紫蘆筍的化學(xué)成分研究

艾洪蓮，張嫻，李慶慶，陳芷萱,李薇，林春，毛自朝，何雋*

(1中南民族大學(xué) 藥學(xué)院，武漢430074；2云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，昆明 650201)

蘆筍(Asparagusofcinalis)是百合科(Liliaceae)天門冬屬(Asparagus)多年生草本植物[1]石刁柏的幼苗，原產(chǎn)于地中海沿岸和小亞細(xì)亞一帶.因其含有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和微量元素，被譽(yù)為“蔬菜之王”[2],根據(jù)嫩莖顏色常分為白蘆筍、綠蘆筍和紫蘆筍. 白蘆筍和綠蘆筍比較常見，紫蘆筍是2倍體加倍后篩選培育而成的4倍體新品種，含有豐富的花青素. 紫蘆筍主要是以嫩莖為商品進(jìn)行鮮銷、速凍或加工成蘆筍罐頭，但占植株生物量70%～80%的母莖往往被廢棄. 為了實(shí)現(xiàn)蘆筍資源的綜合利用，同時(shí)為了對(duì)紫蘆筍的藥理活性成分作進(jìn)一步的深入解析，本研究對(duì)紫蘆筍商品化廢棄材料的次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行了研究，利用反復(fù)硅膠柱層析、凝膠Sephadex-20及高效液相色譜等方法，從中分離得到7個(gè)單體化合物，經(jīng)現(xiàn)代波譜分析方法(1D-NMR,2D-NMR,EI-MS,ESI-MS)，將其結(jié)構(gòu)分別鑒定為：1-methoxy-4-[5-(4-methoxyphenoxy)-3-penten-1-ynyl]benzene(1)、benzylβ-D-glucopy-ranoside(2)、5-(β-D-glucopyranosyloxy)-2-hydroxy benzoic acid methyl ester(3)、20- hydroxyecdysone(4)、methyl-2-O-β-glucopyranosylbenzoate(5)、syringaresi-nol-O-β-D-glucopyranoside(6)、integristerone A(7)(圖1). 希望可以從其結(jié)構(gòu)多變的次生代謝產(chǎn)物中，發(fā)現(xiàn)藥物先導(dǎo)化合物，從而實(shí)現(xiàn)紫蘆筍的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益.

圖1 化合物1～7的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structures of compounds 1-7

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

核磁共振波譜儀(Bruker公司，AM 600型),其中，1H-NMR在600 MHz下測(cè)定，13C-NMR在150 MHz下測(cè)定；Waters Autospec Premier P776質(zhì)譜儀；API QSTAR Pulsar；Jasco-P-1020旋光儀； Bruker Tensor 27 FT-IR型紅外光譜儀；Shimadzu UV-2401PC型分光光度計(jì).

柱色譜材料：柱色譜用硅膠(80～100目和200～300目)與GF254TLC板(青島海洋化工廠)；Sephadex LH-20(瑞典Amersham Biosciences公司)；反相材料Chromatorex (40～75μm)(日本FuJi Silysia公司)；分析型HPLC為Agilent 1260，色譜柱為Agilent Zorbax SB-C18柱(4.6 mm×150 mm)，粒徑5μm；制備型HPLC為Agilent 1260，色譜柱為Agilent Zorbax SB-C18柱(9.4 mm×150 mm)，粒徑5μm. 顯色方法為紫外燈下波長(zhǎng)254 nm和365 nm處觀察熒光，碘蒸氣顯色及10%硫酸乙醇溶液顯色劑加熱顯色.

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

紫蘆筍(樣品由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)毛自朝教授鑒定并提供)商品化的廢棄材料5 kg，45 ℃烘干粉碎待用.

1.3 提取和分離

干燥的紫蘆筍廢棄材料粉碎后，用2倍體積的80%甲醇提取3次，每次12 h，合并提取液，減壓濃縮至2 L，加入等體積的乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯萃取液，減壓濃縮得到總浸膏58.5 g.

經(jīng)正相硅膠柱層析，用氯仿/甲醇(1∶0,9∶1,7∶3,5∶5,3∶7,9∶1,0∶1)系統(tǒng)梯度洗脫得 8 個(gè)組分(A～H).

組分B經(jīng)過反相中壓(甲醇/水，0∶100～100∶0)分離，用薄層層析色譜檢測(cè)，濃縮得到3個(gè)亞組分B1～B3.

組分B1經(jīng)過反復(fù)硅膠柱層析(石油醚/乙酸乙酯，石油醚/丙酮，石油醚/氯仿)和 Sephadex LH-20(MeOH)凝膠柱層析分離得到化合物1.

