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贵州大学本科毕业论文(设计) 第I页大叶醉鱼草化学成分提取、分离、纯化研究摘 要大叶醉鱼草(Buddleia davidii)属于马钱科醉鱼草属(Buddleja L)。醉鱼草属植物中有很多种类由于形态优美、叶片对称和芳香宜人,因此是极具开发价值的园林植物,可用于园林绿化、室内观赏。现在许多国家已将醉鱼草属观赏植物运用于商业,利用高科技培育了许多比野生种更美的栽培品种,其中大叶醉鱼草是研究开发利用最为深入的种类。它主要分布在长江流域,在贵州它主要分布在贵阳、遵义、六盘水、毕节和安顺等地。在医药上大叶醉鱼草主治风湿性关节疼痛、跌打损伤和流行性感冒。有些地方甚至用它的根来治疗皮肤病和烧烫伤。现在已有大叶醉鱼草化学成分的相关报道,通过这些报道我们发现该植物中主要含有黄酮类、苯乙醇苷类、木质素、萜类等化合物,这些结果为研究开发利用大叶醉鱼草,为大叶醉鱼草生物活性研究提供了相关的理论依据。 本论文对其化学成分进行了较为系统的研究,运用硅胶柱层析、凝胶柱层析、聚酰胺柱层析、大孔吸附树脂、反相硅胶等分离手段进行分离,获得单体化合物。并综合利用IR、UV、MS、H-NMR、C-NMR、H -H COSY等现代波谱方法分离、鉴定得到了两个化合物,分别为:木樨草素和金合欢素-7-O-芸香糖苷。关键词:大叶醉鱼草,化学成分,木樨草素, 金合欢素-7-O-芸香糖苷 Abstract Buddleia davidii is one of Buddleja L.Because of many kinds of Genus Buddleja have beautiful shape, symmetry leaves and fragrant, they are of great value garden plants, which can be used for landscaping and indoor ornamental. Now Buddleja Plants have been used in business in many countries. People use high-tech training a lot of species more beautiful than the wild cultivars, which the Buddleia davidii is the most in-depth research and development of the type of use. It is mainly distributed in the Yangtze River basin, and distributed in Guiyang, Zunyi, Liupanshui, Bijie and Anshun and other places in Guizhou. In medicine Buddleia davidii are used to treat rheumatic joint pain, bruises, and influenza. Some places even use it to treat skin diseases and burns roots. There have been reported the chemical constituents of Buddleia davidii. Through these reports we found that this plant mainly contains flavonoids, phenyl glycosides, lignin, terpenoids and other compounds, These results for studying, developing and using Buddleia davidii, and for studying the bioactivities of Buddleia davidii provides relevant theoretical basis. In the study, using Silica gel column chromatography, gel column chromatography, poly- amide column chromatography, macroporous resin, reverse phase separation of silica and other means of separation, single compounds were obtained. And comprehensive utilization of IR, UV, MS, H-NMR, C-NMR, H -H COSY spectrum of modern methods, separated and identified two compounds, they are luteolin and acacetin-7-O-L-rhamnopyranosyl-(1-6 )-D-glucopyranoside .Keywords: Buddleja davidii, Chemical Constituents, Luteolin, Acacetin-7-O-L-rhamnopyranosyl-(1-6)-D-glucopyranoside . 