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虎杖花的化学成分研究

花匠小妙招
2024-09-20 14:08

摘要：目的研究虎杖Polygonum cuspidatum花的化学成分。方法利用溶剂提取、硅胶柱色谱和Sephadex LH-20反复进行分离纯化, 根据波谱数据和理化性质鉴定化合物结构。结果从虎杖花甲醇提取物的乙醚、甲醇萃取部分分离得到16个化合物, 分别鉴定为β-谷甾醇(1)、芦荟大黄素(2)、大黄素甲醚(3)、大黄素(4)、胡萝卜苷(5)、大黄酚(6)、槲皮素(7)、山柰酚(8)、蒽醌苷B(9)、大黄酸(10)、芹菜素(11)、橙皮素(12)、4-羟基苯乙酮(13)、芦丁(14)、蔗糖(15)、染料木素(16)。结论化合物2、8、12、13、15、16为首次从虎杖花中分离得到。

Abstract: Objective To investigate the chemical constituents in the flowers of Polygonum cuspidatum. Methods The components were separated by means of solvent extraction, repeated chromatography with silica and Sephadex LH-20 column. The structures were determined by spectral analysis and physicochemical properties. Results Sixteen compounds were isolated from the ethyl ether extract and methanol extract from the flowers of P. cuspidatum and identified as β-sitosterol (1), aloe-emodin (2), physcion (3), emodin (4), daucosterol (5), chrysophanol (6), luteolin (7), kaempferol (8), anthraglycoside B (9), rhein (10), apigenin (11), hesperetin (12), 4-hydroxyacetophenone (13), rutin (14), sucrose (15), and genistein (16). Conclusion Compounds 2, 8, 12, 13, 15, and 16 are obtained from the flowers of P. cuspidatum for the first time.

Key words:Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. aloe-emodin kaempferol hesperetin 4-hydroxyacetophenone genistein

虎杖Polygoni Cuspidati Rhizoma为蓼科（Polygonaceae）蓼属Polygonum L.植物虎杖Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. 的干燥根茎和根，多年生草本。虎杖根中主要含蒽醌类、二苯乙烯类、黄酮类、香豆素、木脂素以及一些其他多酚类化合物[1, 2]。目前国内外很多学者已经对虎杖的化学成分进行了较为深入的研究，在早期的研究中多集中在蒽醌和二苯乙烯类成分，这两类成分目前被认为是虎杖发挥药理作用的主要活性物质。近年研究发现，虎杖中的二苯乙烯类物质具有很强的抗氧化、抗肿瘤活性及对心血管系统的作用[3, 4]，尤其是作为葡萄和葡萄酒中主要抗氧化成分的白藜芦醇被广泛认知以后，富含白藜芦醇的虎杖备受关注，虎杖已成为近年来医药界研究的热点植物之一，并展开了多方面的研究。本课题组从植物中寻找杀虫活性物质的过程中，发现虎杖花对蝇类昆虫具有非常显著的毒杀活性，表现为吸引、取食、兴奋、麻痹、抽搐、死亡、虫体干瘪等行为。为更好地研究和开发虎杖这一药用资源，本实验对虎杖花的化学成分进行了研究，从中分离得到16个化合物，分别鉴定为β-谷甾醇（β-sitosterol，1）、芦荟大黄素（aloe-emodin，2）、大黄素甲醚（physcion，3）、大黄素（emodin，4）、胡萝卜苷（daucosterol，5）、大黄酚（chrysophanol，6）、槲皮素（luteolin，7）、山柰酚（kaempferol，8）、蒽醌苷B （anthraglycoside B，9）、大黄酸（rhein，10）、芹菜素（apigenin，11）、橙皮素（hesperetin，12）、4-羟基苯乙酮（4-hydroxy- acetophenone，13）、芦丁（rutin，14）、蔗糖（sucrose，15）、染料木素（genistein，16）。其中，化合物2、8、12、13、15、16为首次从该植物中分得。

