗脱剂梯度洗脱,洗脱液减压浓缩后经TLC 分析,合并得到10个部分（Fr.1-Fr.10）.Fr.1经200-300 目硅胶柱层析,TLC 分析合并为Fr.1-1 和Fr.1-2,Fr.1-1 以环己烷为洗脱溶剂,经反复硅胶柱层析纯化,低温冷冻下以石油醚为溶剂重结晶,得到化合物1（5.9 g）;Fr.3 段（150 g）和Fr.4段（23.6 g）经200-300目硅胶柱层析反复分离纯化,石油醚重结晶,分别得到化合物2（55.6 g）和3（15.6 g）;Fr.5 段（34 g）和Fr.6 段（42 g）低温下放置后有白色固体析出,白色固体过滤后200-300目硅胶柱层析,石油醚:乙酸乙酯为洗脱剂梯度洗脱,分别获得化合物4（560 mg）和5（320 mg）;Fr.7 段（20 g）放置后有黄色固体析出,黄色固体过滤后200-300 目硅胶柱层析处理,石油醚:乙酸乙酯为洗脱剂梯度洗脱,低温下重结晶,获得化合物6（15 mg）;Fr.9 段（1.2 g）放置后有白色固体析出,过滤后石油醚重结晶,获得化合物7（5 mg）.

2 结果与分析

2.1 化合物的理化数据

化合物1:白色块状结晶（石油醚）.ESI-MS）m/z :239［M+Na］+,分子式为:C15H20O.1HNMR（400MHz,CDCl3）δ :7.07（1H,brs,H-12）, 1.97 （3H, d, J = 1.12Hz, H-13）, 0.78（3H,s,H-14）,4.72（1H,d,J = 1.40Hz,H-15a）,4.88（1H,d,J = 1.68Hz,H-15b）;13CNMR （100MHz, CDCl3） δ : 149.97 （C-4）,149.53 （C-8）, 137.05 （C-12）, 119.71 （C-11）,116.27（C-7）,107.43（C-15）,45.84（C-5）,42.06（C-1）,39.41（C-9）,37.46（C-3）,36.78 （C-10）, 23.70 （C-6）, 21.03 （C-2）,17.70（C-14）,8.32（C-13）.

化合物2:淡黄色块状结晶（石油醚）.ESIMS m/z :183［M+H］+,分子式:C13H10O.1HNMR（400MHz,pyridine-d5） δ:6.98（1H,d,J = 15.96Hz,H-1）,5.69（1H,d,J = 15.96Hz,H-2）,6.30（1H,d,J = 15.96Hz,H-7）,6.34（1H,dd,J = 15.96,8.84Hz,H-8）,1.62（3H,dd,J = 6.88,1.36Hz,H-9）,6.51（1H,d,J =3.32Hz,H-3’）,6.45（1H,dd,J = 3.32,1.72Hz,H-4’）,7.58（1H,d,J = 1.52Hz,H-5’）;13CNMR（100MHz,pyridine-d5）δ:152.59（C-2’）,145.02（C-5’）,144.98（C-8）,132.14（C-1）,113.23（C-3’）,112.71（C-4’）,110.63（C-7）,105.17（C-2）,83.33（C-3）,81.63（C-4）,78.53（C-5）,73.99（C-6）,19.20（C-9）.

化合物3:淡黄色块状结晶（石油醚）.ESIMS m/z :241［M+H］+,分子式为:C15H12O3.1HNMR（400MHz,CDCl3）δ :6.82（1H,d,J =15.92Hz, H-1）, 5.85 （1H, dd, J = 15.96,1.00Hz,H-2）,6.10（1H,d,J = 15.96Hz,H-7）,6.31 （1H,dd,J = 15.96,5.60Hz,H-8）,4.63 （2H, dd, J = 5.80, 1.64Hz, H-9）, 6.39（1H,d,J = 3.40Hz,H-3’）,6.42（1H,dd,J =3.50,1.80Hz,H-4’）,7.39（1H,d,J = 1.44Hz,H-5’）, 2.09 （3H, s, H-2’’）;13C-NMR（100MHz,CDCl3）δ :170.45（C-1’’）,151.78（C-2’）,143.72（C-8）,139.58（C-5’）,131.30（C-1）,112.19（C-3’）,112.07（C-7）,111.49（C-4’）, 104.47 （C-2）, 81.57 （C-3）, 80.13（C-4）,76.71（C-5）,75.58（C-6）,63.68（C-9）,20.82（C-2’’）.

