馬鞭草的化學(xué)成分研究

馬金華，楊勇勛

(1.西昌學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，四川 西昌 615000 2.西昌學(xué)院動物科學(xué)學(xué)院，四川 西昌 615000)

馬鞭草科馬鞭草屬植物在全世界約有250 種，除2 －3 種產(chǎn)東半球外，全部產(chǎn)于熱帶至溫帶美洲；我國僅有一野生種，即馬鞭草Verbena officinalis L.[1]. 馬鞭草，又名鐵馬鞭、馬鞭稍，在我國作為一種傳統(tǒng)中藥與民族藥應(yīng)用.本品性味苦、涼，具活血散瘀、解毒、利水、退黃、截瘧的功效，用于治療癥瘕積聚、痛經(jīng)經(jīng)閉、喉痹、癰腫、水腫、黃疸、瘧疾[2].此外，馬鞭草還是一味世界傳統(tǒng)藥物，并被收載入多國藥典，如收載入英國草藥典.馬鞭草在歐洲一些國家作為一種促進(jìn)睡眠、抗焦慮的藥物使用，并且在前期的研究中揭示馬鞭草水提液具有神經(jīng)保護(hù)作用，而且較多的研究證實(shí)其藥效物質(zhì)就是馬鞭草中的特征性環(huán)烯醚萜苷類成分，如馬鞭草苷[3－4].但是，近年來的研究也證實(shí)自然界普遍存在的黃酮類成分也具有神經(jīng)保護(hù)、抗抑郁等方面的作用，而且黃酮類化合物還是苯并二氮受體、GABAA受體的良好配體[5].因此，鑒于馬鞭草植物在四川省涼山地區(qū)資源的豐富性，以及為尋找、開發(fā)天然抗抑郁活性物質(zhì)、闡明馬鞭草的神經(jīng)保護(hù)、促進(jìn)睡眠、抗抑郁的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，本課題組對馬鞭草全草進(jìn)行了前后兩次的化學(xué)成分研究，前期研究分離得到了馬鞭草苷[6]，本次研究再從中分得另一特征性環(huán)烯醚萜苷主要成分——戟葉馬鞭草苷，以及低極性的黃酮、蒽醌、苯丙素等類型的7 個(gè)化合物，此為馬鞭草的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究及抗抑郁新藥的開發(fā)打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ).

1 儀器與材料

DRX－500 MHz 核磁共振儀(瑞士Bruker 公司)；Agilent MSD－Trap－XCT 低分辨質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)；Rp－C18硅膠為40 ～60 μm(Daiso 公司)；MCI gel CHP 20P(日本三菱公司)；Sephadex LH －20(GE公司)；柱色譜用硅膠(200 ～300 目)和薄層色譜用硅膠(10 ～40 μm，青島海洋化工有限公司)；D101 大孔吸附樹脂(成都科龍化工廠)；溶劑均為分析純.

馬鞭草藥材采集于2016 年9 月，采集地為四川省西昌市.藥材經(jīng)作者鑒定為馬鞭草科馬鞭草Verbe-na officinalis L. 植物的全草.

2 提取與分離

水煎煮，提取2 次，每次1h，紗布濾過，合并濾液，上D101 大孔吸附樹脂. 吸附速度大約以每秒1 滴的流出速度進(jìn)行，吸附終點(diǎn)以流出液顯淺黃色時(shí)為止. 樹脂依次用50%與95%乙醇洗脫，洗脫液減壓濃縮回收溶劑，分別得50%與95%部位(Fr. 1 ～2).

Fr.1(50%乙醇部位，150 g)用硅膠拌樣，上硅膠柱，用石油醚－乙酸乙酯、乙酸乙酯－甲醇系統(tǒng)梯度洗脫，點(diǎn)板合并，分成三段(A －C). 取A 段用RP －C18硅膠(甲醇－水0∶100→100∶0)洗脫，分成15 個(gè)亞流分(Fr. A.1 ～A.15).合并A.10 －A.14，用Sepha-dex LH－20 凝膠柱色譜純化(甲醇為流動相)，再分成三段，其中的第二段再用Sephadex LH －20 凝膠柱色譜純化(甲醇為流動相)，以及制備TLC(石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)，得化合物2-4；制備TLC(三氯甲烷:甲醇＝10∶0.5)，得化合物5-7；取B 段，用MCI 柱分離(甲醇水系統(tǒng)10% －40%為流動相)，分成三段(B1 －B3).將B2 用Sephadex LH －20 凝膠柱色譜(甲醇為流動相)純化，將其中一個(gè)在254 nm 下有熒光熄滅暗斑的點(diǎn)作為分離目標(biāo)，再經(jīng)硅膠柱(三氯甲烷:甲醇:乙酸＝10∶0.6∶0.1%)，制備TLC(三氯甲烷:甲醇:乙酸＝10∶3∶0.1%)分離，得化合物1.以上化合物的結(jié)構(gòu)見圖1.

