中国红参化学成分研究

时间:2022-07-18 02:45:48

中国红参化学成分研究

人参Ginseng Radix et Rhizoma系五加科人参属植物人参Panax ginseng C.A.Meyer的干燥根和根茎,始载于《神农本草经》,列为上品。《中国药典》2015年版记载人参具有“大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生津、安神”,其作为大补中药在亚洲地区被广泛使用已超过2000年。由于人参具有广泛的药理学活性,如抗癌、抗肿瘤、抗氧化、延缓衰老、改善神经与血管功能等,最近几年越来越多的人参保健品和人参食品进入市场。商品人参主要包括生晒参、红参和林下参。红参是将鲜参(水参)高温蒸制等加工得到,而这道蒸制工序也使得红参相对于生晒参在化学成分结构上更为丰富,主要体现在较大极性人参皂苷的脱糖基转化以及人参皂苷C-17位侧链的变化;并且已有研究表明红参有的诸如人参皂苷Rg3等化合物具有相当好的药理学活性。吉林省作为我国红参的主要生产基地之一,但其知名度却小于高丽红参,原因诸多,制定能引领红参国际化的质量标准迫在眉睫,但目前尚缺乏对中国红参化学成分的系统性研究。为阐明红参质量及为其质量评价提供物质基础,本研究对中国红参的化学成分进行了系统研究,从其水煎液的正丁醇萃取物中分离鉴定了52个三萜皂苷,包括原人参三醇型皂苷14个(1,2,7~14,18~21,见表1)、原人参二醇型皂苷14个(15~17,22,25~30,38,39,48,49,见表2)、红参有的C-17侧链变化后的人参皂苷16个(3~6,31,33~35,41~47,50,见表3)以及齐墩果酸型人参皂苷8个(23~24,32,36~37,40,51~52,见表4)。前文已报道20(S)-人参皂苷Rf-1a(8),20(22)Z-人参皂苷Rs。(33),23-0-甲基人参皂苷Rg11(44)和人参皂苷Ro-6'-丁酯(51)的化学结构鉴定,本文报道其他48个化合物的结构鉴定。

1 材料

高分辨质谱用Waters Xevo G2 Q-TOF型质谱仪(Waters,Milford,MA,美国);Bruker AVⅢ400型核磁共振波谱仪(Bruker BioSpin AG Facilities,F~landen,Switzerland),氘代吡啶(py-d5)为溶剂;半制备型高效液相色谱(SP-HPLC)系统为北京创新通恒CXTH 3000型(北京创新通恒科技发展有限公司),色谱柱为ProdigyC18(21.2mm×250mm,10μm,Phenomenex Inc.,Torrance,CA,美国),D101大孔吸附树脂(天津波鸿树脂科技有限公司产品,天津);柱色谱硅胶(200~300目)和薄层色谱(TLC)硅胶板GF254均为青岛海洋化工厂产品,分析纯三氯甲烷(CHCl3)、甲醇(MeOH)、正丁醇均为北京化工厂产品,色谱纯甲醇和乙腈(MeCN)均为天津西华特种试剂厂产品,流动相用水(H2O)由Milli-pore Milli-Q纯化系统制备。

红参样品于2013年12月由长春加一健康食品有限公司(长春)提供,经北京大学药学院杨秀伟教授鉴定系由吉林人参P.ginseng的根和根茎制成的红参,凭证标本(No.20131201JLRG)存放在北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室。

2 提取与分离

干燥的红参粗粉(10kg)用沸水提取3次,每次80L、提取4h;浓缩提取液,得干膏4.65kg(按投料计算收率为46.5%,下同)。称取该干膏4kg加适量H2O溶解,用水饱和的正丁醇萃取8次,合并正丁醇萃取液,减压浓缩,得正丁醇萃取物475。(5.52%)。