1 仪器与材料

高效液相色谱仪（Waters 600E美国），包括600E四元梯度泵，2996二极管阵列紫外检测器，中文Empower色谱管理系统，四通道脱气机。SZ-93自动双重蒸馏水器；FW177型中草药粉碎机；BD-25S电子天平；ZF-2型三用紫外仪；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱。UV-2450紫外可见分光光度计（日本岛津公司）。核磁共振波谱仪：Varian INOVA-500型核磁共振波谱仪（瑞士布鲁克）。柱色谱硅胶（200～300目）为北京华业寰宇化工有限公司产品，其余试剂均为分析纯。

虎杖花2009年9月采于山东农业大学中药园，经泰山医学院药学院高允生教授鉴定为虎杖Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. 的花。

2 提取与分离

取虎杖花10 kg，用40 L甲醇回流提取3次，每次3 h，合并3次提取液，减压浓缩至干（850 g），将干燥的甲醇提取物分别用石油醚、乙醚、正丁醇、甲醇、水超声提取3次，每次30 min，合并超声提取液，减压浓缩至干，分别得到乙醚提取部位（14.9 g）和甲醇提取部位（192.5 g）。利用硅胶（200～300目）柱色谱，将乙醚部位分为Fr. 1（石油醚洗脱）、Fr. 2（石油醚-丙酮50∶1洗脱）、Fr. 3（石油醚-丙酮20∶1洗脱）、Fr. 4（石油醚-丙酮5∶1洗脱）、Fr. 5（石油醚-丙酮1∶1洗脱）和Fr. 6（石油醚-丙酮1∶2洗脱）6个部分。将Fr. 2、Fr. 3及Fr. 4反复纯化，得到化合物1（5 mg）、2（33 mg）、3（8 mg）和4（17 mg）。将Fr. 5经过Sephadex LH-20柱色谱，得化合物5（6 mg）、6（8 mg）和7（12 mg）。将甲醇部位分为Fr. 1（氯仿洗脱）、Fr. 2（氯仿-甲醇50∶1洗脱）、Fr. 3（氯仿-甲醇10∶1洗脱）、Fr. 4（氯仿-甲醇5∶1洗脱）和Fr. 5（氯仿-甲醇2∶1洗脱）5个部分。将Fr. 2和Fr. 3反复过硅胶、Sephadex LH-20柱色谱以及制备高效液相色谱，最后从Fr. 2得化合物8（7 mg）、9（4 mg）、10（6 mg）、11（7 mg）、12（5 mg）、13（4 mg）和14（6 mg）；从Fr. 3得化合物15（7 mg）和16（8 mg）。

3 结构鉴定

化合物1：白色针晶（石油醚）。Liebermann- Burchard反应阳性。与β-谷甾醇对照品共薄层，Rf值一致。故鉴定化合物1为β-谷甾醇。

化合物2：土黄色粉末，Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，示为蒽醌类物质，与芦荟大黄素对照品共薄层，Rf值一致。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.23 (1H,s,1-OH),12.01 (1H,s,8-OH),7.62 (1H,dd,J = 2.8,7.8 Hz,H-5),7.66 (1H,dd,J = 7.4,7.9 Hz,H-6),7.60 (1H,d,J = 1.8 Hz,H-4),7.32 (1H,dd,J = 2.7,7.4 Hz,H-7),7.19 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-2),5.07 (2H,s,CH2OH)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 192.9 (C-9),183.2 (C-10),165.9 (C-1),164.8 (C-3),162.4 (C-8),153.7 (C-6),135.8 (C-4a),133.6 (C-10a),121.7 (C-7),118.9 (C-5),114.3 (C-8a),110.2 (C-9a),108.7 (C-4),108.3 (C-2),21.6 (CH2OH)。以上波谱数据与文献报道一致[5]，故鉴定化合物2为芦荟大黄素。

