CN1174973C

CN1174973C - 荆芥内酯及其提取工艺和用途

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Publication number: CN1174973C
Application number: CNB011081864A
Authority: CN
Inventors: 丁安伟; 张丽; 丁婕
Original assignee: Nanjing University of Chinese Medicine
Current assignee: Nanjing University of Chinese Medicine
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: CN1323793A

Abstract

荆芥内酯，其特征是分子式为C₁₀H₁₄O₃，熔点为188-189℃，其比旋光度为[α]_D ²⁰＝+46.7°，具有如下结构：本发明公开了它的提取方法，它可以用于制备抗感冒病毒药物，消炎药物，抑制乙型链球菌的药物，镇痛剂，抗过敏药物或发汗剂。

Description

荆芥内酯及其提取工艺和用途

本发明涉及一种单萜化合物，具体地说，涉及由荆芥提取的荆芥内酯，及它作为药物的用途。

单萜类化合物已经被广泛的研究，如(+)异薄荷内酯也已被合成(参见Tetrahedron Vol.49，No.29，pp.6429-6436，1993)，但至今未有报导从药材荆芥中提取得到一种薄荷烷型的单萜化合物荆芥内酯。

本发明的目的在于提供一种从药材荆芥中提取的荆芥内酯以及它的提取方法和作为药物的用途。

本发明的技术方案如下述。

荆芥内酯，它的分子式为C₁₀H₁₄O₃，熔点为188-189℃，其比旋光度为[α]_D ²⁰＝+46.7°(乙酸乙酯溶液)，它的结构式如图1所示，本发明人暂命名为荆芥内酯(Schizonepetin)。

本发明的荆芥内酯的提取方法包括如下步骤：

A.将荆芥药材用乙醇加热提取，得乙醇提取液，乙醇提取液减压回收乙醇后得醇浸膏，

B.将A步骤得到的醇浸膏用乙酸乙酯萃取，将乙酸乙酯萃取液减压回收乙酸乙酯得乙酸乙酯萃取物，

C.将乙酸乙酯萃取物用层析硅胶装柱进行柱层析，用石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱，收集含有荆芥内酯的流份，静置析出粗晶，即为荆芥内酯粗品，

将荆芥内酯粗品用乙酸乙酯-石油醚重结晶，得到荆芥内酯粒状晶体，纯度可达99％以上。

具体的操作如下：

取荆芥生药材饮片(荆芥药材润后切制成0.5-1.0cm长的小段)13kg，用10倍量(130kg)95％医用乙醇温浸(50±2℃)5次(分别为2天，1天，1天，1天，1天)，每天搅拌2-3次，过滤，合并浸提液，于70℃减压回收乙醇至无醇味而得到醇浸膏。

将所得醇浸膏用乙酸乙酯(A·R)1500ml分2次萃取，每次750ml，乙酸乙酯萃取液减压浓缩(60℃，0.09Mpa)至干，得乙酸乙酯溶解物430g；以柱层析硅胶(100-200目)500g拌样，干法装柱。硅胶与样品量之比为8∶1；以石油醚(60-90℃)-乙酸乙酯进行常压梯度洗脱，每500ml为一流份，从纯石油醚开始，每20000ml增加2％的乙酸乙酯，合并石油醚∶乙酸乙酯＝100∶6-100∶8段流份，静置2-3天即有粗晶析出。

将粗晶以乙酸乙酯(A·R)--石油醚重结晶可得粒状结晶，纯度可达99.4％(HPLC归一化法测得)；将母液浓缩，以薄层层析用硅胶H拌样并干法上柱，以石油醚∶乙酸乙酯＝100∶7加压洗脱，又有大量粗晶洗脱出柱，同前法用乙酸乙酯-石油醚重结晶，即可得较纯的荆芥内酯结晶。

