苞叶大黄的化学成分研究

周立晓，黄 薇，张雅婷，魏成成，隋凯丽，陈宇格，任 熙，查伦贵，方 晔，胡 琳,2

(1.云南民族大学 民族医药学院,云南 昆明 650500；2.昆明翔昊科技有限公司，云南 昆明 650204；3.香格里拉高山植物园,云南 迪庆 674400)

苞叶大黄(RheumAlexandrae)为蓼大黄属塔黄组植物，该植物为多年生草本植物，主要分布于我国西藏、四川及云南海拔 2 000～4 000 m 高山草甸[1-2].塔黄组植物有苞叶大黄(R.Alexandrae)和塔黄(R.Nobile)2种，均为青藏高原著名“温室植物”，其代表特征是外形具有白色半透明性苞叶[3].水黄和塔黄在藏药大黄中被列为上品[4]，早在《晶珠本草》和《四部医典》中记载其具有清热解渴、除烦、治疗泻黄水和肾水肿等功效[5-6].

文献[4]对苞叶大黄苞叶的形态结构、生理特征及保温作用进行了深入研究，发现苞叶大黄和塔黄的半透明苞叶可以吸收紫外线，保护内部花序免受辐射伤害.目前尚无对苞叶大黄地下部分的相关研究.为系统研究和调查我国西部非正品大黄的化学成分，对苞叶大黄的地下根茎的化学成分进行了研究.用95%乙醇提取苞叶大黄根茎，采用大孔树脂、硅胶、凝胶等层析方法对提取物进行分离，从苞叶大黄的根茎部得15个单体化合物，并根据质谱和NMR、IR等相关波谱数据，对这些化合物进行了结构鉴定，其中有4个蒽醌类化合物、4个蒽醌甙类化合物、1个萘醌、2个二苯乙烯类化合物、2个萘苷和2个其它酚性成分，15个化合物均为首次从苞叶大黄根茎中分离得到.

1 实验仪器及材料

1.1 实验原料

苞叶大黄根茎，于2019年采自小中甸碧沽天池，标本留存于香格里拉高山植物园，由香格里拉高山植物园方晔鉴定为RheumalexadraeBatal，标本号：HU20110033，存于云南民族大学化学与环境学院标本室.

1.2 主要实验试剂及仪器

石油醚(昆明仁科商贸有限公司)、丙酮(利安隆博华医药化学有限公司)、甲醇(昆明仁科商贸有限公司)、95%乙醇(昆明汕滇药业)、乙酸乙酯(广州市金华达化学有限公司)、氯仿(昆明仁科商贸有限公司)、浓硫酸(西陇科学有限公司)、无水乙醇(天津大茂化学试剂厂).

柱层析硅胶(青岛海洋化工集团有限公司)、薄层层析硅胶(青岛海洋化工集团有限公司)、MCI GELCHP-20P(日本三菱化学公司)、Sephadex LH-20(美国Pharmacia公司购买)、RP-18柱色谱填料(Merck公司)、高效薄层色谱板(青岛海洋化工厂)、反相RP C18材料(Merk公司)、大孔吸附树脂(沧州宝恩吸附材料有限公司)、碘(昆明仁科商贸有限公司).质谱仪VGZAB-ZF(日本岛津公司)、高效制备液相色谱仪LC3000(北京创新恒通有限公司)、高效液相色谱仪安捷伦1100(北京京普科技有限公司)、500 MHz超导核磁共振仪Bruker DRX-500(德国Bruker公司)、400 MHz超导核磁共振仪Avance Ⅲ 400MHZ(德国Bruker公司)、冷冻干燥机LGJ-10(北京四环科学仪器厂)、600 MHz超导核磁共振仪Avance Ⅲ 600(德国Bruker公司)、傅立叶变换中红外光谱仪Bruker Tensor-27(德国Bruker公司)、全自动数字旋光仪Jasco-P-1020(日本Jasco公司)、紫外可见分光光度仪TU-1800PC(北京普析通用仪器公司)、超声液清洗器KQ5200B(昆山超声仪器有限公司)、台式低速离心机TDZS-WS(湘仪实验室仪器有限公司)、电子天枰JA2003N(上海菁海仪器有限公司)、高速冷冻离心机GL-21M(湘仪实验室仪器有限公司).

