生姜超臨界提取物的化學(xué)成分研究△

關(guān)健，張巖，趙余慶

(1.遼寧新中現(xiàn)代醫(yī)藥有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110041；2.沈陽(yáng)藥科大學(xué) 中藥學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110016；3.沈陽(yáng)藥科大學(xué) 基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016；4.遼寧省藥物研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

·基礎(chǔ)研究·

生姜超臨界提取物的化學(xué)成分研究△

關(guān)健1,4，張巖1,2，趙余慶2,3*

(1.遼寧新中現(xiàn)代醫(yī)藥有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110041；2.沈陽(yáng)藥科大學(xué) 中藥學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110016；3.沈陽(yáng)藥科大學(xué) 基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016；4.遼寧省藥物研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

目的：研究生姜超臨界CO2萃取物(SFE)中具有活性的化學(xué)成分。方法：利用制備型高效液相色譜(HPLC)分離純化，選擇并優(yōu)化了液相條件，并根據(jù)化合物的理化性質(zhì)和光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。結(jié)果：從生姜SFE提取物中分離得到8個(gè)化合物，分別鑒定為[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、[8]-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、鄰苯二甲酸二異丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。結(jié)論：化合物I～Ⅷ為首次從生姜SFE提取物中分得的化學(xué)成分。

生姜超臨界萃取物；高效液相分離；化學(xué)成分；鑒定

生姜為姜科植物姜ZingiberofficinaleRosc.的新鮮根莖，主要產(chǎn)于全國(guó)二十多個(gè)省市，其中山東、安徽種植面積最廣[1]。生姜既是食品，又是臨床應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)中藥，其性味辛，微溫，具有解表散寒，溫中止嘔，化痰止咳，解魚蟹毒之功能?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，生姜能刺激唾液、胃液和腸消化液分泌，增加胃腸蠕動(dòng)及食欲，醒脾胃；能驅(qū)散風(fēng)寒，對(duì)慢性支氣管炎、肺虛咳嗽、頭痛鼻塞、腹痛腹瀉都有很好的治療作用；具有抗?jié)?、抗菌、抗炎、生物抗氧化性、抗衰老、降血脂、治療心臟血管疾病等藥用保健功能，是一類具有廣泛開發(fā)前景的天然抗炎、降脂類藥物[2-6]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生姜的化學(xué)成分研究較多，其中主要呈味成分和藥用成分為姜精油(Essential oil)和姜辣素(Gingerols)。姜精油化學(xué)成分復(fù)雜，存在多種具有抗菌、抗炎、抗?jié)?、殺蟲等生物活性的揮發(fā)性成分[7]。姜精油中含有大量單萜類、倍半萜類及其含氧衍生物，這些成分多數(shù)具有較強(qiáng)的香氣和生物活性，是醫(yī)藥、食品、香料和化妝品工業(yè)的重要原料。姜辣素包含姜酚(Gingerol)、姜烯酚(Shogaols)和姜酮(Zingerone)等一系列物質(zhì)[2]。其中姜酚主要包含[6]-姜酚[1-(3-甲氧基-羥基苯)-3酮-5-羥基癸烷]、[8]-姜酚[1-(3-甲氧基-4羥基苯)-3-酮-5-羥基十二烷]、[10]-姜酚[1-(3-甲氧基-4-羥基苯)-3-酮-5-羥基十四烷]以及[4]-姜酚和[12]-姜酚等，但活性最強(qiáng)、含量最高的是[6]-姜酚。研究表明[8-9]，[6]-姜酚具有抗癌、抗胃潰瘍、保肝利膽、抑制中樞神經(jīng)興奮等多項(xiàng)藥理活性。姜烯酚[10]主要包含[6]-姜烯酚、[8]-姜烯酚和[10]-姜烯酚等，是生姜中重要的藥效成分，其中[6]-姜烯酚有降脂、抗炎、抗微生物等藥理作用。

