軟紫草與硬紫草萘醌類化學成分的研究△

馮文文，李國玉，2，譚勇，2，王航宇，王金輝，2，3*

（1.新疆石河子大學藥學院，新疆 石河子 832002；2.教育部省部共建新疆特種植物藥資源重點實驗室，新疆 石河子 832002；3.沈陽藥科大學中藥學院，遼寧 沈陽 110016）

軟紫草與硬紫草萘醌類化學成分的研究△

馮文文1，李國玉1，2，譚勇1，2，王航宇1，王金輝1，2，3*

（1.新疆石河子大學藥學院，新疆 石河子 832002；2.教育部省部共建新疆特種植物藥資源重點實驗室，新疆 石河子 832002；3.沈陽藥科大學中藥學院，遼寧 沈陽 110016）

目的：對軟紫草與硬紫草中萘醌類化學成分進行研究。方法：利用硅膠柱色譜、葡聚糖凝膠柱色譜等方法分離純化，通過理化常數和波譜數據鑒定化合物結構，利用圓二色譜測定萘醌化合物絕對構型。結果：從軟紫草中分離得到6個化合物，鑒定為阿卡寧（AE-1），乙酰阿卡寧（AE-2），β，β-二甲基丙烯酰阿卡寧（AE-3），異丁酰阿卡寧（AE-4），α-甲基-正丁酰阿卡寧＋異戊酰阿卡寧（AE-5），β-乙酰氧基異戊酰阿卡寧（AE-6）；從硬紫草中分離鑒定了6個化合物，分別為紫草素（LE-1），乙酰紫草素（LE-2），β，β-二甲基丙烯酰紫草素（LE-3），異丁酰紫草素（LE-4），α-甲基-正丁酰紫草素＋異戊酰紫草素（LE-5），β-羥基異戊酰紫草素（LE-6）。結論：軟紫草中萘醌類化學成分絕對構型為S型，硬紫草中為R型。

軟紫草；硬紫草；萘醌；絕對構型

紫草Arnebiae Radix為紫草科擬紫草屬植物新疆紫草（軟紫草）Arnebia euchroma（Royle）Johnst.［1］、紫草屬植物硬紫草Lithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.、內蒙紫草Arnebia guttataBunge［1］的干燥根，其中軟紫草和硬紫草是藥用紫草的主要來源［2］。紫草具有抗腫瘤、抗炎、保肝護肝等多種藥理活性［3］，萘醌類成分為其主要的活性成分。

本實驗從紫草的乙醇提取物中，通過反復硅膠柱色譜、葡聚糖凝膠柱色譜等方法得到12個化合物，通過理化性質和紫外、核磁等波譜數據鑒定化合物結構，利用圓二色譜研究化合物的絕對構型，研究發現軟紫草中萘醌類化合物均為S構型（阿卡寧及其衍生物），硬紫草中萘醌類化合物則為R構型（紫草素及其衍生物），兩者構型完全相反，互為光學異構體。其中從軟紫草中分離得到6個化合物，鑒定為alkannin（AE-1），acetylalkannin（AE-2），β，βdimethylacrylalkannin（AE-3），isobutylalkannin（AE-4），α-methyl-n-butylalkannin＋isovalerylalkannin（AE-5），β-acetoxyisoralerylalkannin（AE-6）；從硬紫草中分離鑒定了6個化合物，分別為shikonin（LE-1），acetylshikonin（LE-2），β，β-dimethylacrylshikonin（LE-3），isobutylshikonin（LE-4），α-methyl-n-butylshikonin＋isovalerylshikonin（LE-5），β-hydroxyisoralerylshikonin（LE-6）。

1 儀器與材料

Shimadzu UV-2401紫外－可見分光光度計，X－5顯微熔點測定儀（北京泰克儀器有限公司），BRUKER-APX-300型核磁共振光譜儀測定（TMS作內標），Biologic MOS-450圓二色譜儀。

薄層色譜用硅膠GF254、柱色譜用硅膠（青島海洋化工有限公司），柱層析ODS（30～50μm，YMC CO.Ltd.Japan），三氯甲烷、石油醚（沸程30～60℃）、甲醇、醋酸乙酯為分析純。

軟紫草2007年采自新疆天山，硬紫草2007年購自遼寧沈陽四方大藥房，經石河子大學藥學院譚勇老師鑒定為軟紫草［Arnebia euchroma（Royle）Johnst.］，硬紫草（Lithospermum erythrorhizonSieb.et Zucc.）的干燥根。標本號分別為No.20070823005，No.20070823007，保存在新疆石河子大學藥學院。

