莫哈韋絲蘭化學(xué)成分的研究*

瞿 璐，王劍麗，黃培建，燕潔靜，王 濤，張 祎

（天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津市中藥化學(xué)與分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 301617）

莫哈韋絲蘭[Yucca schidigera Roezl（Mojave），簡(jiǎn)稱絲蘭]，為龍舌蘭科（Agavaceae）絲蘭屬（Yucca）常綠灌木[1]，主要分布于美國(guó)西南、墨西哥北方沙漠。該植物富含甾體皂苷及酚酸類化學(xué)成分[2]。因具有較強(qiáng)的生物活性及較好的安全性，絲蘭提取物已通過(guò)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認(rèn)證。作為一種民間用藥，印第安人稱它為“生命之樹”?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，絲蘭提取物具有調(diào)節(jié)能量代謝和改善動(dòng)物養(yǎng)殖環(huán)境等多種作用[3-4]。文獻(xiàn)調(diào)研工作發(fā)現(xiàn)，該植物的化學(xué)成分研究缺乏系統(tǒng)性，極大程度上限制了它的進(jìn)一步開發(fā)與利用。

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用多種色譜技術(shù)，對(duì)絲蘭70%乙醇提取物的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)分離制備，并利用與文獻(xiàn)類似的方法[5-6]，鑒定了14個(gè)單體成分，分別為咖啡酸（1），β-羥基-3-甲氧基-4-羥基苯乙酮（2）、1-O-β-D-glucopyranosyl-2-hydroxy-4-allylbenzene（3）、2-O-（4-hydroxybenzoyl）-2，4，6-trihydroxyphenylacetic acid（4）、對(duì)羥基苯甲酸（5）、原兒茶酸（6）、4-羥基-3-甲氧基苯甲酸（7）、丁香酸（8）、對(duì)羥基苯甲醛（9）、原兒茶醛（10）、麥芽酚（11）、5-hydroxymaltol（12）、5-羥甲基糠醛（13）和 4，4-二甲基-1，7-庚二酸（14）。其中，2～4、7～14 為首次從絲蘭屬植物中分離得到的化合物，5、6為首次從該種植物中分離得到的化合物。

1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

正相柱色譜用硅膠（48～75 μm，青島海洋化工廠）；薄層色譜硅膠預(yù)板、高效硅膠GF254（天津思利達(dá)科技有限公司）；ODS（YMCGel ODS-A-HG，S～50 μm，日本 YMC 株式會(huì)社）；Sephadex LH-20（瑞典Ge Healthcare Bio-Sciences AB公司）；D101大孔吸附樹脂（凈品級(jí)，天津海光化工有限公司）；氘代甲醇（北京崇熙科技孵化器公司）；HPLC用分析柱/制備柱型號(hào)分別為Cosmosil 5C18-MS-II（4.6 mm×250 mm，5 μm/20 mm × 250 mm，5 μm，日本 Nacalai Tesque公司）；Wakopak Navi C30-5（4.6 mm×250 mm，5μm/7.5mm×250mm，5μm，日本W(wǎng)akoPureChemical公司）。

二氯甲烷、甲醇、乙腈、丙酮、冰醋酸等試劑（色譜純或分析純）購(gòu)自天津康科德科技有限公司。

莫哈韋絲蘭藥材采自美國(guó)東南部弗羅里達(dá)州，由天津中醫(yī)藥大學(xué)李天祥教授鑒定為龍舌蘭科絲蘭屬莫哈韋絲蘭[Yucca schidigera Roezl（Mojave）]的干燥莖。

