菖蒲的化学成分研究概况
作者:杨晓燕 陈发奎
单位:杨晓燕 陈发奎 沈阳药科大学中药系,沈阳 110015
关键词:菖蒲;石菖蒲;水菖蒲;化学成分;综述
沈阳药科大学学报990119 摘 要 菖蒲为较常用中药,具有多种药理及生理作用.含有单萜、倍半萜、苯丙素等挥发油成分及黄酮、醌、生物碱、胆碱、有机酸、氨基酸、糖等非挥发性成分.本文就此对两种菖蒲——石菖蒲和水菖蒲的化学成分研究状况作一综述.以对其进行全面的研究与开发.
分类号 R931
A Brief Account of the Study on Chemical Constituents of Rhizoma Acori
Yang Xiaoyan, Chen Fakui
, http://www.100md.com
Department of Traditional Chinese Medicines,Shenyang,Pharmaceutical University,Shenyang 110015
Abstract This is a review with 27 references on the chemical constituents (volatile and non-volatile components)——monoterpenes,sesquiterpenes, phenylpropanes,flavonoid,quinonoids,alkaloids,cholines and amino acids,etc.of Rhizoma Acori,including Rhizoma Acori graminei and Rhizoma Acori calami.
Key words Rhizoma Acori;Rhizoma Acori graminei;Rhizoma Acori calami;chemical constituents;rewiew
, 百拇医药
*now work in the Naval Medical Research Institute,Shanghai,200433
菖蒲为较常用中药,具有开窍、益智、宽胸、豁痰、散风、活血等功能.主治癫痫、热病神昏、湿痰蒙窍、健忘、多梦等症,外敷尚可治疗痈疽疥癣等.印度草医用于治疗各种神经、精神疾患,包括:癫痫、精神错乱、癔病、记忆丧失、失眠、忧郁、神经衰弱等;还可作为催吐、利尿、轻泻剂、胃肠气胀排气剂及疟疾、痢疾、炎症的治疗药.另外还是良好的驱虫剂.关于其化学成分已多有报道.由于历史上曾先后以天南星科植物水菖蒲Acorus L.和石菖蒲A.gramineus Soland.(A.tatarinowii Schott)作为药材来源,故本文就石菖蒲和水菖蒲的化学成分研究状况作一概述.
1 挥发油成分
1.1 单萜类(monoterpenes)
, http://www.100md.com
已发现的菖蒲单萜成分多为已知化合物,结构亦简单,见表1.
表1 菖蒲挥发油的单萜成分 分类
名称
分子式
植物来源
参考文献
链状
1 芳樟醇 linalool
C10H18O
A.calamus
1,2
, 百拇医药
2 桂叶烯 myrcene
C10H16
A.calamus
3 罗勒烯 ocimene
C10H16
A.calamus
单环
4 孜然芹烯 p-cymene
C10H14
A.calamus
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1
5 异松油烯 terpinolene
C10H16
A.calamus
6 柠檬烯 limonene
C10H16
A.calamus
7 α-松油烯 α-terpinene
C10H16
8 β-松油烯 β-terpinene
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C10H16
9 γ-松油烯 γ-terpinene
C10H16
10 β-水芹烯 β-phellandrene
C10H16
A.calamus
11 α-萜品醇 α-terpineol
C10H18O
A.calamus
, http://www.100md.com
1
12 萜品-4-醇 terpinen-4-ol
C10H18O
A.calamus
1
双环
13 樟烯 camphene
C10H16
A.calamus
1,2
14 樟脑 camphor
, http://www.100md.com
C10H16O
A.calamus
2
16 α-蒎烯 α-pinene
C10H16
A.calamus
17 β-蒎烯 β-pinene
C10H16
A.calamus
18 长松针烯 carene
, 百拇医药
19 冬青油烯 sabinene
C10H16
15 桉油精 1,8-cineole
C10H10O
A.calamus
1
1.2 倍半萜类(sesquiterpenes)
倍半萜类化合物是菖蒲挥发油的重要组成部分.迄今为止,菖蒲植物中已分离得到的倍半萜达二、三十种.利用GC-MS等分析手段可发现更多.按结构可将其分为7大类及少数其它类型.现将文献所及各类倍半萜成分列表2.表2 菖蒲挥发油的倍半萜成分 类型
, http://www.100md.com
名称
分子式
物理性质
来源
参考文献
1 蛇床烷型(桉烷型)
acolamone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4
selinane-type
, http://www.100md.com
isoacolamone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4
α-selinene
C15H24
-
A.calamus
1
2 牦牛儿烷型
, 百拇医药
acoragermacrone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4,5
germacrane-type
epoxyisoacoragermacrone
-
-
A.calamus
6
, 百拇医药
preisocalamendiol
-
-
A.calamus
1,5,7
germacrene D
C15H24
-
A.calamus
1
3 愈创烷型
calamusenone
, 百拇医药
C15H22O