新鮮馬鞭草全草，曬干，切碎(10 kg)，用3 倍量

圖1 化合物1-7 的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of 1-7

3 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1 無色油狀.在254nm 下有熒光熄滅暗斑，硫酸乙醇顯黑色，再加之極性大小，以及在本植物中的量較大，提示本化合物可能是馬鞭草的特征性環(huán)烯醚萜苷類成分馬鞭草苷. 進(jìn)一步采用NMR 測定本化合物的1D NMR 譜，圖譜顯示出特征的馬鞭草苷的結(jié)構(gòu)信息.如在1H－NMR 譜中，在δ 3.2 －4.6 之間有多個(gè)多重峰，其中δ 4.6(J ＝7.9 Hz)的一個(gè)雙重峰顯示出分子中含有一個(gè)葡萄糖結(jié)構(gòu). 另外，在δ 3.67的一個(gè)3H 單峰，說明分子中具有一個(gè)甲氧基.以及在低場的烯氫δ7.65 單峰均提示本化合物可能是馬鞭草苷.但一個(gè)重要的縮醛氫δ 5.86 (1H，d，J ＝1.4 Hz，H－1)的偶合常數(shù)，揭示了本化合物應(yīng)是馬鞭草苷的差向異構(gòu)體－ － 戟葉馬鞭草苷. 進(jìn)一步的13C NMR 及DEPT 譜也證實(shí)了我們的推斷.具體的波譜數(shù)據(jù)如下:1H－NMR (CD3OD，500 MHz) δ:1.17 (3H，d，J ＝6.5 Hz，H －10)，1.89 (1H，dd，J ＝8.1，18.7 Hz，H－7a)，1.98(1H，m，H－8)，2.16 (1H，d，J ＝10.4 Hz，H －9)，2.72 (1H，dd，J ＝8.8，18.9 Hz，H －7b)，3. 23 (1H，m，H －2')，3. 34(1H，m，H－4')，3.40 (1H，m，H－3')，3.67 (3H，s，OCH3－12)，3.71(1H，dd，J ＝4.5，12.0 Hz，H－6'b)，3.88 (1H，dd，J ＝1.7，12.0 Hz，H－6'a)，4.60(1H，d，J ＝7.9 Hz，H －1')，5.86 (1H，d，J＝1.4 Hz，H－1)，7.65 (1H，s，H－3)；13C －NMR(CD3OD，125 MHz) δ:211.5 (C －6)，166.5 (C －11)，155.7 (C－3)，101.1 (C－4)，99.6 (C －1')，93.6 (C－1)，77.3 (C －5')，76.4 (C －3')，73.2(C－2')，72. 4 (C － 5)，70. 5 (C － 4')，61. 9(C－6')，52.4 (C－9)，51.8 (OCH3－12)，40.7 (C－7)，26.4 (C －8)，19.8 (C －10). 以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]對照基本一致，故鑒定化合物1 為戟葉馬鞭草苷.

化合物2 黃色針晶(甲醇).1H －NMR(DMSO－d6，500 MHz)δ:13.1 (1H，s，5 －OH)，10.6 (1H，s，7 －OH)，10.3 (1H，s，3'－OH)，7.88(1H，dd，J＝8.5，2.3 Hz，H －6')，7.53(2H，m，overlapped，H－2'，6')，6.91(1H，d，J ＝7.4 Hz，H－5')，7.53(1H，s，H－3)，6.74(1H，d，J ＝2.0 Hz，H－8)，6.57(1H，d，J ＝2.0 Hz，H－6)，3.75(3H，s，4'－OCH3)；13C－NMR(DMSO－d6，125 MHz)δ:182.5(C－4)，164.2(C－7)，161.6(C －2)，157.6(C －5)，153.2(C－9)，152.8(C－4')，151.1(C －3')，131.7(C －1')，128. 8(C －6')，121. 6(C －2')，116. 4(C－5')，104.5(C－10)，103.2(C－3)，102.8(C －6)，94.6(C－8)，60.4(4'－OCH3).以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]對照基本一致，故鑒定化合物2 為香葉木素.

化合物3 無色油狀.1H － NMR(CD3OD，500 MHz)δ: 2.68 (1H，dd，J ＝2.9 and 17.1 Hz，H －3a)， 3.08 (1H，dd，J ＝13.0 and 17.1 Hz，H －3b)，3.78 (3H，s，4'－OCH3)，5.25 (1H，dd，J ＝2.8 and 13.0 Hz，H －2)，5.95 (1H，s，H －6)，6.81 (2H，d，J ＝8. 5 Hz，H －3'and H －5')，7. 29(2H，d，J ＝8.5 Hz，H －2'and H －6')；13C －NMR(CD3OD，125 MHz)δ:198.5(C－4)，160.7(C －4')，160.2(C－7)，159.0(C －5)，156.5(C －9)，131.0(C－1')，130.2(C －8)，129.0(C －2'and C －6')，116.3(C－3'and C－5')，103.5(C －10)，96.2(C －6)，80.6(C－2)，61.0(4'－OCH3)，44.0(C－3).以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]對照基本一致，鑒定化合物3 為8－羥基－柚皮素－4'－甲基醚.對于C－3 位的手性問題，可從H－2，H－3 大的偶合常數(shù)來判斷，即通過δ:2.68 (1H，dd，J ＝2.9 和17.1 Hz，H －3a)， 3.08 (1H，dd，J ＝13.0 和17.1 Hz，H －3b)大的偶合常數(shù)，可確定B 環(huán)處于熱力學(xué)穩(wěn)定的平伏鍵，即處于面下，其絕對構(gòu)型為S －構(gòu)型[10](見圖1)，而且現(xiàn)代的研究也證實(shí)所有S －構(gòu)型的二氫黃酮化合物均為左旋體[10－11].