近年來(lái)，利用無(wú)毒、廉價(jià)的超臨界流體萃取技術(shù)，從天然產(chǎn)物中萃取其有效成分已得到人們的廣泛重視。該操作具有溫度低、提取率高、有效成分不易被分解破壞、無(wú)溶劑殘余等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SFE萃取的姜油與水汽蒸餾法獲取的姜油在組分上有明顯區(qū)別，前者不僅含有揮發(fā)油組分，還含有較高的姜辣素類成分，而后者幾乎不含姜辣素組分。SFE提取法既保留了姜的呈味成分，同時(shí)提高了生姜中特有的活性成分的得率[1，11]。本實(shí)驗(yàn)采用制備型高效液相色譜法(HPLC)，從生姜SFE提取物中分離得到8個(gè)化合物，通過(guò)理化性質(zhì)及光譜數(shù)據(jù)分析，鑒定其化學(xué)結(jié)構(gòu)分別為[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、8-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、鄰苯二甲酸二異丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。這些成分均為首次從生姜SFE提取物中分得的化學(xué)成分。

1 材料和方法

1.1 儀器和材料

制備型高效液相色譜用UV-3000；分析型高效液相色譜用UV-2501；核磁共振波譜用Bruker ARX-300；核磁共振儀(TMS內(nèi)標(biāo))；EI-MS用DX-300質(zhì)譜儀；熔點(diǎn)用Yanaco MP-S3顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀；TLC用薄層色譜硅膠(青島海洋化工廠)；生姜SFE提取物(江西省吉水縣華寶天然藥用油廠)；6-姜酚對(duì)照品(廣州和博生物科技有限公司，含量>99%)。

1.2 提取與分離

取生姜SFE提取物40 mL溶解于200 mL石油醚及無(wú)水乙醚的混合液中(V石油醚∶V無(wú)水乙醚為1∶9)，用0.5%氫氧化鈉(NaOH)按體積比4∶4∶3進(jìn)行分步萃取，萃取后的堿水層用稀鹽酸酸化至pH值為4～5時(shí)，用石油醚萃取，水洗1～2次，回收石油醚并用無(wú)水硫酸鈉(Na2SO4)干燥后得到總酚酸性成分6.6 mL。

液相色譜柱為C18(300 mm×20.0 mm，15 μm)；流速為6.0 mL·min-1；流動(dòng)相為甲醇-水-冰醋酸(65∶33.5∶1.5)；檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm；進(jìn)樣量為0.6 mL。以酚酸性成分為樣品，通過(guò)調(diào)節(jié)流動(dòng)相的不同配比及流速進(jìn)行分離條件篩選，然后固定分離條件，改變進(jìn)樣體積，考察進(jìn)樣體積對(duì)分離的影響，最后在所選最優(yōu)條件下對(duì)化合物進(jìn)行分離，分別得到化合物I～Ⅷ。

2 結(jié)果與討論

化合物Ⅰ：黃色油狀物，三氯化鐵-鐵氰化鉀反應(yīng)陽(yáng)性，表明可能有酚羥基存在。EI-MSm/z：294 [M]+，1H-NMR(300 MHz，CDCl3)譜中給出δ：0.88(3H，t，CH3)，1.25[8H，m，(CH2)4]，2.73～2.83(2H，m，CH2CO)，3.87(3H，s，OCH3)，4.08(1H，s，OH)，5.7(1H，s，Ar-OH)，6.65～6.83(1H，m，Ar)質(zhì)子信號(hào)。13C-NMR(75MHz，CDCl3)信號(hào)譜中給出δ：14.00(C-10)，55.9(C-OCH3)，67.7(C-5)，111.0(C′-2)，114.4(C′-5)，120.7(C′-6)，132.6(C′-1)，55.9(C′-4)，146.4(C′-3)，211.5(C-3)碳信號(hào)，其中55.9(C′-4)和67.7(C-5)為連氧碳信號(hào)，14.00(C-10)為端甲基碳信號(hào)。與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[12，15]的[6]-姜酚的碳譜及質(zhì)譜數(shù)據(jù)對(duì)照，二者基本一致；與6-姜酚對(duì)照品共薄層色譜比較，二者Rf值相同，故鑒定化合物Ⅰ為[6]-姜酚。

