何首乌毛状根化学成分研究论文

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【摘要】目的研究转基因何首乌毛状根中的化学成分。方法采用硅胶、SephadexLH-20、ODS柱色谱等方法分离何首乌毛状根中的化学成分，并根据理化性质和波谱数据鉴定其化学结构。结果从何首乌毛状根60％乙醇提取物中分离得到了12个化合物。利用理化性质及波谱技术确定其结构分别为：2,3,5,4''''-四羟基反式二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷(1)、没食子酸(2)、没食子酸甲酯(3)、3,5-二羟基苯甲酸(4)、丁香酸(5)、对羟基苯甲酸(6)、胡萝卜苷(7)、β-谷甾醇(8)、豆甾醇(9)、烟酸(10)、碳直链十七酸(11)、碳直链三十一酸(12)。结论上述12个化合物均为首次从转基因何首乌毛状根中分离得到；化合物3，4，5，6为首次从该种植物中分离得到。

【关键词】何首乌毛状根化学成分

Abstract：ObjectiveTostudythechemicalconstituentsfromthetransgenichairyrootsofPolygonummultiflorumThunb..MethodsThecompoundsI-XIIwereisolatedbyacombinationofsilicagel,SephadexLH-20,andODSchromatographictechnologiesandtheirstructureswereidentifiedbyspectralmethods.ResultsTwelveknowncompoundswereisolatedfromhairyrootsofP.multiflorum.Theirstructureswereidentifiedbymeansofspectroscopicanalysisas:2,3,5,4''''-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glucoside(1),gallicacid(2),methylgallate(3),3,5-dihydroxybenzoicacid(4),3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzoicacid(5),p-hydroxybenzoicacid(6),daucosterol(7),β-sitosterol(8),stigmasterol(9),nicotinicaicd(10),n-CH3(CH2)15COOH(11),n-CH3(CH2)29COOH(12).ConclusionAllcompoundsareisolatedfirstlyfromtransgenichairyrootsofP.multiflorumandcompounds3～6areisolatedfromP.multiflorumforthefirsttime.

Keywords：Polygoniummultiflorum；Hairyroots；Chemicalconstituents

何首乌，又名首乌、赤首乌，为蓼科植物何首乌PolygonummultiforumThunb.的干燥块根。其性微温、气微、味微苦而甘涩，有解毒、消疮痈、润肠通便等功能，可用于肝肾精血亏虚、头昏目眩、须发早白等病症的治疗［1］。何首乌的化学成分主要为蒽醌类、二苯乙烯苷类、酚酸类以及卵磷脂等化合物类型［2］。

自20世纪80年代以来，基因工程的研究成果渗透到细胞工程中来，引起了细胞培养研究的新突破。其中通过发根农杆菌(Agrobacteriumrhizogenes)中Ri质粒介导的天然植物遗传转化，建立发根培养系统来生产原植物中的次生代谢产物成为植物基因工程和细胞工程相结合的一项新技术。转基因毛状根（transgenichairyroots）能够在无激素的培养基上生长，并且其生长速度大大高于其相应的细胞培养物和未转化的根培养物［3］，具遗传性状稳定、次生代谢产物含量高等优点［4］。本实验在前期工作基础上，对转基因何首乌毛状根进行了较系统的化学成分研究，从中分离得到12个单体。本文报道其分离和鉴定工作。

1仪器与材料

熔点用北京泰克仪器有限公司X-4数显显微熔点测定仪测定；NMR用VARIANINOVA-400型核磁共振仪测定。所用溶剂为工业级试剂经过重蒸处理；SephadexLH-20为瑞士安玛西亚公司产品；RP-18为美国默克公司产品；柱层析硅胶和薄层层析硅胶(GF254)均为青岛海洋化工厂产品。

何首乌毛状根由本室诱导获得。PCR和Southern杂交表明发根农杆菌Ri质粒中的T-DNA已经整合到何首乌细胞核的基因组中［3］。

2方法与结果

2.1提取与分离何首乌毛状根450g(DW)，粉碎后经60％乙醇加热回流提取5次，2h/次。减压浓缩得浸膏。浸膏用水分散，依次以石油醚、醋酸乙酯、正丁醇萃取，浓缩醋酸乙酯和正丁醇萃取液分别得到浸膏A（50g）和浸膏B（10g）。浸膏A用300～400目的硅胶柱分离，以氯仿-甲醇梯度洗脱。氯仿-甲醇(90：10)洗脱部分，经SephadexLH-20柱分离，得化合物8，9，11和12；氯仿-甲醇(85：15)洗脱部分，经SephadexLH-20柱分离，ODS纯化得化合物2，3和7；氯仿-甲醇(80：20)洗脱部分，经RP-18纯化得化合物1。浸膏B用200～300目的硅胶柱色谱分离，以氯仿-甲醇(4:1)洗脱，再经反复SephadexLH-20和ODS柱纯化，得化合物1，2，4，5，6和10。