化合物3：黄色粉末，Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，示为蒽醌类物质，与大黄素甲醚对照品共薄层，Rf值一致。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.25 (1H,s,1-OH),11.97 (1H,s,8-OH),7.82 (1H,s,H-4),7.45 (1H,s,H-5),7.13 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-2),6.78 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-7),3.98 (3H,s,OCH3),2.37 (3H,s,CH3)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 191.2 (C-9),183.6 (C-10),166.5 (C-8),165.3 (C-1),160.5 (C-6),149.4 (C-3),134.9 (C-10a),133.6 (C-4a),124.6 (C-4),121.2 (C-2),113.7 (C-9a),111.5 (C-8a),108.6 (C-5),106.7 (C-7),56.5 (6-OCH3),22.8 (-CH3)。以上数据与文献报道一致[6]，故鉴定化合物3为大黄素甲醚。

化合物4：亮黄色结晶（丙酮）。Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，示为蒽醌类物质，与大黄素对照品共薄层，Rf值一致。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.01 (1H,s,1-OH),11.84 (1H,s,8-OH),11.31 (1H,s,6-OH),7.51 (1H,s,H-4),7.20 (1H,s,H-5),7.12 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-2),6.84 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-7),2.32 (3H,s,CH3)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 190.4 (C-9),183.5 (C-10),166.7 (C-8),166.1 (C-1),162.3 (C-6),149.8 (C-3),136.4 (C-10a),134.9 (C-4a),125.4 (C-4),121.4 (C-2),114.5 (C-9a),109.4 (C-5),108.3 (C-8a),107.1 (C-7),22.4 (-CH3)。以上数据与文献报道一致[6, 7]，故鉴定化合物4为大黄素。

化合物5：白色粉末，Molish反应阳性，Liebermann- Burchard反应阳性，提示为皂苷类物质。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 0.65 (3H,s,H-18),0.69～0.94 (12H,m,H-21,26,27,29),1.00 (3H,s,H-19),2.40～3.55 (6H,m,H-3β,sugar-H),3.73 (1H,m,H-3α),4.86 (1H,d,J = 8.1 Hz,H-1′),5.36 (1H,m,H-6)。以上数据与文献报道一致[8]，且该化合物与胡萝卜苷对照品共薄层Rf值相同，故鉴定化合物5为胡萝卜苷。

化合物6：黄色针晶（丙酮）。Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，提示为蒽醌类物质，与大黄酚对照品共薄层，Rf值一致。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.13 (1H,s,1-OH),11.76 (1H,s,8-OH),7.76 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-5),7.64 (1H,dd,J = 2.0,8.0 Hz,H-6),7.60 (1H,s,H-4),7.35 (1H,d,J = 8.1 Hz,H-7),6.87 (1H,s,H-2),2.32 (3H,s,CH3)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 191.9 (C-9),182.7 (C-10),165.7 (C-8),162.2 (C-1),149.4 (C-3),137.8 (C-6),134.8 (C-10a),133.9 (C-4a),125.4 (C-7),123.3 (C-4),122.5 (C-2),114.0 (C-9a),112.2 (C-5),111.9 (C-8a),22.9 (-CH3)。以上数据与文献报道一致[9]，故鉴定化合物6为大黄酚。

化合物7：黄色粉末，盐酸-镁粉反应阳性。λmaxMeOH(nm): 372,254，提示该化合物为黄酮类化合物。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.71 (1H,s,5-OH),10.96 (1H,s,7-OH),10.34 (1H,s,3-OH),9.37 (1H,s,4′-OH),9.28 (1H,s,3′-OH),6.20 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-6),6.40 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-8),6.86 (1H,d,J = 8.7 Hz,H-5′),7.44 (1H,dd,J = 2.0,8.8 Hz,H-6′),7.70 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-2′)。13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 179.2 (C=O),165.1 (C-7),161.4 (C-5),156.3 (C-9),148.9 (C-4′),147.8 (C-2),144.7 (C-3′),134.8 (C-3),120.4 (C-1′),119.5 (C-6′),115.7 (C-5′),115.3 (C-2′),103.7 (C-10),98.6 (C-6),94.4 (C-8)。以上数据与文献报道一致[8]，故鉴定化合物7为槲皮素。