无色液体
A.calamus
1,8
guaiane-type
isomer of calamusenone
C15H22O
无色液体
A.calamus
8
β-gurjunene
, 百拇医药
-
-
A.calamus
1
viridiflorene
-
-
A.calamus
1
guaiazulene
C15H18
b.p.31.5℃
, 百拇医药
A.calamus
1
4 榄香烯型
shyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
elemene-type
A.gramineus
9,10,11
, http://www.100md.com epishyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
7,10,11
isoshyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
, http://www.100md.com
7,10,11
β-elemene
-
-
-
-
δ-elemene
-
-
-
-
γ-elemene
-
, 百拇医药
-
A.calamus
1
5 杜松烷型
calamendiol
C15H26O2
170.5~171.5℃
A.calamus
3,5
cadinane-type
isocalamendiol
, 百拇医药
C15H26O2
72.5~73.5℃
A.calamus
3,5
α-calacorene
—
—
A.calamus
1
δ-cadinene
C15H24
, 百拇医药
—
A.calamus
1,12
A.tatarinowii
(-)-cadala-1,4,9-triene
—
—
A.calamus
13
6 没药烷型
β-curcumene
—
, http://www.100md.com
—
A.calamus
1
E-β
—
—
A.calamus
1
-sesquiphellandrol
7 菖蒲烷型
acoronene
C15H22O2
, 百拇医药
m.p.69℃
A.calamus
7
acorane-type
acorone
—
m.p.100℃
A.calamus
isoacorone
—
—
A.calamus
, 百拇医药
1,2
β-acoradiene
—
—
A.calamus
2
α-acoradiene
—
—
A.calamus
2
acorenone
C15H24O
, 百拇医药
液
A.calamus
1
acoric acid
C15H24O4
晶m.p.166~168℃,pK5.65
A.calamus
—
8 其它类型
calacone
C15H24O
, 百拇医药
—
A.calamus
—
calamen-sesquiterpinenol
C15H24O2
—
A.calamus
14
calamenone
—
无色柱晶
—
, 百拇医药
—
m.p.154.0~154.5℃(benzene)
gramenone
—
—
A.gramineus
—
β-caryophyllene
C15H24
b.p.129~130℃/1 866Pa
—
, 百拇医药
—
copanene
—
—
—
—
humulene
—
b.p.123℃/1 333Pa
—
—
bisabolane-type
β-bisabolene
, 百拇医药
—
—
A.calamus
1
从生源角度看acoragermacrone被认为是菖蒲倍半萜成分最重要的前体,其生源关系见图1.
图1 菖蒲挥发油中倍半萜成分的生源关系
图2 苯丙素类成分基本骨架
1.3 苯丙素类
苯丙素类是菖蒲挥发油的主要成分,其中α,β-asarone又在苯丙素中占相当份量,有的甚至高达80%之多,并被公认为主要的有效成分之一.现将苯丙素类成分及其衍生物总结如表3,基本骨架见图2.
, 百拇医药
表3 菖蒲挥发油的苯丙素类成分
名称
分子式
结构
物理性质
来源
参考文献
1
Z-methyl-isoeugenol
C11H14O2
R1=—CH=CH-CH3(Z)
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油
A.gramineus
15~17
R4=R5=—OMe
b.p.103~105℃/266.6Pa
2
1,2-dimethyl-4-(E-3′-
C11H14O3(E)
—
, http://www.100md.com
A.gramineus
16
methyl-oxiranyl)benzene
R4=R5=—OMe
3
β-asarone
C12H16O3
无色油
A.gramineus
, 百拇医药 7,15~17
R2=R4=R5=—OMe
b.p.118℃/133.3Pa
A.calamus
4
γ-asarone
C12H16O3
R1=—CH2—CH=CH2,无色油
A.gramineus
, http://www.100md.com
15~17
R2=R4=R5=—OMe
b.p.110℃/133.3Pa
A.calamus
5
1,2,4-trimethoxy-5-(E-3′-
C12H16O4
—
A.gramineus
, http://www.100md.com
16
methoxyloxiranyl)benzene
R2=R4=R5=—OMe
6
α-asarone
C12H16O3
R=—CH=CH-CH3(E),无色or微黄晶
A.gramineus
7,16~17
R2=R4=R5=—OMe
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m.p.59~60°C
A.calamus
7
E-methyl-isoeugenol
C11H14O2
R1=—CH=CH—CH3(E),无色-微黄绿,液
A.gramineus
16~17
R4=R5=—OMe
, 百拇医药 A.calamus
8
methyleugenol
C11H14O2
R1=—CH2—CH=CH2,无色-微黄绿,液
A.gramineus
17
R4=R5=—OMe
9
methylchavicol
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C10H12O
R1=—CH2—CH=CH2,b.p.216℃