化合物4:白色固体粉末.ESI-MS m/z :491 ［M+Na］+,分 子 式 为C32H52O2.1H-NMR（400MHz,CDCl3）δ :4.46（1H,dd,J = 10.60,5.40Hz,H-3）,5.53（1H,dd,J = 8.16,3.20Hz,H-15）,0.87（3H,s,H-23）,0.95（6H,s,H-24,29）,0.85（3H,s,H-25）,1.09（3H,s,H-26）,0.89（3H,s,H-27）,0.81（3H,s,H-28）,0.90（3H,s,H-30）,2.04（3H,s,H-2’）;13C-NMR（100MHz,CDCl3） δ :171.17（C-1’）,158.13（C-14）, 117.08 （C-15）, 81.19 （C-3）, 55.78（C-5）,51.01（C-9）,49.33（C-18）,41.37（C-19）,39.13（C-8）,38.04（C-1）,37.83（C-4）,37.82（C-13）,37.70（C-10）,37.53（C-22）,36.80（C-12）,35.92（C-17）,35.26（C-21）,33.82 （C-16）, 33.49 （C-29）, 33.24 （C-7）,30.06（C-28）,29.97（C-27）,28.94（C-20）,28.12 （C-23）, 26.06 （C-26）, 23.60 （C-2）,21.45（C-2’）,21.42（C-30）,18.83（C-6）,17.65（C-11）,16.72（C-24）,15.64（C-25）.

化合物5:白色固体粉末.ESI-MS m/z :483［M+H］+, 分 子 式 为: C33H54O2.1H-NMR（400MHz, CDCl3） δ : 1.28 （1H, m, H-1a）,1.75（1H,m,H-1b）,1.72（1H,m,H-2a）,1.66（1H, m, H-2b）, 4.50 （1H, dd, J = 11.64,4.68Hz,H-3）,1.20（1H,m,H-5）,1.68（1H,m,H-6a）,1.46（1H,m,H-6b）,2.01（1H,m,H-7a）,2.10（1H,m,H-7b）,2.08（1H,m,H-11a）,1.92（1H,m,H-11b）,1.69（2H,m,H-12）,1.53（1H,m,H-15a）,1.16（1H,m,H-15b）,1.32（1H,m,H-16a）,1.91（1H,m,H-16b）,1.49（1H,m,H-17）,0.69（3H,s,H-18）,0.88（3H,s,H-19）,1.41（1H,m,H-20）,0.92（3H,d,J = 6.4Hz,H-21）,1.08（1H,m,H-22a）,1.55（1H,m,H-22b）,1.89（1H,m,H-23a）,2.07（1H,m,H-23b）,2.23（1H,sept,H-25）,1.02（3H,s,H-26）,1.03（3H,s,H-27）,0.88（9H,s,H-28,29,30）,4.72（1H,d,J =1.2Hz,H-24’a）,4.66（1H,d,J = 1.2Hz,H-24’b）, 2.05 （3H, s, O=C-CH3）;13C-NMR（100MHz,CDCl3） δ :171.17（C-1’）,157.06（C-24）,134.61（C-9）,134.38（C-8）,106.06（C-24’）, 81.08 （C-3）, 50.64 （C-5）, 50.51（C-17）, 49.96 （C-14）, 44.64 （C-13）, 37.95（C-4）, 37.04 （C-10）, 36.64 （C-20）, 35.41（C-22）, 35.12 （C-1）, 33.95 （C-25）, 31.44（C-23）, 31.11 （C-12）, 30.96 （C-15）, 28.35（C-16）, 28.06 （C-7）, 28.06 （C-28）, 26.53（C-30）, 24.41 （C-2）, 24.32 （C-26）, 22.15（C-27）,22.01（C-11）,21.50（C-2’）,21.15（C-19）, 19.34 （C-6）, 18.86 （C-21）, 16.69（C-29）,15.91（C-18）.

