苦石蓮化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展△

黃明堦，陳燕丹，魏道智*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建 福州 350002)

綜 述

福建省自然科學(xué)基金(2008J0037)、福建省青年人才創(chuàng)新基金(2007F3009)、福建農(nóng)林大學(xué)青年教師科研基金(08B09)項目

*魏道智，E-mailhmj7921@163.com

苦石蓮化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展△

黃明堦1，陳燕丹2，魏道智1*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建 福州350002)

綜述了苦石蓮揮發(fā)性成分、乙醇提取物的化學(xué)成分和主要藥理活性的研究進(jìn)展。苦石蓮含有不飽和脂肪酸、二萜類、黃酮類等多種化學(xué)成分，具有抗病毒、抗腫瘤、抑菌等藥理活性,具有廣闊的開發(fā)前景和較大的利用價值。

苦石蓮；化學(xué)成分；藥理活性

苦石蓮CaesalpiniaminaxHance，別名南蛇勒，喙(莢)果云實，老鴉枕頭，打鬼棒，生長于山坡林中或灌木中，是一種藥食同源植物[1]。國產(chǎn)喙莢云實產(chǎn)藏量在云實屬植物中位居第二，約為6.42×106kg，僅次于云實的產(chǎn)藏量，主要分布于廣西、廣東、云南、貴州、福建等地[2-3]。因此，苦石蓮作為喙莢云實(南蛇勒)的種子，資源相當(dāng)豐富?？嗍徯詻?、味苦，有清熱解毒、化濕、散瘀止痛功效，主治風(fēng)熱感冒、痢疾、淋濁、癰腫、跌打損傷等[4]，在民間為治療流感和肝炎等病的常用藥，已被廣西、貴州、四川等省區(qū)的中藥材標(biāo)準(zhǔn)收載[5-7]。為了更好地對該植物的化學(xué)成分及藥理活性進(jìn)行研究，本文就其化學(xué)成分和藥理活性的研究進(jìn)展作一綜述。

1 化學(xué)成分研究

1.1苦石蓮揮發(fā)性成分的研究

袁經(jīng)權(quán)等[8]通過石油醚常溫滲漉提取方法和甲酯衍生化技術(shù)，采用GC-MS聯(lián)用分析手段對苦石蓮的脂肪酸甲酯化產(chǎn)物及揮發(fā)油成分進(jìn)行了分離鑒定，共檢出174個色譜峰，鑒定出其中的63個化合物。結(jié)果顯示不飽和脂肪酸類化合物是苦石蓮油脂的主要化學(xué)成分，預(yù)示著苦石蓮油脂可能對由高血脂引起的心腦血管疾病有較好的預(yù)防和治療作用。

霍昕等[9]利用水蒸氣蒸餾法分別從苦石蓮粉仁和種皮中提取揮發(fā)性成分，進(jìn)而借助氣-質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)對其揮發(fā)性成分進(jìn)行了定性、定量分析。在苦石蓮普通粉仁中共分離出102個化學(xué)成分，鑒定出51個化學(xué)成分，相對百分含量為59.52%。袁月玲等[10]用同樣的提取方法與分析手段，對苦石蓮種皮普通粉和微粉的揮發(fā)性成分進(jìn)行了對比研究。結(jié)果在苦石蓮皮普通粉中分離出115個化學(xué)成分，鑒定了63個化學(xué)成分，檢出率為54.7%。而在微粉中則分離出了119個化學(xué)成分，鑒定出64個化學(xué)成分。兩種粉末揮發(fā)性成分中有54種相同成分，且微粉中含量高于普通粉中相應(yīng)成分的有28種，表明苦石蓮微粉樣品更能提高揮發(fā)性成分的溶出率，對分析檢測較有利。

文獻(xiàn)報道結(jié)果顯示苦石蓮含有大量的油脂及揮發(fā)油類成分，其分析數(shù)據(jù)為進(jìn)一步開發(fā)苦石蓮提供了科學(xué)依據(jù)。盡管目前已分離出數(shù)百種的揮發(fā)性成分，但均有約50%以上的成分未能獲得鑒定，因此，有關(guān)苦石蓮揮發(fā)性成分的提取分離方法以及檢測手段和條件等都還有待進(jìn)一步的研究。

