第一章 绪论
据 2010 版 《中国药典》记载,安息香为安息香科植物白花树 Styraxtonkinensis 的干燥树脂[1],而白花树安息香又称为越南安息香,所以目前市场上药用安息香主要以越南安息香树脂为主。安息香主要收集于夏秋二季,经自然损伤或割裂树干后,收集流出来的树脂,阴干,药用。本章内容主要通过查阅国内外对安息香研究的文献,对安息香的功效、性状和资源分布、化学成分、现代药理作用研究进展和质量控制研究进展进行介绍。
1.1 安息香的功效、性状和资源分布介绍
1.1.1 功效
《中华本草》记载了安息香具有止痛、开窍清神、活血等功效,主要用于中风痰厥、气郁暴厥、小儿惊风等[2]。《中药大辞典》记载安息香具有镇惊息风和开窍醒神等功效[3]。2010 版《中国药典》记载了安息香具有止痛、活血行气、开窍醒神、祛痰的功效、主治心腹疼痛、产后血晕、小儿惊风和中风昏迷等[1]。
1.1.2 性状
2010 版《中国药典》记载安息香表面为橙黄色, 蜡样光泽,不规则的小块,稍扁平,常黏结成团块(自然出脂);或为表面灰白色至淡黄白色,不规则的圆柱状、扁平块状 (人工割脂)。味微辛,气芳香,嚼之有沙粒感质脆,易碎,加热则软化熔融,断面平坦,白色,放置后逐渐变为淡黄棕色至红棕色[1,4]。
1.1.3 资源分布
安息香历来依靠进口[5],其主要产地在越南、泰国和印度尼西亚,我国广东、广西和云南也有种植[6-8]。据中国医学科学院药物研究所报道,我国的白叶安息香树(分布广西、广东)、青山安息香树(分布广西)和粉背安息香树(分布云南、广西、广东)也能产出安息香树脂[9],经定性定量试验结果,除白叶安息香树、青山安息香树二种树脂的总香脂酸含量略低于《中国药典》规定之外,其他指标及化学鉴别反应均合乎《中国药典》规定,也可以做为安息香药物来用[10]。
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1.2 安息香化学成分研究现状
中药安息香药材主要化学成分有三萜类成分和香脂酸类成分,在香脂酸类成分中,以苯甲酸的含量最高,高达 27%[1]。
王峰等[11-14]经过硅胶柱层析等分离手段从安息香的 95%乙醇提取液中,得到17 个化合物,根据物理常数以及核磁共振、质谱、红外等光谱方法,最后鉴定为 8 个香脂酸类成分和 9 个三萜类成分,它们的结构分别为苯甲酸、松柏醛、香草醛、去氢双香草醛、4-((E)-3-乙氧基丙-1-烯基)-2-甲氧基苯酚、trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-5-氧代呋喃-3-基)甲基苯甲酸酯、齐墩果酸、苏门答腊树脂酸、泰国树脂酸、6β-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸、19α-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸、3β-羟基-12-氧代-13Hα-齐墩果-28,19β-内酯、3β,6β-二羟基-11-氧代-齐墩果-12-烯-28-酸、3β,6β-二羟基-11α,12α-环氧齐墩果-28,13β-内酯、6β-羟基-3-氧代-11α,12α-环氧齐墩果-28,13β-内酯。其中 3β-羟基-12-氧代-13Hα-齐墩果-28,19β-内酯,3β,6β-二羟基-11-氧代-齐墩果-12-烯-28-酸,3β,6β-二羟基-11α,12α-环氧齐墩果-28,13β-内酯,6β-羟基-3-氧代-11α,12α-环氧齐墩果-28,13β-内酯,4-((E)-3-乙氧基丙-1-烯基)-2-甲氧基苯酚,trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-5-氧代呋喃-3-基)甲基苯甲酸酯为新化合物。娄方明等[15]用水蒸气蒸馏法提取安息香的挥发性成分,通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)进行鉴定,发现 42 挥发类化学成分。彭颖等[16-17]采用 GC-MS 联用技术对安息香的石油醚提取部位、乙醚提取部位、顶空固相微萃取得到的挥发性成分和水蒸气蒸馏提取得到的挥发油成分进行了化学成分分析,发现水蒸气蒸馏提取得到的挥发油成分有 19 个。本论文作者在对安息香化学成分分离时,得到 2 个三萜类的新化合物。安息香目前已分离鉴定的化学成分如下(表 1-1)。