A.gramineus
18
(isoanethol)
R4=—OMe
10
E-ransanethole
C10H12O
R1=—CH=CH-CH3(E),—
, 百拇医药
—
18
R4=—OMe
11
elemicine
C12H16O3
R1=—CH2—CH=CH2,无色油,A.gramineus
15
R3=R4=R5=—OMe
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b.p.100~102℃/266.6Pa
12
acoramone
C12H16O4
液
A.calamus
R2=R4=R5=—OMe
13
Z-3-(2,4,5-trimethoxy
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C12H14O4
R1=—CH=CH—CHO(Z),无色针晶,A.calamus
19
14
1(P-hydroxyphenyl)-1-
C11H12O3
浅黄油状
A.calamus
21
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(O-acetyl)prop-2-ene
R4=—OH
15
2,4,5-trimethoxy
C12H16O4
—
A.calamus
1
-phenylacetone
R2=R4=R5=—OMe
, http://www.100md.com
16
2,4,5-trimethoxy
C12H16O4
—
A.calamus
1
-propiophenone
R2=R4=R5=—OMe
17
, 百拇医药 eugenol
—
R1=—CH2—CH=CH2,无色or黄色油
—
—
R3=—OMe,R4=—OH
b.p.255℃
18
asaronaldehyde
C10H12O4
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R1=—CHO,白色针晶,A.gramineus
15,20
R2=R4=R5=—OMe
m.p.112~114℃
A.calamus
19
safrole
—
见图4,a
—
—
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—
20
acoradin
C24H32O6
见图4,b
针晶,A.gramineus
20,22
(bisasaricin)
m.p.98.5~100℃
A.calamus
21
, 百拇医药
2,3-dihydro-4,5,7-trimethoxyl-3-
C24H32O6
见图4,c
无定形,A.calamus
19
(2,4,5-trimethoxy phenyl)indene
m.p.84℃
phenyl)-2-propenal
R2=R4=R5=-OMe
, 百拇医药
m.p.85℃
作为挥发油的主要成分,苯丙素类主要呈现“苯丙烯型”、“苯烯丙型”及其氧化产物几种类型.碱催化重排可实现同分异构的烯丙基衍生物向丙烯基衍生物转化,双键的顺反异构体亦可通过此方式得以相互转化,见图3.
图3 苯丙素类成分的相互转化
对于其氧化产物,认为是在储存过程中通过光或氧催化氧化所致,如图4.
图4 苯丙素类成分的氧化过程
同时有试验将顺式-β-asarone暴露于光线下一个月,生成了5种化合物,其中包括反式-β-asarone,acoradin,asaraldehyde,Z-3-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-propenal和E-3-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-propenal.亦支持此观点.
, 百拇医药
当然也可能是酶催化氧化的结果.总之新鲜药材与晾干药材在种类及数量上确有不同是一事实.据报道β-asarone的毒性源于其氧化产物.
1.4 挥发油的其它组分
A.calamus挥发油成分还有雪松醇cedrol,2-Furaldehyde,2-pentylfuran,5-methyl-2-furaldehyde,spthulenol和elemol等.另外一种酮(3,8-dimethyl-1,2,3,6-tetrahydroazulene-6-one,C12H14O,无色晶)也从A.calamus挥发油中得到,结构见图5.A.tatarinowii挥发油中还有myristic acid和chroman-4-one,2,2,3,5-tetramethyl及bicyclo[4,4,0]deca-1-one,2-isopropenyl-8,10-dimethyl.
, 百拇医药
2 非挥发性组分
菖蒲作为一芳香开窍药,挥发性成分一直是人们研究的热点,其非挥发性成分则长期未受到应有的重视,报道很少.现将已有的研究成果总结如下.
2.1 黄酮及醌
从水菖蒲氯仿提尽后的甲醇提取液中分离得到了galangin(5,7-dihydroxyflavanol,mp.213℃,针晶,C15H10O5)(见图6,a)和2,5-dimethoxybenzoquinone[C8H8O4,m.p.280℃(d),黄色](见图6,b),有报道水菖蒲地上部分黄酮主要为luteolin6,8-C-diglycolsides(见图6,c);此外水菖蒲叶中还含有查耳酮合成酶,提示可能含有查耳酮和其它黄酮.
, 百拇医药
图5 挥发油的其它成分
图6 水菖蒲中的黄酮及醌
2.2 生物碱及胆碱
有研究表明水菖蒲含生物碱21~126.5 mg/100g干药材;对离体蛙心、兔肠的胆碱样效应证明了水菖蒲还含有胆碱,含量为124 mg/100g干药材.
2.3 有机酸,氨基酸,糖及无机离子
GC证明水菖蒲所含有机酸主要有肉豆蔻酸,棕榈酸,棕榈油酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,花生酸,氨基酸包括天冬氨酸,天冬酰胺,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,甘氨酸,丙氨酸,组氨酸,脯氨酸,γ-氨基丁酸等13种氨基酸.且以色氨酸为主.糖类有麦芽糖,葡萄糖,果糖,甘露糖,甘露糖醇等.无机离子主要有钙、铁、钾等.另外还有谷甾醇和草酸钙,其中草酸钙含量与染色体数量呈反比.