化合物6:淡黄色粉末.ESI-MS m/z :299［M-H］-, 分 子 式 为: C18H20O4.1H-NMR（400MHz,CDCl3）δ :4.08（2H,m,H-1）,1.99（2H,m,H-2）,5.39（1H,q,H-3）,6.28（1H,d,J = 16.00Hz,H-4）,5.73（1H,d,J = 16.00Hz,H-5）, 6.35 （1H, J = 16.00Hz, H-6）, 5.68（1H,J = 15.68Hz,H-7）,5.57 （1H,d,J =16.00Hz, H-12）, 6.62 （1H, dd, J = 15.48,10.92Hz,H-13）,1.82（3H,dd,J =6.88,0.96Hz,H-14）,2.05（3H,s,H-2’）,2.03（3H,s,H-2’’）;13C-NMR（100MHz,CDCl3） δ :171.03（C-1’’）, 170.20 （C-1’）, 144.01 （C-6）,143.01（C-13）,134.04（C-4）,131.71（C-5）,111.87（C-12）,109.97（C-7）,82.21（C-8）,79.79 （C-11）, 72.44 （C-9）, 70.87 （C-3）,70.87 （C-10）, 60.38 （C-1）, 33.38 （C-2）,21.24（C-2’’）,21.02（C-2’）,19.09（C-14）.

化合物7:白色针状结晶（石油醚）.ESI-MS m/z :249［M+H］+,分子式为:C15H20O3.1HNMR（400MHz,CDCl3）δ :1.63（2H,m,H-1）,1.61（2H,m,H-2）,2.38（1H,m,H-3a）,1.96（1H,m,H-3b）,1.85（1H,s,H-5）,2.62（1H,dd,J = 13.20,3.24Hz,H-6a）,2.45（1H,dd,J =13.20,3.24 Hz,H-6b）,2.26（1H,d,J =13.76Hz, H-9a）, 1.56 （1H, m, H-9b）, 1.82（3H,s,H-13）,1.03（3H,s,H-14）,4.86（1H,d, J = 1.08Hz, H-15a）, 4.59 （1H, d, J =1.08Hz,H-15b）.

图1 化合物1-7 的结构.

2.2 化合物结构鉴定

化合物1:白色块状结晶（石油醚）,易溶于石油醚、乙酸乙酯和氯仿.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显桃红色,提示该化合物可能为倍半萜类化合物.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :239［M+Na］+.结合ESI-MS、1H-NMR、13CNMR 得到化合物1 的分子式为C15H20O.1HNMR 谱中,δH7.07（1H,brs）的化学位移较大,提示该氢为芳香环上的氢,δH0.78（3H,s）,δH1.97（3H,d,J = 1.12Hz）为两个甲基的氢信号.13C-NMR 谱给出了15 个碳信号,δC149.97（C-4）,149.53（C-8）,137.05（C-12）,119.71（C-11）,116.27（C-7）,107.43（C-15）的信号为化合物中双键或芳香性环上的碳信号,δC17.70（C-14）,8.32（C-13）为两个甲基的碳信号.查阅文献［9］并对比,确定此化合物为苍术酮.