2 提取與分離

絲蘭干燥粉末（5.0 kg）經(jīng)70%乙醇溶液依次加熱回流提取，得浸膏800.0 g。上述浸膏（700.0 g）經(jīng)D101大孔吸附樹脂柱色譜分離（H2O→95%EtOH），得到H2O洗脫物（380.0 g）和95%乙醇洗脫物（310.0 g）。95%乙醇洗脫物（200.0 g）經(jīng)硅膠柱色譜分離[CH2Cl2→CH2Cl2-MeOH（100∶1→100∶3→100∶7→5∶1→3∶1→2∶1→0∶100），v/v]，得到 13 個(gè)組分（Fr.1～Fr.13）。Fraction 3（7.5 g）經(jīng) Sephadex LH-20 凝膠柱色譜分離[CH2Cl2-MeOH（1∶1，v/v）]，得到 8 個(gè)組分（Fr.3-1～Fr.3-8）。Fraction 3-5（350.0 mg） 經(jīng) PH PLC 分離制備[MeOH-H2O（40∶60，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到 6個(gè)組分（Fr.3-5-1～Fr.3-5-6）。Fraction 3-5-6（20.1 mg）經(jīng) PHPLC分離制備[MeOH-H2O（40∶60，v/v）+1%HAc，Wakopak Navi C30-5column]，得到 β-羥基-3-甲氧基-4-羥基苯乙酮（2，5.0 mg）和4-羥基-3-甲氧基苯甲酸（7，8.2 mg）。Fraction 3-6（915.8 mg）經(jīng) PHPLC 分離制備[CH3CN-H2O（10∶90，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到丁香酸（8，29.5 mg）、對(duì)羥基苯甲醛（9，21.0 mg）和 5-羥甲基糠醛（13，66.9 mg）。Fraction 3-6-2（26.6 mg）經(jīng) PHPLC 分離制備[MeOH-H2O（15∶85，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到麥芽酚（11，10.7 mg）和 5-hydroxymaltol（12，6.0 mg）。Fraction 3-6-5（30.1 mg）經(jīng)PHPLC 分離制備[MeOH-H2O（40∶60，v/v）+1%HAc，Wakopak Navi C30-5 column]，得到 β-羥基-3-甲氧基-4-羥基苯乙酮（2，2.5 mg）和 4-羥基-3-甲氧基苯甲酸（7，2.2 mg）。Fraction 4（4.1 g）經(jīng) Sephadex LH-20 凝膠柱色譜分離[CH2Cl2-MeOH（1∶1，v/v）]，得到 7 個(gè)組分（Fr.4-1～Fr.4-7）。Fraction 4-3（1.4 g）經(jīng) PHPLC 分離制備[MeOH-H2O（40：60，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到 7 個(gè)組分（Fr.4-3-1～Fr.4-3-7）。Fraction 4-3-6（31.6 mg）經(jīng)PHPLC 分離制備[CH3CN-H2O（26∶74，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到 4，4-二甲基-1，7-庚二酸（14，14.7 mg）。Fraction 4-5（777.7 mg）經(jīng) PHPLC 分離制備[MeOH-H2O（25：75，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到 4 個(gè)組分（Fr.4-5-1～Fr.4-5-4）。其中 Fraction 4-5-1經(jīng)鑒定為5-hydroxymaltol（12，23.0 mg）。Fraction 4-5-2（20.0 mg）經(jīng) PHPLC 分離制備[CH3CN-H2O（14∶86，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到原兒茶醛（10，10.0 mg）。Fraction 4-5-3（258.3 mg）經(jīng)PHPLC 分離制備[CH3CN-H2O（14∶86，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到對(duì)羥基苯甲酸（5，180.3 mg）。Fraction 5（3.2 g）經(jīng) ODS 柱色譜分離[MeOH-H2O（10∶90→20∶80→30∶70→40∶60→50∶50→60∶40→70∶30→80∶20→100∶0，v/v）]，得到 12 個(gè)組分（Fr.5-1～Fr.5-12）。Fraction 5-2（116.4 mg）經(jīng)Sephadex LH-20凝膠柱色譜分離（MeOH）以及PH PLC 分離制備[MeOH-H2O（15∶85，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到原兒茶酸（6，20.8 mg）。Fraction 5-4（228.6 mg）經(jīng) Sephadex LH-20凝膠柱色譜分離（MeOH）及PHPLC分離制備[MeOH-H2O（30∶70，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到咖啡酸（1，40.7 mg）。Fraction 6（12.0 g）經(jīng) ODS 柱色譜分離[MeOH-H2O（30∶70→40∶60→50∶50→60∶40→70∶30→80∶20→100∶0，v/v）]，得到 14個(gè)組分（Fr.6-1～Fr.6-14）。Fraction 6-5（253.1 mg）經(jīng) PHPLC 分離制備[MeOH-H2O（35∶65，v/v）+1%HAc，Cosmosil 5C18-MS-II column]，得到 1-O-β-D-glucopyranosyl-2-hydroxy-4-allylbenzene（3，33.0 mg） 和 2-O-（4-hydroxybenzoyl）-2，4，6-tri hydroxyphenylacetic acid（4，14.3 mg）?；衔锝Y(jié)構(gòu)如圖1。