贵州大学本科毕业论文(设计) 第页 第一章 综 述1.1 大叶醉鱼草研究背景醉鱼草属(Buddleja)是马钱科(Loganiaceae)植物,分布范围主要在亚洲、南美洲及非洲南部的热带、亚热带地区,总共有100种左右,其中分布在我国的约50种1,而且很大部分是中国特有的物种,这五十多种分布在中国绝大部分地区并以西南地区最多2。最早在20世纪七十年代就有关于大叶醉鱼草化学成分的报道,那时主要是报道了部分具有麻醉鱼作用的倍半萜类成分3,现已经从醉鱼草属植物的根、叶、花和果实中提取、鉴定的化合物结构类型主要有萜类、黄酮类、苯乙醇苷类4-5、甾醇类、脂肪酸类和木脂素类6-8。有文献9记载,醉鱼草属植物有祛风散寒、止咳、消肿止痛功效,并能杀蛆灭孑孓,有一定的毒性,且大叶醉鱼草在这方面的药效比较显著。在农药方面,随着时代的发展我们对环境的要求越来越高,传统化学农药在害虫防治中产生的农药残留和害虫的抗药性已成为我们不断攻克的难题。而我们可直接利用大叶醉鱼草然后分析大叶醉鱼草中有效成分的化学结构,研究结构与活性的关系,寻找人工合成的天然模板,进行仿生合成具有低毒高效的农药。因此,从大叶醉鱼草中寻找具有较高活性的先导化合物,已成为研究和开发新农药的热点之一。1.2 大叶醉鱼草的研究现状大部分醉鱼草属植物在民间作为药用植物,其化学成分研究涉及植物的根、叶 、花和果实,且大叶醉鱼草的花可以用于提取芳香油10或制香精香水。据有关文献记载,己鉴定的化合物结构类型主要有萜类、苯乙醇苷类和黄酮类化合物,另外还含有甾醇类、木脂素类和脂肪酸类化合物。醉鱼草属植物已有十余种进行了药理作用和生物活性的研究,有多种植物的有效成分已经用于实际应用,例如大叶醉鱼草可以用于杀虫、止咳、妇女阴痒和治脚癣11。大叶醉鱼草化学成分的研究主要集中在上世纪90年代左右,报道了15个苯乙醇苷,6个环烯醚萜,5个倍半萜及8个木脂素等化合物。黄酮类是醉鱼草属植物中被最早发现的一类物质,1933年据Hseih YU 12报道分离出了苷元。Yoshida等13,14最先报道了从该植物中分离得到的石竹烷型骨架的倍半萜化合物buddledin AE,并制备了buddledin A的溴醇衍生物,辅助以X-射线衍射分析,确证buddledin A和B的构象。Houghtont4在研究该植物的甲醇提取物时,从中分离得到Eupomatene型和双环氧型木脂素。现在这研究仍在发展中。1.3 大叶醉鱼草化学成分的应用从大叶醉鱼草中提取出的化合物主要有黄酮类、苯乙醇苷类、萜类、环稀醚萜、半倍萜、二萜、甾体和苷类15。它们在医药和农药中的作用都有相应的应用,但其进一步研究仍有待于科研人员的努力。1.3.1 大叶醉鱼草在医药方面的应用大叶醉鱼草可以入药,在醉鱼草草属植物生产地作为传统药而被广泛的应用,有些地区把该属植物的有用物种收入药典。其主要有镇痛止痛作用,比如可以用于治疗风湿关节痛和跌打损伤16;抗炎抗菌作用,比如可以用于祛风解毒,除湿止痒17。1.3.2 大叶醉鱼草在农药方面的应用大叶醉鱼草在农药研究中有很好的活性。有关研究表明浓度为50的大叶醉鱼草乙醇提取液的胃毒作用最强,其杀虫效果可达50,而浓度为75和100的大叶醉鱼草乙醇提取液的触杀效果均在80左右。杨林元18等研究还发现醉鱼草叶乙醇提取液对苎麻黄蛱蝶老龄幼虫也有一定的触杀作用,但只有100浓度的醉鱼草叶乙醇提取液的触杀作用较明显,10 min内杀虫效果可达40。醉鱼草叶乙醇提取液、水提取液对苎麻黄蛱蝶老龄幼虫都有一定的浸杀作用,其中醉鱼草叶乙醇提取液浓度增至20时,浸杀效果最好。10 min内死亡率为90;随后随浓度的提高浸杀效果又逐渐减弱。浓度为75、100的醉鱼草叶水提取液浸杀效果较好,10min内死亡率都在40左右。所以研究大叶醉鱼草在农药方面有很大的发展空间。1.4 本文工作1.4.1 研究目的 通过提取分离来寻找大叶醉鱼草中所含有的有效成分,并争取能够提取出以前尚未提取出的新化合物,丰富该药用植物的化学成分类型。并从中寻找具有高效杀虫活性和生物活性的新天然产物。为高效低毒新型杀虫剂的创制提供理论依据。1.4.2 研究意义通过对醉鱼草化学成分的提取、分离和纯化得出对医药和农药有用的化学成分,然后用之实践。为拓展新的医药体来源和合成高效低毒的杀虫剂提供理论依据。1.4.3 本文研究的主要内容本文首先采用95%的乙醇有机溶剂浸泡大叶醉鱼草,加热回流三次提取浸膏。然后分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,得到不同极性部位。最后对各萃取部位综合运用硅胶柱层析、凝胶柱层析、聚酰胺柱层析、大孔吸附树脂、反相硅胶等分离手段进行分离,获得单体化合物。并综合利用IR、UV、MS、1H-NMR、13C-NMR、1H -1H COSY等现代波谱方法进行结构解析和鉴定。 第二章 大叶醉鱼草化学成分的提取分离2.1 实验仪器仪器名称型号生产地500 MHz核磁共振仪 (TMS为内标)JOEL-ECX500日本红外光谱仪SHIMADZU-IR Prestige-21日本液质联用仪LCMS 1100 /MSD美国Agilent公司气质联用仪GCMS 6890/5973美国Agilent公司旋转蒸发仪RE-2000中国上海数字显微熔点测定仪X-4中国元素分析仪Elementar Vario 中国自动旋光仪WZZ-ZA中国上海超声波清洗仪KQ250E中国三用紫外分析仪QY-20中国电子天平Sarforins中国表1 实验所用的主要仪器 2.2 实验植物来源 这次实验所用大叶醉鱼草采自贵州省毕节市。