2 实验方法

2.1 样品的提取和分离

苞叶大黄新鲜根部切片，阴干，取 2.0 kg 粉碎，95%乙醇渗滤，得到渗滤液 36 L，残渣用 4 L 丙酮回流 3 h，回流液与渗滤液合并减压浓缩，总提取液加入 500 g 硅胶拌匀，干燥，装入装有 5 L硅胶的层析柱中，参照文献[7-8]的方法首先使用石油醚洗脱，将洗脱液并命名为R1，保存，其次用氯仿进行洗脱，将洗脱液命名为R2，保存，随后用乙酸乙酯洗脱，将洗脱液命名为R3，保存，最后用甲醇进行洗脱，将洗脱液命名为R4，保存.最终得到R1～R4 4个部分.将上述所得4个部分分别使用以下化学手段进行分离纯化.

将以上步骤所得R1用适量丙酮充分溶解，100 g(100～200目)硅胶拌样，晾干，装入有 1 000 g 硅胶的硅胶柱中，参考文献[9]方法用石油醚∶乙酸乙酯(V/V=10∶1)的比例洗脱，对洗脱液进行收集并点板合并，得到5个部分，对这5部分多次使用硅胶和凝胶分离得到4个化合物，分别为：A(11.3 mg)，B(7.9 mg)，C(5.7 mg)，E(6.5 mg).

取第2部分R2用甲醇充分溶解，反复使用硅胶分离，得到2个化合物分别为：E(8.1 mg)，F(21.4 mg).

第3部分R3用甲醇充分溶解，再通过反复硅胶分离，并经过反相材料(ODS-A)中压(40%～100%甲醇冲洗)分离，得到2个化合物分别为：H(7.9 mg)和I(10.1 mg).

第4部分R4用甲醇充分溶解，80 g 硅胶拌样，装入有 500 g 硅胶的硅胶柱中，以氯仿∶甲醇(V/V=13∶1)的比例洗脱，得42份洗脱液，浓缩，点板合并得a，b，c，d，e，f 6个部分，其中e 部分静置得大量白色结晶，滤出洗净，得到化合物O(13.1 mg).其他部分经过反复LH-20凝胶和硅胶分离，并用反相材料(ODS-A)纯化，a部分得到化合物G(7.9 mg)；b部分得到化合物M(19.9 mg)和N(13.7 mg)；c部分得到化合物L(10.5 mg)和D(13.2 mg)；d部分得到化合物J(8.6 mg)及化合物K(9.0 mg).

2.2 化合物的结构鉴定

通过质谱、IR、NMR等一系列化学手段从苞叶大黄中分离得到15个化合物，且15个化合物均首次从苞叶大黄中分离得到，化合物结构如图1所示.

图1 苞叶大黄的化合物结构图

化合物C外观呈橙红色结晶(丙酮)，形状为针状.m.p. 235～236 ℃，Brontrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色参文献[11,13]可以确定为蒽醌类化合物.1H NMR(500 MHz,DMSO-d6)δ11.92(1H,s,1-OH),8.0 Hz,H-5),7.64(1H,J=8.0/8.0 Hz,H-6),7.63(1H,d,J=1.2 Hz,H-4),7.34(1H,dd,J=2.0/8.0 Hz,H-7),7.23(1H,d,J=1.2 Hz,H-2),4.60(2H,s,CH2OH);13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ191.6(C-9),181.3(C-10),161.5(C-1),161.3(C-8),153.7(C-3),137.3(C-6),133.2(10α),133.0(4α),124.4(C-7),120.6(C-5),119.3(C-2),117.1(C-4),115.8(9α),114.3(8α),62.0(CH2OH); EI-MS (m/z): 270 [M+H]+.以上1H NMR和13C NMR数据和文献[14]报道的基本一致，因此该化合物为芦荟大黄素.