化合物2:淡黄色块状结晶（石油醚）,易溶于氯仿和乙酸乙酯.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显墨绿色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :183［M+H］+.结合ESI-MS,1H-NMR,13C-NMR 得到化合物2 的分子式为C13H10O.1HNMR 中,δH6.98（1H,d,J = 15.96Hz）,5.69（1H, d, J = 15.96Hz）, 6.30 （1H, d, J =15.96Hz）,6.34（1H,dd,J = 15.96,8.84Hz）的信号耦合常数较大,提示有化合物中有两组反式双键;δH6.51（1H,d,J = 3.32Hz）,6.45（1H,dd,J = 3.32,1.72Hz）,7.58（1H,d,J = 1.52Hz）的信号与呋喃环3、4、5位的耦合常数及化学位移接近,提示化合物中可能含有呋喃环;δH1.62（3H,dd,J = 6.88,1.36Hz）提示化合物结构中含有一个甲基.13C-NMR 给出了13 个碳信号,δC83.33（C-3）,81.63（C-4）,78.53（C-5）,73.99（C-6）为两组三键上的碳信号;结合氢谱可知,化合物中含有8 个烯基碳信号,分别归属为δC152.59（C-2’）,145.02（C-5’）,144.98（C-8）,132.14（C-1）,113.23（C-3’）,112.71（C-4’）,110.63（C-7）,105.17（C-2）;在高场区,δC19.20（C-9）为甲基的碳信号.查询文献并比对,该数据与文献［7］报道的苍术素数据一致,确定化合物2 为苍术素.

化合物3:淡黄色块状结晶（石油醚）,易溶于氯仿和乙酸乙酯.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显蓝紫色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰 m/z :241 ［M+H］+. 结 合ESI-MS、1HNMR、13C-NMR 得到化合物3 的分子式为C15H12O3.1H-NMR 中, δH6.82 （1H, d, J =15.92Hz）,5.85（1H,dd,J = 15.96,1.00Hz）,6.10（1H,d,J = 15.96Hz）,6.31（1H,dd,J =15.96,5.60Hz）的耦合常数较大,提示有化合物中有两组反式双键;δH6.39（1H,d,J = 3.40Hz）,6.42（1H,dd,J = 3.50,1.80Hz）,7.39（1H,d,J = 1.44Hz）的信号提示化合物中可能可能含有呋喃环;δH2.09（3H,s）为甲基的氢信号,结合δH4.63（2H,dd,J = 5.80,1.64Hz）及分子式,可知结构中有一个酯基.13C-NMR 一共给出了15个碳信号,4 个可归属为三键上的碳信号:δC81.57 （C-3）, 80.13 （C-4）, 76.71 （C-5）,75.58（C-6）;δC151.78（C-2’）,143.72（C-8）,139.58 （C-5’）, 131.30 （C-1）, 112.19 （C-3’）, 112.07 （C-7）, 111.49 （C-4’）, 104.47（C-2）为烯基碳信号;羰基碳信号δC170.45（C-1’’）.查阅文献数据［7］并对比,确定该化合物为苍术素醇乙酸酯.

化合物4:白色粉末状固体,氯仿加热溶解.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显墨绿色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :491［M+Na］+.结合ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR得到化合物4 的分子式为C32H52O2.1H-NMR 谱中,δH0.87（3H,s）,0.95（6H,s）,0.85（3H,s）,1.09（3H,s）,0.89（3H,s）,0.81（3H,s）,0.90（3H,s）的信号提示化合物中含有多个角甲基;δH5.53（1H,dd,J = 8.16,3.20Hz）的烯氢信号说明结构中含有一个双键;低场区的信号δH4.46（1H,dd,J = 10.60,5.40Hz）为连接含氧取代基的基团;δH2.04（3H,s）的甲基单峰质子信号位于低场区,说明该甲基与吸电子基团相连.13CNMR 谱给出了32 个碳信号,其中 δC33.49（C-29）,16.72（C-24）,15.64（C-25）,28.12（C-23）,26.06（C-26）,21.42（C-30）,30.06（C-28）,29.97（C-27）,21.45（C-2’）为9 个甲基碳信号;δC81.19（C-3）为连氧碳信号;δC158.13（C-14）,117.08（C-15）为2 个烯碳特征信号,均与氢谱所得结论相符;羰基碳信号δC171.17（C-1’）,结合氢谱以及该化合物的相对分子质量,推测该羰基为酯羰基.该数据与文献报道的蒲公英萜醇乙酸酯数据一致,［10］确定为蒲公英萜醇乙酸酯.

