2017, Vol. 34文章信息
- 董玉启, 于华, 王春华, 李正, 朱彦
- DONG Yu-qi, YU Hua, WANG Chun-hua, LI Zheng, ZHU Yan
- 北细辛根化学成分研究
- Chemical constituents from the roots of Asarum heterotroprides var. mandshuricum
- 天津中医药, 2017, 34(12): 845-848
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2017, 34(12): 845-848
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2017.12.15
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文章历史
- 收稿日期: 2017-05-26
2. 天津国际生物医药联合研究院中药新药研发中心, 天津 300457;
3. 天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 300193
北细辛[Asarum heteotropoides Fr. Schmidt var. mandshuricum（Maxim.）Kitag.]为马兜铃科细辛属多年生草本植物，生长于山坡林下及灌木丛阴凉潮湿处，主产于东北三省[1]。细辛作为中药首载于《神农本草经》以其根及根茎入药，具有解表散寒、祛风止痛、温肺化饮之功效，常用于风寒感冒、头痛、牙痛、风湿痹痛[2]。近年来越来越多的学者致力于细辛的研究与开发，其中挥发油部分研究较多，但对其醇提物研究较少，本实验就其乙醇提取物的二氯甲烷萃取部分进行了深入的化学成分研究以及结构鉴定。笔者通过硅胶柱层析、凝胶分子筛、制备高效液相等技术从北细辛根中分离得到了15个化合物，并通过核磁共振、质谱等方法分别鉴定为（1R，2S，5R，6R）-5-O-methylpluviatilol（1）、咖啡酸甲酯（2）、（2E，4E，8E）-N-isobutyl-2，4，8-decatrienamide（3）、升麻酸（4）、（1S，4S，5S）-5-isopropyl-2-methyl-2-cyclohexene-1，4-diol（5）、（±）-asarinol A（6）、对羟基苯甲醛（7）、3-甲氧基-4-羟基苯甲酸（8）、4-羟基-苯乙醇（9）、对羟基肉桂酸（10）、β-谷甾醇（11）、L-细辛脂素（12）、3，4-亚甲二氧基苯甲酸（13）、卡枯醇（14）和3，4-二甲氧基肉桂醇（15）。其中化合物1~10为首次从北细辛中分离得到。本实验为北细辛的进一步研究开发提供了化学物质基础，并丰富了北细辛的化学成分研究。
1 仪器与材料 1.1 仪器与试剂Aglient 1260高效液相色谱仪，Aglient 1260制备液相色谱仪，Waters 2489制备液相色谱仪，Synapt G2 mass质谱仪由美国Waters公司制造，BrukerAV-Ⅲ核磁共振波谱仪（TMS为内标，δ为ppm，J为Hz），RE-52AA旋转蒸发仪购于上海亚荣生化仪器厂，RE-5205旋转蒸发仪购于上海亚荣生化仪器厂，TH-Ⅱ型薄层加热器由上海科哲生化科技有限公司，ZF-20D暗箱式紫外分析仪由上海顾村电光仪器厂生产，TGL-16C飞鸽牌系列离心机购于上海安亭科学仪器厂，HHS型电热恒温水浴锅由上海博讯实业有限公司医疗设备厂，Sephadex LH-20葡聚糖凝胶由瑞士GE Healthcare公司生产，反向C18柱层析硅胶（ODS-A-HG 5-50 μm）由日本YMC公司生产，薄层制备硅胶（GF-254 0.4-0.5 mm）由于成化工上海有限公司生产，薄层层析硅胶（GF-254 10-40 μm）购于青岛海洋化工厂，柱层析硅胶（100-200目、200-300目）购于青岛海洋化工厂。所用试剂：甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚均为分析纯。
1.2 药材所用样品北细辛根由山东步长制药有限公司提供，经天津中医药大学王春华副研究员鉴定为马兜铃科植物北细辛[Asarum heteotropoides Fr. Schmidt var. mandshuricum（Maxim.）Kitag.]的根。