2.2.1 提取与分离首先采用95%的乙醇有机溶剂浸泡大叶醉鱼草,加热回流三次提取浸膏405g。将所得的浸膏用水稀释后,分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,得到石油醚部分102g,乙酸乙酯部分34g,正丁醇部分120g,水层部分149g。正丁醇部分先经硅胶柱层析,以乙酸乙酯:甲醇进行梯度洗脱。其中的10:1极性段经显色后,共分为5个流份,从其中的第三流份和第五流份分别提取出化合物1和化合物2的单体。然后综合利用IR、UV、MS、1H-NMR、13C-NMR、1H -1H COSY等现代波谱方法进行结构解析和鉴定。(流程图见下图) 植物干粉用95%乙醇回流提取三次,合并提取液,浓缩去醇,加入适量水溶液分散,并依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取 水部分正丁醇部分乙酸乙酯部分石油醚部分常压硅胶柱,减压硅胶柱,葡聚糖凝胶柱,大孔吸附树脂柱,反向硅胶柱反复上柱。然后用各种试剂进行反复重结晶纯化 (得到两个化合物)化合物2化合物1 图1 大叶醉鱼草化学成分提取分离流程图2.2.2 结构鉴定 化合物1 黄色晶体,ESI-MS:287M+H+,309M+Na+。1H-NMR(DMSO-d6,500MHz):12.99(1H,s,OH-5),7.43(1H,dd,J=8.8,2.0Hz,H-6/),7.40(1H,d,J=2.0Hz,H-2/),6.90(2H,d,J=8.8Hz,H-5/),6.68(1H,s,H-3),6.45(1H,d,J=2.0Hz,H-8),6.20(1H,d,J=2.0Hz,H-6),13C-NMR数据见表2。化合物2 淡黄色晶体,ESI-MS:593M+H+,615M+Na +,631M+K +。1H-NMR(DMSO-d6,500MHz):12.92(1H,s,OH-5),8.07(2H,d,J=8.8Hz,H-3/,5/),7.16(2H,d,J=8.8Hz,H-2/,6/),6.96(1H,s,H-3),6.46(1H,d,J=2.0Hz,H-6),5.21(1H,d,J=7.2Hz,H-1/),4.55(1H,d,J=1.6Hz,H-1),13C-NMR数据见表2。表2 化合物1、2的13C-NMR光谱数据Position122164.6164.53103.4100.44182.2182.65162.0163.0699.376.87164.6163.5894.373.69157.8158.210104.2101.11122.0115.22113.8129.03146.1106.04150.2161.75116.5104.46119.5123.2Glc195.3270.9372.6440.0571.3639.9Rha1/100.22/56.13/56.64/68.95/40.26/18.4OMe19.12.3 研究结果 从大叶醉鱼草分离出的化合物结果2.3.1 化合物结构 化合物1 木樨草素 化合物2 金合欢素-7-O-芸香糖苷2.3.2 化合物结构鉴定化合物1 木樨草素的结构鉴定:该化合物为黄色晶体;mp.266268.ESI-MS:287M+H+,309M+Na+。表明该化合物相对分子质量为286。联系1H-NMR和13C-NMR、还有ESI-MS,推测该化合物为“木樨草素”。其波谱数据与文献报道的木樨草素19的波谱数据一致。化合物2 金合欢素-7-O-芸香唐苷的结构鉴定:该化合物为淡黄色晶体,ESI-MS:593M+H+,615M+Na +,631M+K +。;mp.200202.表明该化合物相对分子 质量为592。联系1H-NMR和13C-NMR、还有ESI-MS推测该化合物为“金合欢素-7-O-芸香唐苷”。其波谱数据与文献报道的金合欢素-7-O-芸香唐苷20的波谱数据一致第三章 结果与讨论1 到目前为止醉鱼草属植物在化学成分和生物活性方面已有相关的研究,通过这些我们知道了醉鱼草属植物研究现状和发展水平,为我的实验提供了有利的参考依据。2 本论文对大叶醉鱼草化学成分进行了提取、分离和纯化,使得大叶醉鱼草在植物化学方面研究的较为完善,为进一步研究提供了一定的科学的理论数据。对大叶醉鱼草的生物活性、活性部位以及结构改造等方面的研究,是研究大叶醉鱼草在害虫体内的生物活性和作用机理的前提,为大叶醉鱼草提供广泛的应用前景。3 本研究采用95%乙醇回流提取,减压浓缩至膏状,对正丁醇萃取部位,综合运用硅胶柱层析、凝胶柱层析、聚酰胺柱层析、大孔吸附树脂、反相硅胶等分离手段进行分离纯化,通过MS、1H-NMR、13C-NMR等波谱方法进行结构解析和鉴定,获得了黄酮类单体化合物:木樨草素和金合欢素-7-O-芸香糖苷,为研究黄酮类药理作用、为以黄酮类为主要有效成分的制剂,为以木樨草素和金合欢素-7-O-芸香糖苷为原料的后续研究提供原料。4 在分离纯化时,需寻找萃取层的最佳柱分离条件和溶剂系统极性条件,进行有效合理的实验,得到单体化合物,力争能够提取出具有高生物活性的单体化合物。参考文献1中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志六十一卷 M. 北京: 科学出版社, 1992. 265-305.2中国科学院西北植物研究所. 秦岭植物志第一卷第四册 M. 北京: 科学出版社, 1983. 98.3 Yoshida T. 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