, http://www.100md.com
由上可见,国内外对菖蒲的研究是水菖蒲多于石菖蒲,且非挥发性组分研究很少,多集中于挥发油组分.而部分现代药理结果及前人水煎用药的方式提示——非挥发性组分,尤其是水提部分不容忽视,它们很可能是有效部位之一.另据菖蒲的多方面药理及生理作用,笔者认为,有必要对菖蒲尤其是菖蒲的非挥发性组分作进一步的研究与开发.
参考文献
[1] Giacomo mazza.Gas chromatographic and mass spectrometric studies of the constituents of the rhizome of calamus I.The volatile constituents of the essential oil.Journal of Chromatography,1985,328:179~194
[2] Giacomo mazza.Gas chromatographic and mass spectrometric studies of the constituents of the rhizome of calamus II.The volatile constituents of alcoholic extracts.Journal of Chromatography,1985,328:195~206
, http://www.100md.com
[3] Masatake Niwa Atsuko Nishiyama,Masanobu Iguchi el at.Sesquiterpenes from Acrous calamus L.Bulletin of the Chemical Society of Japan,1975,48(10):2930~2934
[4] Masatake Niwa, Atsuko Nishiyama,Masanobu Iguchi,et al.Selinane-type sesquiterpenes acolamone and isoacolamone.Chemistry Letters,1972(9):823~826
[5] Masanobu Iguchi,Masatake Niwa,Atsuko Nishiyama,et al.Isolation and structure of acoragermacrone.Tetrahedron Letters,1973,(29):2759~2762
, 百拇医药
[6] Hideo Ueda,Chuji Katayama,Jiro Tanaka.The crystal and molecular structure of epoxyisoacoragermacrone.Bull Chem Soc Jpn,1980,53(5):1263~1266
[7] Hitoshi Minato,Reiko Fujioka,Ken'ichi Takeda.Components of the root of Acorus calamus L.Chem Pharm Bull,1971,19(3):638~640
[8] Martin Rohr,Peter Naegeli,John J Daly.New sesquiterpenoid of sweet flag oil(Acorus calamus).Phytochemistry,1979,18(2):279~281
, 百拇医药
[9] 马学毅,郭峰,翟建军,等.贵阳石菖蒲精油化学成分的研究.色谱,1993,11(6):336~338
[10] Masanobu Iguchi,Atsuko Nishiyama. Isolation and structures of three new sesquiterpenes.Tetrahedron Letters,1968,(51):5315~5318
[11] Masatake Niwa,Yukimasa Terada,Masanobu Iguchi,et al.Stereochemical studies on the elemene-type sesquiterpenes from Acorus calamus L.Chemistry Letters,1977.72(12):1415~1418
[12] 向仁德、姚志成.石菖蒲挥发油化学成分的研究.中药通报,1983,8(5):31~32,27
, 百拇医药
[13] Martin Rohr,Peter Naegeli.(-)-Cadala-1,4,9-triene,a new sesquiterpennic hydrocarbon from Acrous calamus.Phytochemistry,1979,18(2):328~329
[14] 吴立军,吕扬,孙苓苓,等.菖蒲新倍半萜醇的晶体结构分析.中国药物化学杂志,1993,3(3):201~202
[15] 杨峻山,何芝义,陈玉武,等.石菖蒲挥发油成分的研究.中草药通讯,1979,10(4):4~7
[16] Marina Della Greca,Pietro Monaco,Lucio Previtera,et al.Allelochemical activity of phemylpropanes from Acorus gramineus. Phytochemistry,1989,28(9):2319~2321
, http://www.100md.com
[17] 南京药学院中麻组.石菖蒲挥发油的初步研究——石菖蒲挥发油主要成分的研究.中草药通讯,1978,9(6):1~5
[18] 黄远征,左尧凤,何宗英,等.两种新的茴香脑资源植物.天然产物研究与开发,1991,3(3):18~23
[19] Dinesh B,Saxena.Phenyl indane from Acrorus calamus.Phytochemistry,1986,25(2):553~555
[20] A Patra,A K Mitra.Constituents of Acrous calamus Linn.Indian J Chem,1979,17B(4):412~414
[21] A K Azad Chowdhury,Tasnim Ara,Muhammed.A new phenyl propane derivative from Acorus calamus.Die Pharmazie,1993,48(10):786~787
[22] 袁倚盛,王承炜,周晓鹰,等.石菖蒲降脂有效成分的研究.中草药,1982,13(9):3~4
[23] 中国医学科学院药物研究所药理室.石菖蒲药理作用的初步研究.新医药学杂志,1977,(6):46~48
收稿日期:1998-07-15, 百拇医药
单位:杨晓燕 陈发奎 沈阳药科大学中药系,沈阳 110015
关键词:菖蒲;石菖蒲;水菖蒲;化学成分;综述
沈阳药科大学学报990119 摘 要 菖蒲为较常用中药,具有多种药理及生理作用.含有单萜、倍半萜、苯丙素等挥发油成分及黄酮、醌、生物碱、胆碱、有机酸、氨基酸、糖等非挥发性成分.本文就此对两种菖蒲——石菖蒲和水菖蒲的化学成分研究状况作一综述.以对其进行全面的研究与开发.