化合物8：黄色结晶（甲醇）。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.46 (1H,s,5-OH),10.76 (1H,brs,7-OH),10.09 (1H,brs,4′-OH),9.38 (1H,brs,3-OH),8.03 (2H,d,J = 8.9 Hz,H-2′,6′),6.91 (2H,d,J = 8.5 Hz,H-3′,5′),6.42 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-8),6.17 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-6)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 176.2 (C=O),164.2 (C-7),161.0 (C-9),159.5 (C-4′),156.5 (C-5),147.1 (C-2),136.0 (C-3),129.8 (C-2′,6′),122.0 (C-1′),115.8 (C-3′,5′),103.4 (C-10),98.5 (C-6),93.8 (C-8)。以上数据与文献报道一致[10]，故鉴定化合物8为山柰酚。

化合物9：黄色针状结晶（甲醇）。Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，提示为蒽醌类化合物。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.33 (1H,s,1-OH),12.16 (1H,s,6-OH),7.45 (1H,s,H-4),7.35 (1H,s,H-5),7.24 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-2),6.88 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-7),4.99 (1H,t,J = 7.5 Hz,Glc-H-1),4.60～5.20 (4H,brs,sugar-OH),3.10～3.80 (6H,m,sugar-H),2.37 (3H,s,-CH3)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 187.5 (C-9),183.2 (C-10),164.3 (C-1),161.5 (C-8),160.4 (C-6),148.5 (C-3),136.2 (C-10a),133.4 (C-4a),123.6 (C-4),120.3 (C-2),115.4 (C-9a),113.6 (C-8a),110.4 (C-5),109.0 (C-7),20.7 (CH3),101.6 (Glc-C-1),78.9 (Glc-C-3),77.6 (Glc-C-5),74.5 (Glc-C-2),68.6 (Glc-C-4),62.5 (Glc-C-6)。以上数据与文献报道一致[11, 12]，故鉴定化合物9为蒽醌苷B。

化合物10：黄色粉末，Borntrager反应呈红色，醋酸镁反应呈橙红色，提示为蒽醌类物质，与大黄酸对照品共薄层，Rf值一致。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.10 (1H,s,1-OH),12.07 (1H,s,8-OH),8.34 (1H,dd,J = 2.8,8.0 Hz,H-4),7.89 (1H,dd,J = 2.5,7.9 Hz,H-5),7.83 (1H,dd,J = 7.4,7.9 Hz,H-6),7.39 (1H,dd,J = 2.7,8.0 Hz,H-7),7.43 (1H,d,J = 2.6 Hz,H-2)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 192.4 (C-9),182.4 (C-10),165.3 (COOH),162.1 (C-1),161.8 (C-8),140.5 (C-3),138.4 (C-6),134.6 (C-4a),134.3 (C-10a),124.8 (C-7),124.3 (C-2),119.0 (C-5),117.3 (C-4),117.2 (C-9a),117.2 (C-8a)。以上数据与文献报道一致[13]，故鉴定化合物10为大黄酸。

化合物11：淡黄色粉末，λmaxMeOH(nm): 268,341。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6)δ: 12.88 (1H,s,5-OH),10.69 (1H,s,7-OH),9.97 (1H,s,4′-OH),6.87 (1H,s,H-3),7.88 (2H,d,J = 8.4 Hz,H-2′,6′),6.89 (2H,d,J = 8.1 Hz,H-3′,5′),6.34 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-8),6.12 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-6)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 182.4 (C=O),164.2 (C-7),164.5 (C-2),162.3 (C-9),157.9 (C-5),161.3 (C-4′),117.1 (C-3′),129.2 (C-6′),121.3 (C-1′),116.3 (C-5′),129.5 (C-2′),104.2 (C-10),103.3 (C-3),98.7 (C-6),94.6 (C-8)。以上数据与文献报道一致[14]，故鉴定化合物11为芹菜素。

