Advances in Analytical Chemistry
Vol.2 No.3(2012), Article ID:911,3 pages DOI:10.4236/AAC.2012.23004
Study on the Chemical Composition of the Quinine in Chinese Medicine Filipendula*
1Clinical Medical College of Jiamusi University, Jiamusi
2College of Pharmacy, Jiamusi University, Jiamusi
3Jiamusi Infectious Diseases Hospital, Jiamusi
Email: #yuguanglv@163.com
Received: Jul. 16th, 2012; revised: Jul. 30th, 2012; accepted: Aug. 8th, 2012
ABSTRACT：
We studied the chemical constituents of Filipendula, extracted the active ingredient from Filipendula by the way of solvent extraction. The components were identified and analyzed by using infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry, and the structures were identified on the basis of physicochemical properties and spectral data. Filipendula contains anthraquinone, the structure of the anthraquinone has been verified, and anthraquinone are obtained from Filipendula genus for the first time.
Keywords: Filipendula; Quinone; Chemical Composition; Spectral Properties; Structural Identification
中药蚊子草中醌类化学成分的研究*
石春卉1，缪淑霞1，吕玉光2#，苗洪志3，王元旭3，崔 红1，王新安1，李 烨2
1佳木斯大学临床医学院，佳木斯
2佳木斯大学药学院，佳木斯
3佳木斯市传染病医学院，佳木斯
Email: #yuguanglv@163.com
摘 要：
本文研究了蚊子草的化学成分，采用溶剂提取法从蚊子草中提取出有效成分，利用红外光谱法、核磁共振法以及质谱法进行分析，根据化合物的理化性质和波谱数据鉴定有效成分结构。首次从该属植物中分离得到蒽醌，证明了蚊子草中含有蒽醌。
收稿日期：2012年7月16日；修回日期：2012年7月30日；录用日期：2012年8月8日
关键词：蚊子草；醌类；化学成分；光谱性质；结构鉴定
1. 引言
蚊子草[Filipendula palmate(Pall)Maxim]为蔷薇科，属多年生草本植物，主要成分分布于我国的黑龙江，吉林等北方省份[1]。该植物在我国及东欧国家被作为传统药材使用，具有退热和消炎的功效，在防治心血管疾病以及抗肿瘤方面具有潜在的疗效。蚊子草也可用于发汗，治疗痛风、风湿、癫痫、冻伤、烧伤等症，在妇科止血方面也有良好的疗效[2]。随着人们对蚊子草植物的研究不断深入，已经从该植物中发现了多种成分，主要包括黄酮化合物，鞣质类化合物，挥发油类成分，脂类化合物，蚊子草中还含有肝素，叶中含有维生素C，果实中含有生物减，此外，蚊子草中还发现了水晶蓝素等化学成分[3-10]。
醌类化合物是天然产物中一类比较重要的活性成分，是指分子内具有不饱和环二酮结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的天然有机化合物。天然醌类化合物主要分为苯醌类、萘醌类、菲醌类、蒽醌类。目前对蚊子草中醌类化学成分和药理作用研究较少，为了更好的对其进行研究，本文对蚊子草中醌类成分进行提取分离及结构鉴定，并测定蚊子草中醌类成分的含量，从蚊子草植物中分离得到1,2-二羟基蒽醌。
2. 实验部分
2.1. 仪器与材料
所用仪器为Perkin-Elmer240C元素分析仪，美国PERKIN-ELMER公司；VERIEX70傅里叶变换红外光谱仪，日本岛津光谱仪器公司；Yanaco显微熔点测定仪，Varian300型及BrukerAV-400型核磁共振仪(TMS为内标)；API4000型三重四级杆质谱仪；Sephadex LH-20为Pharmacia公司产品；AB-8大孔树脂为天津化工厂产品；薄层色谱用硅胶和柱色谱硅胶均为沈阳化工厂产品；其他试剂均为分析纯。蚊子草采于黑龙江省佳木斯和牡丹江地区，经佳木斯大学药学院宗希明高级实验师鉴定为蚊子草。
2.2. 提取分离
取新鲜蚊子草150 g，在110℃温度下烘干至恒重，用植物样品粉粹机粉碎，60目过筛。精密称取蚊子草三份，每份50 g，标号分别为1、2、3，分别用30%甲醇、50%丙酮、蒸馏水冷浸2 h，用三种溶剂在35℃的水浴锅内提取2 h。在减压下抽滤，将过滤液放进棕色试剂瓶中保存。
