牛蒡子炮制前后化學成分變化研究△

袁穎，冉小庫，徐煜彬，竇德強

(遼寧中醫藥大學 藥學院，遼寧 大連 116600)

·基礎研究·

牛蒡子炮制前后化學成分變化研究△

袁穎，冉小庫，徐煜彬，竇德強*

(遼寧中醫藥大學 藥學院，遼寧 大連 116600)

目的：比較牛蒡子炮制前后色譜指紋圖譜，對變化成分進行分離純化，并進行結構鑒定，進一步對牛蒡子炮制機理進行探討研究。方法：采用高效液相色譜法，建立牛蒡子的指紋圖譜，揭示其炮制后成分變化規律，采用系列硅膠、反相硅膠柱色譜、高效液相色譜，對變化成分進行分離純化，結合NMR波譜學數據，對化合物進行結構解析，確定其結構。結果：建立了牛蒡子生品與制品在296 nm波長下的指紋圖譜，通過對比發現了兩個非木脂素類變化成分。分離并鑒定了兩個化合物，分別是3，5-二咖啡酰基奎寧酸和4，5-二咖啡酰基奎寧酸，二者含量在炮制前后存在顯著變化。結論：共分離得到兩個酚酸類物質，并且二者為首次從牛蒡子果實中分離得到。通過研究發現，由于牛蒡子在炮制過程中受溫度影響，其所含有的3，5-二咖啡酰基奎寧酸可向4，5-二咖啡酰基奎寧酸轉化，從而使牛蒡子生品與制品在指紋圖譜上出現較大差異，本研究可以為牛蒡子的炮制機理及質量標準研究提供一定的理論依據。

牛蒡子；炮制；咖啡酰基奎寧酸；化學成分

牛蒡子為菊科植物牛蒡ArctiumlappaL.的干燥成熟果實，屬辛涼解表藥，具疏散風熱、宣肺透疹、解毒利咽之功效。用于治療風熱感冒、咳嗽痰多、麻疹、風疹、咽喉腫痛、痄腮、丹毒、癰腫瘡毒等癥[1]，又名惡實、鼠粘子、黍粘子、大力子等，在我國分布廣泛，其中以浙江產“杜大力”和東北產“關大力”最為有名[2-3]。牛蒡子中主要含有木脂素類化合物，其中以牛蒡苷的含量最高，能達到藥材的5%，現代藥理研究表明牛蒡子具有抗病毒、抗菌、抗癌、抗糖尿病、免疫調節、利尿、抗氧化等作用[4-6]。牛蒡子中化學成分報道以木脂素類較多，而其他類成分鮮有報道。牛蒡子臨床用藥以炮制品居多，關于牛蒡子炮制的研究較多，但是炮制后化學成分變化情況并沒有很好地得以解釋，本研究通過結合中藥化學提取分離技術及核磁共振波譜解析技術以及高效液相指紋圖譜技術，對牛蒡子炮制后化學成分進行研究，以期為牛蒡子質量控制以及炮制機理提供依據。

1 儀器與材料

1.1 儀器

Agilent 1260高效液相色譜儀(四元泵、在線脫氣、DAD檢測器，美國安捷侖科技有限公司)；AE系列電子分析天平：FA-1004電子天平(上海精科天平廠)；METTLER AB135-S十萬分之一電子天平(瑞士)。Burker-ARX-600型核磁共振光譜儀(德國Burker公司)；KQ-250DE型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；HITACHI LC-7100型高效液相色譜儀，UV-7400檢測器(日本日立公司)，YMC-C18色譜柱(ODS)(日本YMC公司，25 cm×9.4 mm，5 μm)，Agilent Eclipse XDB-C18色譜柱(ODS)(美國Agilent公司，150 mm×4.6mm，5 μm)；高速萬能粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)；101型電熱鼓風干燥箱(北京市永光明醫療儀器廠)；中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2004A(國家藥典委員會)。

1.2 材料

甲醇(天津市科密歐化學試劑有限公司，色譜純)，甲酸(天津市凱信化學工業有限公司，優級純)，水(娃哈哈純凈水)，其他試劑均為分析純。

實驗所用10批牛蒡子分別購自全國各藥店，由遼寧中醫藥大學康廷國教授鑒定為ArctiumlappaL.的干燥成熟果實。

2 方法與結果

2.1 色譜條件

Agilent Eclipse XDB-C18柱(150 mm×4.6 mm，5 μm)，流動相：甲醇(A)、0.25%磷酸水(B)，梯度洗脫，梯度程序見表1。流速：1 mL·min-1；檢測波長：296 nm，進樣體積：10 μL，所有組分色譜峰均在45 min內流出完畢。

