石菖蒲化學(xué)成分研究

廖矛川，葛嵐嵐，陳 峰，熊姝穎，楊芳云

(1中南民族大學(xué)藥學(xué)院，武漢430074;2中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)藥用植物研究所，北京100193)

石菖蒲為菖蒲屬植物石菖蒲Acorus tatarinowiiSchott的根狀莖，又名菖蒲葉、山菖蒲、水劍草、香菖蒲、藥菖蒲等［1］.多年生草本，味辛性溫，具芳香之氣，行散之力強(qiáng)，為宣氣通竅之佳品，既能芳香化濕、醒脾健胃，又可化濁祛痰、開竅寧神，是芳香寧神，滌痰開竅之要藥，主產(chǎn)四川、浙江、江蘇、福建等省.近年來其藥理研究表明，石菖蒲有鎮(zhèn)靜催眠、抗驚厥、鎮(zhèn)咳平喘、抗腫瘤、抗老年癡呆等功效［2］.迄今為止，國(guó)內(nèi)外關(guān)于石菖蒲化學(xué)成分的研究報(bào)道不多，多集中于其揮發(fā)油的指紋圖譜，目前從石菖蒲根莖提取物中分離到的化合物主要為萜類、芳香類、木脂素、黃酮等成分［3-5］.

為了進(jìn)一步深入了解其有效成分，本文對(duì)石菖蒲根莖的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)研究.利用系統(tǒng)溶劑提取法、正相和反相硅膠柱色譜法、半制備高效液相色譜法對(duì)其進(jìn)行分離和純化，從石菖蒲根莖提取物中分離得到5種化合物，結(jié)合譜學(xué)技術(shù)鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu).

1 儀器與材料

德國(guó)BrukerAM-400型核磁共振波譜儀(TMS內(nèi)標(biāo));美國(guó)Dionex公司Ultimate-3000

半制備型高效液相色譜儀;薄層色譜板和柱色譜硅膠均為青島海洋化化工廠生產(chǎn);所有實(shí)驗(yàn)試劑皆為分析純，購(gòu)自天津博迪有限公司.

實(shí)驗(yàn)所用的石菖蒲根莖來源于中國(guó)浙江，經(jīng)中南民族大學(xué)藥學(xué)院萬定榮教授鑒定為天南星科菖蒲屬石菖蒲Acorus tatarinowiiSchott的干燥根莖.

2 提取與分離

將石菖蒲根莖26 kg粉碎后置于提取罐中，用95%工業(yè)乙醇回流提取3次，合并3次提取液，減壓濃縮至無醇味，得石菖蒲化學(xué)成分浸膏.將所得浸膏用蒸餾水溶解后分別用石油醚，氯仿進(jìn)行萃取后得石油醚提取物200 g，氯仿提取物173 g.取石油醚提取物(200 g)進(jìn)行正相硅膠柱色譜，以石油醚-氯仿進(jìn)行梯度洗脫(95︰5～0︰1)，TLC檢測(cè)并合并相同餾分，經(jīng)反復(fù)硅膠柱色譜層析及重結(jié)晶得到化合物Ⅰ(98 mg)、化合物Ⅳ(50 mg)、化合物Ⅴ(200 mg);取氯仿提取物(80g)進(jìn)行進(jìn)行正相硅膠柱色譜，以氯仿-甲醇進(jìn)行梯度洗脫(95︰5～0︰1)，TLC檢測(cè)并合并相同餾分，后經(jīng)反復(fù)正相、反相硅膠柱色譜層析及HPLC得到化合物Ⅱ(17 mg)、化合化合物Ⅲ(7 mg).

3 結(jié)構(gòu)鑒定

1)化合物Ⅰ.淡黃色油狀(氯仿);分子式為C11H14O2;1H-NMR(CDCl3，400MHz)δ:1.87(3H，d，J=4 Hz，CH3)，3.81(6H，s，2 × OCH3)，5.67(1H，m，H-8)，6.35(1H，d，J=11.2Hz，H-7)，6.83(3H， s， H-2， 5， 6);13C-NMR(CDCl3，100MHz) δ:14.36(C-9)，55.8(OCH3)，55.9(OCH3)，110.1(C-8)，112.2(C-2)，121.4(C-5)，125.4(C-6)，129.5(C-7)，130.7(C-1)，147.7(C-3)，148.5(C-4).

由1H-NMR譜可知，7位雙鍵氫的偶合常數(shù)為J=11.2 Hz，故該雙鍵為順式結(jié)構(gòu)，綜合以上譜學(xué)數(shù)據(jù)并與文獻(xiàn)［6］對(duì)照，鑒定化合物Ⅰ為順式甲基異丁香酚.其結(jié)構(gòu)式見圖1.

2)化合物Ⅱ.黃色粉末(氯仿);分子式為C10H12O4;1H-NMR(CDCl3，400 MHz) δ:3.85，3.90，3.95(3H，each，s，3 × OCH3)，6.47(1H，s，H-3)，7.30(1H，s，H-6)，10.29(1H，s，H-CHO);13C-NMR(CDCl3，100Hz) δ:56.1，56.2，56.3(3 × OCH3)，95.98(C-3)，109.05(C-6)，117.37(C-1)，143.59(C-5)，155.80(C-4)，158.64(C-2)，187.99(CHO).以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［3，7］報(bào)道基本一致，故斷定該化合物為細(xì)辛醛.其結(jié)構(gòu)式見圖2.