化合物5:白色粉末状固体,氯仿加热溶解.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显墨绿色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :483［M+H］+.结合ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR 得到化合物5 的分子式为C33H54O2.1H-NMR 谱中,质子信号δH0.69（3H,s）,0.88（3H,s）,0.92（3H,d,J = 6.4Hz）,1.02（3H,s）,1.03（3H,s）,0.88（9H,s）,提示化合物中含有多个角甲基;δH4.72（1H,d,J = 1.2Hz）,4.66（1H,d,J = 1.2Hz）可能是烯烃同碳上耦合的两个氢信号;δH4.50（1H,dd,J = 11.64,4.68Hz）位于低场区,提示该基团连接含氧取代基;δH2.05（3H,s）为甲基质子信号,且该甲基与吸电子基团相连.13C-NMR谱中有33 个碳信号,其中δC81.08（C-3）为一连氧碳信号;2 组烯碳特征信号δC134.38（C-8）,134.61 （C-9）, 157.06 （C-24）, 106.06 （C-24’）以及一羰基碳信号δC171.17（C-1’）.结合文献报道,［11］确定该化合物为Euphorbol acetate.

化合物6:淡黄色粉末,易溶于石油醚、乙酸乙酯、氯仿.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显紫黑色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :299［M-H］-.结合ESI-MS、1H-NMR、13CNMR 得到化合物5 的分子式为C18H20O4.1HNMR 谱中,δH6.28（1H,d,J = 16.00Hz）,5.73（1H,d,J = 16.00Hz）,6.35（1H,J = 16.00Hz）,5.68 （1H, J = 15.68Hz）, 5.57 （1H, d, J =16.00Hz）,6.62（1H,dd,J = 15.48,10.92Hz）的信号提示化合物中有三组反式双键;δH2.05（3H,s）,2.03（3H,s）的信号提示化合物中含有两个与吸电子基团相连的甲基;δH5.39（1H,q）,4.08（2H,m）的氢信号位于低场,提示与电负性基团相连.13C-NMR 谱一共给出了18 个碳信号,其中δC82.21（C-8）,79.79（C-11）,72.44（C-9）,70.87（C-10）分别归属于两个炔基的碳信号; δC144.01 （C-6）, 143.01 （C-13）, 134.04（C-4）,131.71（C-5）,111.87（C-12）,109.97（C-7）归属于烯基的六个碳信号,为三组反式双键氢信号;δC171.03（C-1’’）,170.20（C-1’）为两个羰基碳信号,δC21.24（C-2’’）,21.02（C-2’）为与羰基相连的甲基碳信号,结合氢谱以及化合物的相对分子质量,可知两个含氧取代基均为酯羰基.对比文献报道数据,［12］确定该化合物为（4E,6E,12E）-十四碳三烯-8,10 -二炔-1,3 -二乙酸酯.

化合物7:白色针状结晶,易溶于石油醚和乙酸乙酯.硅胶薄层展开,香草醛-硫酸为显色剂显灰黑色斑点.ESI-MS 给出准分子离子峰m/z :249［M+H］+.结合ESI-MS、1H-NMR 得到化合物分子式为:C15H20O3.1H-NMR 中,δH1.03（3H,s）和1.82（3H,s）为两个甲基的氢信号,说明化合物中可能含有两个甲基;δH4.86（1H,d,J =1.08Hz）,4.59（1H,d,J = 1.08Hz）可能是烯烃同碳上耦合的两个氢信号;δH2.62（1H,dd,J =13.20, 3.24Hz）, 2.45 （1H, dd, J = 13.20,3.24Hz）化学位移值和耦合常数相近,可能为同一个碳上的两个氢信号;δH1.63（2H,m）,1.61（2H,m）处为亚甲基的信号.对比文献资料,此化合物数据与文献报道的苍术烯内酯丙［13］一致,故确定该化合物为苍术烯内酯丙.

结 语

通过化学成分的分离,确定了内蒙苍术中7个化合物的结构,主要为倍半萜,聚乙炔,三萜类成分,其中,化合物5 为首次从该植物中分离得到.在苍术市场中,占有率最大的是内蒙苍术,本文对其脂溶性部位化学成分进行提取分离和结构鉴定,利于药材的合理利用,具有一定的现实意义.