表1 流動相梯度洗脫程序表

2.2 供試品溶液的制備

取不同產地牛蒡子生制牛蒡子粉末各5 g，置于50 mL容量瓶中，加入甲醇約45 mL，超聲處理(功率150 W，頻率120 kHz)30 min，放冷，加甲醇定容至刻度，搖勻，濾過，取續濾液，即得。

2.3 指紋圖譜的建立

共采集不同產地10批牛蒡子生品與制品色譜圖，將所得結果導入中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統2004A(國家藥典委員會)，得到公共指紋圖譜。見圖1～4。

圖1 10批牛蒡子生品匹配前色譜圖

圖2 10批牛蒡子制品匹配前色譜圖

圖3 10批牛蒡子生品公共指紋圖譜

圖4 10批牛蒡子制品公共指紋圖譜

2.4 結果

10批牛蒡子生品及制品的指紋圖譜與各自公共指紋圖譜相似度均在0.9以上，說明該方法穩定可靠。通過生品與制品公共指紋圖譜的對比，發現在296 nm波長下，10號和12號色譜峰含量變化顯著，其中10號峰物質含量明顯下降，12號峰物質含量顯著提高。牛蒡子中主要含牛蒡子苷等木脂素類成分，木脂素類成分的紫外吸收圖如圖5所示，而10、12號色譜峰的紫外吸收圖經DAD檢測器查看得圖6，發現其并非為木脂素類成分，究竟為何物質，未曾有人揭示，因此筆者對10、12號峰進行了系統分離鑒定研究。

圖5 牛蒡子中木脂素類成分紫外吸收圖

圖6 10、12號色譜峰紫外吸收圖

2.5 色譜峰10和12的化學成分研究

2.5.1 提取和分離 干燥的制牛蒡子3 kg，粉碎成粗粉，8倍量乙醇回流提取2次，每次提取2 h，濾過，合并濾液，回收乙醇至無醇味，加水形成懸浮液，分別用等體積的石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇萃取，分取有機相，得石油醚浸膏72 g，三氯甲烷浸膏200 g，乙酸乙酯浸膏20 g，正丁醇浸膏 60 g。

取正丁醇浸膏用二氯甲烷-甲醇溶解，加入100～200目硅膠120 g拌勻，揮干溶劑。稱取200～300目硅膠1000 g，加二氯甲烷浸泡，使其充分溶脹，裝柱，待硅膠沉降完全，上樣。以二氯甲烷-甲醇(100∶10～0∶100)進行梯度洗脫，每250 mL為1個流分，共收集50個流分。TLC檢識，合并相似者。1～15合并為成分Ⅰ，16～28合并為成分Ⅱ，29～38合并為成分Ⅲ，39～42合并為成分Ⅳ，43～50合并為成分Ⅴ。

將成分Ⅱ經反相硅膠開放柱色譜分離，甲醇-水(20∶80，80∶20，100∶0)為洗脫劑洗脫，相同梯度洗脫液合并，共收集3部分，分別標記為Fr2-1，Fr2-2，Fr2-3。Fr2-2采用高效液相色譜法分離，以甲醇-0.05%甲酸水(46∶54)為流動相，320 nm波長下檢識，得到純品化合物1(30 mg)。

將成分Ⅲ經反相硅膠開放柱柱色譜分離，甲醇-水(20∶80，80∶20，100∶0)為洗脫劑洗脫，相同梯度洗脫液合并，共收集3部分，分別標記為Fr3-1，Fr3-2，Fr3-3。Fr3-2采用高效液相色譜法分離，以甲醇-0.05%甲酸水(43∶57)為流動相，320 nm波長下檢識，得到純品化合物2(35 mg)。

表2 3，5-二咖啡酰基奎寧酸核磁數據(13C 125 MHz，1H 500 MHz，CD3OD)

圖7 3，5-二咖啡酰基奎寧酸(3，5-dicaffeoyl quinic acid)

圖8 4，5-二咖啡酰基奎寧酸(4，5-dicaffeoyl quinic acid)

化合物2文獻[7]序號δCδH序號δCδH175.90176.05238.422.23(2H,m)238.372.23(2H,m)369.034.37(1H,m)368.974.37(1H,m)475.905.11(1H,dd,8.5,3.0Hz)475.735.11(1H,dd,9.0,3.0Hz)569.515.63(1H,brs)569.345.61(1H,ddd,4.5,9.2,9.4Hz)639.522.30(1H,m)638.372.30(1H,m)2.10(1H,m)2.10(1H,dd,4.0,14.2Hz)7178.537176.801'127.731'127.70127.67127.642'115.217.01(1H,d,2.0Hz)2'115.197.01(1H,d,2.0Hz)116.417.00(1H,d,2.0Hz)115.197.00(1H,d,2.0Hz)3'146.753'146.73147.56146.734'149.644'149.64149.64149.645'116.496.74(1H,d,8.0Hz)5'116.476.74(1H,d,8.0Hz)116.496.73(1H,d,8.2Hz)116.476.73(1H,d,8.2Hz)6'123.126.90(1H,dd,2.0,8.0Hz)6'123.136.90(1H,dd,2.0,8.0Hz)123.126.90(1H,dd,2.0,8.0Hz)123.136.90(1H,dd,2.0,8.0Hz)7'147.697.59(1H,d,15.9Hz)7'147.407.59(1H,d,15.9Hz)147.567.51(1H,d,15.9Hz)7.51(1H,d,15.9Hz)8'114.756.28(1H,d,15.9Hz)8'114.736.28(1H,d,15.9Hz)114.786.18(1H,d,15.9Hz)6.18(1H,d,15.9Hz)9'168.569'168.55168.27168.22