2 提取與分離

軟紫草粗粉1.8kg，95%乙醇冷浸提取，10倍量提取3次，每次24h，合并提取液，利用旋轉蒸發儀回收溶劑得到軟紫草浸膏105g，以石油醚-醋酸乙酯進行硅膠柱層析梯度洗脫，從石油醚部分經過反復硅膠柱層析、ODS反向柱色譜、重結晶等方法得到化合物AE-1（20mg），AE-2（2g），AE-3（300mg），AE-4（150mg），AE-5（2g），AE-6（20mg）。

硬紫草粗粉1.0kg，95%乙醇冷浸提取，10倍量提取3次，每次24h，合并提取液，利用旋轉蒸發儀回收溶劑得到硬紫草浸膏，浸膏用適量水分散成混懸液，用1L石油醚萃取3次，每次12h，回收石油醚部分萃取液，回收溶劑濃縮得石油醚部分浸膏5.4g，以石油醚－醋酸乙酯進行柱層析梯度洗脫，通過硅膠薄層色譜鑒定，合并相同流分，經過反復硅膠柱層析、ODS反向柱色譜、重結晶等方法得到化合物LE-1（15mg），LE-2（1.5g），LE-3（25mg），LE-4（5mg），LE-5（20mg），LE-6（15mg）。

3 結構鑒定

3.1 化合物AE-1和LE-1

3.1.1 AE-1 紫色片狀結晶或結晶性粉末，溶于三氯甲烷、醋酸乙酯等有機溶劑和植物油。mp（CHCl3）147～149℃，UVλMeOHmaxnm214.6，277.3，486.3，513.1，為典型的萘醌類化合物。1H-NMR（CDCL3，300MHz）：12.59（1H，s，OH-5）、12.49（1H，s，OH-6）、7.20（2H，s，H-6，7）、7.17（1H，d，H-3）、5.20（1H，q，-CH＝C-）、4.91（1H，m，H-1′）、2.64（1H，t，OH-1′）、2.35（2H，m，H-2′）、1.76（3H，s，-CH3-5′）、1.65（3H，s，-CH3-6′）。13C-NMR（CDCl3，75MHz）：180.6（C-1）、179.8（C-2）、165.5（C-5）、164.9（C-8）、151.4（C-2）、137.4（C-4′）、132.4（C-7）、132.3（C-6）、131.9（C-3）、118.4（C-3′）、112.0（C-9）、111.5（C-10）、68.3（C-1′）、35.7（C-2′）、25.9（C-5′）、18.1（C-6′）。TOFMSES-給出高分辨準分子離子峰（m／z 287.092，［M-H］-），以上數據與紫草素文獻［5］對照一致。該化合物結構中含有手性碳原子，CD圖譜在240～300nm，325～400nm和400～600nm分別給出負的Cotton效應，在220～240nm，300～325nm分別給出正的Cotton效應，與文獻對照［4］，得出該化合物絕對構型為S構型，與紫草素為光學異構體，因此鑒定化合物AE-1為阿卡寧（alkannin），分子式為C16H16O5，分子量為288.09。

3.1.2 LE-1 理化性質、紫外光譜、核磁數據、質譜數據與阿卡寧完全一致。CD圖譜在240～300nm，325～400nm和400～600nm分別給出正的Cotton效應，在220～240nm，300～325nm分別給出負的Cotton效應，CD吸收曲線與阿卡寧CD吸收曲線呈現鏡像關系，兩者互為光學異構體。因此鑒定化合物LE-1為紫草素（shikonin），分子式為C16H16O5，分子量為288.09。

