水葱根茎化学成分的研究

彭 电， 彭 谷， 周应军， 吴 莹， 黄 娟

(1.长沙卫生职业学院，湖南 长沙 410600；2.长沙县中医院，湖南 长沙 410148；3.中南大学湘雅药学院，湖南 长沙 410013；4.湖南省儿童医院心血管内科，湖南 长沙 410007)

水葱Schoenoplectustabernaemontani(Gmel.) Palla为莎草科藨草属多年生宿根挺水草本植物，别名水丈葱、管子草、冲天草等，产于我国东北各省、内蒙古、山西、陕西、甘肃、新疆、河北、江苏、贵州、四川、云南，生长在湖边或浅水塘中[1]，其味甘、淡，性平，归膀胱经，具有利水消肿、抗菌等多种药理活性[2-4]和生态保护作用[5]。为进一步明确水葱药效成分，更好地开发利用该植物资源，本实验采用多种色谱技术从其根茎中分离得到9个化合物，分别鉴定为苯并[f][1,3]噁嗪-2(3H)-酮、琥珀酸、富马酸、甘油、乙基葡萄糖苷、白桦脂醇、桦木酸、吲唑、3-羟基乙酰基吲哚。

1 材料

RV8旋转蒸发仪(德国Heidolph公司)；AV-400/500 型核磁共振仪(德国Bruker公司)；柱色谱硅胶(青岛海洋化工厂)；Sephadex LH-20型凝胶(美国GE公司)；聚酰胺(80～100、100～200目，国药集团化学试剂有限公司)；硅胶薄层色谱板(烟台化学工业研究所)。

水葱根茎采自湖北省天门市佛子山镇，经湖南中医药大学周日宝教授鉴定为莎草科藨草属植物水葱Schoenoplectustabernaemontani(Gmel.) Palla，标本存放于中南大学湘雅药学院。

2 提取与分离

15 kg水葱切成小块，用水提取2次，每次1.5 h，滤液合并浓缩，依次用乙酸乙酯、正丁醇进行萃取，得到乙酸乙酯部位113 g、正丁醇部位179 g。

乙酸乙酯部位用甲醇溶解后经硅胶柱，二氯甲烷-甲醇(10∶0、17∶1、8∶1、6∶1、5∶1、0∶10)梯度洗脱，得到6个流分Fr.A～Fr.F。Fr.B经硅胶柱，二氯甲烷-甲醇(80∶1、60∶1、40∶1、20∶1)梯度洗脱，得到4个流分Fr.B-1～Fr.B-4，Fr.B-1～Fr.B-2经Sephadex LH-20凝胶柱，二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脱，得化合物6(50 mg)、7(35 mg)。Fr. C经硅胶柱，二氯甲烷-甲醇(80∶1、60∶1、40∶1、20∶1、10∶1)梯度洗脱，得到5个流分Fr.C-1～Fr.C-5，Fr.C-2经Sephadex LH-20凝胶柱，甲醇-二氯甲烷梯度洗脱，得化合物1(6 mg)、8(3 mg)、9(4 mg)。

正丁醇部位用甲醇溶解后经聚酰胺柱，水-甲醇(10∶0、4∶1、1∶1、0∶10)梯度洗脱，得到4个流分Fr.G～Fr.J。Fr.H经Sephadex LH-20凝胶柱，二氯甲烷-甲醇梯度洗脱，得化合物2(200 mg)、3(150 mg)、4(10 mg)、5(20 mg)。

3 结构鉴定

化合物1：黄褐色晶体, HR-ESI-MSm/z162.055 1 [M+H]+(C9H8NO2)，结合1H-NMR、13C-NMR数据确定其分子式为C9H7NO2，不饱和度为7，1H-1H COSY、HMBC相关见图1。

图1 化合物1主要1H-1H COSY和 HMBC相关

1H-NMR、13C-NMR数据见表1。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6)中有6个芳香氢，分别为δ6.90(1H, m, H-8)、7.36(1H, m, H-7)、7.50(1H, d,J=9.2 Hz, H-6)、8.74(1H, d,J=7.2 Hz, H-9)、5.79(1H, t,J=2.4 Hz, H-4)、6.29(1H, t,J=2.4 Hz, H-5)；13C-NMR(100 MHz, DMSO-d6)中有9个碳信号，推测可能存在1个苯并七元杂环结构骨架。