荆芥内酯的药理试验表明，它具有较强的生理活性。试验表明：

1.它对流感病毒感染小鼠死亡具有明显的保护作用，并且能降低流感病毒感染小鼠的肺指数值，因此可用于制备抗感冒病毒药物；

2.它能明显抑制巴豆油所致的小鼠耳肿胀和明显抑制腹腔注射HAC导致小鼠毛细血管渗透性的增加，具有明显的抗炎作用，因此可用于制备消炎药物；

3.它对乙型链球菌具有较强的抗菌作用，因此可用于制备抑制乙型链球菌的药物；

4.它既能有效减少腹腔注射化学致痛剂HAC所致小鼠扭体的次数，又能明显提高小鼠对温热刺激的痛阈值，因此可用于制备镇痛剂；

5.它能使磷酸组胺致痉的豚鼠气管螺旋条松弛，因此可以用于制备抗过敏药物；

6.它对大鼠足跖部汗腺有较显著的兴奋作用，因此可以用于制备发汗剂。

本发明的荆芥内酯是一种新的薄荷烷型单萜类化合物，它结构简单，提取方法简便价廉，具有较强的生理活性。

附图说明：

图1为荆芥内酯的结构图；

图2为荆芥内酯高分辨质谱图；

图3为荆芥内酯的红外光谱图；

图4为荆芥内酯紫外光谱图；

图5为荆芥内酯H¹-NMR谱图；

图6为荆芥内酯C¹³-NMR谱图；

图7为荆芥内酯X-ray谱图；

图8为荆芥内酯高压液相色谱图。

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：

取荆芥生药材饮片6kg(产于江苏扬州，批号：980911)，用95％医用乙醇温浸(50±2℃)48小时，中间搅拌4-6次，过滤(先以双层纱布粗滤，再以布氏漏斗减压以滤纸精滤)，合并滤液，于70℃减压(真空度过0.06-0.07MPa)回收乙醇至无醇味得醇浸膏1；将药渣用45kg95％乙醇温浸(50±2℃)24小时，中间搅拌2-3次，过滤(方法同上)，合并滤液，减压回收乙醇(条件同前)而得醇浸膏2；将药渣再提取3次，每次均温浸24小时(方法同前)，过滤，浓缩得醇浸膏3、4、5。将浸膏1、2、3、4、5合并，共得到650g浸膏。

将醇浸膏1.25kg用乙酸乙酯800ml捏溶2次，每次400ml，乙酸乙酯提取液减压浓缩(60℃，0.08-0.09Mpa)至干，得到乙酸乙酯溶解物196g；以柱层析硅胶(100-200目)220g拌样，减压烘干(60℃，0.08-0.09Mpa)，研细，过80目筛，干法装柱(玻璃柱8cm×120cm)，硅胶与样品量之比为8∶1(装柱硅胶为1600g)，以石油醚(60-90℃)-乙酸乙酯进行常压洗脱，每500ml为一流份，从纯石油醚开始，每20000ml增加2％乙酸乙酯，合并石油醚∶乙酸乙酯＝100∶6-100∶8段流份，静置3-5天即有粗晶自溶液中析出，继续放置4周，过滤，结晶以石油醚-乙酸乙酯重结晶可得到粒状结晶，过滤，减压干燥，得粒状晶体725mg，纯度为99.7％(HPLC归一化法测得99.7％，见图8)；将母液浓缩得稠膏1.6g，以硅胶H4g(200-300目)拌样，干法上柱(4×100cm)，硅胶用量50g，以石油醚∶乙酸乙酯＝100∶8加压洗脱，收集洗脱液计6000ml(以TLC跟踪至内酯全部洗脱出柱)，减压浓缩(50℃，0.07MPa)至200ml，趁热转移至250ml三角瓶中，冷却后即有粗晶析出，放置2周，使溶剂自然挥发。将粗晶以石油醚-乙酸乙酯重结晶，得粒状晶体241mg，经HPLC(C₁₈柱，甲醇∶水＝45∶55为流动相，λ＝216nm，灵敏度为2AUFS，流速为0.8ml/min)检测，此处所得241mg与前述725mg晶体为同一化合物，将二者合并共得结晶化合物966mg，得率为0.0161％。

实施例2：

荆芥内酯结构解析：

荆芥内酯为无色粒晶(乙酸乙酯)，mp：188-189℃。TLC薄层显红色(10％硫酸乙醇)，高分辨质谱测得的M⁺为182.0915(图3，计算值为182.0941)，分子式为C₁₀H₁₄O₃，提示可能为一单萜类化合物。文献报道从荆芥中分离得到的四个单萜类成分皆为薄荷烷型，从生源分析，此单萜类化合物也可能为薄荷烷型。

红外光谱显示化合物有羟基(3353cm^-1)、羰基(1692cm^-1、1743cm^-1)及环状结构(1743cm^-1)(图4)；紫外光谱λmax(logε)：216nm(4.0842)(图5)显示化合物具有共轭吸收特征。