化合物Ⅱ：黃色油狀物，三氯化鐵-鐵氰化鉀反應(yīng)陽(yáng)性，表明可能有酚羥基存在。EI-MSm/z：350[M]+，332，194，205，179，150，137，122，107，91，69，77，55，43。與化合物Ⅰ比較，分子量相差56，推測(cè)化合物Ⅱ比化合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)多了兩個(gè)乙基，屬于姜酚的同系物。1H-NMR(CDCl3，300 MHz)譜中給出δ：6.66～6.84(3H，m，Ar)，5.62(1H，s，ArOH)，4.04(1H，m，CH)，3.8(3H，s，Ar-OCH3)，3.03(1H，d，ROH)，2.85(2H，t，ArCH2)，2.75(2H，t，CH2CO)，2.48～2.60(2H，m，COCH2)，1.28～1.42 [12H，m，(CH2)6]，0.89(3H，t，RCH3)；13C-NMR(75 MHz，CDCl3)增中給出21個(gè)碳信號(hào)，其中δ111.0(C′-2)，114.3(C′-5)，120.7(C′-1)，132.7(C′-6)，144.0(C′-3)和147.9(C′-4)為苯環(huán)上的碳信號(hào)；δ55.9(C-4′)和67.7(C-5)為連氧碳信號(hào)；δ211.5(C-3)為羰基碳信號(hào)；δ14.1(C-14)為端甲基碳信號(hào)。其碳譜數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[13]的[10]-姜酚對(duì)照，二者基本一致，故鑒定化合物Ⅱ?yàn)閇10]-姜酚。

化合物Ⅲ：黃色油狀物，三氯化鐵-鐵氰化鉀反應(yīng)陽(yáng)性，表明可能有酚羥基存在，EI-MSm/z：276[M]+，205，179，151，137，122，119，107，91，77，55。與化合物Ⅰ比較，具有相同的碎片離子：m/z205，179，150，137，107，91，77，55，推測(cè)化合物Ⅲ與化合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)相似。13C-NMR(75 MHz，CDCl3)譜中給出21個(gè)碳信號(hào)，δ111.0(C′-2)、114.3(C′-5)、120.7(C′-1)、132.7(C′-6)、144.0(C′-3)和147.9(C′-4)為苯環(huán)上的碳信號(hào)；δ55.9(C-4′)和67.7(C-5)為連氧碳信號(hào)；δ211.5(C-3)為羰基碳信號(hào)；δ14.1(C-14)為端甲基碳信號(hào)。其碳譜數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[13-14]的[6]-姜烯酚對(duì)照，二者基本一致，故鑒定化合物Ⅱ?yàn)閇6]-姜烯酚。

化合物Ⅳ：黃色油狀物，三氯化鐵-鐵氰化鉀反應(yīng)陽(yáng)性，表明可能有酚羥基存在。EI-MSm/z：332[M]+，277，205，179，137，107，91，69，77，55，43。與化合物Ⅰ比較，分子量相差28，推測(cè)化合物Ⅳ比化合物Ⅰ的結(jié)構(gòu)多了1個(gè)乙基，屬于姜酚的同系物。其質(zhì)譜數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[15]的[8]-姜酚對(duì)照，二者基本一致，故鑒定化合物Ⅳ為[8]-姜酚。

化合物Ⅴ：無(wú)色針狀結(jié)晶(石油醚-乙酸乙酯)。主要IR吸收峰νmax/cm-1為：2956，3337，1129，1058，1368。EI-MSm/z：206 [M]+。由1H-NMR(300MHz，CDCl3)氫譜給出δ：0.83(3H，d，H-10)，1.00(3H，s，H-13)，1.26(3H，s，H-11)，1.32(3H，s，H-12)，1.10～2.20(14H，m)，13C-NMR(CDCl3，300 MHz)給出的15個(gè)碳信號(hào)，δ：15.6(q，C-10)，16.4(t，C-13)，25.3(t，C-1)，27.7(q，C-12)，30.2(q，C-11)，31.6(t，C-4)，35.3(t，C-5)，37.0(t，C-2)，41.5(t，C-3)，42.0(t，C-9)，43.4(s，C-8)，54.1(s，C-3a)，56.5(d，C-8a)，61.0(d，C-7)，75.1(s，C-6)。13推測(cè)分子式為C15H24，屬于具有揮發(fā)性的倍半萜類化合物，計(jì)算不飽和度為4。C-NMR在δ80以上的低場(chǎng)部分沒(méi)有出現(xiàn)共振峰，表明分子中沒(méi)有不飽和基團(tuán)，由此可推知化合物Ⅴ是三環(huán)倍半萜。由δH3.49(1H，可氘代)和δC75.1(s)可知Ⅴ分子中含有1個(gè)叔羥基；由δH1.00、0.86、0.83可以確定Ⅴ中有端甲基的存在。根據(jù)化合物Ⅴ的碳譜數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[16]的雪松烯的數(shù)據(jù)對(duì)照，二者基本一致，故鑒定化合物Ⅴ為雪松烯。