2.2结构鉴定

2.2.1化合物1

白色无定形粉末(氯仿-甲醇)，易溶于甲醇，乙醇。IR(KBr)cm-1：3420,1606,1515。ESI-MS:407［M+H］+，379［M-CH2=CH2+H］+；1H-NMR［400MHz，CD4O］δ:3.3-3.8(6H，m，糖上H)，4.54(1H，d，J=8.0Hz，H-1'''''''')，6.28(1H，d，J=2.4Hz，H-4)，6.58(1H，d，J=2.4Hz，H-6)，6.80(2H，d，J=8.0Hz，H-3'''',5'''')，6.96(1H，d，J=16.0Hz，H-2a)，7.49(2H，d，J=8.0Hz，H-2'''',6'''')，7.75(1H，d，J=16.0Hz，H-1a)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:158.3(C-4'''')，155.9(C-5)，152.0(C-3)，137.9(C-2)，133.6(C-1'''')，130.8(C-2a)，130.0(C-2'''',6'''')，129.2(C-1a)，121.6(C-1)，116.4(C-3'''',5'''')，108.2(C-6)，103.5(C-1'''''''')，102.6(C-4)，78.1(C-5'''''''')，77.9(C-3'''''''')，75.4(C-2'''''''')，70.6(C-4'''''''')，62.7(C-6'''''''')。以上数据和文献［2］对比基本一致。故确定化合物1为2,3,5,4''''-四羟基反式二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷(2,3,5,4''''-te-trahydroxystilbene-2-O-β-D-glucoside)。

2.2.2化合物2

淡棕色针状结晶(氯仿-甲醇)，易溶于甲醇，乙醇。mp235～238℃，FeCl3反应阳性。IR(KBr)cm-1：3434,1715,1629,1363,1092；ESI-MS:171［M+H］+，169［M-H］-；1H-NMR［400MHz,CD4O］δ:4.76(3H，s，3×ArOH)，7.09(2H，brs，2×Ar-H)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:170.5(C=O)，146.3(C-3,5)，139.6(C-4)，121.8(C-1)，l10.3(C-2,6)。以上光谱数据与文献［5，6］基本一致，故将化合物2鉴定为没食子酸(gallicacid)。

2.2.3化合物3

白色固体粉末(氯仿-甲醇)。IR(KBr)cm-1：3362,1693,1536,1330,1263,1213,765；ESI-MS:185［M+H］+；1H-NMR［400MHz,CD4O］δ:3.85(3H,s,COOCH3),7.08(2H,s,H-2,6)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:169.2(C=O)，146.5(C-3,5)，139.8(C-4)，121.3(C-1)，109.9(C-2,6)，52.3(OCH3)。以上数据与文献［6，7］基本一致，故鉴定该化合物为没食子酸甲酯（methylgallate)。

2.2.4化合物4

白色结晶性粉末(氯仿-甲醇)，易溶于甲醇，乙醇。mp235～237℃。FeCl3反应阳性。IR(KBr)cm-1：3442,1682,1610,1482,1402,917,851,766；ESI-MS:155［M+H］+；1H-NMR［400MHz，CD4O］δ:6.49(1H，t，J=2.4Hz，H-4)，6.97(2H，d，J=2.4Hz，H-2,6)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:170.0(C=O)，159.7(C-3,5)，133.7(C-1)，119.0(C-2,6)，108.1(C-4)。根据以上光谱数据鉴定该化合物为3,5-二羟基苯甲酸(3,5-dihydroxybenzoicacid)。

2.2.5化合物5

白色针晶(氯仿-甲醇)，易溶于甲醇。mp212～213℃，FeCl3反应呈阳性。IR(KBr)cm-1：3383,1699,1619,1522,1460,1373,1205,1114,865；ESI-MS:197［M-H］-;1H-NMR［400MHz，CD4O］δ:3.93(6H，s，OCH3×2)，7.37(2H，s，H-2,6)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:169.9(COOH)，148.8(C-3,5)，141.7(C-4)，121.9(C-1)，108.3(C-2,6)，56.8(OCH3×2)。以上光谱数据与文献［8，9］基本一致，故化合物5鉴定为丁香酸(syringicacid)。