¹H-NMR(CDCL₃)显示两个甲基峰δ1.8ppm(3H，d，J＝2.1Hz)为连在双键上的甲基；δ0.97ppm(3H，d，J＝6.6Hz)为连在次甲基上的甲基(图6)。

¹³C-NMR谱测得该结晶有十个碳(ppm)：δ172.2、δ160.3、δ121.3、δ103.4、δ46.0、δ35.0、δ29.1、δ24.3、δ21.0、δ8.1(图7)。

为了阐明化合物的绝对构型，我们作了单晶X-ray分析，化合物的结构显示键长和键角基于正常的范围(图8)。

化合物的质谱裂解峰为(m/z)：M⁺182，基峰为154(M⁺-CO)，主要碎片离子有164、149、139、137、121、109、93、81(图2)。

实施例3：荆芥内酯的抗病毒试验

(1)对甲型流感病毒感染小鼠的保护作用。

取昆明种小鼠120只，体重11～13g。随机分为6组，每组20只，♀♂各半。各组小鼠在乙醚浅麻醉下，以病毒尿囊液滴鼻感染，每鼠30μl(30个LD₅₀攻击量)。观察动物感染后发病症状，记录感染后15d内死亡数。结果如表1所示。

表1荆芥内酯对H₁N₁病毒感染小鼠死亡的保护作用

剂量动物数死亡数死亡率

组别 (mg/kg) (n) (n) (％) X² P

正常对照组 - 200

病毒对照组 - 20 19 95

利巴韦林组 75 20 10 50 8.03 ＜0.005

荆芥内酯I组 1.7 20 14 70 -- --

荆芥内酯II组 5 20 12 60 5.16 ＜0.05

荆芥内酯III组 10 20 10 50 8.03 ＜0.005

与病毒对照组比较P＜0.05 P＜0.005

实验结果表明，荆芥内酯5mg/kg剂量组，对流感病毒感染小鼠死亡具有明显保护作用。

(2)对流感病毒感染小鼠肺指数的影响

取昆明种小鼠50只，体重12-14g，随机分为5组，♀♂各半，每组10只。各组动物ig给药，0.2ml/10g鼠重，1次/d，连续5d，于给药后第2d，各组小鼠在乙醚浅麻醉下，以病毒尿囊液滴鼻感染，每只30μl，(20个LD₅₀攻击量)，实验前禁食(不禁水)，实验当日各组小鼠称重，脱颈椎处死，解剖，观察肺部病变，取全肺称重，计算各鼠肺指数值，肺指数抑制率，试验结果见表2.

表2荆芥内酯对H₁N₁病毒感染小鼠肺指数的影响(x±S)^-

组别动物数剂量肺指数值抑制率

(只) (mg/kg) (％)

病毒对照组 10 - 1.550±0.12

利巴韦林组 10 75.0 1.039±0.11** 33

荆芥内酯I组 10 1.7 1.145±0.32* 26

荆芥内酯II组 10 5.0 1.084±0.28* 30

荆芥内酯III组 10 10.0 1.064±0.28* 31

与病毒对照组比较*P＜0.005 **P＜0.001

实验结果表明：荆芥内酯三个剂量组，均能降低流感病毒感染小鼠的肺指数值，与病毒对照组比较，差异非常显著。

实施例4：荆芥内酯的抗炎作用

采用2种炎症模型研究了荆芥内酯的抗炎作用。结果荆芥内酯以5.00、7.00、9.75mg/kg腹腔注射给药对小鼠腹腔毛细血管通透性和巴豆油性耳肿胀的抑制作用非常显著，其高剂量组与阿司匹林组作用相当。

【方法与结果】

对小鼠耳廓炎症的影响(耳廓肿胀法)：取小鼠50只，雌雄各半，体重18～22g，随机分为5组。分别按表3腹腔注射给药，30分钟后给小鼠左耳两面涂巴豆油0.1ml/只。4小时后剪下小鼠左右两耳，用9mm打孔器在同一部位打孔，即时称重，算出肿胀度，结果如表3。

表3荆芥内酯对小鼠耳廓肿胀率的影响

{Table 3 Effect of Schizonepetin on Mice Ear Swelling(x±S)}

组别动物数剂量耳廓肿胀率

Group Number(只) Dose(mg/kg) Swelling Rate(x±S，％)

