黑刺菝葜根茎乙酸乙酯部色谱分离方法
摘 要黑刺菝葜(Smilax scobinicaulis C. H. Wright)根茎中富含甾体及甾体皂苷类,黄酮及黄酮苷类,酚酸和多酚类等化学成分。其中,酚类化合物是植物中最重要且分布最广泛的次生代谢物质之一,具有天然的抗氧化以及抗菌抗炎等生物活性,是现代研究开发的热点之一。为了完善该中药资源中酚类化学成分的研究,本课题对太白山产地的黑刺菝葜根茎化学成分作了进一步探索,通过各种色谱分离方法得到单体化合物,最终得到12个化合物,其中3个化合物的结构通过质谱、核磁共振等方法得以确定,分别为:对-香豆酸甲酯(4),软脂酸(8),原儿茶酸甲酯(9)。目 录
1 黑刺菝葜化学成分及生物活性研究进展 1
1.1 立题的目的依据和意义 1
1.2 黑刺菝葜的研究进展 1
1.2.1 黑刺菝葜的化学成分研究 1
1.3 酚类化合物研究进展 1
1.3.1 酚类的结构 1
1.3.2 酚类的种类 2
1.3.2.1 木脂素 2
1.3.2.2 1, 2二苯乙烯类化合物 3
1.3.2.3 类黄酮类植物 3
1.3.2.4 酚酸类 3
1.4 酚类的主要活性和作用 3
1.4.1 抗肿瘤作用 3
1.4.2 抑菌作用 3
1.4.3 抗病毒作用 4
1.4.4 抗氧化作用 4
1.4.5 抗炎作用 4
1.4.6 抗骨质疏松症 4
1.4.7 促进伤口愈合 4
1.4.8 其他作用 5
1.5 酚类的分析鉴定与分离提取 5
1.5.1 酚类的分析鉴定 5
1.5.2 酚类的提取 5
1.5.2.1 溶剂萃取法 5
1.5.2.2 超临界流体萃取法 5
1.5.2.3 超声波浸提法 6
1.5.2.4 微波浸提法 6
1.5.3 酚类的分离纯化 6
1.5.3.1 沉淀法 6
1.5.3.2 柱色谱法 6
1.5.3.3 膜分离法 7
2
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酚类的提取 5
1.5.2.1 溶剂萃取法 5
1.5.2.2 超临界流体萃取法 5
1.5.2.3 超声波浸提法 6
1.5.2.4 微波浸提法 6
1.5.3 酚类的分离纯化 6
1.5.3.1 沉淀法 6
1.5.3.2 柱色谱法 6
1.5.3.3 膜分离法 7
2 酚类化合物的分离与鉴定 8
2.1.材料与方法 8
2.1.1 供试材料、仪器与试剂 8
2.1.2 提取与分离 8
2.1.2.1 提取 9
2.1.2.2 分离 9
2.1.2.3 化合物结构 14
2.1.3 光谱数据及结构鉴定 14
结论 16
参考文献 17
致谢 21
附录 22
1 黑刺菝葜化学成分及生物活性研究进展
1.1 立题的目的依据和意义
酚类化合物是植物中最重要且分布最广泛的次生代谢物质之一,具有天然的抗氧化以及抗菌抗炎等生物活性,是现代研究开发的热点之一。为了完善该中药资源中酚类化学成分的研究,本课题对太白山产地的黑刺菝葜根茎化学成分作了进一步探索,以期发现新结构的酚类化合物,并为研究该植物中酚类化合物的活性提供物质基础。
1.2 黑刺菝葜的研究进展
百合科是单子叶攀援植物中品种最多的科之一,包含菝葜属、肖菝葜属和类菝葜属。三个属,约有370种。热带、亚热带和温带均有分布,以亚洲和美洲为多[1]。菝葜属在全球的品种大概350种,但近年来钻研结果表示该属的种类大概不超过200种。菝葜属植物广泛分布于我国湖南、湖北、浙江、四川、陕西等地,主要齐集分布于海拔200~800 m的地段,孕育于灌木或中小乔木的次生林地,而且必须在海拔高度大于1200 m的长江以南地区,如云南省昆明市、贵州省贵阳市及毕节市、四川省南川市的金佛山等地没有分布,仅见近缘品种[2]。我国有菝葜属79种,分为4组:穗菝葜组(2种),土茯苓组(21种),圆锯菝葜组(21种),菝葜组(16种)[3]。黑刺菝葜分布于河北,中国西南部,山西中部和南部,河南西部,陕西秦岭南部,甘肃东南部,云南的东南西北部,尤以秦岭地区资源最为丰富。
1.2.1 黑刺菝葜的化学成分研究