1.2苦石蓮乙醇提取物的化學(xué)成分研究

目前，以苦石蓮乙醇回流提取物進(jìn)行化學(xué)成分研究的文獻(xiàn)報道居多，且絕大多數(shù)延用了JiangRW等[11-14]的研究方法，即先獲得乙醇的總提取物；而后再將該提取物經(jīng)水分散后依次分別用正己烷(或石油醚)、三氯甲烷、醋酸乙酯、正丁醇進(jìn)行逐級萃取分離，獲得相應(yīng)的四大部分有機相萃取物；最后將各部分有機萃取物經(jīng)反復(fù)多次的硅膠柱層析分離、梯度洗脫收集和重結(jié)晶等步驟獲得純產(chǎn)物。結(jié)合熔點測定值，借助FTIR、NMR、MS、X-射線單晶衍射分析等多種現(xiàn)代譜學(xué)表征手段對相關(guān)成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，迄今共鑒定出數(shù)十種化學(xué)成分，其中大部分為二萜類化合物。有關(guān)苦石蓮化學(xué)成分提取分離的大致流程歸納如圖1所示。

圖1 苦石蓮化學(xué)成分提取分離路線示意圖

1.2.1石油醚萃取物的化學(xué)成分 袁經(jīng)權(quán)等[15]將苦石蓮的石油醚萃取物經(jīng)反復(fù)硅膠柱層析分離及石油醚-醋酸乙酯梯度洗脫后，分離得到5個部分并鑒定出2個化學(xué)成分，分別為β-谷甾醇(β-sitosterol) 和硬脂酸(stearic acid)。

1.2.2三氯甲烷萃取物的化學(xué)成分 Jiang R W等[12]最先對苦石蓮三氯甲烷萃取物的化學(xué)成分加以研究，caesalmin A 和 caesalmin B是苦石蓮三氯甲烷萃取物中最早被鑒定的2個卡薩烷型呋喃二萜類化合物。此后，該研究小組又陸續(xù)分離鑒定了7個新的呋喃二萜類化合物，分別為caesalmin C，D，E，F(xiàn)，G，H和bonducellpin D，另外1個化合物為豆甾醇[11]。上述二萜類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2所示。Jiang R W 等[14]利用MS、NMR、IR、UV等現(xiàn)代譜學(xué)分析手段和X射線單晶衍射對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。此外，他們采用相似的分離純化手段，還鑒定了一個結(jié)構(gòu)新穎的大十元環(huán)狀卡桑骨架呋喃二萜內(nèi)酯化合物，并將其命名為“macrocaesalmin”，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式和分子結(jié)構(gòu)示意圖分別參見圖2和圖3。單晶結(jié)構(gòu)解析結(jié)果顯示macrocaesalmin含有1個1，5-二酮環(huán)，且是首例具有B-D環(huán)呈順式并合模式幾何構(gòu)型的呋喃二萜內(nèi)酯化合物。Macrocaesalmin在固態(tài)時通過2個分子間弱的C-H…O氫鍵作用形成二聚體存在。十元環(huán)A呈椅式-船式-椅式構(gòu)型，不飽和B環(huán)由于與平面呋喃環(huán)C呈順式并合模式而以扭曲半椅式構(gòu)型存在。為了考察macrocaesalmin化合物“順式并合”結(jié)構(gòu)模式的穩(wěn)定性，Jiang R W等利用密度泛函理論(DFT)對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計算，結(jié)果顯示macrocaesalmin的順式異構(gòu)體的基態(tài)能量比反式異構(gòu)體低7.51kcal·mol-1，進(jìn)一步驗證了macrocaesalmin的順式異構(gòu)體為更穩(wěn)定的幾何構(gòu)型。

圖2 呋喃二萜類化合物的結(jié)構(gòu)式

a.macrocaesalmin化合物的分子結(jié)構(gòu)圖 b. macrocaesalmin化合物二聚體間的氫鍵作用圖3 macrocaesalmin化合物的分子結(jié)構(gòu)圖及二聚體間的氫鍵作用示意圖