分类号 R931
A Brief Account of the Study on Chemical Constituents of Rhizoma Acori
Yang Xiaoyan, Chen Fakui
, http://www.100md.com
Department of Traditional Chinese Medicines,Shenyang,Pharmaceutical University,Shenyang 110015
Abstract This is a review with 27 references on the chemical constituents (volatile and non-volatile components)——monoterpenes,sesquiterpenes, phenylpropanes,flavonoid,quinonoids,alkaloids,cholines and amino acids,etc.of Rhizoma Acori,including Rhizoma Acori graminei and Rhizoma Acori calami.
Key words Rhizoma Acori;Rhizoma Acori graminei;Rhizoma Acori calami;chemical constituents;rewiew
, 百拇医药
*now work in the Naval Medical Research Institute,Shanghai,200433
菖蒲为较常用中药,具有开窍、益智、宽胸、豁痰、散风、活血等功能.主治癫痫、热病神昏、湿痰蒙窍、健忘、多梦等症,外敷尚可治疗痈疽疥癣等.印度草医用于治疗各种神经、精神疾患,包括:癫痫、精神错乱、癔病、记忆丧失、失眠、忧郁、神经衰弱等;还可作为催吐、利尿、轻泻剂、胃肠气胀排气剂及疟疾、痢疾、炎症的治疗药.另外还是良好的驱虫剂.关于其化学成分已多有报道.由于历史上曾先后以天南星科植物水菖蒲Acorus L.和石菖蒲A.gramineus Soland.(A.tatarinowii Schott)作为药材来源,故本文就石菖蒲和水菖蒲的化学成分研究状况作一概述.
1 挥发油成分
1.1 单萜类(monoterpenes)
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已发现的菖蒲单萜成分多为已知化合物,结构亦简单,见表1.
表1 菖蒲挥发油的单萜成分 分类
名称
分子式
植物来源
参考文献
链状
1 芳樟醇 linalool
C10H18O
A.calamus
1,2
, 百拇医药
2 桂叶烯 myrcene
C10H16
A.calamus
3 罗勒烯 ocimene
C10H16
A.calamus
单环
4 孜然芹烯 p-cymene
C10H14
A.calamus
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1
5 异松油烯 terpinolene
C10H16
A.calamus
6 柠檬烯 limonene
C10H16
A.calamus
7 α-松油烯 α-terpinene
C10H16
8 β-松油烯 β-terpinene
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C10H16
9 γ-松油烯 γ-terpinene
C10H16
10 β-水芹烯 β-phellandrene
C10H16
A.calamus
11 α-萜品醇 α-terpineol
C10H18O
A.calamus
, http://www.100md.com
1
12 萜品-4-醇 terpinen-4-ol
C10H18O
A.calamus
1
双环
13 樟烯 camphene
C10H16
A.calamus
1,2
14 樟脑 camphor
, http://www.100md.com
C10H16O
A.calamus
2
16 α-蒎烯 α-pinene
C10H16
A.calamus
17 β-蒎烯 β-pinene
C10H16
A.calamus
18 长松针烯 carene
, 百拇医药
19 冬青油烯 sabinene
C10H16
15 桉油精 1,8-cineole
C10H10O
A.calamus
1
1.2 倍半萜类(sesquiterpenes)
倍半萜类化合物是菖蒲挥发油的重要组成部分.迄今为止,菖蒲植物中已分离得到的倍半萜达二、三十种.利用GC-MS等分析手段可发现更多.按结构可将其分为7大类及少数其它类型.现将文献所及各类倍半萜成分列表2.表2 菖蒲挥发油的倍半萜成分 类型
, http://www.100md.com
名称
分子式
物理性质
来源
参考文献
1 蛇床烷型(桉烷型)
acolamone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4
selinane-type
, http://www.100md.com
isoacolamone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4
α-selinene
C15H24
-
A.calamus
1
2 牦牛儿烷型
, 百拇医药
acoragermacrone
C15H24O
无色液体
A.calamus
3,4,5
germacrane-type
epoxyisoacoragermacrone
-
-
A.calamus
6
, 百拇医药
preisocalamendiol
-
-
A.calamus
1,5,7
germacrene D
C15H24
-
A.calamus
1
3 愈创烷型
calamusenone
, 百拇医药
C15H22O
无色液体
A.calamus
1,8
guaiane-type
isomer of calamusenone
C15H22O
无色液体
A.calamus
8
β-gurjunene
, 百拇医药
-
-
A.calamus
1
viridiflorene