組分B2經(jīng)Sephadex LH - 20( CHCl3/MeOH,1∶1 )分離得到4個(gè)組分B2a～B2d，其中B2b 用薄層層析色譜分析(石油醚/丙酮，2∶1)，熒光下有兩組清晰的點(diǎn)(Rf值在0.4～0.6，部分有交叉)，用分析型高效液相色譜分析(乙腈/水，5%～100%,18 min)，隨后經(jīng)制備型高效液相色譜制備(乙腈/水，15%～23%，30 min)得到化合物2、3.

組分B3經(jīng) Sephadex LH-20(CHCl3/MeOH,1∶1),Sephadex LH-20(CH3COCH3)凝膠柱層析分離得到化合物4.

組分C經(jīng)過反相中壓(甲醇/水，0∶100～100∶0)分離，用薄層層析色譜檢測(cè)，濃縮得到10個(gè)亞組分C1～C10.

組分C7經(jīng) Sephadex LH-20 凝膠柱(CHCl3/MeOH,1∶1)分離得到4個(gè)組分C7a～C7d，C7c用分析型高效液相色譜分析(乙腈/水，5%～100%,18 min)，隨后用制備型高效液相色譜制備(乙腈/水，30%～45%，25 min)得到化合物5、6.

組分C9經(jīng)正相(氯仿/甲醇，8∶1)硅膠柱層析分離得到化合物7.

2 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1：C19H18O3,無色針狀結(jié)晶;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.34(2H,m),6.86(6H,m),6.29(1H,dt,J=15.9,5.3 Hz),6.04(1H,dt,J= 15.9,1.8 Hz),4.57(2H,dd,J= 5.3,1.8 Hz),3.80(3H,s),3.74(3H,s);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC159.9(C-1),154.2(C-16),152.6(C-13),137.3(C-10),132.5(C-3,C-5),115.4(C-14,C-18),115.2(C-4),114.2(C-15,C-17),113.7(C-2,C-9),111.7(C-6),89.8(C-7),85.3(C-8),68.0(C-11),54.7(16-OMe),54.4(1-OMe).上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[3]報(bào)道基本一致，故化合物1的結(jié)構(gòu)確定為1-methoxy-4-[5-(4-methoxyphenoxy)-3-penten-1-ynyl]benzene.

化合物2：C13H18O6，無定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.42(2H,d,J= 7.2 Hz),7.33(2H,m),7.26(1H,m),4.35(1H,d,J= 7.8 Hz),3.89(1H,dd,J=11.9,2.1 Hz),3.68(1H,dd,J= 11.9,5.7 Hz);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC137.6,127.9,127.8,127.3(C-aryl),101.8(C-1),76.7( C-5),76.6(C-3),73.7(C-2),70.3(C-1′),70.2(C-4),61.4(C-6).上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[4]報(bào)道基本一致，故化合物2的結(jié)構(gòu)確定為benzylβ-D-glucopyranoside.

化合物3: C14H18O9，白色無定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.61(1H,d,J=3.1 Hz),7.31(1H,dd,J=9.0,3.1Hz),6.89(1H,d,J=9.0 Hz),4.76(1H,d,J=7.4 Hz),3.94(3H,s),3.89(1H,m),3.69(1H,dd,J=12.0,5.4 Hz),3.43(2H,m),3.39(2H,m);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC170.1(1-COOCH3),156.9(C-2),150.1(C-5),125.8(C-4),117.7(C-6),117.1(C-3),112.0(C-1),102.2(C-1′),76.8(C-5′),76.5(C-3′),73.5(C-2′),70.0(C-4′),61.1(C-6′),51.5(1-COOCH3).上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[5]報(bào)道基本一致，故化合物3的結(jié)構(gòu)確定為5-(β-D-glucopyranosyloxy)-2-hydroxy benzoic acid methyl ester.

化合物4: C27H44O7，無定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH5.81(1H,d,J=2.4 Hz),3.95(1H,d,J=1.7 Hz),3.84(1H,ddd,J=12.0,4.0,3.2 Hz),3.34(1H,dd,J=9.7,1.7 Hz),3.15(1H,ddd,J=11.0,7.5,2.1 Hz),2.38(1H,dd,J=9.5,8.0 Hz),2.13(1H,dt,J=13.0,4.8 Hz),1.43(2H,dd,J=13.3,12.3 Hz),1.20(3H,s),1.19(3H,s),1.19(3H,s),0.96(3H,s),0.89(3H,s);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC206.5(C-6),168.0(C-8),122.1(C-7),85.2(C-14),78.4(C-22),77.9(C-20),71.3(C-25),68.7(C-2),68.5(C-3),51.8(C-5),50.5(C-17),42.4(C-24),39.3(C-10),37.3(C-1),35.1(C-9),32.8(C-4),32.5(C-12),31.8(C-15),29.7(C-26),28.9(C-27),27.3(C-23),24.4(C-19),21.5(C-11),21.5(C-16),21.0(C-21),18.1(C-18). 上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[6]報(bào)道基本一致，故化合物4的結(jié)構(gòu)確定為20-hydroxyecdysone.