脑缺血缺氧疾病是近年来危害人类健康的主要疾病之一[18],脑组织的缺氧缺血会改变机体的机能和代谢状态,严重的缺氧缺血会导致细胞的损伤和器官病变。因此,找到合适的药物对脑缺氧缺血的的治疗显得非常重要。黄萍等[19]在观察安息香与冰片及其不同配比下对缺氧缺血的小鼠存活时间的影响,发现安息香冰片(4:1)能显著延长小鼠在饱和氯化镁导致的小鼠急性脑缺血和常压耐缺氧实验的存活时间。刘岩等[20]在考察开窍药对二亚硫酸钠(Na2S2O4)引起的缺糖缺氧 PC12 细胞的作用时,发现不同的麝香与冰片的配比对缺糖缺氧损伤的 PC12细胞有显著的保护作用。其机制可能与减轻细胞内钙超载,降低细胞 Ca2+的过度内流和提高细胞上清 NO 含量相关。许福会等[21]在考察开窍药对由盐酸异丙肾上腺素所引起的小鼠急性心肌缺血缺氧和由亚硝酸钠所引起的小鼠急性中毒的作用时,利用不同时间段的耗氧量和小鼠存活时间做评价指标,发现苏合香石油醚、正丁醇提取部位和安息香水提部位对小鼠急性缺氧缺血有显著保护作用。
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第二章 安息香化学成分研究
2.1 本课题研究目的及意义
中药化学成分研究是阐明中药药理作用、中药药理机制、中药药效物质、及制定质量标准的先决条件,也是深层次提高临床疗效、改进工艺和剂型以及开发中药方剂的重要基础,是中药现代化的重要内容,天然药物资源和中药的活性先导化合物的发现及创新药物的发现也是近些年科研的焦点。
目前,关于安息香的化学成分的报道并不多,有据可查的仍然只有本题组所做的一些报道以及其他两项关于安息香挥发性化学成分研究的报道。本课题组曾对安息香低极性及中等极性部分(150 g)的化学成分进行研究,发现了 9 个具有抗肿瘤活性的三萜和 8 个芳香类化合物,这些化合物的结构鉴定数据和药理活性已发表在 Journal of Natural Products 和 Journal of Asian Natural Products Research等期刊上。虽然该项研究取得了一些成果,但因为安息香用量少及实验条件的限制,安息香中所含有的化学成分并未被彻底发现。另外,彭颖等[13]在《中国实验方剂学杂志》上发表过关于安息香不同提取方法的 GC-MS 研究,比较石油醚提取挥发油,水蒸气蒸馏提取挥发油和顶空固相微萃取挥发性成分的异同,发现常规水蒸气蒸馏提取得到的挥发油成分最多且种类最全(19 个化学成分)。娄方明等[15]在《中成药》发表过关于用水蒸气蒸馏法提取安息香的挥发性成分,通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)进行鉴定,发现 42 挥发油类化学成分。该两项研究报告涉及的为安息香中的挥发性成分,对非挥发性成分未做报道,特别是关于三萜类化学成分。由此可见,关于安息香的化学成分研究并不透彻,其物质基础药理研究更是寥寥无几,只有本课题组利用三萜进行了抗肿瘤研究,其它镇痛等药理作用的物质基础研究更是一片空白,并且目前关于安息香的质量控制研究方面并不多,2010 版《中国药典》规定安息香以苯甲酸(C7H6O2)计,不得少于27.0%,但苯甲酸的药理作用并不明显,且用单一化学成分来控制具有三萜类成分的中药安息香药材质量,是具有一定的缺陷性。芳香开窍药在中药临床用药方面居于非常重要的地位,而安息香这味药材是芳香开窍药中使用频率较高的一味药。因此,对安息香进行系统的研究(如化学成分,物质基础药理研究及质量研究)具有非常重要的意义。
因此,为了更进一步丰富安息香的系统研究,本课题主要对安息香药材的化学成分进行更深入的研究,将对放大量的安息香药材化学成分进行分离,在获得更多单体化合物的同时,也为安息香后续的镇痛活性等药理作用研究和制定质量标准提供物质保障。
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2.2 概述
据 2010 版《中国药典》记载,安息香为安息香科植物白花树(越南安息香Styrax tonkinensis)的干燥树脂,收集于夏秋二季,经自然损伤或割裂树干后,收集流出来的树脂,阴干,药用,表面橙黄色,蜡样光泽,不规则的小块,稍扁平,常黏结成团块(自然出脂);或为表面灰白色至淡黄白色,不规则的圆柱状、扁平块状 (人工割脂),气芳香,味微辛,嚼之有沙粒感质脆,易碎,加热则软化熔融,断面平坦,白色,放置后逐渐变为淡黄棕色至红棕色,具有活血行气,开窍醒神,止痛,祛痰的功效,主治心腹疼痛,产后血晕,小儿惊风,中风昏迷等,主产于越南、泰国和印度尼西亚等地方。安息香始载于《新修本草》,《新修本草》曰:“安息香,味辛,香、平、无毒。主心腹恶气鬼。西戎似松脂,黄黑各为块,新者亦柔韧,为外来药物。”李时珍《本草纲目》中曾记载辟恶,安息诸邪。