1H-1H COSY谱中有H-6/H-7/H-8/H-9相关信号，表明该化合物有1个苯环，其中2个芳香质子δ5.79、6.29图谱显示的是三重峰，并且显示H-4/H-5相关信号，提示双键(C4=C5)邻位连接1个含氢的基团；在氢谱的高化学位移区显示1个δH10.74 (1H, brs, N-H)氢信号，由于分子量是奇数，推出双键邻位的氢可能连接在N原子上。

HMBC谱显示，H-3 (δ10.74)与C-4 (δ92.3)、C-5 (δ92.6)、C-2 (δ165.3)相关，H-4 (δ5.79)与C-5 (δ92.6)相关, H-5 (δ6.29)与C-4 (δ92.3)、C-6 (δ124.3)、C-11 (δ143.0)、C-2 (δ165.3)相关，H-6 (δ7.50)与C-4 (δ92.3)、C-5 (δ92.6)、C-8(δ112.9)、C-11 (δ143.0)相关，H-7 (δ7.36) 与C-8 (δ112.9)、C-9 (δ126.2)、C-11 (δ143.0)相关，H-8 (δ6.90)与C-6 (δ124.3)、C-9 (δ126.2)相关，H-9 (δ8.74)与C-8 (δ112.9)、C-7 (δ130.2)、C-11 (δ143.0)、C-10 (δ158.5)相关，再结合DEPT谱中的6个CH碳信号，鉴定为苯并[f][1,3]噁嗪-2(3H)-酮。

表1 化合物1 1H-NMR、13C-NMR数据

化合物2：无色针状结晶，ESI-MSm/z：119.0[M+H]+。1H-NMR (400 MHz, CD3OD)δ：2.59(2H, s, H-2)；13C-NMR (100 MHz, CD3OD)δ：174.8 (COOH), 28.4 (C-2)。以上数据与文献[6]一致，故鉴定为琥珀酸。

化合物3：无色针状结晶，ESI-MSm/z：117.0[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CD3OD)δ：6.76 (1H, s, H-2)；13C-NMR (125 MHz, CD3OD)δ：166.6(COOH), 133.8 (C-2)。以上数据与文献[7]一致，故鉴定为富马酸。

化合物4：无色油状物，ESI-MSm/z：93.1[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, D2O)δ：3.73 (1H, m, H-2), 3.61 (2H, dd,J=11.7, 6.1 Hz, H-1a, 3a), 3.51 (2H, dd,J=11.7, 6.1 Hz, H-1b, 3b)；13C-NMR (125 MHz, D2O)δ：72.2 (C-2), 62.7 (C-1/3)。以上数据与文献[8]一致，故鉴定为甘油。

化合物5：无色液体，ESI-MSm/z：209.1[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, D2O)δ：4.31 (1H, d,J=8.0 Hz, H-1), 3.22 (1H, m, H-7a), 3.10 (1H, m, H-7b), 1.09 (3H, t,J=7.2 Hz, H-8)；13C-NMR (125 MHz, D2O)δ：101.8 (C-1), 75.8 (C-5), 75.8 (C-3), 73.1 (C-2), 69.6(C-4), 66.1 (C-7), 60.8 (C-6), 14.3 (C-8)。以上数据与文献[9]一致，故鉴定为乙基葡萄糖苷。

