大叶金花草化学成分的研究

摘要

近几十年来，由于合成药物和抗菌素的广泛使用，滥用、误用化学药品对人体造成的伤害，使整个世界掀起了一股“回归自然”的绿色浪潮，人们意识到源于大自然的产品往往具有较大的安全性。从天然药物中开发新药，已成为创制新药的重要途径和转折点，其中以植物的天然小分子为探针研究基因组的功能，发现新的靶点和新的先导化合物已成为创新药物研究的重要方向。天然小分子结构的多样性及其对多靶点的特异生理活性为基因芯片大规模、高通量筛选天然药物和先导化合物也提供了广阔的前景。世界卫生组织鼓励并支持传统医药的发展，重新评估传统医药已成为国际性的重要研究课题。 天然药物之所以能够防病治病，其物质基础在于所含的有效成分，植物的次生代谢产物中的很多成分，如生物碱、蒽醌、黄酮、皂苷、挥发油、有机酸、鞣质等都是重要的药物来源。寻找活性成分一直是资源植物化学及天然产物化学研究的主流，近10多年来，天然产物化学的发展为新药开发提供了化学多样性基础，并充实和扩大了组合化学样品库，新的天然药物的开发也取得了许多卓著的成就。 中药材和中成药是一个天然的组合化学库，运用传统的植物化学提取分离方法与柱色谱、毛细管色谱、毛细管电泳、HPLC、GC、MS、LC-MS、LC-NMR以及MS-MS等现代分析技术，建立指纹图谱，微量、快速地分离、鉴别和定量分析中药的植物化学成分，并采用多维、多模式、多指标、多标准的方式进行中药的质量研究，制定质量标准，是中药现代化的当务之急。 但是天然药物是由多种化学成分组成的复杂体系，一种药物往往含有结构、性质不尽相同的多种成分，其有效成分的含量一般较低。为提高中药的国际竞争力，促进国外理解和接受中医药理论，必须利用现代科学技术阐明其有效成分及其作用机理。因此研究和开发天然药物必须从复杂的中草药组分中提取、分离和鉴定有活性的单体组分，为研究中药药性，提高药物疗效，寻找新药物、新药源，或开发利用对国民经济有价值的资源奠定理论基础。 大叶金花草是鳞始蕨科（Lindsaeaceae）乌蕨属（Stenoloma Fee.）植物乌蕨（Stenoloma chusana（L.）Ching）的全草和根茎，广泛的分布于西南及江苏、安徽、浙江、江西、福建、台湾、湖北、湖南、广东、广西、西藏、陕西、四川等地。具有清热解毒，利湿，止血的功效，主治感冒发热，咳嗽，咽喉肿痛，肠炎，痢疾，肝炎，湿热带下，痈疮肿毒，痄腮，口疮，烫火伤，毒伤，狂犬咬伤，皮肤湿疹，吐血，尿血，便血，外伤出血。具有广谱的的抗菌活性和解毒作用等多种生理功能。作为优良的抗菌药物，乌蕨的分离提取工艺尚无研究，抗菌活性成分还未进行系统的提取分离，其作用机理和毒理学研究机制也有待于进一步深化。本论文选取大叶金花草作为研究对象，对其化学成分进行了系统的研究，希望为发现新的天然药物奠定良好的资源、理论及技术基础。论文主要包括四章： 第一章：简要介绍了药用蕨类植物的资源分布、药理活性和主要化学成分的研究状况，并对大叶金花草的地理分布、性味与功能主治、已知化学成分、药理活性和毒理特征进行了介绍。 第二章：运用传统的溶剂提取法与现代分析技术相结合，对大叶金花草中的化学成分进行了系统的提取分离，并利用其理化常数与现代波谱技术（IR、UV、MS、NMR、GC-MS）对化学成分进行了鉴定，主要研究内容及结果如下： 1．对大叶金花草乙醚提取液进行GC-MS分析，测定其挥发性成分，共检测出9个成分，鉴定了7个成分，即乙酸乙酯、新植二烯、十六烷酸、2，6，10-三甲基十五烷、9，12-十八碳二烯酸、十八烷酸、2-甲基-二十烷。 2．对大叶金花草石油醚提取物进行甲酯化反应，将甲酯化产物进行GC-MS分析，测定其脂肪酸成分，共鉴定出36个脂肪酸。大多数脂肪酸含量较低，主要成分为7，10，13-十六碳三烯酸、9，12，15-十八碳三烯酸、十八烷酸（硬脂酸）、二-羟基十八烷酸、5，8，11，14-二十碳四烯酸。 3．大叶金花草95％乙醇提取物，用石油醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇依次萃取，各萃取液浓缩后进行反复硅胶柱层析，从石油醚、氯仿、乙酸乙酯部分得到了22个化合物，经理化常数及波谱数据共鉴定了18个化合物，包括3个脂肪酸、1个脂肪醇、7个酚酸类化合物、2个甾体类物质、2个黄酮、2个黄酮苷及1个邻苯二甲酸酯类化合物。