本课题利用正相硅胶柱色谱、ODS 柱色谱、凝胶柱色谱及重结晶等分离纯化手段,从越南安息香树脂 95%的乙醇提取物中,分离得到 16 个化合物,利用核磁共振、质谱和理化性质等方法对这些化合物的结构进行鉴定,发现其中有 2个是新化合物,14个为已知化合物。它们的结构分别为3-氧代-齐墩果-11,13(18)二烯-19β,28-内酯(3-oxo-olean-11,13(18)-dien-19β,28-olide,1)、3β,6β-二羟基-12氧代-13Hα-齐墩果-19β,28-内酯(3β,6β-dihydroxy-12-oxo-13Hα-olean-19β,28-olide,2 ) 、 3β- 羟 基 -12- 氧 代 -13Hα- 齐 墩 果 -19β,28- 内 酯(3β-dihydroxy-12-oxo-13Hα-olean-19β,28-olide,3)、3β,6β-二羟基-11α,12α-环氧齐墩果-13β,28-内酯(3β,6β-dihydroxy-11α,12α-epoxyolean-13β,28-olide,4)、6β-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸(6β-hydroxy-3-oxo-olean-12-en-28-oic acid,5)、铁仔属烯(myrsinene,6)、齐墩果酸(oleanolic acid,7)、苏门答腊树脂酸(sumaresinolic acid,8)、泰国树脂酸(siaresinolic acid,9)、苯甲酸苄酯(benzylbenzoate,10)、trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-5-氧代呋喃-3-基)甲基苯甲酸酯[trans-(tetrahydro-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-5-oxofuran-3-yl)methylbenzoate,11]、松柏醛(coniferyl aldehyde,12)、去氢双香草醛(dehydropanillin,13)、香草醛(vanillin,14)、香草酸(vanillic acid,15)和苯甲酸(benzoic acid,16)。化合物的基本信息如下(表 2-1)。
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2.6 小结
本章阐述了安息香的提取、分离流程与结构鉴定推导过程。900 g 越南安息香树脂用 95%的乙醇进行提取,提取液经浓缩后得到的浸膏经石油醚、氯仿、乙酸乙酯和甲醇的萃取,通过硅胶柱色谱,半制备液相色谱以及重结晶等分离纯化技术,获得 16 个化合物。化合物经1H-NMR、13C-NMR、HSQC、HMBC、1H-1HCOSY、NOESY、MS 和理化性质等技术进行鉴定,发现 16 个化合物中有9 个化合物属于三萜类化合物,其余 7 个化合物属于芳香类化合物,而 9 个三萜类化合物中有 2 个化合物是从未见文献报道过的新化合物,它们的结构分别为3- 氧 代 - 齐 墩 果 -11,13 ( 18 ) 二 烯 -19β,28 内 酯(3-oxo-olean-11,13(18)-dien-19β,28-olide),3β,6β-二羟基-12 氧代-13Hα-齐墩果-19β,28 -内酯(3β,6β-dihydroxy-12-oxo-13Hα-olean-19β,28-olide)。
本次课题实验得到 2 个新化合物以外,还得到了 9 个量比较多的化合物,其中有苯甲酸 25 g;3β,6β-二羟基-11α,12α-环氧齐墩果-13β,28-内酯 2 g;6β-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸 300 mg;齐墩果酸 50 mg;苏门答腊树脂酸 40 mg;泰国树脂酸 180 mg; trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-5-氧代呋喃-3-基)甲基苯甲酸酯 300 mg;松柏醛 1 g;香草醛 30 mg;这些化合物将为本课题组后续的安息香镇痛活性研究以及质量标准研究提供物质保障。
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第二章 安息香化学成分研究..................................8
2.1 本课题研究目的及意义................................8
2.2 概述.................................................9
2.3 实验部分..............................................13
2.3.1 药材来源.........................................13
2.3.2 实验材料与仪器....................................13
2.3.3 安息香化学成分提取分离............................14