-
-
A.calamus
1
guaiazulene
C15H18
b.p.31.5℃
, 百拇医药
A.calamus
1
4 榄香烯型
shyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
elemene-type
A.gramineus
9,10,11
, http://www.100md.com epishyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
7,10,11
isoshyobunone
C15H24O
无色液体
A.calamus
主要香味成分
, http://www.100md.com
7,10,11
β-elemene
-
-
-
-
δ-elemene
-
-
-
-
γ-elemene
-
, 百拇医药
-
A.calamus
1
5 杜松烷型
calamendiol
C15H26O2
170.5~171.5℃
A.calamus
3,5
cadinane-type
isocalamendiol
, 百拇医药
C15H26O2
72.5~73.5℃
A.calamus
3,5
α-calacorene
—
—
A.calamus
1
δ-cadinene
C15H24
, 百拇医药
—
A.calamus
1,12
A.tatarinowii
(-)-cadala-1,4,9-triene
—
—
A.calamus
13
6 没药烷型
β-curcumene
—
, http://www.100md.com
—
A.calamus
1
E-β
—
—
A.calamus
1
-sesquiphellandrol
7 菖蒲烷型
acoronene
C15H22O2
, 百拇医药
m.p.69℃
A.calamus
7
acorane-type
acorone
—
m.p.100℃
A.calamus
isoacorone
—
—
A.calamus
, 百拇医药
1,2
β-acoradiene
—
—
A.calamus
2
α-acoradiene
—
—
A.calamus
2
acorenone
C15H24O
, 百拇医药
液
A.calamus
1
acoric acid
C15H24O4
晶m.p.166~168℃,pK5.65
A.calamus
—
8 其它类型
calacone
C15H24O
, 百拇医药
—
A.calamus
—
calamen-sesquiterpinenol
C15H24O2
—
A.calamus
14
calamenone
—
无色柱晶
—
, 百拇医药
—
m.p.154.0~154.5℃(benzene)
gramenone
—
—
A.gramineus
—
β-caryophyllene
C15H24
b.p.129~130℃/1 866Pa
—
, 百拇医药
—
copanene
—
—
—
—
humulene
—
b.p.123℃/1 333Pa
—
—
bisabolane-type
β-bisabolene
, 百拇医药
—
—
A.calamus
1
从生源角度看acoragermacrone被认为是菖蒲倍半萜成分最重要的前体,其生源关系见图1.
图1 菖蒲挥发油中倍半萜成分的生源关系
图2 苯丙素类成分基本骨架
1.3 苯丙素类
苯丙素类是菖蒲挥发油的主要成分,其中α,β-asarone又在苯丙素中占相当份量,有的甚至高达80%之多,并被公认为主要的有效成分之一.现将苯丙素类成分及其衍生物总结如表3,基本骨架见图2.
, 百拇医药
表3 菖蒲挥发油的苯丙素类成分
名称
分子式
结构
物理性质
来源
参考文献
1
Z-methyl-isoeugenol
C11H14O2
R1=—CH=CH-CH3(Z)
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油
A.gramineus
15~17
R4=R5=—OMe
b.p.103~105℃/266.6Pa
2
1,2-dimethyl-4-(E-3′-
C11H14O3(E)
—
, http://www.100md.com
A.gramineus
16
methyl-oxiranyl)benzene
R4=R5=—OMe
3
β-asarone
C12H16O3
无色油
A.gramineus
, 百拇医药 7,15~17
R2=R4=R5=—OMe
b.p.118℃/133.3Pa
A.calamus
4
γ-asarone
C12H16O3
R1=—CH2—CH=CH2,无色油
A.gramineus
, http://www.100md.com
15~17
R2=R4=R5=—OMe
b.p.110℃/133.3Pa
A.calamus
5
1,2,4-trimethoxy-5-(E-3′-
C12H16O4
—
A.gramineus
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16
methoxyloxiranyl)benzene
R2=R4=R5=—OMe
6
α-asarone
C12H16O3
R=—CH=CH-CH3(E),无色or微黄晶
A.gramineus
7,16~17
R2=R4=R5=—OMe
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m.p.59~60°C
A.calamus
7
E-methyl-isoeugenol
C11H14O2
R1=—CH=CH—CH3(E),无色-微黄绿,液
A.gramineus
16~17
R4=R5=—OMe
, 百拇医药 A.calamus
8
methyleugenol
C11H14O2
R1=—CH2—CH=CH2,无色-微黄绿,液
A.gramineus
17
R4=R5=—OMe
9
methylchavicol
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C10H12O
R1=—CH2—CH=CH2,b.p.216℃
A.gramineus
18