2.3. 化学鉴定
由于各羟基蒽醌结构上的不同所表现的酸性不同，用pH梯度萃取法分离他们；酸性相近的醌类利用其极性的差异，用柱色谱分离之。化学鉴定方法如下：
首先对提取液作颜色反应，取提取液1 mL，滴加氨水至碱性，发现提取液颜色变深，显红紫色。另取提取液取1 mL，滴加氨水至碱性，加入两滴乙酰醋酸脂的乙醇溶液，溶液颜色改变。提取液，在碱性条件下颜色加深，在碱性条件下与乙酰醋酸酯的甲醇溶液反应成阳性，说明提取液中含有醌类物质。色谱鉴识，吸附剂为硅胶，展开剂为石油醚-正己烷-苯-甲酸乙酯-甲醇-水(25:75:5:35:6:25)，紫外灯下观察，斑点为黄色。
提取液经硅胶柱色谱分离，再经Sephadex LH-20柱色谱纯化得到化合物A。由紫外定性为醌类，红外光谱图表明有苯的骨架存在，元素分析、质谱和核磁共振分析进一步证明提取物为蒽醌。
3. 结果与讨论
3.1. 元素分析
由质谱仪测得化合物A分子量为240.2，外观为深橙色粉末，熔点：190℃~193℃。通过元素分析，可以测出如表1所示的元素种类及含量，从而可计算出个元素的个数，最终计算得其分子式为C14H8O4。
3.2. 红外光谱分析
使用红外光度计测试化合物A，化合物A(1,4-二羟基蒽醌)的IR光谱如图1所示。1667 cm−1为芳酮的特征吸收峰，1594，1557 cm−1为苯环的特征吸收峰，722 cm−1为苯环对位取代吸收峰。红外光谱证明化合物A为蒽醌类物质。
Table 1. The results of elemental analysis
表1. 元素分析结果
Figure 1. Infrared spectrum (1,4-Dihydroxy anthraquinone)
图1. 红外光谱图 (1,4-羟基蒽醌)
3.3. 核磁共振分析
通过BrukerAV-400型核磁共振仪测试化合物A，测得1,4-二羟基蒽醌的H-NMR光谱氢谱如图2所示：核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)。从图2中可以看出，7.43(s，2H，Hb)，8.01~8.12(m，2H，Hc)，8.238~8.36(m，2H，Hd)，13.15(s，2H)。
1,4-二羟基蒽醌的C-NMR碳谱如图3所示：核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)。从图中可以看出，50~100 ppm处出现苯环上多碳形成的单峰，100~150 ppm处出现羰基单峰，150~175 ppm处出现两个羰基单峰，175~200 ppm处出现一苯环单峰。结合元素分析、红外分析、质谱分析和核磁共振分析，测得1,4-二羟基蒽醌的H-NMR光谱图。根据以上的谱图进行解析，最后可判断出1,4-二羟基蒽醌的结构(图4)。
由红外光谱分析法可测出667 cm−1为芳酮的特征吸收峰，1594，1557 cm−1为苯环的特征吸收峰，722 cm−1为苯环对位取代吸收峰；由元素分析和质谱分析，分析出蚊子草提取物活性成分的分子式；由核磁共振分析法中的H-NMR可测得1,4-二羟基蒽醌的NMR光谱：7.43(s，2H，Hb)，8.01~8.12(m，2H，Hc)，8.238~8.36(m，2H，Hd)，13.15(s，2H，Ha)；由核磁共振法中的C-NMR可测得：50~100 ppm处出现一苯环上多碳重叠形成的单峰，100~150 ppm处出现羰基单峰，150~175 ppm处出现两个羰基单峰，175~200 ppm处出现一苯环单峰；通过以上实验可以验证蚊子草中含有1,2-二羟基蒽醌。
Figure 2.Anthraquinones hydrogen spectrum
图2. 羟基蒽醌氢谱
Figure 3. Anthraquinones carbon spectrum
图3. 羟基蒽醌碳谱
Figure 4. Anthraquinones structure
图4. 羟基蒽醌结构
4. 结论
通过化学方法对蚊子草中醌类成分进行提取分离及结构鉴定，确定有醌类物质的存在，通过颜色反应确定为醌类。由紫外定性为醌类，红外光谱图表明有苯的骨架存在，元素分析、质谱和核磁共振分析进一步证明提取物为蒽醌。结果表明蚊子草中含有羟基蒽醌，首次从该属植物中分离得到蒽醌。
5. 致谢
在此感谢黑龙江省科技厅科研项目(B201015)，黑龙江省中医药管理局科研项目(ZHY12-Z195)，黑龙江省教育厅科研项目(11551482)，2012年佳木斯大学研究生创新科研项目专项资金，佳木斯大学重大培育及面上科研项目(LZP2011-003，L2010-144)对本文研究工作的大力支持。
参考文献 (References)
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NOTES
*资助信息：黑龙江省科技厅科研项目(B201015)，黑龙江省中医药管理局科研项目(ZHY12-Z195)，黑龙江省教育厅科研项目(11551482)，2012年佳木斯大学研究生创新科研项目专项资金，佳木斯大学重大培育及面上科研项目(LZP2011-003，L2010-144)。
#通讯作者。