2 提取和分离干燥北细辛根30 kg，粉碎后加入85%乙醇加热回流，每次加热回流3 h，共提取3次，合并提取液减压浓缩成流浸膏。所得流浸膏加水制成混悬液，分别用石油醚、二氯甲烷、正丁醇萃取，各萃取3次合并各部分萃取液减压浓缩，分别得到石油醚部分（80 g），二氯甲烷部分（138 g），正丁醇部分（152 g）。二氯甲烷层浸膏经硅胶柱层析以石油醚-乙酸乙酯按一定比例梯度（石油醚-乙酸乙酯：100：0、100：1、100：3、100：5、100：7、10：1、8：2、7：3、1：1）洗脱划分为Fr.1~9共9个组分。Fr.4与Fr.5部分采用Sephadex LH-20葡聚糖凝胶（甲醇-水梯度洗脱）、HPLC制备与半制备（甲醇-水洗梯度脱）等方法得到化合物1（20.0 mg）、4（30.4 mg）、5（27.1 mg）、6（24.0 mg）、7（113.7 mg）、8（8.0 mg）、9（37.5 mg）、10（41.3 mg）、11（126.3 mg）；Fr.7与Fr.8部分采用硅胶柱层析（石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱）、高效液相色谱（HPLC）制备（甲醇-水梯度洗脱）、薄层色谱等方法得到化合物化合物2（17.0 mg）、3（13.8 mg）、12（132.0 mg）、13（122.3 mg）、14（87.0 mg）、15（12.5 mg）。
3 结构鉴定化合物1：棕黄色油状物，5%香草醛-浓硫酸反应显紫红色；ESI-MS m/z: 385 [M-H]-；分子式为C21H22O7。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：2.96（1H，q，J=6.8 Hz，H-1），4.48（1H，d，J=6.8 Hz，H-2），4.18（1H，d，J=9.2 Hz，H-4a），3.85（1H，d，J=8.4 Hz，H-4b），3.30-3.41（1H，m，H-5），4.87（1H，d，J=5.4 Hz，H-6），3.89（1H，d，J=7.2 Hz，H-8a），3.30-3.41（1H，m，H-8b）6.96（1H，s，H-2′），6.86（1H，d，J=8 Hz，H-5′），6.91（1H，d，J=8.0 Hz，H-6′），6.74（1H，s，H-2″），3.45（1H，s，H-4″），6.74（1H，s，H-6″），5.60（2H，s，-OCH2O-），3.92（6H，s，3′，5′-OCH3）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ：55.7（C-1），89.4（C-2），71.9（C-4），51.2（C-5），83.2（C-6），70.5（C-8），133.2（C-1′），107.4（C-2′），148.9（C-3′），147.9（C-4′），108.9（C-5′），119.9（C-6′），133.8（C-1″），104.5（C-2″），149.3（C-3″），136.3（C-4″），149.3（C-5′′），104.5（C-6″），102.2（-OCH2O-），56.8（3′，5′-OCH3）。NMR数据与（1R，2S，5R，6R）-5′-O-methylpluviatilol文献[3]报道基本一致，故鉴定化合物1为（1R，2S，5R，6R）-5′-O-methylpluviatilol。
化合物2：白色结晶（甲醇），5%浓硫酸-香草醛反应显黄色，与FeCl3反应显紫褐色，显示有酚羟基存在；ESI-MS m/z: 195 [M-H]+；分子式为C10H10O4。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：7.08（1H，d，J =1.6 Hz，H-2），6.98（1H，dd，J=8.4，1.6 Hz，H-5），6.74（1H，d，J=8.0 Hz，H-6），7.52（1H，d，J=16.0 Hz，H-7），6.24（1H，d，J=15.6 Hz，H-8），3.81（3H，s，9-OCH3）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ：127.8（C-1），111.7（C-2），149.3（C-3），150.4（C-4），115.9（C-5），123.9（C-6），146.9（C-7），116.4（C-8），171.0（C-9），56.4（9-OCH3）。NMR数据与咖啡酸甲酯文献[4]报道基本一致，故鉴定化合物2为咖啡酸甲酯。