其中化合物A-1、A-3、A-5、A-6、B-2、1b、5d、6b、6g、6k、6k-1、7a、8为首次从该植物中分离得到的化合物，也是首次从该属植物中得到。各化合物结构分别鉴定为（A-1）二十六烷酸、（A-3）3-羟基-二十七烷醇、（A-5）邻苯二甲酸-二（2-乙基-己基）酯、（A-6）β-谷甾醇、（B-2）胡萝卜苷、（1b）2，5-二羟基苯甲酸甲酯、（5-d）棕榈酸、（6a-3）原儿茶醛、（6b）三十烷酸、（6g）3-羟基-4-甲氧基苯甲酸、（6g-1）原儿茶酸、（6k）对-羟基苯甲酸、（6k-1）对甲氧基苯甲酸、（6-L）丁香酸、（7a）6，8-二氯芹菜素、（7b）牡荆素、（7d）山萘酚、（8）山萘酚-3-O-β-D葡萄糖苷。 第三章：简要介绍了蕨类植物多糖的研究概况。同时对大叶金花草中水溶性多糖的提取、分离纯化工艺、部分理化性质和结构组成进行了研究，结果如下： 1．用热水提取法提取了大叶金花草中水溶性多糖，对料液比、反应时间、提取次数和温度等提取条件进行了单因素试验，并在此基础上运用均匀设计法对提取条件进行了优化，最后确定的工艺优化条件为：料液比为1：80，反应时间为5小时，提取次数为1次，提取温度为100℃，多糖的提取率为7.93％。 2．研究了粗多糖的纯化工艺，使用了三种方法（Sevag法、三氯乙酸法（TAC）、木瓜蛋白酶＋Sevag法）去除粗多糖中的蛋白质。实验表明，TAC法和酶+Sevag法对蛋白质的去除率较高，但TAC法作用剧烈，易引起多糖中活性物质的降解，而酶＋Sevag法结合能除去几乎全部的蛋白质，而多糖损失率仅为16.56％，因此实验选用酶＋Sevag法来去除蛋白。 3．粗多糖的纯化研究中，实验选用10％H<,2>O<,2>溶液来脱出多糖溶液颜色，用量为多糖溶液体积的0.3倍。使用透析袋逆向流水透析72小时去除小分子杂质。最后用乙醇来析出半纯品多糖，乙醇浓度为80％。所得多糖用DEAE-纤维素（Cl<'->）柱进行层析，收集0.1mol/L NaCI洗脱液，经蒸馏水透析，浓缩，醇析，离心，真空干燥得多糖样品AP<,2>。纸层析和Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱层析证明所得多糖已经被纯化。 4．论文对纯化了的多糖的性质及结构组成进行了研究，性质的研究包括多糖的物理性质、化学性质，用凝胶色谱法测定出多糖的平均分子量为8.6×10<'4>Da，并通过薄层层析和GC-MS测定了多糖的单糖组成，结果表明，大叶金花草多糖的单糖组成主要为阿拉伯糖和葡萄糖，硫酸-咔唑反应测定出多糖AP<,2>中糖醛酸含量为19.78％。最后用紫外光谱和红外光谱对多糖的结构进行了初步解析，紫外-可见光吸收表明在260nm和280nm处多糖无核酸和蛋白质的吸收峰，红外光谱分析可推测多糖是含有β-吡喃葡萄糖的非蛋白类单一多糖。 第四章：采用原子吸收分光光度法，探讨了中草药大叶金花草中微量元素的初级和次级形态。初级形态结果表明，8种元素在原药中的含量特征如下：Ca>Mg>Fe>Mn>Cu>Zn>Cr>Ni，总提取率中Ni和Mg超过了50％，其他元素均在40％以下，各元素残留率中，Cr、Zn的头煎残留率最高（88.09％，81.35％），Ni的残留率最低（63.09％）。次级形态结果表明，元素的颗粒物浓度均远远超过可溶态，各金属成分只有少量以有机态结合，大多为无机结合态；Zn、Ca和Mg的游离态形态超过75％，Mn不存在游离态；Cu、Fe和Ni主要以不可交换的离子状态存在；鳌合柱分离表明zn的不稳定态成分较多（62.82％），Ni没有不稳定态成分。

目录

文摘

英文文摘

第一章综述

第二章大叶金花草化学成分的研究

第三章大叶金花草中多糖的提取、分离纯化与性质研究

第四章大叶金花草中微量元素的形态分析

主要结论

参考文献

博士期间发表论文题录

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