水蔥根莖化學成分的研究

彭 電， 彭 谷， 周應軍， 吳 瑩， 黃 娟

(1.長沙衛生職業學院，湖南 長沙 410600；2.長沙縣中醫院，湖南 長沙 410148；3.中南大學湘雅藥學院，湖南 長沙 410013；4.湖南省兒童醫院心血管內科，湖南 長沙 410007)

水蔥Schoenoplectustabernaemontani(Gmel.) Palla為莎草科藨草屬多年生宿根挺水草本植物，別名水丈蔥、管子草、沖天草等，產于我國東北各省、內蒙古、山西、陜西、甘肅、新疆、河北、江蘇、貴州、四川、云南，生長在湖邊或淺水塘中[1]，其味甘、淡，性平，歸膀胱經，具有利水消腫、抗菌等多種藥理活性[2-4]和生態保護作用[5]。為進一步明確水蔥藥效成分，更好地開發利用該植物資源，本實驗采用多種色譜技術從其根莖中分離得到9個化合物，分別鑒定為苯并[f][1,3]噁嗪-2(3H)-酮、琥珀酸、富馬酸、甘油、乙基葡萄糖苷、白樺脂醇、樺木酸、吲唑、3-羥基乙酰基吲哚。

1 材料

RV8旋轉蒸發儀(德國Heidolph公司)；AV-400/500 型核磁共振儀(德國Bruker公司)；柱色譜硅膠(青島海洋化工廠)；Sephadex LH-20型凝膠(美國GE公司)；聚酰胺(80～100、100～200目，國藥集團化學試劑有限公司)；硅膠薄層色譜板(煙臺化學工業研究所)。

水蔥根莖采自湖北省天門市佛子山鎮，經湖南中醫藥大學周日寶教授鑒定為莎草科藨草屬植物水蔥Schoenoplectustabernaemontani(Gmel.) Palla，標本存放于中南大學湘雅藥學院。

2 提取與分離

15 kg水蔥切成小塊，用水提取2次，每次1.5 h，濾液合并濃縮，依次用乙酸乙酯、正丁醇進行萃取，得到乙酸乙酯部位113 g、正丁醇部位179 g。

乙酸乙酯部位用甲醇溶解后經硅膠柱，二氯甲烷-甲醇(10∶0、17∶1、8∶1、6∶1、5∶1、0∶10)梯度洗脫，得到6個流分Fr.A～Fr.F。Fr.B經硅膠柱，二氯甲烷-甲醇(80∶1、60∶1、40∶1、20∶1)梯度洗脫，得到4個流分Fr.B-1～Fr.B-4，Fr.B-1～Fr.B-2經Sephadex LH-20凝膠柱，二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脫，得化合物6(50 mg)、7(35 mg)。Fr. C經硅膠柱，二氯甲烷-甲醇(80∶1、60∶1、40∶1、20∶1、10∶1)梯度洗脫，得到5個流分Fr.C-1～Fr.C-5，Fr.C-2經Sephadex LH-20凝膠柱，甲醇-二氯甲烷梯度洗脫，得化合物1(6 mg)、8(3 mg)、9(4 mg)。

正丁醇部位用甲醇溶解后經聚酰胺柱，水-甲醇(10∶0、4∶1、1∶1、0∶10)梯度洗脫，得到4個流分Fr.G～Fr.J。Fr.H經Sephadex LH-20凝膠柱，二氯甲烷-甲醇梯度洗脫，得化合物2(200 mg)、3(150 mg)、4(10 mg)、5(20 mg)。

3 結構鑒定

化合物1：黃褐色晶體, HR-ESI-MSm/z162.055 1 [M+H]+(C9H8NO2)，結合1H-NMR、13C-NMR數據確定其分子式為C9H7NO2，不飽和度為7，1H-1H COSY、HMBC相關見圖1。

圖1 化合物1主要1H-1H COSY和 HMBC相關

1H-NMR、13C-NMR數據見表1。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6)中有6個芳香氫，分別為δ6.90(1H, m, H-8)、7.36(1H, m, H-7)、7.50(1H, d,J=9.2 Hz, H-6)、8.74(1H, d,J=7.2 Hz, H-9)、5.79(1H, t,J=2.4 Hz, H-4)、6.29(1H, t,J=2.4 Hz, H-5)；13C-NMR(100 MHz, DMSO-d6)中有9個碳信號，推測可能存在1個苯并七元雜環結構骨架。