化合物3：白色结晶（甲醇），10%浓硫酸-乙醇反应显棕黄色；ESI-MS m/z: 221 [M-H]-；分子式为C14H23NO。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：5.95（1H，d，J=14.8 Hz，H-2），7.12（1H，dd，J=15.2，10.8 Hz，H-3），6.20-6.27（1H，m，H-4），6.08-6.15（1H，m，H-5），2.20-2.25（2H，m，H-6），2.20-2.25（2H，m，H-7），5.46-5.54（1H，m，H-8），5.37-5.43（1H，m，H-9），1.62（1H，d，J= 6.8，H-10），3.08（2H，d，J=6.8 Hz，H-1′），1.77-1.87（1H，m，H-2′），0.94（6H，d，J=6.8 Hz，H-3′，4′）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ：169.2（C-1），123.3（C-2），142.0（C-3），130.1（C-4），143.3（C-5），29.8（C-6），33.8（C-7），130.4（C-8），125.5（C-9），12.9（C-10），48.0（C-1′），27.2（C-2′），20.5（C-3′，4′）。NMR数据与文献[5]报道基本一致，故鉴定该化合物3是（2E，4E，8E）-N-isobutyl-2，4，8-decatrienamide。
化合物4：白色结晶（甲醇），不溶于甲醇、氯仿、水等溶剂，FeCl3显色反应呈阳性，显示含有酚羟基；ESI-MS m/z: 371 [M-H]-；分子式为C20H20O7，分子不饱和度为11。1H NMR（400 MHz，Pyridine-d5）δ：7.26（1H，s，H-2），7.26（1H，s，H-4），7.35（1H，s，H-6），6.16（1H，d，J=6.8 Hz，H-7），4.02（1H，q，J=6.0 Hz，H-8），4.29（2H，dd，J=6.0，2.0 Hz，H-9），7.32（1H，s，H-2′），7.51（1H，s，H-6′），8.15（1H，d，J=15.6 Hz，H-7′），6.91（1H，d，J=16.0 Hz，H-8′），3.69（3H，s，3′-OCH3），3.87（3H，s，3-OCH3）。13C NMR（100 MHz，Pyridine-d5）δ: 133.6（C-1），120.5（C-2），148.9（C-3），117.2（C-4），149.4（C-5），111.4（C-6），89.9（C-7），54.9（C-8），64.5（C-9），56.4（3-OCH3），129.7（C-1′），113.6（C-2′），145.6（C-3′），151.8（C-4′），131.6（C-5′），118.9（C-6′），145.5（C-7′），118.3（C-8′），170.2（9′-COOH），56.7（3′-OCH3）。NMR数据与升麻酸文献[6]报道基本一致，故鉴定该化合物4是升麻酸。
化合物5：白色结晶（甲醇），5%香草醛-浓硫酸反应显紫红色；ESI-MS m/z: 169 [M-H]-；分子式为C10H18O2。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：4.07（1H，t，J=4.0 Hz，H-1），5.70（1H，d，J=5.2 Hz，H-3），3.94（1H，m，H-4），1.84（1H，m，H-5），1.67（2H，m，H-6），1.41（1H，m，H-7），1.04（3H，d，J=6.8 Hz，H-8），1.00（3H，d，J=6.8 Hz，H-9），1.82（3H，s，H-10）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ：69.1（C-1），139.1（C-2），128.1（C-3），65.3（C-4），41.2（C-5），31.1（C-6），29.0（C-7），21.2（C-8），21.3（C-9），21.2（C-10）。NMR数据与文献[7]报道基本一致，故鉴定该化合物5为（1S，4S，5S）-5-isopropyl-2-methyl-2-cyclohexene-1，4-diol。