(isoanethol)
R4=—OMe
10
E-ransanethole
C10H12O
R1=—CH=CH-CH3(E),—
, 百拇医药
—
18
R4=—OMe
11
elemicine
C12H16O3
R1=—CH2—CH=CH2,无色油,A.gramineus
15
R3=R4=R5=—OMe
, http://www.100md.com
b.p.100~102℃/266.6Pa
12
acoramone
C12H16O4
液
A.calamus
R2=R4=R5=—OMe
13
Z-3-(2,4,5-trimethoxy
, http://www.100md.com
C12H14O4
R1=—CH=CH—CHO(Z),无色针晶,A.calamus
19
14
1(P-hydroxyphenyl)-1-
C11H12O3
浅黄油状
A.calamus
21
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(O-acetyl)prop-2-ene
R4=—OH
15
2,4,5-trimethoxy
C12H16O4
—
A.calamus
1
-phenylacetone
R2=R4=R5=—OMe
, http://www.100md.com
16
2,4,5-trimethoxy
C12H16O4
—
A.calamus
1
-propiophenone
R2=R4=R5=—OMe
17
, 百拇医药 eugenol
—
R1=—CH2—CH=CH2,无色or黄色油
—
—
R3=—OMe,R4=—OH
b.p.255℃
18
asaronaldehyde
C10H12O4
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R1=—CHO,白色针晶,A.gramineus
15,20
R2=R4=R5=—OMe
m.p.112~114℃
A.calamus
19
safrole
—
见图4,a
—
—
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—
20
acoradin
C24H32O6
见图4,b
针晶,A.gramineus
20,22
(bisasaricin)
m.p.98.5~100℃
A.calamus
21
, 百拇医药
2,3-dihydro-4,5,7-trimethoxyl-3-
C24H32O6
见图4,c
无定形,A.calamus
19
(2,4,5-trimethoxy phenyl)indene
m.p.84℃
phenyl)-2-propenal
R2=R4=R5=-OMe
, 百拇医药
m.p.85℃
作为挥发油的主要成分,苯丙素类主要呈现“苯丙烯型”、“苯烯丙型”及其氧化产物几种类型.碱催化重排可实现同分异构的烯丙基衍生物向丙烯基衍生物转化,双键的顺反异构体亦可通过此方式得以相互转化,见图3.
图3 苯丙素类成分的相互转化
对于其氧化产物,认为是在储存过程中通过光或氧催化氧化所致,如图4.
图4 苯丙素类成分的氧化过程
同时有试验将顺式-β-asarone暴露于光线下一个月,生成了5种化合物,其中包括反式-β-asarone,acoradin,asaraldehyde,Z-3-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-propenal和E-3-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-propenal.亦支持此观点.
, 百拇医药
当然也可能是酶催化氧化的结果.总之新鲜药材与晾干药材在种类及数量上确有不同是一事实.据报道β-asarone的毒性源于其氧化产物.
1.4 挥发油的其它组分
A.calamus挥发油成分还有雪松醇cedrol,2-Furaldehyde,2-pentylfuran,5-methyl-2-furaldehyde,spthulenol和elemol等.另外一种酮(3,8-dimethyl-1,2,3,6-tetrahydroazulene-6-one,C12H14O,无色晶)也从A.calamus挥发油中得到,结构见图5.A.tatarinowii挥发油中还有myristic acid和chroman-4-one,2,2,3,5-tetramethyl及bicyclo[4,4,0]deca-1-one,2-isopropenyl-8,10-dimethyl.
, 百拇医药
2 非挥发性组分
菖蒲作为一芳香开窍药,挥发性成分一直是人们研究的热点,其非挥发性成分则长期未受到应有的重视,报道很少.现将已有的研究成果总结如下.
2.1 黄酮及醌
从水菖蒲氯仿提尽后的甲醇提取液中分离得到了galangin(5,7-dihydroxyflavanol,mp.213℃,针晶,C15H10O5)(见图6,a)和2,5-dimethoxybenzoquinone[C8H8O4,m.p.280℃(d),黄色](见图6,b),有报道水菖蒲地上部分黄酮主要为luteolin6,8-C-diglycolsides(见图6,c);此外水菖蒲叶中还含有查耳酮合成酶,提示可能含有查耳酮和其它黄酮.
, 百拇医药
图5 挥发油的其它成分
图6 水菖蒲中的黄酮及醌
2.2 生物碱及胆碱
有研究表明水菖蒲含生物碱21~126.5 mg/100g干药材;对离体蛙心、兔肠的胆碱样效应证明了水菖蒲还含有胆碱,含量为124 mg/100g干药材.
2.3 有机酸,氨基酸,糖及无机离子
GC证明水菖蒲所含有机酸主要有肉豆蔻酸,棕榈酸,棕榈油酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,花生酸,氨基酸包括天冬氨酸,天冬酰胺,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,甘氨酸,丙氨酸,组氨酸,脯氨酸,γ-氨基丁酸等13种氨基酸.且以色氨酸为主.糖类有麦芽糖,葡萄糖,果糖,甘露糖,甘露糖醇等.无机离子主要有钙、铁、钾等.另外还有谷甾醇和草酸钙,其中草酸钙含量与染色体数量呈反比.