化合物Ⅵ：白色粉末(三氯甲烷)，mp：68 ℃，EI-MSm/z：452 [M]+，396，382，111，97，83，69，57，43，29。質(zhì)譜數(shù)據(jù)符合長(zhǎng)鏈脂肪酸的裂解規(guī)律。1H-NMR(CDCl3，300 MHz)譜給出δ：0.88(3H，t，2CH3)，1.25(多個(gè)H)，1.59，3.64(2H，t，-CH3)。以上波譜數(shù)據(jù)與相關(guān)文獻(xiàn)[17]報(bào)道的三十烷酸的質(zhì)譜和波譜數(shù)據(jù)對(duì)照，二者基本一致，故化合物Ⅵ確定為三十烷酸。

化合物Ⅶ：白色無(wú)定形粉末(石油醚-乙酸乙酯)，EI-MSm/z：278，223，205，149，104，93，76，57，41，29。1H-NMR(CDCl3，300MHz)譜給出：δ：7.64(2H，dd，J=3.6，6Hz，H-2，5)，7.53(2H，q，J=3.6，6Hz，H=3，4)，3.98(2H，d，J=6.5Hz，H-1′，1″)，1.92(2H，m，H-2′，2″)，0.81(12H，m，J=6.8Hz，H-3′，3″，4′，4″)；13C-NMR(CDCl3，150 MHz)譜給出：δ132.0(C-1，6)，128.5(C-2，5)，130.6(C-3，4)，71.5(C-1′，1″)，29.0(C-2′，2″)，19.5(C-3′，3″，4′，4″)，169.3(C=O)。從以上波譜數(shù)據(jù)推斷該化合物為鄰苯二甲酸二異丁酯。

化合物Ⅷ：無(wú)色針狀結(jié)晶(甲醇)，Liebermanm-Burchard反應(yīng)陽(yáng)性，Molish反應(yīng)呈陰性。與β-谷甾醇標(biāo)準(zhǔn)品共薄層色譜比較，二者Rf值相同。波譜數(shù)據(jù)與β-谷甾醇對(duì)照品一致，確定化合物Ⅵ為β-谷甾醇。

3 結(jié)論

作者從生姜超臨界CO2萃取物(SFE)中分離得到8個(gè)化合物，分別鑒定為[6]-姜酚(I)、[10]-姜酚(Ⅱ)、[6]-姜烯酚(Ⅲ)、8-姜酚(Ⅳ)、雪松烯(Ⅴ)、三十烷酸(Ⅵ)、鄰苯二甲酸二異丁酯(Ⅶ)和β-谷甾醇(Ⅷ)。它們均為首次從生姜SFE提取物中分得的化學(xué)成分。

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Phytochemical Study on SFE Extract ofZingerofficinale

GUAN Jian1，ZHANG Yan1,2，ZHAO Yuqing2,3*

(1.Liaoning Xinzhong Modern Medicine Co.，Ltd，Shenyang，110041，China；2.School of Traditional Chinese Materia Medica，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang 110016，China；3.Key Laboratory of Structure-based Drug Design and Discovery of Ministry of Education，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang 110016，China；4.Liaoning Institute of Pharmaceutical Research，Shenyang 110015，China)

Objective：To study the chemical components of the extract obtained by supercritical carbon dioxide fluid(SFE)fromZingerofficinale.Methods：SFE extract was isolated and purified by various chromatographic techniques(preparative HPLC)and so on.The obtained compounds were identified and elucidated by spectral and chemical methods.Results：The structures of eight compounds were identified as [6]-gingerol(I)，[10]-gingerol(Ⅱ)，[6]-shogaols(Ⅲ)，[8]-gingerol(Ⅳ)，cedrene(Ⅴ)，triacontanoic acid(Ⅵ)，1，2-benz-enedicar-boxylic acid，bis(2-methylpropyl)-ester(Ⅶ)，andβ-sitosterol(Ⅷ).Conclusion：The compounds I-Ⅷ were isolated from SFE extract inZingerofficinalefor the first time.

SFE inZingerofficinale；HPLC separation；chemical constituent；identification

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.2.006

2014-12-11)

沈陽(yáng)市科技攻關(guān)項(xiàng)目(F12-154-9-00)

*

趙余慶，男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：抗腫瘤和降血糖藥物及功能食品研究；Tel：(024)23986522，E-mail：zyq4885@126.com