袁經(jīng)權(quán)等[15]利用硅膠、凝膠和制備薄層等常規(guī)色譜分離方法從苦石蓮乙醇提取物的三氯甲烷萃取部分中分離得到5個組分，采用波譜技術(shù)和化學(xué)方法鑒定了3個化合物。其中1個為已知的caesalmin C，該化合物在苦石蓮中的含量相對較大，抗病毒活性較強，可作為有效成分定量分析苦石蓮的質(zhì)量。其余2個化合物：norcaesalnin E(結(jié)構(gòu)式參見圖2)和5-羥甲基-2-呋喃醛為首次從苦石蓮中分離得到。

吳兆華等[16]采用三氯甲烷-甲醇溶劑系統(tǒng)，通過硅膠柱色譜、凝膠柱色譜和重結(jié)晶等方法從苦石蓮三氯甲烷浸膏中分離和鑒定了9個化合物。除了Caesalmin C、Caesalmin D、Caesalpin F、β-谷甾醇為已知組分外，首次從該植物中分離鑒定出β-amyrin、Caffeine、胡蘿卜苷(Daucosterol)和2個新的二萜類化合物[17-18]。綜合解析該二萜類化合物的波譜數(shù)據(jù)并與文獻(xiàn)報道值相比較，確定2個呋喃二萜化合物分別為Neocaesalpin L1和minaxin A，其結(jié)構(gòu)式如圖4所示。Neocaesalpin L1的化學(xué)結(jié)構(gòu)式與已知的Neocaesalpin L之間的差異在于C-12上的取代基不同，前者是甲氧基，而后者則為羥基，參見圖4所示。

圖4 Neocaesalpin L, L1和minaxin A的結(jié)構(gòu)式

1.2.3醋酸乙酯萃取物的化學(xué)成分 袁經(jīng)權(quán)等[15]利用硅膠柱層析技術(shù)，以三氯甲烷-甲醇為洗脫劑，從醋酸乙酯萃取物中分離得到8個部分，并從中鑒定出3個新的苦石蓮化學(xué)成分，依次為蔗糖、咖啡酸十八醇酯、2，5-二羥基苯甲酸乙酯。最近，Cheng Y等[19]利用中壓液相制備色譜和反相高效液相色譜技術(shù)，從醋酸乙酯萃取物中也同樣分離到1個卡薩烷型二萜類化合物，結(jié)合波譜數(shù)據(jù)確定其結(jié)構(gòu)與吳兆華等[17]報道的Neocaesalpin L1相同。

綜上可以看出，苦石蓮乙醇提取物的三氯甲烷萃取物部分獲得分離、鑒定的化學(xué)成分最多，而正丁醇萃取物部分的化學(xué)成分研究迄今未見文獻(xiàn)報道，有必要對其加強研究。在眾多已鑒定的化學(xué)成分中，多數(shù)為呋喃二萜類化合物，從而構(gòu)成了苦石蓮具有抗病毒等藥理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 藥理活性研究

2.1抗病毒活性

苦石蓮中多量的呋喃二萜類化合物賦予該植物強的藥理活性。JiangRW等[11]研究了Caesalpiniaminax種子中 caesalmin C，D，E，F(xiàn)，G和豆甾醇的抗病毒作用。結(jié)果表明，上述化合物有抗Para3病毒(副流感病毒模型3)的活性，其中四環(huán)呋喃二萜化合物對Para3病毒的抑制活性最佳，其次是呋喃二萜內(nèi)酯，而豆甾醇的抑制作用最弱。除此之外，抑制病毒引起細(xì)胞病變程度(CPE)的活體檢測結(jié)果顯示caesalmin B和bonducellpin D對Para3病毒也有中等強度的抑制活性，但其毒性較強，二者的TI(毒性指數(shù))值分別達(dá)到2.8和2.7。而macrocaesalmin化合物對Para3病毒和Flu-A(A型流感病毒)無抑制活性，卻對RSV(呼吸道合胞體病毒)有抑制作用，且SI(選擇系數(shù))值高達(dá)5.7，具有良好的安全性。為了進(jìn)一步考察呋喃二萜類化合物的分子結(jié)構(gòu)、極性對抗病毒活性的影響，Jiang R W等[13]將天然分布較豐富的caesalmin D、E、F3種呋喃二萜化合物中的乙酸基(-OAc)還原成羥基(-OH)制得相應(yīng)的衍生物，測定比較了3種衍生物與其母體化合物對Para3病毒抑制活性的IC50(使50%的實驗病毒數(shù)遭到有效抑制生長或殺死的最大效應(yīng)濃度)值。結(jié)果表明，還原衍生物的抗病毒活性比起相應(yīng)的母體化合物有明顯的下降。研究結(jié)果還指出，四環(huán)類呋喃二萜比五環(huán)呋喃二萜內(nèi)酯化合物具有更優(yōu)異的抗病毒活性，而且伴隨化合物極性的增大，其抗病毒活性呈下降趨勢。他們的研究結(jié)果為研究呋喃二萜化合物的藥理活性機制的研究提供了很有價值的借鑒。