3 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 181.049 4[M+H]+（calcd for C9H9O4，181.049 5），確定其分子式為 C9H8O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.05（1H，d，J=2.0 Hz，H-2），6.79（1H，d，J=8.0 Hz，H-5），6.94（1H，dd，J=2.0、8.0 Hz，H-6），7.55（1H，d，J=16.0 Hz，H-7），6.23（1H，d，J=16.0 Hz，H-8）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：127.9（C-1），115.2（C-2），146.8（C-3），149.4（C-4），116.5（C-5），122.9（C-6），147.0（C-7），115.7（C-8），171.2（C-9）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為咖啡酸（caffeicacid）。

化合物2：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 197.081 0[M+H]+（calcd for C10H13O4，197.080 8），確定其分子式為 C10H12O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.55（1H，d，J=2.0 Hz，H-2），6.85（1H，d，J=8.0 Hz，H-5），7.57（1H，d，J=2.0、8.0 Hz，H-6），3.16（2H，t，J=6.0 Hz，H2-2′），3.94（2H，t，J=6.0 Hz，H2-3′），3.90（3H，s，3-OCH3）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：130.5（C-1），112.0（C-2），149.4（C-3），153.6（C-4），115.9（C-5），124.9（C-6），199.8（C-1′），41.7（C-2′），59.0（C-3′），56.4（3-OCH3）。其1H NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為 β-羥基-3-甲氧基-4-羥基苯乙酮（β-hydroxypropiovanllone）。

圖1 化合物1-14的結(jié)構(gòu)

化合物3：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 311.113 6[M-H]-（calcd for C15H19O7，311.113 6），確定其分子式為C15H20O7。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：6.67（1H，d，J=2.0 Hz，H-3），6.60（1H，dd，J=2.0、8.0 Hz，H-5），7.09（1H，d，J=8.0 Hz，H-6），3.26（2H，br.d，ca.J=7 Hz，H2-7），5.91（1H，ddt，J=7.0、10.5、17.0 Hz，H-8），[5.01（1H，ddd，J=1.5、3.5、10.5 Hz），5.03（1H，ddd，J=1.5、3.5、17.0 Hz），H2-9]，4.70（1H，d，J=7.5 Hz，H-1′），3.49（1H，dd，J=7.5、9.0 Hz，H-2′），3.47（1H，dd，J=7.5、9.0 Hz，H-3′），3.41（1H，m，overlapped，H-4′），3.41（1H，m，overlapped，H-5′），[3.71（1H，dd，J=5.0、12.0 Hz），3.89（1H，dd，J=2.0、12.0 Hz），H2-6′]。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：145.2（C-1），148.4（C-2），117.3（C-3），137.2（C-4），121.0（C-5），119.0（C-6），40.6（C-7），139.1（C-8），115.8（C-9），104.7（C-1′），74.9（C-2′），77.6（C-3′），71.3（C-4′），78.3（C-5′），62.4（C-6′）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為1-O-β-D-glucopyranosyl-2-hydroxy-4-allylbenzene，并結(jié)合2D NMR譜的解析，對(duì)文獻(xiàn)中C-3和 C-6、C-3′和 C-5′之間的化學(xué)位移值進(jìn)行了調(diào)換。