前期的研究中,经过对黑刺菝葜根茎乙酸乙酯萃取局部的纯化和鉴定[4]得到以下酚类化合物:糖苷衍生物槲皮素3OβD葡萄糖苷、木犀草素7OβD葡萄糖苷、白藜芦醇等。(表2.1)
1.3 酚类化合物研究进展
1.3.1 酚类的结构
植物多酚以苯酚为根基骨架,以苯环的多羟基代替为特征,不仅有分子量很小的单一酚类,也包括了分子量大到数千道尔顿的单宁类[5]。一般酚类物质可分为水解单宁(酸酯类多酚)和缩合单宁(黄烷醇类多酚或原花色素)两种。它们在结构上有差别,从而致使在操作应用范围上、化学本质上它们存在明显的差异,如对酸碱的稳定性等,但缩合单宁和水解单宁的多酚结构特别的性质又决定了它们在化学性质上的一些共同的特性[6]。缩合单宁以原花色素或聚黄烷醇类多酚为主,即羟基黄烷醇类单体的组合物,单体之间以碳碳单键结合[7]。水解单宁(hydrolytictannin)它是单宁水解出来的产物。可细分为鞣花单宁(水解后发生反应变成鞣花酸及其与六羟基联苯二酸相关的物质)和桔酸单宁(水解后发生反应产出桔酸)两类,分子内的酯键在酸、碱或酶的条件下易发生水解,产生多元醇及酚羧酸。按分子结构特征,植物多酚又可分为酚酸类、类黄酮类、木脂素类和1, 2二苯乙烯类[8]。至今为止,一经分离实验判定出了8000多种的酚类物质。
表2.1 几种酚类化合物的结构
化合物名称
化合结构
白藜芦醇
白藜芦醇3OβD葡萄糖基(1→3)βD葡萄糖苷
槲皮素3OβD葡萄糖苷
木犀草素7OβD葡萄糖苷
1.3.2 酚类的种类
1.3.2.1 木脂素
木脂素(1ignan)是由苯丙素个体齐聚而成的一类化合物[9],是一种普遍存在于植物体中的无固定形状的、分子结构中具有氧代苯丙醇或其衍生物结构单位的芳香性高聚物[10]。在五味子中含量较多,迄今为止,国内外对五味子的研究可知,分离出来的200多个组分,其中就木脂素类化合物达150种[11]。在人们的日常饮食生活中,谷物及富含纤维的食物中含有木脂素,如红薯的木脂纤维素含量比较多,这些食物对人体健康有利。
1.3.2.2 1, 2二苯乙烯类化合物
1, 2二苯乙烯类化合物在植物中的散布较少,以白藜芦醇最为多见。白藜芦醇一般是无色针状结晶,易溶于乙醚,氯仿、甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂,少数以游离态的方式存在于葡萄等天然植物中,经常与葡萄糖联合成苷的
1 黑刺菝葜化学成分及生物活性研究进展 1
1.1 立题的目的依据和意义 1
1.2 黑刺菝葜的研究进展 1
1.2.1 黑刺菝葜的化学成分研究 1
1.3 酚类化合物研究进展 1
1.3.1 酚类的结构 1
1.3.2 酚类的种类 2
1.3.2.1 木脂素 2
1.3.2.2 1, 2二苯乙烯类化合物 3
1.3.2.3 类黄酮类植物 3
1.3.2.4 酚酸类 3
1.4 酚类的主要活性和作用 3
1.4.1 抗肿瘤作用 3
1.4.2 抑菌作用 3
1.4.3 抗病毒作用 4
1.4.4 抗氧化作用 4
1.4.5 抗炎作用 4
1.4.6 抗骨质疏松症 4
1.4.7 促进伤口愈合 4
1.4.8 其他作用 5
1.5 酚类的分析鉴定与分离提取 5
1.5.1 酚类的分析鉴定 5
1.5.2 酚类的提取 5
1.5.2.1 溶剂萃取法 5
1.5.2.2 超临界流体萃取法 5
1.5.2.3 超声波浸提法 6
1.5.2.4 微波浸提法 6
1.5.3 酚类的分离纯化 6
1.5.3.1 沉淀法 6
1.5.3.2 柱色谱法 6
1.5.3.3 膜分离法 7
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酚类的提取 5
1.5.2.1 溶剂萃取法 5
1.5.2.2 超临界流体萃取法 5
1.5.2.3 超声波浸提法 6
1.5.2.4 微波浸提法 6
1.5.3 酚类的分离纯化 6
1.5.3.1 沉淀法 6
1.5.3.2 柱色谱法 6
1.5.3.3 膜分离法 7
2 酚类化合物的分离与鉴定 8
2.1.材料与方法 8
2.1.1 供试材料、仪器与试剂 8
2.1.2 提取与分离 8
2.1.2.1 提取 9