化合物E外观为橙红色结晶(氯仿-甲醇)，其形状为针状，m.p.197～198 ℃，与文献[16]对比硅胶薄层下呈现黄色，氨熏变红，确定为蒽醌类化合物.IR(KBr)cm-1:3 438,1 678,1 628,1 570; EI-MS (m/z): 284 [M-H]+,268,256;λmax(MeOH)nm: 225,257,266,289,435,1H NMR(600 MHz,DMSO- d6)δ12.31(1H,s,1-OH),12.11(1H,s,8-OH),7.52(1H,brs,H-4),7.45(1H,d,J=2.4 Hz,H-5),7.10(1H,brs,H-2),6.75(1H,d,J=2.4 Hz,H-7),3.97(3H,s,3-OCH3),2.48(3H,s,6-CH3),13C NMR(125 MHz,DMSO-d6)δ190.5(C-9),182.8(C-10),165.6(C-8),166.5(C-1),162.7(C-3),150.2(C-6),135.1(C-4α),132.4(C-10α),124.2(C-7),121.5(C-5),113.4(C-8α),110.1(C-4),108.5(C-9α),106.7(C-2),56.1(3-CH3),22.2(6-CH3);EI-MS:254[M+H]+.以上1H NMR和13C NMR数据和文献[17]报道的基本一致，此化合物为大黄素甲醚.

化合物F外观颜色呈现为无色晶体，形状为针状，m.p.109 ℃，氯化铁-铁氰化钾反应阳性，表示有酚羟基存在[18].1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ9.22(1H,s,Ar-OH),7.88(2H,d,J=8.7 Hz,H-2,6),6.91(2H,d,J=8.7 Hz,H-3,5),2.48(3H,s,H-8),13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ206.6(C-7),162.6(C-4),131.5(C-2,6),130.4(C-1),115.9(C-3,5),26.6(C-CH3). 以上1H NMR和13C NMR数据和文献[17]报道基本一致，此化合物为对羟基苯乙酮.

化合物G外观为红色结晶，其形状为针状，m.p.204～205 ℃,1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ12.51(1H,s,Ar-OH),7.51(1H,s,H-8),6.10(1H,s,H-3),3.93(3H,s,2-OCH3),2.59(3H,s,6-COCH3),2.35(3H,s,7-CH3),13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ203.0(COCH3),190.3(C-4),179.1(C-1),161.0(C-2),158.1(C-5),143.5(C-7),136.7(C-6),130.5(C-9),121.7(C-8),112.4(C-10),109.6(C-3),56.8(OCH3),31.9(COCH3),20.0(CH3).EI-MS (m/z):260[M]+.以上1H NMR和13C NMR数据和文献[19]报道基本一致，此化合物为2-Methoxy-6-acetyl-7-metjhyliuglone.

化合物H外观表现为白色结晶，且形状为针状(30%乙醇)，在紫外下显蓝紫色荧光，m.p. 220～225 ℃,λmax(EtOH): 217,307,320;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ7.36(2H,d,J=8.6 Hz,H-2′,6′),7.02(1H,d,J=16.4 Hz; H-β),6.84(1H,d,J= 16.4 Hz,H-α),6.77(2H,t,J=8.6 Hz,H-3′,5′),6.62(2H,s,H-2,6),6.46(1H,s,H-4),4.94(1H,d,J=8.0 Hz,异头-H),3.37-3.95(6H,m,糖-H)13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ159.0(C-3),158.1(C-4′),157.0(C-5),139.9(C-1),128.9(C-1′),128.5(C-β),127.5(C-2′,6′),125.2(C-α),115.1(C-3′,5′),106.9(C-6),105.6(C-4),102.6(C-2),100.9(C-1″),76.7(C-5″),76.5(C-3″),73.5(C-2″),70.0(C-4″),61.1(C-6″) ESI-MS (m/z):390 [M+H]+,228,227,211,181；再根据以上1H NMR和13C NMR数据和文献[20]报道基本一致，可推断该化合物是虎杖苷.

化合物I其外观为为白色结晶(甲醇)，m.p.225～227 ℃,λmax(MeOH) nm: 217,308,319; negative FAB-MS (m/z):403 [M+H]+,227 [M+H-C6H11O6]+;1H NMR(500 MHz,丙酮-d6)δ7.45(2H,d,J=8.3 Hz,H-2′,6′),7.05(1H,d,J=16.3 Hz,H-α),6.89(1H,d,J=16.3 Hz,H-β),6.93(2H,d,J=8.3 Hz,H-3′,5′),6.80(1H,s,H-2),6.62(1H,s,H-6),6.45(1H,s,H-4),4.83(1H,d,J=8.0 Hz,异头-H),3.76(3H,s,OCH3),3.2～3.9(6H,m,糖-H);13C NMR(125 MHz,丙酮-d6)δ140.7(C-1),106.6(C-2),160.2(C-3),103.9(C-4),159.5(C-5),108.2(C-6),130.9(C-1′),128.9(C-2′,6′),114.9(C-3′,5′),160.5(C-4′),126.4(C-α),130.9(C-β),55.6(-OCH3),102.1(C-1″),74.7(C-2″),77.8(C-3″),71.5(C-4″),78.1(C-5″),62.7(C-6″). EI-MS (m/z)：403 [M+H]+，227 [M+H-C6H11O6]+.根据以上数据此化合物和文献[21]一致，此化合物为去氧土大黄苷.