3.2 化合物AE-2與LE-2

3.2.1 AE-2 紅色針狀結晶，或具有金屬光澤的棱柱狀結晶，UVλMeOHmaxnm214.6，274.9，489.9，517.9，CD譜圖與阿卡寧一致，S構型，為阿卡寧衍生物。1H-NMR（CDCl3，300MHz）中δ12.57（1H，s），δ12.41（1H，s）為兩個酚羥基信號；δ7.17（2H，s），6.99（1H，s）為苯環上3個氫信號；δ5.12（1H，t）為烯氫信號；2.62（1H，m）、2.47（1H，m）為-CH2-的兩個氫信號；δ1.70（3H，s）、δ1.60（3H，s）為兩個與季碳相連的甲基信號。與阿卡寧相比，譜圖中尚多一個甲基信號δ2.15（3H，s），連氧碳上的氫信號從δ4.91改為δ6.03，推測阿卡寧可能被酰化取代，從而產生酰化位移。13C-NMR（CDCl3，75MHz）譜中，δ178.2、176.7為醌環上兩個羰基碳信號；δ167.3、166.8為苯環上羥基碳信號；δ148.2為2位碳信號；δ132.8、132.6、131.4為苯環上碳信號，δ117.6、136.0為烯碳信號，與阿卡寧譜圖比較，化合物AE-2多了一個羰基信號δ169.7和一個δ20.9的高場碳信號，結合氫譜推測AE-2為乙酰阿卡寧。通過質譜驗證，TOF MSES-給出高分辨準分子離子峰（m／z 329.103，［M-H］-），TOFMSES＋給出［2M＋Na］＋峰m／z683.21，確定AE-2為乙酰阿卡寧（acetylalkannin），分子式為C18H18O6，分子量為330.1。

3.2.2 LE-2 理化性質、紫外光譜、核磁數據、質譜數據與乙酰阿卡寧一致，CD圖譜與乙酰阿卡寧呈鏡像關系，為乙酰阿卡寧的光學異構體。1H-NMR（CDCl3，300MHz）：12.57（1H，s，OH-5）、12.41（1H，s，OH-6）、7.17（2H，s，H-6，7）、6.99（1H，s，H-3）、6.02（1H，q，H-1′）、5.20（1H，t，-CH＝C-）、2.62（1H，m，H-2′）、2.50（1H，m，H-2′）、2.15（3H，s，-OCCH3）、1.70（3H，s，-CH3-5′）、1.58（3H，s，-CH3-6′）。鑒定化合物LE-2為乙酰紫草素（acetylshikonin）。

3.3 化合物AE-3與LE-3

3.3.1 AE-3 具有金屬光澤的紅褐色針狀或棱柱狀結晶，CD譜測定為S構型，為阿卡寧衍生物。1H-NMR（CDCl3，300MHz）：12.59（1H，s）、12.42（1H，s）、7.18（2H，s）、6.99（1H，s）、6.02（1H，q）、5.78（1H，s）、5.15（1H，t）、2.62（1H，m）、2.50（1H，m）、2.16（3H，s）、1.94（3H，s）、1.69（3H，s）、1.58（3H，s）。與阿卡寧氫譜相比多兩個δ2.16（3H，S），δ1.94（3H，S）烯丙式的甲基信號，一個烯氫信號δ5.79（1H，S），鄰位碳無氫，推測為-OCOCH＝C（CH3）2側鏈。通過碳譜信號歸屬和質譜驗證，TOF MS ES-給出高分辨準分子離子峰m／z 369.135，［M-H］-，TOFMS ES＋給出［2M＋Na］＋峰m／z 763.273，與文獻對照［5］，鑒定AE-3為β，β-二甲基丙烯酰阿卡寧，分子式為C21H22O6，分子量為370.14。

3.3.2 LE-3 CD譜測定為R構型，為紫草素衍生物，CD吸收曲線與β，β-二甲基丙烯酰阿卡寧吸收曲線呈鏡像關系，通過1H-NMR（CDCl3，300MHz），13C-NMR（CDCl3，75MHz）數據比較，結合質譜數據，鑒定LE-3為β，β-二甲基丙烯酰紫草素，分子式為C21H22O6，分子量為370.14。