袁經(jīng)權(quán)等[15]以狗腎細(xì)胞為宿主，分別將苦石蓮的石油醚萃取物、三氯甲烷萃取物、醋酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物和水溶部位以及回收率較大的caesalmin C作為抗流感甲型病毒活性篩選的備份，測定樣品的CPE。結(jié)果表明苦石蓮醋酸乙酯萃取物和caesalmin C對抗流感甲型病毒活性最強，正丁醇萃取物最差。從它們的TC50來看，石油醚萃取物、氯仿萃取物、醋酸乙酯萃取物、水溶部位和caesalmin C相差不大，但比正丁醇萃取物小得多，表明在相同條件下，正丁醇萃取物使實驗病毒細(xì)胞中毒的機率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他5種備份。醋酸乙酯萃取物、水溶部位和caesalmin C的SI選擇指數(shù)均大于1，說明它們的安全性良好。

2.2抗腫瘤(癌)活性

余旭亞等[20-21]最早從苦石蓮中分離純化出相對分子質(zhì)量為19800的南蛇勒蛋白(CMP)。當(dāng)CMP濃度為22.0μg·mL-1時，CMP可抑制黑色素瘤細(xì)胞增殖60% (P<0.05)，抑制率為96%(P<0.05)，表明CMP對黑色素瘤細(xì)胞KI735M2的增殖具有抑制作用。此外，他們還利用 C M-Sephadex C25和 Sephadex G-75層析柱，通過浸提、鹽析、離子交換、凝膠過濾層析等實驗手段從苦石蓮籽中分離純化得到1個分子量約為29.64kD的苦石蓮蛋白。該蛋白在一定實驗條件下對小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16細(xì)胞的抑制率約為88.91%。以上研究顯示了苦石蓮蛋白對惡性黑色素瘤細(xì)胞具有較明顯的抑制作用，表明苦石蓮具有抗腫瘤的潛在藥用價值，但有關(guān)該類蛋白對其他腫瘤細(xì)胞的增殖抑制作用及機理研究還有待進(jìn)一步地深入開展。另外，苦石蓮中的minaxin A化合物對人肝癌細(xì)胞HepG2也表現(xiàn)出一定的生長抑制作用，其IC50為(56.8±1.2)μmol·L-1[18]。

2.3抑菌活性及保肝作用

有文獻(xiàn)報道了苦石蓮95%乙醇提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌和鐮刀菌的抑制作用，尤其對綠膿桿菌的抑菌效果較好，最低抑菌濃度(MIC)為0.25%，最低殺菌濃度(MBC)為0.5%[1]。研究者經(jīng)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)比色法測定出南蛇勒提取物中含有黃酮類化合物，并由此推測提取物的抑菌活性可能與其存在有關(guān)。

劉明等[22]研究了苦石蓮60%乙醇提取物對四氯化碳所致小鼠急性肝損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明，苦石蓮各劑量組均能對抗CCl4引起的急性肝損傷小鼠血清ALT(谷丙轉(zhuǎn)氨酶)、AST(谷草轉(zhuǎn)氨酶)及肝臟系數(shù)升高，且這些作用均呈劑量依賴性，但具體的護(hù)肝作用機理尚不清楚。

3 苦石蓮的開發(fā)及應(yīng)用展望

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2009-09-11)