化合物J其外观为黄色粉末，m.p.244～245 ℃,Borntragar反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色，推测为蒽醌类化合物[22-23]；H NMR(400 MHz,CDCl3)δ12.90(1H,s,OH),7.86(1H,dd,J=1.5/7.5 Hz,H-5),7.71(1H,dd,J=7.5/8.0 Hz,H-6),7.62(1H,dd,J=1.5/8.0 Hz,H-7),7.45(1H,d,J=1.0 Hz,H-4),7.20(1H,d,J=1.0 Hz,H-2),5.19(1H,d,=7.6 Hz; 异头-H),4.70(2H,s,CH2OH),3.73(1H,dd,J=5.5/10.5 Hz,H-6′a),3.51(1H,dd,J=6.2/10.5 Hz,H-6′b),3.25～3.50(4H,m,H-2′～H-5′);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ187.8(C-9),182.3(C-10),161.5(C-1),158.5(C-8),147.5(C-3),136.3(C-6),134.6(C-10a),132.6(C-4a),124.5(C-7),121.4(C-5),120.7(C-2),118.4(C-4),116.9(C-8a),116.5(C-9a),100.4(C-1′),77.4(C-5′),76.7(C-3′),73.4(C-2′),69.6(C-4′),60.6(C-6′),21.9(CH2OH)，ESI-MS (m/z): 455 [M+Na]+.以上1H NMR和13C NMR数据和文献[24]报道基本一致，此化合物为Eloe-emodin-8-O-β-D-glucopyranoside.

化合物K其外观为黄色粉末，m.p.229～232 ℃，Borntragar反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色，推测为蒽醌类化合物；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ12.27(1H,s,Ar-OH),7.86(1H,s,H-4),7.52(1H,s,H-2),7.07(1H,d,J=2.5 Hz,H-5),6.60(1H,d,J=2.5 Hz,H-7),5.15(1H,d,J=7.7 Hz,异头-H),3.95(3H,s,3-OCH3),3.13～3.75(6H,m,糖-H),2.46(3H,s,7-CH3);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ186.3(C-9),182.2(C-10),164.5(C-6),164.3(C-8),158.3(C-1),146.7(C-3),134.4(C-10a),134.2(C-4a),123.1(C-2),121.5(C-4),118.3(C-9a),110.3(C-8a),108.3(C-7),107.1(C-5),100.7(C-1′),77.3(C-5′),76.5(C-3′),73.4(C-2′),69.6(C-4′),60.6(C-6′),48.6(OCH3),21.7(CH3)，以上1H NMR和13C NMR数据和文献[12]报道基本一致，此化合物确定为Physcion-1-O-beta-D-Glucopyranoside.

化合物L其外观为为黄色粉末，m.p.239～241 ℃,Borntragar反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色，推测为蒽醌类化合物；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ13.25(1H,s,8-OH),13.06(1H,s,6-OH),7.62(1H,d,J=1.2 Hz,H-4),7.45(1H,d,J=1.2 Hz,H-2),7.27(1H,d,J=1.2 Hz,H-5),6.66(1H,d,J=1.2 Hz,H-7),5.07(1H,d,J=7.2 Hz,异头-H),3.78-3.68(2H,d,J=11.1 Hz; H-6′), 3.37～3.19(4H,m,H-2′～H-5′),2.41(3H,s,3-CH3);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ186.4(C-9),182.0(C-10),164.3(C-8),161.7(C-6),161.0(C-1),146.9(C-3),136.4(C-4a),132.0(C-10a),124.2(C-2),119.3(C-4),114.4(C-9a),113.2(C-8a),109.4(C-5),108.4(C-7),100.9(C-1′),77.3(C-5′),76.4(C-3′),73.3(C-2′),69.5(C-4′),60.6(C-6′),21.4(3-CH3).以上1H NMR和13C NMR数据和文献[25]报道基本一致，此化合物确定为Emodin-1-O-β-D-glucopyranoside.