圖1 化合物Ⅰ結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of compound Ⅰ

圖2 化合物Ⅱ結(jié)構(gòu)式Fig.2 Chemical structure of compound Ⅱ

3)化合物Ⅲ.無色針狀晶體(甲醇);分子式為C7H6O2;1H-NMR(CDCl3，400 MHz) δ:7.48(2H，s，H-3，5)，7.61(1H，s，H-4)，8.12(2H，s，H-2，6);13C-NMR(CDCl3，100 Hz) δ:128.50(C-3，5)，

129.32(C-1)，130.23(C-2，6)，133.81(C-4)，172.12(COOH).綜合以上波譜數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)［8］，鑒定該化合物為苯甲酸.其結(jié)構(gòu)式見圖3.

圖3 化合物Ⅲ結(jié)構(gòu)式Fig.3 Chemical structure of compound Ⅲ

4)化合物Ⅳ.白色針晶(甲醇);分子式為C29H48o;1H-NMR譜具有甾體化合物的氫譜特征，δ:0.69～2.30存在連續(xù)的峰包，即甾體化合物骨架上的亞甲基與次亞甲基信號(hào)相互重疊而產(chǎn)生.有一個(gè)不飽和的CH(δ5.34)信號(hào)、一個(gè)不飽和的連氧CH(δ3.51)信號(hào)、一對(duì)雙鍵氫(δ5.02 和 5.12)信號(hào);13C-NMR 譜結(jié)合 DEPT 譜顯示 δ:140.77、42.23、36.53，表明3個(gè)季碳信號(hào)，此外還有6個(gè)甲基信號(hào).對(duì)比文獻(xiàn)［9，10］發(fā)現(xiàn)，與豆甾醇數(shù)據(jù)一致，故確定化合物Ⅳ為豆甾醇.其結(jié)構(gòu)式見圖4.波譜數(shù)據(jù)如下:

1H-NMR(CDCl3，400MHz) δ:3.51(1H，m，H-3)，5.02(1H，dd，H-23)，5.12(1H，dd，H-22)，5.34(1H，m，H-6);13C-NMR(CDCl3，100MHz)δ:37.26(C-1)，29.17(C-2)，71.81(C-3)，42.29(C-4)，140.77(C-5)，121.71(C-6)，31.65(C-7)，31.91(C-8)，50.15(C-9)，36.52(C-10)，21.08(C-11)，39.74(C-12)，42.23(C-13)，56.80(C-14)，24.30(C-15)，28.91(C-16)，56.02(C-17)，11.91(C-18)，19.39(C-19)，40.49(C-20)，19.01(C-21)，138.31(C-22)，129.29(C-23)，51.24(C-24)，33.95(C-25)，19.40(C-26)，21.21(C-27)，18.35(C-28)，12.13(C-29).

圖4 化合物Ⅳ結(jié)構(gòu)式Fig.4 Chemical structure of compound Ⅳ

5)化合物Ⅴ.白色柱狀晶體(甲醇);分子式為C15H24O2;1H-NMR(CDCl3，400 MHz) δ:5.29(1H，m，H-6)，2.06(1H，m，H-1)，1.97(1H，m，H-8)，1.26(3H，s，H-12)，1.14(3H，s，H-13)，1.06(3H，s，H-14)，0.93(3H，d，J=6.4Hz，H-15);13C-NMR(CDCl3，100 MHz)δ:14.39(C-15)，21.81(C-14)，22.51(C-10)，24.48(C-13)，29.93(C-12)，32.03(C-9)，38.68(C-8)，41.46(C-5)，45.17(C-11)，45.85(C-2)，50.85(C-4)，54.05(C-7)，60.18(C-1)，74.05(C-6)，218.62(C-3).13C-NMR 譜結(jié)合DEPT譜顯示有一個(gè)羰基碳(218.62)信號(hào)，3個(gè)季碳(54.05、50.85、45.85) 信號(hào)，4 個(gè)亞甲基(45.17、41.46、32.03、22.51)信號(hào)，綜合以上數(shù)據(jù)信息與文獻(xiàn)［5，11］對(duì)照，確定化合物Ⅴ為菖蒲醇酮.其結(jié)構(gòu)式見圖5.

圖5 化合物Ⅴ結(jié)構(gòu)式Fig.5 Chemical structure of compound Ⅴ

4 結(jié)語

通過對(duì)石菖蒲的系統(tǒng)分離，得到5種化合物，分別鑒定為順式甲基異丁香酚(化合物Ⅰ)，細(xì)辛醛(化合物Ⅱ)，苯甲酸(化合物Ⅲ)，豆甾醇(化合物Ⅳ)，菖蒲醇酮(化合物Ⅴ)，為進(jìn)一步研究該藥物奠定了理論基礎(chǔ).其中化合物Ⅲ為首次從該植物中分離得到.

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