化合物5: C14H18O8，褐色針狀結(jié)晶;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH7.76(1H,t,J=1.1,7.6,8.0 Hz),7.53(1H,t,J=7.1,7.6 Hz),7.40(1H,d,J=8.6 Hz),7.13(1H,t,J=7.6,15.1 Hz),3.90(1H,m),3.89(3H,s),3.71(1H,m),3.52(1H,m),3.49(1H,m),3.45(1H,m),3.40(1H,m);13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC168.7(-COO-),158.9(C-1),135.3(C-4),132.2(C-6),123.8(C-5),122.5(C-2),119.2(C-3),104.2(C-1′),78.6(C-5′),77.7(C-3′),75.1(C-2′),71.4(C-2′),62.7(C-6′),53.0(-OMe).在1H-NMR譜中，δH7.79(1H,t,J=1.1,7.6,8.0 Hz),7.56(1H,t,J=7.1,7.6 Hz),7.42(1H,d,J=8.6 Hz),7.15(1H,t,J=7.6,15.1 Hz)說明存在一個(gè)苯環(huán)鄰位二取代系統(tǒng)，在13C-NMR譜中δC104.2(C-1′),78.6(C-5′),77.7(C-3′),75.1(C-2′),71.4(C-2′),62.7(C-6′)推測(cè)結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)糖. 通過HMBC譜，可觀察到δC168.7(-COO-)與δH3.92(3H,s)有遠(yuǎn)程相關(guān)，證明含有-COOCH3. 以上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]報(bào)道基本一致，故化合物5的結(jié)構(gòu)確定為甲基-2-O-β-吡喃葡糖基苯甲酸.

化合物6: C28H36O13，無定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH6.74(2H,s),6.68(2H,s),4.30(2H,m),3.93(2H,d,J=8.4 Hz),3.88(6H,s),3.86(6H,s),3.40-3.53(4H,m,sugar),3.13-3.25(2H,m).13C-NMR(MeOD,150 MHz):δC154.4,(C-3″,C-5″),147.9(C-3′,C-5′),139.5(C-4″),136.1(C-4′),135.5(C-1′),133.0(C-1″),105.2(C-2?),104.7(C-2′,C-6′),104.4(C-2″,C-6″),87.6(C-6),87.2(C-2),78.3(C-6?),77.7(C-4?),75.6(C-3?),72.9(C-4),72.8(C-8),71.2(C-5?),62.5(C-7?),57.0(C-7′,C-8′),56.8(C-7″,C-8″),55.8(C-5),55.5(C-1). 上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]報(bào)道基本一致，故化合物6確定為syringaresinol-O-β-D-glucopyranoside.

化合物7: C28H44O8，淡黃色無定型粉末;1H-NMR(MeOD,600 MHz):δH5.84(1H,s),4.04(1H,m),3.82(1H,t,J=3.1,3.1 Hz),3.68(1H,dd,J=8.2,3.5 Hz),2.9(1H,dd,J=12.4,4.4 Hz),2.41(1H,dd,J=9.2,8.2 Hz),2.40(2H,m,),1.41(3H,s),1.32(3H,s),1.29(3H,s),1.21(3H,s),1.15(3H,s),0.96(3H,s),0.78(3H,s);13C-NMR(MeOD,600 MHz):δC204.8(C-6),165.4(C-8),121.5(C-7),106.9(C-28),85.0(C-20),84.2(C-14),82.1(C-22),70.7(C-25),67.7(C-3),67.3(C-2),50.5(C-17),48.9(C-13),47.3(C-5),41.2(C-10),38.1(C-24),36.5(C-9),33.7(C-4),31.8(C-12),31.2(C-15),30.7(C-27),29.0(C-26),28.0(C-29),26.9(C-30),24.0(C-23),23.2(C-21),22.1(C-16),21.1(C-11),20.4(C-19),17.1(C-18). 上述數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]報(bào)道基本一致，故化合物7鑒定為integristerone A.

3 結(jié)語

在歐洲，蘆筍干燥的根曾經(jīng)用于治療腎結(jié)石、尿道炎等疾?。辉谥袊?guó)，蘆筍被用作補(bǔ)藥、退熱藥、抗癌藥等. 藥理學(xué)研究表明[10-13]，蘆筍具有抗癌、抗炎、抗誘變、抗菌、抗氧化等多種生物活性. 紫蘆筍作為人工培育的多倍體品種，常被作為餐后水果，在中國(guó)屬于高端消費(fèi)產(chǎn)品.從其商品化廢棄料中分離鑒定了7個(gè)化合物，化合物類型涉及甾體類、糖苷類、木脂素類等，這與綠蘆筍的化學(xué)成分報(bào)道一致[14-16]. 本文分離到的7個(gè)化合物單體是否具有抗癌抗炎等上述生物活性，值得進(jìn)一步研究與探索.