2.3.4 安息香提取分离流程图..............................17
第三章 结论与展望
基于中药安息香药材目前的化学成分研究并不透彻和药理作用物质机制不清晰以及单一化学成分为主的质量标准,本课题选择了越南安息香树脂为研究对象,在前人研究的基础上对安息香科植物白花树(越南安息香 Styrax tonkinensis(Pierre) Craib ex Hart. )的干燥树脂的化学成分进行放大量的研究,目的在于看是否能得到新的化学成分和为本课题组发现越南安息香的活性成分和对越南安息香进行质量规范化研究奠定物质基础。本课题用 95%的乙醇对越南安息香的树脂进行了提取,提取液浓缩后用不同极性溶剂石油醚、氯仿、乙酸乙酯和甲醇进行再一步的提取,利用正相硅胶柱色谱,反相 C18柱色谱,中低压制备液相色谱,凝胶柱色谱和半制备高效液相色谱等现代分离技术从不同极性溶剂浸膏中分离得到 16 个化合物,经1H-NMR、13C-NMR、HSQC、HMBC、1H-1HCOSY、NOESY和 MS 等现代光谱技术,并结合理化性质,对 16 个化合物的结构进行鉴定与辨认,发现其中有 2 个三萜类的新化合物和 14 个已知化合物,分别为为 3-氧代-齐墩果-11,13(18)二烯-19β,28-内酯(3-oxo-olean-11,13(18)-dien-19β,28-olide)、3β,6β- 二 羟 基 -12 氧 代 -13Hα- 齐 墩 果 -19β,28- 内 酯(3β,6β-dihydroxy-12-oxo-13Hα-olean-19β,28-olide)、3β-羟基-12-氧代-13Hα-齐墩果-19β,28-内酯(3β-dihydroxy-12-oxo-13Hα-olean-19β,28-olide)、3β,6β-二羟基-11α,12α- 环 氧 齐 墩 果 -13β,28- 内 酯(3β,6β-dihydroxy-11α,12α-epoxyolean-13β,28-olide)、6β-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸(6β-hydroxy-3-oxo-olean-12-en-28-oic acid)、铁仔属烯(myrsinene)、齐墩果烷(oleanolic acid)、苏门答腊树脂酸(sumaresinolic acid)、泰国树脂酸(siaresinolic acid)、苯甲酸苄酯(benzyl benzoate)、trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲 氧 基 苯 基 ) -5- 氧 代 呋 喃 -3- 基 ) 甲 基 苯 甲 酸 酯[trans-(tetrahydro-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-5-oxofuran-3-yl)methyl benzoate]、松柏醛(coniferyl aldehyde)、去氢双香草醛(dehydropanillin)、香草醛(vanillin)、香草酸(vanillic acid)和苯甲酸(benzoic acid)。其中 3-氧代-齐墩果-11,13(18)二烯-19β,28 内酯和 3β,6β-二羟基-12 氧代-13Hα-齐墩果-19β,28 -内酯为未见文献报道过的三萜类新化合物。其中有苯甲酸、 3β,6β-二羟基-11α,12α-环氧齐墩果-13β,8-内酯、6β-羟基-3-氧代齐墩果-12-烯-28-酸、齐墩果酸、苏门答腊树脂酸、泰国树脂酸、 trans-(四氢-2-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-5-氧代呋喃-3-基)甲基苯甲酸酯、松柏醛和香草醛这 9 个化合物量比较大多,这些化合物将为本课题组接下来的中药物质基础药理研究以及安息香质量标准研究提供重要的保障。
本课组正在利用从越南安息香树脂中分离得到的化合物为对照品,以HPLC-DAD 岛津高效液相色谱为分析检测手段,建立同时测定越南安息香中 9个化学成分的高效液相色谱分析方法,旨在于改善《中国药典》上以苯甲酸为单一化学成分制定的越南安息香质量标准的不足,并对以后越南安息香的质量评价提供参考价值;目前,本课题组也正在利用老鼠的巨噬细胞对已经分离得到的化学成分进行镇痛活性等药理作用考察。这两项具有重要意义的实验处于正在进行中的状态。
随着本课题组对越南安息香树脂进一步的研究,这味外来药物即将揭开神秘的面纱。随着质量标准和药理活性实验筛选的实验的进行,将对安息香药材的充分利用以及新制剂的开放提供更多的参考依据。
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参考文献(略)