2.5.3 色譜峰10和12的鑒定 將分離得到的化合物1和2取適量，加甲醇溶解，照2.1項下色譜條件，分別注入高效液相色譜儀，在色譜峰10和12保留時間處，分別出現相同色譜峰，且二者紫外吸收圖與圖6相同，故確定色譜峰10為3，5-二咖啡酰基奎寧酸，色譜峰12為4，5-二咖啡酰基奎寧酸，二者為牛蒡子炮制后在296 nm波長下主要變化成分。

3 討論

通過建立牛蒡子生品與制品的指紋圖譜，揭示了生品與制品化學成分變化規律，牛蒡子經炮制后，部分小色譜峰消失，同時增加部分小色譜峰，但是其含量很低。但在波長為296 nm下，筆者發現了兩個非木脂素類成分，其含量變化顯著，二者的紫外吸收光譜相同，且二者明顯存在此消彼長的趨勢。最終，筆者通過運用中藥化學相關技術與方法，將二者分離開來，并運用波譜學方法，確定二者化合物的結構為咖啡酰基奎寧酸類化合物。同時經高效液相色譜法驗證，指紋圖譜中色譜峰10為3，5-二咖啡酰基奎寧酸，色譜峰12為4，5-二咖啡酰基奎寧酸。牛蒡子在炮制過程中，由于受溫度影響，3，5-二咖啡酰基奎寧酸可以轉化成立體結構更加穩定的4，5-二咖啡酰基奎寧酸。

咖啡酰基奎寧酸是一類由奎寧酸與數目不等的咖啡酸通過酯化反應縮合而成的酚酸類天然成分，廣泛存在于植物界如金銀花、旋覆花、蒼耳等中藥及茶葉、山楂等果樹中。而這類植物往往與牛蒡子一樣具有疏散風熱、清熱解毒的作用，其可能與植物中所含有的咖啡酰基奎寧酸或綠原酸等酚酸類成分有關，現代藥理研究發現二咖啡酰基奎寧酸具有很好的抗氧化、抗炎、抗病毒、抗纖維化、抑制平滑肌收縮、降血脂等諸多作用[8]。筆者通過實驗發現牛蒡子中含有一些二咖啡酰基奎寧酸類成分，其可能為牛蒡子疏散風熱、解毒利咽的有效成分。通過本研究所得結論，可以為牛蒡子的質量標準以及炮制規范研究提供理論依據，為牛蒡子更好地應用于臨床及新藥開發奠定基礎。

[1] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫藥科技出版社，2010：66-67.

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[3] 常禹，劉淼，陳宏偉，等.道地藥材牛蒡子適宜產區劃分[J].遼寧中醫藥大學學報，2009，11(11)：9-12.

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Studies on Change of Chemical Constitunetsin Arctii Fructus after Processing

YUAN Ying，RAN Xiaoku，XU Yubin，DOU Deqiang*

(College of pharmacy，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Dalian 116600，China)

Objective：To isolate and elucidate the altered constituents in Arctii Fructus after processing by comparing the variations of their fingerprints，and clarify the mechanism of processing.Methods：The fingerprints were established with HPLC，and a series of column chromatography were applied to obtain the compounds，and their structureswere elucidated by NMR.Results：Two phenolic acids were isolated and elucidated as 3，5-dicaffeoyl quinic acid，4，5-dicaffeoyl quinic acid，and their contents changed significantly after processing.Conclusion：Two phenolic acids were isolated，and both of them were isolated from this drug for the first time.and we also found that the 3，5-dicaffeoyl quinic acid can transform to 4，5-dicaffeoyl quinic acid，during the processing procedure，it may be caused by heat，and the spatial conformation of 4，5-dicaffeoyl quinic acid may be much more stable than 3，5-dicaffeoyl quinic acid，this research can provide theory evidence for the mechanism of processing.

Arctii Fructus；processing；caffeoylquinic acid；chemical components

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.8.007

2015-01-30)

遼寧省高等學校創新團隊課題(LT2013020)

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竇德強，教授，研究方向：中藥藥效物質基礎及新藥開發；Tel：(0411)85890143，E-mail：deqiangdou@126.com