化合物4：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 303.051 6[M-H]-（calcd for C15H11O7，303.051 0），確定其分子式為 C15H12O7。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：6.17（1H，d，J=2.5 Hz，H-3），6.26（1H，d，J=2.5 Hz，H-5），3.46（2H，s，H2-7），8.00（2H，d，J=8.5 Hz，H-2′，6′），6.88（2H，d，J=8.5 Hz，H-3′，5′）。13C NMR （CD3OD，125 MHz）δ：107.6（C-1），158.5（C-2），101.2（C-3），158.5（C-4），102.1（C-5），152.4（C-6），30.2（C-7），176.0（C-8），121.5（C-1′），133.5（C-2′，6′），116.5（C-3′，5′），164.2（C-4′），166.3（C-7′）。其1H、13C NMR 譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[10]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為2-O-（4-hydroxybenzoyl）-2，4，6-trihydroxyphenylacetic acid，并結(jié)合2D NMR譜的解析，對(duì)文獻(xiàn)中H-3和H-5之間的化學(xué)位移值進(jìn)行了調(diào)換。

化合物5：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 139.039 5[M+H]+（calcd for C7H7O3，139.039 0），確定其分子式為 C7H6O3。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.94（2H，d，J=9.0 Hz，H-2，6），6.87（2H，d，J=9.0 Hz，H-3，5）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：122.7（C-1），133.1（C-2，6），116.1（C-3，5），163.3（C-4），170.4（C-7）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為p-hydroxyl benzoic acid。

化合物6：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 155.034 1[M+H]+（calcd for C7H7O4，155.033 9），確定其分子式為 C7H6O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.44（1H，d，J=2.0 Hz，H-2），6.80（1H，d，J=8.0 Hz，H-5），7.43（1H，dd，J=2.0、8.0 Hz，H-6）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：123.3（C-1），117.8（C-2），146.1（C-3），151.6（C-4），115.8（C-5），123.9（C-6），170.4（C-7）。其1H、13C NMR 譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為原兒茶酸（protocatechuic acid）。

化合物7：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 169.049 9[M+H]+（calcd for C8H9O4，169.049 5），確定其分子式為 C8H8O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.56（1H，d，J=2.0 Hz，H-2），6.83（1H，d，J=8.5 Hz，H-5），7.55（1H，dd，J=2.0、8.5 Hz，H-6），3.89（3H，s，3-OCH3）13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：123.5（C-1），113.9（C-2），148.7（C-3），152.6（C-4），115.9（C-5），125.3（C-6），170.4（C-7），56.5（3-OCH3）。其1H、13C NMR 譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為4-羥基-3-甲氧基苯甲酸（4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid）。

化合物8：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 199.060 1[M+H]+（calcd for C9H11O5，199.060 1），確定其分子式為 C9H10O5。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.33（2H，s，H-2，6），3.88（6H，s，3，5-OCH3）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：122.2（C-1），108.4（C-2，6），148.9（C-3，5），141.7（C-4），170.2（C-7），56.8（3，5-OCH3）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為丁香酸（syringic acid）。

化合物9：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 123.043 9[M+H]+（calcd for C7H7O2，123.044 1），確定其分子式為 C7H6O2。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.76（2H，d，J=8.5 Hz，H-2，6），6.91（2H，d，J=8.5 Hz，H-3，5），9.76（1H，s，H-7）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：130.2（C-1），133.5（C-2，6），117.0（C-3，5），165.5（C-4），192.8（C-7）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[15]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為對(duì)羥基苯甲醛（p-hydroxy-benzaldehyde）。