化合物6：白色晶体，ESI-MSm/z：443.4[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ：4.67 (1H, brs, H-29), 4.57 (1H, brs, H-29), 3.79 (1H, d,J=10.8 Hz, H-28), 3.32 (1H, d,J=10.8 Hz, H-28), 3.18 (1H, d,J=11.0 Hz, H-3), 1.67 (3H, s, H-30), 1.00 (3H, s, H-27), 0.97 (3H, s, H-26), 0.95 (3H, s, H-25), 0.81 (3H, s, H-24), 0.75 (3H, s, H-23);13C-NMR (125 MHz, CDCl3)δ：150.5 (C-20), 109.7 (C-29), 79.0 (C-3), 60.4 (C-28), 55.4 (C-5), 50.5(C-9), 48.7 (C-19), 47.8(C-18), 47.7(C-17), 42.8 (C-14), 41.0 (C-8), 38.8(C-4), 38.7 (C-1), 37.4 (C-10),37.2(C-13), 34.2(C-7), 34.1 (C-22), 27.2 (C-15), 29.5 (C-21), 29.2 (C-16), 27.4 (C-2), 28.4 (C-23), 25.3 (C-12), 20.9 (C-11), 19.1 (C-30), 18.3 (C-6), 16.1(C-26), 16.0 (C-25), 15.4 (C-24), 14.8 (C-27)。以上数据与文献[10]一致，故鉴定为白桦脂醇。

化合物7：无色针状结晶，ESI-MSm/z：457.4[M+H]+。1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ：4.74(1H, brs, H-29), 4.61(1H, brs, H-29), 3.19 (1H, d,J=11.0 Hz, H-3), 1.69 (3H, s, H-30), 0.97 (3H, s, H-27), 0.93 (3H, s, H-26), 0.93 (3H, s, H-25), 0.82 (3H, s, H-24), 0.75 (3H, s, H-23)；13C-NMR (125 MHz, CDCl3)δ：178.9 (C-28), 150.5 (C-20), 109.0(C-29), 78.4 (C-3), 56.1 (C-17), 55.5 (C-5), 50.6 (C-9), 49.1 (C-19), 47.0 (C-18), 42.3 (C-14), 40.6 (C-8), 38.7(C-1), 38.3 (C-13), 37.0(C-10), 37.2 (C-22), 34.1 (C-7), 30.4 (C-15), 29.5(C-21), 27.5 (C-23), 26.8 (C-2), 25.5 (C-12), 20.8 (C-11), 18.5 (C-30), 18.1(C-6), 15.5(C-26), 15.6 (C-25), 14.1 (C-27)。以上数据与文献[11]一致，故鉴定为桦木酸。

化合物8：黄色针晶，ESI-MSm/z：119.1[M+H]+。1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ：11.82 (1H, s, H-N), 8.00 (2H, m, H-4，5), 7.46 (1H, d,J=7.2 Hz, H-3), 7.18 (2H, m, H-6，7)；13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ：136.9 (C-7a), 132.7 (C-3), 126.5 (C-6), 122.6 (C-3a), 121.4 (C-4), 121.0 (C-5), 112.7 (C-7)。以上数据与文献[12]一致，故鉴定为吲唑。

化合物9：无色针晶，ESI-MSm/z：176.1 [M+H]+。1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ：11.99 (1H, brs, H-N), 8.35 (1H, s, H-2), 8.17 (1H, d,J=8.0 Hz, H-4), 7.49(1H, d,J=7.2 Hz, H-7), 7.20(2H, m, H-5，6), 4.97(1H, brs, OH), 4.59(2H, s, H-9)；13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6)δ：194.9(C-8), 136.8 (C-7a), 133.8 (C-2), 125.9 (C-3a), 123.3(C-6), 122.2 (C-5), 121.6 (C-7), 113.7 (C-3), 112.6 (C-4), 65.8(C-9)。以上数据与文献[13]一致，故鉴定为3-羟基乙酰基吲哚。

4 讨论

中药物质基础研究是中药继承、发展、创新的关键科学问题，是阐明其药效物质、药理作用及机制和临床疗效的先决条件，也是深层次开发中药方剂、改进工艺和剂型、制定质量标准、提高临床疗效的重要基础，是中药现代化的重要组成部分。

水葱中主要含有黄酮、有机酸、大环酚苷等成分[14-16]，本实验从中分离得到了9个化合物，包括3个生物碱、2个有机酸、2个萜类，1个乙基糖苷、1个丙三醇，其中化合物1为新化合物，化合物8～9为首次从莎草科植物中分离得到, 化合物2～7为首次从该植物中分离得到，可为其药效基础和生物活性研究提供参考。