生理盐水 10 / 182.3±4.5

(Normal Saline)

阿司匹林(Aspirin) 10 84.5 138.0±6.7^*

荆芥内酯I组

(Schizonepetin I) 10 5.00 164.1±19.9^＝

荆芥内酯II组

(Schizonepetin II) 10 7.00 156.0±11.8^**＝

荆芥内酯III组

(Schizonepetin III) 10 9.75 134.1±11.4^**

荆芥内酯I组：低剂量组；荆芥内酯II组：中剂量组；荆芥内酯III组：高剂量组

与生理盐水组比较^*P＜0.05 ^**P＜0.01

与阿司匹林组比较^＝P＜0.01

对小鼠腹腔毛细血管通透性的影响(腹腔染料渗出法)：取体重为18～22g雄性小鼠50只，随机分为5组，分别按表4腹腔注射给药。30分钟后尾静脉注射0.5％伊文思兰生理盐水溶液0.1ml/10g，随即腹腔注射0.5％HAC 0.2ml/只。20分钟后处死小鼠，剪开腹腔，用6ml生理盐水分数次洗涤腹腔，吸出、合并后，分别吸取2.0ml加生理盐水稀释至10ml，于3000rpm离心15分钟，取上清液于590nm处比色，测定其OD值，进行组间t检验，结果如表4。

表4荆芥内酯对小鼠腹腔毛细血管通透性的影响

(Table4 Schizonepetin′s Activity on Capillary Permeability in Mice′s Cavum Abdominis)

组别 Group 动物数剂量 OD值 Value(590nm)(x

Number(只) Dose(mg/kg) ±S)

生理盐水(Normal

Saline) 10 / 1.159±0.263

阿司匹林(Aspirin)

荆芥内酯I组 10 84.25 0.702±0.190^**

(Schizonepetin I)

荆芥内酯II组 10 5.00 0.859±0.241^＝

(Schizonepetin II)

荆芥内酯III组 10 7.00 0.874±0.191^*＝

(Schizonepetin III)

10 9.75 0.560±0.169^**

与生理盐水组比较^*P＜0.05 ^**P＜0.01

与阿司匹林组比较^＝P＜0.05 ^＝P＜0.01

【结论】以上试验结果表明，荆芥内酯能明显抑制巴豆油所致小鼠耳肿胀及腹腔注射HAC导致小鼠毛细血管渗透性的增加，与生理盐水组比较，差异非常显著(P＜0.05，P＜0.01)，其抑制作用随剂量增大而增强。

实施例5.荆芥内酯的镇痛作用

采用2种疼痛模型研究了荆芥内酯的镇痛作用。结果荆芥内酯以5.00、7.00、9.75mg/kg腹腔注射给药既能提高小鼠对温热刺激的痛阈值，又能减少小鼠对化学致痛剂(HAC)刺激的扭体次数，与杜冷丁组比较，其镇痛作用具有起效慢和作用时间长的特点。

【方法与结果】

扭体法：取小鼠50只，雌雄各半，体重为18～22g，随机分为5组，分别按表5腹腔注射给药。30分钟后各鼠均腹腔注射0.5％HAC 0.2ml/只。观察10分钟内各组出现扭体反应(腹部内凹、伸展后肢、臀部抬高)动物数，结果如表5。

表5荆芥内酯对小鼠扭体化学刺激的影响

(Table 5 Effect of Schizonepetin on Chemical stimuli to Mice)

组别动物数剂量扭体数

Group Number(只) Dose(mg/kg) Twisting number(x±S)

生理盐水(Normal 10 / 27.6±2.6

Saline)

阿司匹林(Aspirin) 10 84.5 11.8±3.3^**

荆芥内酯I组 10 5.00 24.6±5.1^＝＝

(Schizonepetin I)

荆芥内酯II组 10 7.00 16.4±3.5^**＝

(Schizonepetin II)

荆芥内酯III)组 10 9.75 9.5±1.6^**

(Schizonepetin III)