化合物6：白色结晶（甲醇），5%香草醛-浓硫酸反应显紫红色。ESI-MS m/z: 165 [M-H]-；分子式为C10H14O2。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：1.82（1H，d，J=7.2 Hz，H-1），6.60（1H，d，H-4），4.36（1H，m，H-5），1.78（1H，d，J=7.2 Hz，H-6），1.12（3H，s，H-8），1.29（3H，s，H-9），1.83（3H，s，H-10）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ: 35.3（C-1），198.5（C-2），137.4（C-3），144.3（C-4），62.4（C-5），37.8（C-6），26.4（C-7），29.1（C-8），14.6（C-9），15.9（C-10）。NMR数据与文献[8]报道基本一致，故鉴定该化合物6为（±）-asarinol A。
化合物7：无色针晶（甲醇），5%浓硫酸-香草醛显示黄色；ESI-MS m/z: 121[M+H]+；分子式为C7H6O2。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：6.90（2H，d，J=8.4 Hz，H-2，6），7.76（2H，d，J=8.8 Hz，H-3，5），9.75（1H，s，1-CHO）。以上数据与对羟基苯甲醛文献[9]报道基本一致，通过与对羟基苯甲醛标准品共薄层，其Rf值相同且5%浓硫酸-香草醛显色斑点、颜色一致，故鉴定化合物7为对羟基苯甲醛。
化合物8：无色针晶（甲醇），5%浓硫酸-香草醛反应显示棕紫色；ESI-MS m/z: 167[M-H]-；分子式为C8H8O4。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：7.48（2H，m，H-2，6），6.75（1H，d，J=8.4 Hz，H-5），3.80（3H，s，-OCH3）。13C NMR（400 MHz，CD3OD）δ：124.6（C-1），115.9（C-2），148.8（C-3），152.7（C-4），113.9（C-5），125.4（C-6），171.3（1-COOH），56.5（3-OCH3）。NMR数据与文献[10]报道一致，故鉴定化合物8为3-甲氧基-4-羟基苯甲酸。
化合物9：白色针晶（甲醇），ESI-MS m/z: 137 [M-H]-；分子式为C8H10O2。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ: 7.09（2H，d，J=8.4 Hz，H-2，6），6.76（2H，d，J=8.4 Hz，H-3，5），2.78（2H，t，J=7.2 Hz，H-7），3.75（2H，t，J =7.2 Hz，H-8）。13C NMR（100 MHZ，CD3OD）δ：131.0（C-1），130.8（C-2，6），116.1（C-3，5），156.7（C-4），39.4（C-7），64.5（C-8）。NMR数据与文献[11]中4-羟基-苯乙醇报道基本一致，故鉴定化合物9为4-羟基-苯乙醇。
化合物10：棕黄色油状物，5%浓硫酸-香草醛反应显示紫红色；ESI-MS m/z: 163 [M-H]-；分子式为C9H8O3。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：7.42（2H，d，J=8.8 Hz，H-2，6），6.78（2H，d，J=8.8 Hz，H-3，5），7.57（1H，d，J=16.0 Hz，H-7），6.78（1H，d，J=16.0 Hz，H-8）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ: 161.2（C-4），116.8（C-5），131.1（C-6），127.1（C-1），146.5（C-7），116.8（C-8）。NMR数据与文献[12]报道一致，故鉴定化合物10为对羟基肉桂酸。
化合物11：无色针晶（氯仿），mp. 147~149 ℃。5%浓硫酸-香草醛显示粉红色。ESI-MS m/z: 437 [M+Na]+，分子式为C29H50O。将化合物与标准品β-谷甾醇在TLC色谱中点板，3项展开流动相系统展开，Rf值一致，混合后熔点不变，故鉴定该化合物11为β-谷甾醇。