化合物4 無色油狀.1H － NMR(CD3OD，500 MHz)δ: 3.06 (1H，dd，J ＝13.0，17.1 Hz，H －3a)，2.68 (1H，dd，J ＝2.8，17.1 Hz，H－3b)，5.26 (1H，m，H－2)，5.88 (2H，m，H－6，8)，6.80(2H，d，J ＝8.5 Hz，H －3'and H －5')，7.27 (2H，d，J ＝8.5 Hz，H －2'and H －6')；13C － NMR (125 MHz，CD3OD) δ: 196.5 (C －4)，167.0 (C －7)，164.0 (C－9)，163.4 (C－4')，129.7 (C－1')，129.0 (C－5)，127.6 (C －2'，6')，114.9 (C －3'，5')，101.9 (C－10)，95.7 (C－6)，94.9 (C －8)，42.6(C－3)，79.0 (C－2).以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]對照基本一致，鑒定化合物4 為甘草素.根據(jù)以上文獻(xiàn)[10 －11]，以及本化合物H － 3 大的偶合常數(shù)δ: 3. 06(1H，dd，J ＝13.0，17.1 Hz，H －3a)，2.68 (1H，dd，J ＝2.8，17.1 Hz，H－3b)，確定本化合物C－3的手性仍為S－構(gòu)型.

化合物5 無色油狀.1H － NMR(CD3OD，500 MHz)δ: 6. 68 (1H，d，J ＝8. 0 Hz，H －5)，6. 65(1H，d，J ＝2.0 Hz，H－2)，6.53 (1H，d，J ＝8.0，2.0 Hz，H－6)，2.76 (2H，t，J ＝7.0 Hz，H －8)，2.26 (2H，t，J ＝7.3 Hz，H－7)，4.19 (2H，t，J ＝7.0 Hz，H－1')，1.59 (2H，m，H －2')，0.90 (3H，t，J ＝7.4 Hz，H －3')；13C －NMR (125 MHz，CD3OD) δ:130.7 (C －1)，116.3(C －2)，144.9(C －3)，146.2(C －4)，117.0(C －5)，121.2(C －6)，35.5(C－7)，37.0(C －8)，175.4(C －9)，66.4(C－1')，19.4(C－2')，13.6(C －3').以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]對照，鑒定化合物5 為二氫咖啡酸丙酯.

化合物6 無色油狀.1H － NMR(CD3OD，500 MHz)δ: 6. 68 (1H，d，J ＝8. 0 Hz，H －6')，6. 65(1H，d，J ＝2.1 Hz，H －2')，6.53 (1H，dd，J ＝2.1，8.0 Hz，H －5')，4.19 (2H，t，J ＝7.1 Hz，H －1)，2.76 (1H，t，J ＝7.1 Hz，H－2)，2.01 (3H，s，H－2'')；13C－NMR (125 MHz，CD3OD) δ:172.9 (C－1'')，146. 3 (C － 4')，144. 9 (C － 3')，130. 7(C－1')，121.2 (C－2')，116.9 (C －5')，116.4 (C－6')，66.6 (C－1)，35.4 (C －2)，20.8 (C －2'').以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14 －15]數(shù)據(jù)對照基本一致，鑒定化合物6 為2 －(3，4 －二羥基苯基) －乙醇乙酸酯.

化合物7 紅色粉末.1H － NMR(CD3OD，500 MHz)δ:7.24 (1H，dd，J ＝1.7，7.8 Hz，H－8)，7.11 (1H，td，J ＝1.7，7.8 Hz，H－5)，6.86 (2H，m，H－6，7)，6.82 (2H，s，H－1，4)，3.86 (3H，s，3－OCH3)；13C －NMR (125 MHz，CD3OD) δ: 155.1(C－3)，148.9 (C－2)，135.7 (C－8a，10a)，131.5 (C－6，7)，131.0 (C －9a，4a)，130.1 (C －5)，129.0 (C－8)，117.0 (C－1)，108.0 (C－4)，56.8(3 －OCH3).以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16]對照基本一致，鑒定化合物7 為2 －羥基－3 －甲氧基蒽醌.

4 討論與結(jié)論

從馬鞭草中分離得7 個(gè)化合物，其中6 個(gè)化合物為首次從本種植物全草中分離得到，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型涉及環(huán)烯醚萜苷類、二氫黃酮類、黃酮類、蒽醌類和苯丙素等，此為馬鞭草的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究及神經(jīng)保護(hù)、抗抑郁等藥物的開發(fā)奠定了基礎(chǔ).