将上述正丁醇萃取物475g用适量H2O溶解,经大孔吸附树脂柱色谱(1:10上样),依次用H2O,20%,60%,95%乙醇水溶液洗脱,洗脱剂用量分别为15,15,20,20L,得到相应的洗脱部位F1(212.1g,2.47%),F2(53.0g,0.62%),F3(131.1g,1.52%)和F4(74.4g,0.87%)。F3洗脱部位128.0g经硅胶柱色谱,CHCl3-MeOH-H2O(5:1:0.1~4:1:0.1~3:1:0.1~2:1:0.1~1:1:0.1)梯度洗脱,TLC检测合并相同组分,得到9个流分,命名为F3-1(3.8g),F3-2(9.3g),F3-3(19.6g),F3-4(10.2g),F3-5(6.2g),F3-6(6.8g),F3-7(44.5g),F3-8(5.7g)和F3-9(8.3g)。

4 结论与讨论

52个化合物中,化合物8,12,31~33,36~37,44~45,47,51为首次从人参中分离得到;化合物19和46曾从人参叶中分离鉴定,本文为首次从红参中分离得到,23为首次从红参中分离得到。文献报道,人肠内细菌转化7产生31;兰色犁头霉Ab-sidia coerulea可转化18产生12和47;直立顶孢霉Acremonium strictum可转化25产生45。这些化合物转化机制的研究,对于朔源红参中化学成分将给予一定的启示。与生晒参比较,从红参分离得到的化合物可以看出:①水参经高温蒸制成红参,达玛烷型C47侧链结构发生变化的皂苷有16个(3~6,31,33~35,41~47,50),数量最多,占化合物总量的30.8%,此类人参皂苷为红参的特征性成分;⑦C-20与C-22热致脱水形成E型和Z型双键人参皂感,如3对异构体6和31,35和33,4和46,前者为E型,后者为Z型;此外,43。45,47,50的C-20(22)双键为E型,而41的C-20(22)双键为Z型,从收率上判断E型稳定性高于Z型;③水参或生晒参中所含原人参二醇型和原人参三醇型皂苷为天然型的20(S)型,而水参经高温蒸制成红参其20位差向异构化变化特点明显,本研究共得到6对20(R),20(S)差向异构体,即:1和2,9和10~11和12~13和14,38和39,48和49;④48[200(S)-人参皂苷Rg3]和49[20(R)-人参皂苷Rg3]是红参的特有成分,已用于临床治疗癌症。水参中的人参皂苷一Ra1,Ra2,Ra3,Rb1,Rb2,Rb3,Rc,Rd,三七皂苷-R4(notoginsenoside-R4),热致裂解脱去C-20位的糖链,可转化为48和49,它们可能是红参抗癌作用的重要物质基础。⑤本研究还分离鉴定了8个齐墩果酸型皂苷(23~24,32,36~37,40,51~52),已有研究从人参中分离鉴定了23~24,52,应用LC-MS/MSn技术对红参水提取物进行分析(数据没有给出),以对照品为对照,没有检测到32,36,51,提示这3个化合物可能是在用正丁醇萃取过程中产生的。但是,意外地检测到了竹节参苷IVa(chikuset-susaponin IVa),证明该化合物存在于红参中。已知24(人参皂苷R0)是水参或生晒参中含量较高的一个人参皂苷,生晒参中的质量分数在0.93~4.26mg・g-1生药。24脱去C-3糖链末端的吡喃葡萄糖基,即为竹节参苷IVa,继续甲酯化为37;24脱去C-28吡喃葡萄糖基,继续甲酯化,为40,或23脱去C-28的吡喃葡萄糖基,亦为40。由水参加工为红参能否发生这些转化,有待深入研究。总之,将水参加工为红参,伴随着人参皂苷热致脱糖基、C-17侧链的转化、异构化等,这些变化对人参药效、临床应用等方面的影响及其人参炮制加工科学内涵的揭示,有待今后的比较研究,本文结果为其提供了物质基础信息。

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