2.2.6化合物6

白色针状结晶(氯仿-甲醇)，易溶于甲醇，FeCl3反应呈阳性。IR(KBr)cm-1:3396,2924,2651,2543,1673,1608,1594,1510,1448,1424,1320,1244,1169；ESI-MS:139［M+H］+；1H-NMR［400MHz，CD4O］δ:6.85(2H，dd，J=7.2,2.4Hz，H-3,5)，7.9l(2H，dd，J=7.2,2.4Hz，H-2,6)；13C-NMR［100MHz，CD4O］δ:170.1(C=O)，163.4(C-4)，133.0(C-2,6)，122.7(C-1)，116.0(C-3,5)。以上光谱数据与文献［10，11］基本一致，化合物6鉴定为对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoicacid)。

2.2.7化合物7

白色无定型粉末(甲醇)，难溶于氯仿、丙酮，微溶于甲醇，易溶于吡啶。mp282～284℃。254nm下无紫外吸收，与10%硫酸乙醇溶液反应显紫红色，与磷钼酸反应显蓝色，初步推断化合物为萜类或甾体化合物。TLC结果显示Rf值与胡萝卜苷标准品一致。且混合后熔点不下降，故将该化合物鉴定为胡萝卜苷(daucosterol)。

2.2.8化合物8

白色片状结晶。1H-NMR［400MHz，CDCl3］δ:0.68(3H，s，H-18)，0.80(3H,t，J=8.0Hz，H-29)，0.85(6H,d,J=7.2Hz，H-26,27)，0.92(3H,d，J=7.2Hz，H-21)，1.01(3H，s，H-19)，3.52(1H,m,H-3)，5.36(1H,m,H-6)。以上光谱数据与β-谷甾醇文献值［12］基本一致，故将其鉴定为β-谷甾醇(β-sitosterol)。

2.2.9化合物9

白色片状结晶。1H-NMR［400MHz，CDCl3］δ:0.79(3H，s，H-18)，0.80(3H,t，J=8.0Hz，H-29)，0.87,0.83(3H,each，brs，H-26,27)，1.04(3H，s，H-19)，1.05(3H，brs，H-21)，5.03(1H,dd,J=8.5Hz，15.0Hz，H-23)，5.15(1H，dd，J=8.5，15.0Hz，H-22)，5.36(1H，brd，J=4.4Hz，H-6)。根据以上光谱数据与文献［13］对照，鉴定该化合物为豆甾醇(stigmasterol)。

2.2.10化合物10

白色针晶。mp234～237℃。ESI-MS:124［M+H］+，80［M-CO2+H］＋；1H-NMR［400MHz，DMSO-d6］δ:7.55(1H，dd，J=8.0,4.8Hz，H-5)，7.78(1H，d，J=4.8Hz，H-6)，8.26(1H,d,J=8.0Hz，H-4)，9.072(1H,brs，H-2)；13C-NMR［100MHz，DMSO-d6］δ:166.5(COOH)，153.5(C-2)，150.4(C-6)，137.2(C-4)，126.8(C-3)，124.0(C-5)。以上光谱数据与文献［8］基本一致,该化合物鉴定为烟酸(nicotinicaicd)。

2.2.11化合物11

白色固体粉末，易溶于氯仿。ESI-MS:269［M-H］-；1H-NMR［400MHz，CDCl3］δ:0.88(3H,t,J=6.8Hz,CH3)，2.38(2H,t，J=7.6Hz,α-CH2)。化合物鉴定为碳直链十七酸。分子式为：n-CH3(CH2)15COOH。

2.2.12化合物12

白色固体粉末，易溶于氯仿。ESI-MS:465［M-H］-；1H-NMR［400MHz，CDCl3］δ:0.88(3H，t，J=6.8Hz，CH3)，2.38(2H，t，J=7.6Hz，α-CH2)。综合以上数据，将化合物12鉴定为碳直链三十一酸。分子式为：n-CH3(CH2)29COOH。

3讨论

本研究组对何首乌毛状根中的蒽醌类成分已有报道。本实验在前期工作基础上对其进行了较系统的化学成分研究。从中分离到12个单体，均为首次从转基因何首乌毛状根中分离得到；其中化合物3，4，5，6为首次从该种植物中分离得到。

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