化合物M其外观为白色粉末(甲醇).1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ7.95(2H,d,J=9.0 Hz,H-3,5),7.10(2H,d,J=9.0 Hz;H-2,6),5.03(1H,m,异头-H),3.90(1H,m,H-6′α),3.78(1H,m,H-6′β),3.53～3.27(4H,m,H-2′～H-5′),2.52(3H,s,COCH3);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ199.5(COCH3),163.1(C-4),132.6(C-2,6),131.7(C-1),117.2(C-3,5),101.5(C-1′),78.3(C-5′),77.9(C-3′),74.6(C-2′),71.2(C-4′),62.4(C-6′),26.5(3-CH3)；ESI-MS (m/z): 197 [M-H]-.以上根据1H NMR和13C NMR信号可以推测出，此化合物和化合物4的化学位移相似，都存在一个A2B2系统，不同之处在于1H NMR中多了一组信号δH3.27～3.53(4H,m)，表明分子中存在一个糖基；此化合物确定为对羟基苯乙酮糖苷.

化合物N其外观为无色晶体(甲醇)，形状为针状m.p.209～211 ℃,IRmax(KBr)cm-1:3 360,1 650,1 635; UVλmaxEtOH: 235,265,313,327,342;1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ9.49(s,1H,OH),7.03(1H,s,H-6),7.01(1H,d,J=2.5 Hz,C-5),6.82(1H,d,J=2.5 Hz,H-7),5.16(1H,d,J=7.3 Hz,H-1′),3.95(1H,dd,J=2.0/12.2 Hz,H-6′a),3.84(3H,s,OCH3),3.75(1H,dd,J=5.1/12.2 Hz,H-6′b),3.40～3.70(4H,m,H-2′～H-5′),2.52(3H,s,COCH3),2.23(3H,s,CH3);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ204.6(COCH3),156.8(C-8),155.7(C-6),151.4(C-1),137.2(C-3),133.3(C-10),122.3(C-2),118.1(C-4),107.8(C-9),103.7(C-7),103.5(C-5),102.8(C-1′).1H NMR和13C NMR数据和文献[26]报道基本一致，此化合物为6-hydroxymusizin-1-O-β-D-glycopyranoside.

化合物O其外观为黄色粉末，Borntragar反应呈红色，醋酸镁反应呈橙色，推测为蒽醌类化合物[27]，1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ12.90(1H,s,OH),7.88(1H,dd,J=1.5/7.5 Hz,H-5),7.75(1H,dd,J=7.5/8.0 Hz,H-6),7.61(1H,dd,J=1.5/8.0 Hz,H-7),7.61(1H,d,J=1.0 Hz,H-4),7.23(1H,d,J=1.0 Hz,H-2),5.14(1H,d,J=7.6 Hz),4.67(2H,s,CH2OH),3.73(1H,dd,J=5.5/10.5 Hz,H-6′a),3.51(1H,dd,J=6.2/10.5 Hz,H-6′b),3.25～3.50(4H,m,H-2′～H-5′);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ187.8(C-9),182.3(C-10),161.9(C-8),159.5(C-1),147.2(C-3),136.6(C-6),134.6(C-10a),130.7(C-4a),124.0(C-7),122.0(C-5),121.5(C-2),120.5(C-4),119.5(C-9a),113.5(C-8a),100.4(C-1′),77.4(C-5′),76.7(C-3′),73.4(C-2′),69.6(C-4′),60.6(C-6′),21.9(CH2OH).且1H NMR和13C NMR数据和文献[28]报道基本一致，从而可判断该化合物为Aloe-emodin-1-O-β-D-glucopyranoside.

3 结语

从提取物中分离得到15个化合物，同时根据质谱、核磁共振、红外波谱数据以及参照相关文献对分离得到的15个单体化合物进行了结构表征.15个单体化合物均为首次从苞叶大黄中分离得到.研究结果为该植物的开发利用提供理论参考.