2.1.2.2 分离 9
2.1.2.3 化合物结构 14
2.1.3 光谱数据及结构鉴定 14
结论 16
参考文献 17
致谢 21
附录 22
1 黑刺菝葜化学成分及生物活性研究进展
1.1 立题的目的依据和意义
酚类化合物是植物中最重要且分布最广泛的次生代谢物质之一,具有天然的抗氧化以及抗菌抗炎等生物活性,是现代研究开发的热点之一。为了完善该中药资源中酚类化学成分的研究,本课题对太白山产地的黑刺菝葜根茎化学成分作了进一步探索,以期发现新结构的酚类化合物,并为研究该植物中酚类化合物的活性提供物质基础。
1.2 黑刺菝葜的研究进展
百合科是单子叶攀援植物中品种最多的科之一,包含菝葜属、肖菝葜属和类菝葜属。三个属,约有370种。热带、亚热带和温带均有分布,以亚洲和美洲为多[1]。菝葜属在全球的品种大概350种,但近年来钻研结果表示该属的种类大概不超过200种。菝葜属植物广泛分布于我国湖南、湖北、浙江、四川、陕西等地,主要齐集分布于海拔200~800 m的地段,孕育于灌木或中小乔木的次生林地,而且必须在海拔高度大于1200 m的长江以南地区,如云南省昆明市、贵州省贵阳市及毕节市、四川省南川市的金佛山等地没有分布,仅见近缘品种[2]。我国有菝葜属79种,分为4组:穗菝葜组(2种),土茯苓组(21种),圆锯菝葜组(21种),菝葜组(16种)[3]。黑刺菝葜分布于河北,中国西南部,山西中部和南部,河南西部,陕西秦岭南部,甘肃东南部,云南的东南西北部,尤以秦岭地区资源最为丰富。
1.2.1 黑刺菝葜的化学成分研究
前期的研究中,经过对黑刺菝葜根茎乙酸乙酯萃取局部的纯化和鉴定[4]得到以下酚类化合物:糖苷衍生物槲皮素3OβD葡萄糖苷、木犀草素7OβD葡萄糖苷、白藜芦醇等。(表2.1)
1.3 酚类化合物研究进展
1.3.1 酚类的结构
植物多酚以苯酚为根基骨架,以苯环的多羟基代替为特征,不仅有分子量很小的单一酚类,也包括了分子量大到数千道尔顿的单宁类[5]。一般酚类物质可分为水解单宁(酸酯类多酚)和缩合单宁(黄烷醇类多酚或原花色素)两种。它们在结构上有差别,从而致使在操作应用范围上、化学本质上它们存在明显的差异,如对酸碱的稳定性等,但缩合单宁和水解单宁的多酚结构特别的性质又决定了它们在化学性质上的一些共同的特性[6]。缩合单宁以原花色素或聚黄烷醇类多酚为主,即羟基黄烷醇类单体的组合物,单体之间以碳碳单键结合[7]。水解单宁(hydrolytictannin)它是单宁水解出来的产物。可细分为鞣花单宁(水解后发生反应变成鞣花酸及其与六羟基联苯二酸相关的物质)和桔酸单宁(水解后发生反应产出桔酸)两类,分子内的酯键在酸、碱或酶的条件下易发生水解,产生多元醇及酚羧酸。按分子结构特征,植物多酚又可分为酚酸类、类黄酮类、木脂素类和1, 2二苯乙烯类[8]。至今为止,一经分离实验判定出了8000多种的酚类物质。
表2.1 几种酚类化合物的结构
化合物名称
化合结构
白藜芦醇
白藜芦醇3OβD葡萄糖基(1→3)βD葡萄糖苷
槲皮素3OβD葡萄糖苷
木犀草素7OβD葡萄糖苷
1.3.2 酚类的种类
1.3.2.1 木脂素
木脂素(1ignan)是由苯丙素个体齐聚而成的一类化合物[9],是一种普遍存在于植物体中的无固定形状的、分子结构中具有氧代苯丙醇或其衍生物结构单位的芳香性高聚物[10]。在五味子中含量较多,迄今为止,国内外对五味子的研究可知,分离出来的200多个组分,其中就木脂素类化合物达150种[11]。在人们的日常饮食生活中,谷物及富含纤维的食物中含有木脂素,如红薯的木脂纤维素含量比较多,这些食物对人体健康有利。
1.3.2.2 1, 2二苯乙烯类化合物
1, 2二苯乙烯类化合物在植物中的散布较少,以白藜芦醇最为多见。白藜芦醇一般是无色针状结晶,易溶于乙醚,氯仿、甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂,少数以游离态的方式存在于葡萄等天然植物中,经常与葡萄糖联合成苷的
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