1H-1H COSY譜中有H-6/H-7/H-8/H-9相關信號，表明該化合物有1個苯環，其中2個芳香質子δ5.79、6.29圖譜顯示的是三重峰，并且顯示H-4/H-5相關信號，提示雙鍵(C4=C5)鄰位連接1個含氫的基團；在氫譜的高化學位移區顯示1個δH10.74 (1H, brs, N-H)氫信號，由于分子量是奇數，推出雙鍵鄰位的氫可能連接在N原子上。

HMBC譜顯示，H-3 (δ10.74)與C-4 (δ92.3)、C-5 (δ92.6)、C-2 (δ165.3)相關，H-4 (δ5.79)與C-5 (δ92.6)相關, H-5 (δ6.29)與C-4 (δ92.3)、C-6 (δ124.3)、C-11 (δ143.0)、C-2 (δ165.3)相關，H-6 (δ7.50)與C-4 (δ92.3)、C-5 (δ92.6)、C-8(δ112.9)、C-11 (δ143.0)相關，H-7 (δ7.36) 與C-8 (δ112.9)、C-9 (δ126.2)、C-11 (δ143.0)相關，H-8 (δ6.90)與C-6 (δ124.3)、C-9 (δ126.2)相關，H-9 (δ8.74)與C-8 (δ112.9)、C-7 (δ130.2)、C-11 (δ143.0)、C-10 (δ158.5)相關，再結合DEPT譜中的6個CH碳信號，鑒定為苯并[f][1,3]噁嗪-2(3H)-酮。

表1 化合物1 1H-NMR、13C-NMR數據

化合物2：無色針狀結晶，ESI-MSm/z：119.0[M+H]+。1H-NMR (400 MHz, CD3OD)δ：2.59(2H, s, H-2)；13C-NMR (100 MHz, CD3OD)δ：174.8 (COOH), 28.4 (C-2)。以上數據與文獻[6]一致，故鑒定為琥珀酸。

化合物3：無色針狀結晶，ESI-MSm/z：117.0[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CD3OD)δ：6.76 (1H, s, H-2)；13C-NMR (125 MHz, CD3OD)δ：166.6(COOH), 133.8 (C-2)。以上數據與文獻[7]一致，故鑒定為富馬酸。

化合物4：無色油狀物，ESI-MSm/z：93.1[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, D2O)δ：3.73 (1H, m, H-2), 3.61 (2H, dd,J=11.7, 6.1 Hz, H-1a, 3a), 3.51 (2H, dd,J=11.7, 6.1 Hz, H-1b, 3b)；13C-NMR (125 MHz, D2O)δ：72.2 (C-2), 62.7 (C-1/3)。以上數據與文獻[8]一致，故鑒定為甘油。

化合物5：無色液體，ESI-MSm/z：209.1[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, D2O)δ：4.31 (1H, d,J=8.0 Hz, H-1), 3.22 (1H, m, H-7a), 3.10 (1H, m, H-7b), 1.09 (3H, t,J=7.2 Hz, H-8)；13C-NMR (125 MHz, D2O)δ：101.8 (C-1), 75.8 (C-5), 75.8 (C-3), 73.1 (C-2), 69.6(C-4), 66.1 (C-7), 60.8 (C-6), 14.3 (C-8)。以上數據與文獻[9]一致，故鑒定為乙基葡萄糖苷。