化合物12：无色针状结晶（甲醇）。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.11 (1H,s,5-OH),10.77 (1H,s,7-OH),9.07 (1H,s,3′-OH),6.92 (1H,d,J = 8.4 Hz,H-2′),6.90 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-5′),6.85 (1H,dd,J = 2.0,8.3 Hz,H-6′),5.88 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-6),5.86 (1H,d,J = 2.2 Hz,H-8),5.42 (1H,dd,J = 12.4,3.0 Hz,H-2),3.76 (3H,s,4′-OCH3),3.20 (1H,dd,J = 17.1,12.4 Hz,H-3a),2.69 (1H,dd,J = 17.1,3.2 Hz,H-3b)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 196.5 (C=O),167.0 (C-7),163.8 (C-5),163.1 (C-9),148.2 (C-3′),146.8 (C-4′),131.5 (C-1′),118.0 (C-6′),114.4 (C-2′),112.3 (C-5′),102.1 (C-10),96.1 (C-6),95.3 (C-8),78.5 (C-2),56.0 (-OCH3),42.4 (C-3)。以上数据与文献报道一致[15]，故鉴定化合物12为橙皮素。

化合物13：无色针晶（丙酮-石油醚），FeCl3反应显阳性，ESI-MS m/z: 137.2 [M＋H]+,159.2 [M＋Na]+。1H-NMR (500 MHz,CD3OD) δ: 2.60 (3H,overlap,-OCH3),6.96 (2H,d,J = 9.0 Hz,H-3,5),7.83 (2H,d,J = 9.0 Hz,H-2,6),10.34 (1H,s,4-OH)；13C-NMR (125 MHz,CD3OD) δ: 26.7 (COCH3),115.6 (C-3,5),129.0 (C-1),131.2 (C-2,6)。以上数据与文献报道一致[16]，故鉴定化合物13为4-羟基苯乙酮。

化合物14：黄色粉末，TLC喷AlCl3甲醇液，紫外（254和365 nm）下显黄色荧光，盐酸-镁粉反应显阳性，Molish反应显阳性。以上信息提示该化合物为黄酮苷类化合物。且该化合物与槲皮素-芸香糖苷对照品共薄层，具有相同Rf值，故鉴定化合物14为芦丁。

化合物15：白色晶体。1H-NMR (500 MHz,D2O) δ: 5.19 (1H,d,J = 3.9 Hz,H-1),4.00 (1H,d,J = 7.5 Hz,H-3′),3.25～3.89 (12H,m,sugar-H)；13C-NMR (125 MHz,D2O) δ: 103.7 (C-1′),92.2 (C-1),81.4 (C-3′),76.3 (C-3),74.0 (C-2),72.6 (C-4′),72.4 (C-2′),71.1 (C-5),69.2 (C-4),62.4 (C-6′),61.3 (C-6),60.1 (C-5′)。以上数据与文献报道一致[17]，本品与蔗糖对照品在3种溶剂系统（氯仿-甲醇-水、正丁醇-醋酸-水、醋酸乙酯-甲醇-水）下共薄层，Rf值和显色行为一致，故鉴定化合物15为蔗糖。

化合物16：无色针状结晶（甲醇）。1H-NMR (500 MHz,DMSO-d6) δ: 12.94 (1H,s,5-OH),10.85 (1H,s,7-OH),9.56 (1H,s,4′-OH),8.30 (1H,s,H-2),7.35 (2H,t,J = 8.6 Hz,H-2′,6′),6.80 (2H,t,J = 8.6 Hz,H-3′,5′),6.37 (1H,d,J = 2.0 Hz,H-8),6.20 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-6)；13C-NMR (125 MHz,DMSO-d6) δ: 180.5 (C=O),164.6 (C-7),162.3 (C-5),157.9 (C-4′),157.7 (C-9),154.3 (C-2),130.5 (C-2′,6′),122.6 (C-1′),121.5 (C-3),115.4 (C-3′,5′),104.8 (C-10),99.3 (C-6),94.0 (C-8)。以上数据与文献报道一致[18]，故鉴定为染料木素。