化合物12：白色针状结晶（石油醚），10%浓硫酸-乙醇反应显棕黄色。ESI-MS m/z: 355[M-H]+；分子式为C20H18O6。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ: 6.76-6.87（6H，m，H-2，5，6，2′，5′，6′），5.95（4H，d，-OCH2O-），4.82（1H，d，J=5.2 Hz，H-7），4.39（1H，d，J=6.8 Hz，H-7′），2.85（1H，q，J=7.2 Hz，H-8′），3.25-3.34（2H，m，H-8，H-9′b），3.80-3.86（2H，m，H-9a，H-9′a），4.10（1H，d，J=9.6 Hz，H-9b）。NMR数据与文献[13]报道一致，故鉴定该化合物12为L-细辛脂素。
化合物13：白色粉末（甲醇），10%浓硫酸-香草醛反应几乎不显色，溴甲酚绿反应阳性，显示结构中含有羧基，ESI-MS m/z: 165 [M-H]-；分子式为C8H6O4。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ：7.43（1H，s，H-2），6.91（1H，d，J=8.4 Hz，H-5），7.66（1H，d，J=8.0 Hz，H-6），6.01（2H，s，-OCH2O-）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ: 125.8（C-1），110.3（C-2），149.3（C-3），153.2（C-4），108.9（C-5），126.5（C-6），169.3（-COOH），103.3（-OCH2-O-）。NMR数据与3，4-亚甲二氧基苯甲酸文献[14]报道基本一致，故鉴定化合物13为3，4-亚甲二氧基苯甲酸。
化合物14：白色针状结晶（石油醚），10%浓硫酸-乙醇反应显棕黄色。ESI-MS m/z: 195 [M-H]+；分子式为C10H10O4。1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：6.45（1H，s，H-5），7.08（1H，s，H-2），2.89（2H，q，J=7.2 Hz，H-8），1.22（3H，t，J=7.2 Hz，H-9），13.10（1H，s，-OH），5.97（2H，s，-O-CH2-O-）。NMR数据与文献[9]中卡枯醇报道基本一致，与卡枯醇标准品共薄层Rf值相同，10%浓硫酸-乙醇显色一致，故鉴定化合物14为卡枯醇。
化合物15：白色粉末（甲醇），ESI-MS m/z: 193 [M-H]-，分子式为C11H14O3。1H NMR（400 MHz，CD3OD）δ: 7.07（1H，s，H-2），6.91（1H，d，J=8.4 Hz，H-5），6.98（1H，d，J=8.4 Hz，H-6），6.57（1H，d，J=16.0 Hz，H-7），6.28（1H，dt，J=15.6，6.0 Hz，H-8），4.24（2H，dd，J=5.6，1.2 Hz，H-9），3.87（3H，s，-OCH3），3.85（3H，s，-OCH3）。13C NMR（100 MHz，CD3OD）δ：131.8（C-1），110.8（C-2），150.6（C-3），150.3（C-4），113.0（C-5），120.8（C-6），131.6（C-7），128.0（C-8）。NMR数据与3，4-二甲氧基肉桂醇文献[15]报道基本一致，故鉴定化合物15为3，4-二甲氧基肉桂醇。
4 讨论与总结北细辛作为细辛药材的一个重要品种来源，有着悠久的历史和广泛的应用。其化学成分研究一直以来是药物研究者所关注的重点，本课题组就北细辛根乙醇提取物的二氯甲烷萃取部分进行了深入系统的研究，从中分离并鉴定了15个化合物，其中化合物1~10为首次从北细辛植物中分离得到。本实验成果丰富了北细辛的化学成分组成，为进一步阐明北细辛的药效成分和药理活性提供了一定的化学物质基础，同时也为北细辛进一步开发研究提供了一定的科学研究数据。
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2. Research and Development Center of Traditional Chinese Medicine, Tianjin International Joint Academy of Biotechnology & Medicine, Tianjin 300457, China;
3. College of Pharmaceutical Engineering of Traditional Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China