, http://www.100md.com
由上可见,国内外对菖蒲的研究是水菖蒲多于石菖蒲,且非挥发性组分研究很少,多集中于挥发油组分.而部分现代药理结果及前人水煎用药的方式提示——非挥发性组分,尤其是水提部分不容忽视,它们很可能是有效部位之一.另据菖蒲的多方面药理及生理作用,笔者认为,有必要对菖蒲尤其是菖蒲的非挥发性组分作进一步的研究与开发.
参考文献
[1] Giacomo mazza.Gas chromatographic and mass spectrometric studies of the constituents of the rhizome of calamus I.The volatile constituents of the essential oil.Journal of Chromatography,1985,328:179~194
[2] Giacomo mazza.Gas chromatographic and mass spectrometric studies of the constituents of the rhizome of calamus II.The volatile constituents of alcoholic extracts.Journal of Chromatography,1985,328:195~206
, http://www.100md.com
[3] Masatake Niwa Atsuko Nishiyama,Masanobu Iguchi el at.Sesquiterpenes from Acrous calamus L.Bulletin of the Chemical Society of Japan,1975,48(10):2930~2934
[4] Masatake Niwa, Atsuko Nishiyama,Masanobu Iguchi,et al.Selinane-type sesquiterpenes acolamone and isoacolamone.Chemistry Letters,1972(9):823~826
[5] Masanobu Iguchi,Masatake Niwa,Atsuko Nishiyama,et al.Isolation and structure of acoragermacrone.Tetrahedron Letters,1973,(29):2759~2762
, 百拇医药
[6] Hideo Ueda,Chuji Katayama,Jiro Tanaka.The crystal and molecular structure of epoxyisoacoragermacrone.Bull Chem Soc Jpn,1980,53(5):1263~1266
[7] Hitoshi Minato,Reiko Fujioka,Ken'ichi Takeda.Components of the root of Acorus calamus L.Chem Pharm Bull,1971,19(3):638~640
[8] Martin Rohr,Peter Naegeli,John J Daly.New sesquiterpenoid of sweet flag oil(Acorus calamus).Phytochemistry,1979,18(2):279~281
, 百拇医药
[9] 马学毅,郭峰,翟建军,等.贵阳石菖蒲精油化学成分的研究.色谱,1993,11(6):336~338
[10] Masanobu Iguchi,Atsuko Nishiyama. Isolation and structures of three new sesquiterpenes.Tetrahedron Letters,1968,(51):5315~5318
[11] Masatake Niwa,Yukimasa Terada,Masanobu Iguchi,et al.Stereochemical studies on the elemene-type sesquiterpenes from Acorus calamus L.Chemistry Letters,1977.72(12):1415~1418
[12] 向仁德、姚志成.石菖蒲挥发油化学成分的研究.中药通报,1983,8(5):31~32,27
, 百拇医药
[13] Martin Rohr,Peter Naegeli.(-)-Cadala-1,4,9-triene,a new sesquiterpennic hydrocarbon from Acrous calamus.Phytochemistry,1979,18(2):328~329
[14] 吴立军,吕扬,孙苓苓,等.菖蒲新倍半萜醇的晶体结构分析.中国药物化学杂志,1993,3(3):201~202
[15] 杨峻山,何芝义,陈玉武,等.石菖蒲挥发油成分的研究.中草药通讯,1979,10(4):4~7
[16] Marina Della Greca,Pietro Monaco,Lucio Previtera,et al.Allelochemical activity of phemylpropanes from Acorus gramineus. Phytochemistry,1989,28(9):2319~2321
, http://www.100md.com
[17] 南京药学院中麻组.石菖蒲挥发油的初步研究——石菖蒲挥发油主要成分的研究.中草药通讯,1978,9(6):1~5
[18] 黄远征,左尧凤,何宗英,等.两种新的茴香脑资源植物.天然产物研究与开发,1991,3(3):18~23
[19] Dinesh B,Saxena.Phenyl indane from Acrorus calamus.Phytochemistry,1986,25(2):553~555
[20] A Patra,A K Mitra.Constituents of Acrous calamus Linn.Indian J Chem,1979,17B(4):412~414
[21] A K Azad Chowdhury,Tasnim Ara,Muhammed.A new phenyl propane derivative from Acorus calamus.Die Pharmazie,1993,48(10):786~787
[22] 袁倚盛,王承炜,周晓鹰,等.石菖蒲降脂有效成分的研究.中草药,1982,13(9):3~4
[23] 中国医学科学院药物研究所药理室.石菖蒲药理作用的初步研究.新医药学杂志,1977,(6):46~48
收稿日期:1998-07-15, 百拇医药