化合物6：白色晶體，ESI-MSm/z：443.4[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ：4.67 (1H, brs, H-29), 4.57 (1H, brs, H-29), 3.79 (1H, d,J=10.8 Hz, H-28), 3.32 (1H, d,J=10.8 Hz, H-28), 3.18 (1H, d,J=11.0 Hz, H-3), 1.67 (3H, s, H-30), 1.00 (3H, s, H-27), 0.97 (3H, s, H-26), 0.95 (3H, s, H-25), 0.81 (3H, s, H-24), 0.75 (3H, s, H-23);13C-NMR (125 MHz, CDCl3)δ：150.5 (C-20), 109.7 (C-29), 79.0 (C-3), 60.4 (C-28), 55.4 (C-5), 50.5(C-9), 48.7 (C-19), 47.8(C-18), 47.7(C-17), 42.8 (C-14), 41.0 (C-8), 38.8(C-4), 38.7 (C-1), 37.4 (C-10),37.2(C-13), 34.2(C-7), 34.1 (C-22), 27.2 (C-15), 29.5 (C-21), 29.2 (C-16), 27.4 (C-2), 28.4 (C-23), 25.3 (C-12), 20.9 (C-11), 19.1 (C-30), 18.3 (C-6), 16.1(C-26), 16.0 (C-25), 15.4 (C-24), 14.8 (C-27)。以上數據與文獻[10]一致，故鑒定為白樺脂醇。

化合物7：無色針狀結晶，ESI-MSm/z：457.4[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ：4.74(1H, brs, H-29), 4.61(1H, brs, H-29), 3.19 (1H, d,J=11.0 Hz, H-3), 1.69 (3H, s, H-30), 0.97 (3H, s, H-27), 0.93 (3H, s, H-26), 0.93 (3H, s, H-25), 0.82 (3H, s, H-24), 0.75 (3H, s, H-23)；13C-NMR (125 MHz, CDCl3)δ：178.9 (C-28), 150.5 (C-20), 109.0(C-29), 78.4 (C-3), 56.1 (C-17), 55.5 (C-5), 50.6 (C-9), 49.1 (C-19), 47.0 (C-18), 42.3 (C-14), 40.6 (C-8), 38.7(C-1), 38.3 (C-13), 37.0(C-10), 37.2 (C-22), 34.1 (C-7), 30.4 (C-15), 29.5(C-21), 27.5 (C-23), 26.8 (C-2), 25.5 (C-12), 20.8 (C-11), 18.5 (C-30), 18.1(C-6), 15.5(C-26), 15.6 (C-25), 14.1 (C-27)。以上數據與文獻[11]一致，故鑒定為樺木酸。

化合物8：黃色針晶，ESI-MSm/z：119.1[M+H]+。1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ：11.82 (1H, s, H-N), 8.00 (2H, m, H-4，5), 7.46 (1H, d,J=7.2 Hz, H-3), 7.18 (2H, m, H-6，7)；13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ：136.9 (C-7a), 132.7 (C-3), 126.5 (C-6), 122.6 (C-3a), 121.4 (C-4), 121.0 (C-5), 112.7 (C-7)。以上數據與文獻[12]一致，故鑒定為吲唑。

化合物9：無色針晶，ESI-MSm/z：176.1 [M+H]+。1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ：11.99 (1H, brs, H-N), 8.35 (1H, s, H-2), 8.17 (1H, d,J=8.0 Hz, H-4), 7.49(1H, d,J=7.2 Hz, H-7), 7.20(2H, m, H-5，6), 4.97(1H, brs, OH), 4.59(2H, s, H-9)；13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ：194.9(C-8), 136.8 (C-7a), 133.8 (C-2), 125.9 (C-3a), 123.3(C-6), 122.2 (C-5), 121.6 (C-7), 113.7 (C-3), 112.6 (C-4), 65.8(C-9)。以上數據與文獻[13]一致，故鑒定為3-羥基乙酰基吲哚。

4 討論

中藥物質基礎研究是中藥繼承、發展、創新的關鍵科學問題，是闡明其藥效物質、藥理作用及機制和臨床療效的先決條件，也是深層次開發中藥方劑、改進工藝和劑型、制定質量標準、提高臨床療效的重要基礎，是中藥現代化的重要組成部分。

水蔥中主要含有黃酮、有機酸、大環酚苷等成分[14-16]，本實驗從中分離得到了9個化合物，包括3個生物堿、2個有機酸、2個萜類，1個乙基糖苷、1個丙三醇，其中化合物1為新化合物，化合物8～9為首次從莎草科植物中分離得到, 化合物2～7為首次從該植物中分離得到，可為其藥效基礎和生物活性研究提供參考。