3.4 化合物AE-4與LE-4

3.4.2 LE-4 CD譜測定為R構型，為紫草素衍生物。理化性質、波譜數據與異丁酰阿卡寧一致，硅膠薄層色譜Rf值與異丁酰阿卡寧相同，鑒定LE-4為異丁酰紫草素。

3.5 化合物AE-5與LE-5

3.5.1 AE-5 為紅色固體，在HPLC（乙腈－0.3%磷酸水）中呈現一個單峰，硅膠薄層色譜中為一個單點。UVλMeOHmaxnm214.6，274.9，491.2，516.7，CD譜測定為S構型，通過與乙酰阿卡寧，異丁酰阿卡寧譜圖對照，可知該化合物也為阿卡寧的酰化衍生物。在碳譜中發現母核阿卡寧的16個碳均為雙峰，可知該化合物為結構十分相似的兩種化合物的混合物。氫譜中高場主要的信號為δ1.20（3H，d），δ0.92（3H，t）兩個甲基，δ0.99（2H，m）一個-CH2-信號，δ2.47（1H，m），這幾個集團組合為酰基有兩種可能：-OCOCH（CH3）CH2CH3和-OCOCH2CH（CH3），根據δ1.20（3H，d），δ0.92（3H，t）峰的裂分情況分析得出混合物中-OCOCH（CH3）CH2CH3為主，-OCOCH2CH（CH3）較少；在13C-NMR（CDCl3，75MHz）譜中，10個單峰信號，根據峰強度可分為兩組，175.3，41.2，26.6，16.7，11.6和171.8，43.3，25.8，22.6，22.6，這與-OCOCH（CH3）CH2CH3和-OCOCH2CH（CH3）相對應。通過質譜驗證，TOF MS ES-給出高分辨準分子離子峰（m／z 371.15，［M-H］-），TOF MS ES＋給出［2M＋Na］＋峰m／z 767.304，與文獻對照［6］，確定AE-5為異戊酰阿卡寧（isovalerylalkannin）和α-甲基-正丁酰阿卡寧（αmethyl-n-butylalkannin）的混合物，α-甲基-正丁酰阿卡寧為主要成分，分子式為C21H24O6，分子量為372.16。

3.5.2 LE-5 CD譜測定為R構型，與AE-5呈鏡像關系，其余理化性質、波譜數據與AE-5完全一致，因此鑒定LE-5為異戊酰紫草素和α-甲基-正丁酰紫草素的混合物，兩者結構、化學性質極其相似，常規分離方法無法使之完全分離。

3.6 化合物AE-6

3.7 化合物LE-6

［1］國家藥典委員會.中國藥典（一部）［S］.北京：中國醫藥科技出版社，2010：280-281.

［2］常新全，丁麗霞.中藥活性成分分析手冊（下冊）［M］.北京：學苑出版社，2002：2152.

［3］黃志紓，張敏，馬林，等.紫草的化學成分及其藥理活性研究概況［J］.天然產物研究與開發，1999，12（1）：73-81.

［4］艾克蕙，晉軍，劉洪.一些紫草素衍生物的圓二色譜研究［J］.藥學學報，1993，28（4）：282-285.

［5］張愛英.軟紫草與硬紫草化學成分的研究及紫草燙傷膏的制備［D］.沈陽：沈陽藥科大學碩士學位論文，2004.

［6］傅善林，肖培根.新疆軟紫草中萘醌色素的研究［J］.中草藥，1986，17（10）：2-5.

Study on the Naphthaquinones fromArnebia Euchroma（Royle）Johnst.andLithospermum ErythrorhizonSieb.et Zucc.

Feng Wenwen1，Li Guoyu1，2，Tan Yong1，2，Wang Hangyu1，Wang Jinhui1，2，3
（1.School of Pharmacy，Shihezi University，Shihezi Xinjiang832002，China；2.Key Laboratory of Phytomedicine Resources＆Modernization of TCM，Shihezi Xinjiang832002，China；3.School of Traditional Chinese Materica Medica，Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang Liaoning110016，China）

Objective：To investigate naphthaquinones inArnebia euchroma（Royle）Johnst.andLithospermum erythrorhizonSieb.et Zucc..MethodsCompounds were isolated by column chromatography and structures were elucidated through physicochemical and spectral analyses，absolute configuration of naphthaquinone was determined by circular dichroism spectra.ResultsSix compounds were obtained from the root ofArnebia euchroma（Royle）Johnst.and identified as alkannin，acetylalkannin，β，β-dimethylacrylalkannin，isobutyalkannin，isovalerylalkannin＋α-methyl-n-butylalkannin and β-acetoxyisoralerylalkannin；Six compounds were obtained from the root ofLithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.and identified as shikonin，acetylshikonin，β，β-dimethylacrylshikonin，isobutylshikonin，isovalerylshikonin＋α-methyl-nbutylshikonin，β-hydroxyisoralerylshikonin.ConclusionAbsolute configuration of naphthaquinones fromArnebia euchroma（Royle）Johnst.wasSand those fromLithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.wasR.

Arnebia euchroma（Royle）Johnst.；Lithos-permum erythrorhizonSieb.et Zucc.；Naphthaquinones；Absolute configuration

新疆石河子大學高層次人才科研啟動資金專項（RCZX200664）

*王金輝，Tel：（0993）2055001，E-mail：wangjh.1972＠vip.sina.com

2010-04-22）