化合物10：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 139.039 2[M+H]+（calcd for C7H7O3，139.039 0），確定其分子式為 C7H6O3。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.30（1H，d，J=2.0 Hz，H-2），6.90（1H，d，J=8.0 Hz，H-5），7.31（1H，dd，J=2.0、8.0 Hz，H-6），9.69（1H，s，H-7）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：130.9（C-1），115.4（C-2），147.3（C-3），153.9（C-4），116.3（C-5），126.4（C-6），193.1（C-7）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為原兒茶醛（protocatechuic aldehyde），并結(jié)合2D NMR譜的解析，對(duì)文獻(xiàn)中C-2和C-5之間的化學(xué)位移值進(jìn)行了調(diào)換。

化合物11：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 127.039 1[M+H]+（calcd for C6H7O3，127.039 0），確定其分子式為 C6H6O3。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：6.38（1H，d，J=5.5 Hz，H-5），7.93（1H，d，J=5.5 Hz，H-6），2.34（3H，s，2-CH3）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：152.3（C-2），144.8（C-3），175.4（C-4），114.4（C-5），156.3（C-6），14.3（2-CH3）。其1H、13C NMR 譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[17]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為麥芽酚（maltol）。

化合物12：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 143.034 0[M+H]+（calcd for C6H7O4，143.033 9），確定其分子式為 C6H6O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.85（1H，s，H-6），2.31（3H，s，2-CH3）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：151.7（C-2），143.0（C-3），170.4（C-4），145.9（C-5），140.4（C-6），14.6（2-CH3）。其1H、13C NMR 譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[18]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為5-hydroxymaltol。

化合物13：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 127.038 6[M+H]+（calcd for C6H7O3，127.039 0），確定其分子式為 C6H6O3。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：7.38（1H，d，J=4.0 Hz，H-3），6.58（1H，d，J=4.0 Hz，H-4），9.53（1H，s，H-CHO），4.62（2H，s，5-CH2OH）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：153.9（C-2），124.9（C-3），110.9（C-4），163.2（C-5），179.5（2-CHO），57.7（5-CH2OH）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[19]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為5-羥甲基糠醛（5-hydroxy methyl furfura）。

化合物14：白色粉末。高分辨Q-TOF-ESI-MS給出其準(zhǔn)分子離子峰m/z 189.111 7[M+H]+（calcd for C9H17O4，189.112 1），確定其分子式為 C9H16O4。1H NMR（CD3OD，500 MHz）δ：2.28（4H，t，J=7.0 Hz，H2-2，6），1.60（4H，t，J=7.0 Hz，H2-3，5），1.35（6H，s，H3-8，9）。13C NMR（CD3OD，125 MHz）δ：177.8（C-1，7），35.0（C-2，6），30.1（C-3，5），26.1（C-4，8，9）。其1H、13C NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20]相對(duì)照，鑒定該化合物的結(jié)構(gòu)為 4，4-二甲基-1，7-庚二酸（4，4-dimethyl-1，7-pimelic acid）。

4 結(jié)果與討論

絲蘭在觀賞、醫(yī)藥、飼料、凈化環(huán)境等方面均有獨(dú)特應(yīng)用，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其物質(zhì)基礎(chǔ)研究尚不深入具體，限制了它的進(jìn)一步開發(fā)及應(yīng)用。本研究應(yīng)用多種色譜及波譜學(xué)技術(shù)，對(duì)絲蘭70%乙醇提取物的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)分離制備及結(jié)構(gòu)鑒定。首次從該植物中分離得到的化合物5、6及首次從絲蘭屬中分離得到的化合物2～4、7～14為該植物乃至絲蘭屬植物化學(xué)成分的研究進(jìn)行了補(bǔ)充，也為絲蘭的進(jìn)一步研究與開發(fā)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。