与生理盐水组比较^**P＜0.01

与阿司匹林组比较^＝P＜0.05 ^＝P＜0.01

热板法：调节恒温水浴，使水温控制在55.0℃±0.5℃。取18～22g雌性小鼠70只进行筛选合格小鼠。方法为：将小鼠放在热板上，观察小鼠舔后足出现的时间(秒)，将该段时间作为该鼠的痛阈值(凡舔后足时间小于5秒或大于30秒或跳跃者弃之不用)。经筛选合格的小鼠50只随机分为5组，重复测其正常痛阈值，取两次正常痛阈平均值作为该鼠给药前痛阈值。观察药物作用：各组均按表6腹腔注射给药，给药后15、30、60、90分钟分别测小鼠痛阈值。如60分钟仍无反应，将小鼠取出，以免烫伤，其痛阈值以60秒计算，求出痛阈提高百分率，结果如表6。

表6荆芥内酯对热板刺激小鼠痛阈值的影响

(Table 6 Schizonepetin’s Activity on Hot Plate stimuli to Mice)

Group Number Dose Elaltation of Pain Threshold(X±S)

(mg/kg) 15min 30min 60min 90min

生理盐水

Normal Saline 10 / -4.32+41.35 6.26+32.63 11.53+49.06 77.76+93.48

荆芥内酯I组

Schizonepetin 10 5.00 -5.01+40.85* -3.02+35.26* 62.44+95.79* 85.04+60.38*

荆芥内酯II组

Schizonepetin II 10 7.00 3.25+20. 5* -6.6+21.86* 65.28+46.51** 57.05+61.12*

荆芥内酯III组

Schizonepetin III 10 9.75 23.91+40.13* 80.87+80.0** 108.95+57.24* 102.6+56.7*

度冷丁

Dolantin 10 50 133.67+46.8*** 106.5+96.4*** 153.4+146.1** 125.02+60.2*

与生理盐水组比较^*P＞0.05 ^**P＜0.05 ^***P＜0.01

实验结果表明，荆芥内酯能明显提高小鼠对温热刺激的痛阈值。

【结论】结果表明，荆芥内酯既能有效减少腹腔注射化学致痛剂HAC所致小鼠扭体的次数，又能明显提高小鼠对温热刺激的痛阈值；与生理盐水组比较，差异非常显著(P＜0.05，P＜0.01)。其作用随剂量增大而增强。

实施例6.荆芥内酯对血液流变性的影响

【方法】取150-200g大鼠50只，称重编号，随机分为5组，每组雌雄各半。各组于给药后1小时齐髁关节处瞬时截断双后肢(供发汗实验组织形态观察用)，立刻于大鼠眼眶静脉丛取血约5ml，用肝素钠(0.2ml/管)抗凝。单层纱布过滤以除去血凝块。将抗凝血置于离心机中以2000rpm离心10分钟得血浆，以血浆测定其比粘度。检测指标如下：

全血比粘度＝全血流速(秒)/NS流速(秒)

低切变率、中切变率和高切变率之全血比粘度分别计算。

血浆比粘度＝血浆流速(秒)/NS流速(秒)

RBC压积(HCT)：将全血混匀注入RBC压积管内，以3000rpm离心30分钟，观察RBC压积管刻度(白细胞部分不计入)。

【结果】荆芥内酯可使大鼠全血粘度降低，使RBC聚集指数降低，从而降低血液粘度，改善血流变。如表7：

表7荆芥内酯对大鼠血液流变性的影响

(Table 7 Effect of Schizonepetin on Hemorrheology of Rats)

组别动物数剂量全血比粘度 RBC聚集指数

Group Number Dose (Whole Blood Specific Viscosity) Aggregation

(mg/kg) 低切变中切变高切变 Index

(8l/S) (60l/S) (120l/S)

生理盐水

10 / 15.25±2.26 7.59±1.19 5.84±0.74 2.90±0.45

(Normal Saline)

荆芥内酯I组

10 5.0 16.46±2.01 7.27±0.63 5.62±0.25 3.28±0.82

(Schizonepetin I)

荆芥内酯II组

10 10.0 13.69±1.48 6.78±0.32^* 4.86±0.30^** 2.66±0.68

(Schizonepetin II)

荆芥内酯III组

10 20.0 10.9±2.04^** 6.18±1.30^* 4.80±0.85^* 3.11±0.80

(Schizonepetin III)

毛果芸香碱

10 35.0 11.4±0.91^** 6.12±0.81^** 4.90±0.57^* 2.50±0.23^*

(Pilocarpine)

与生理盐水组比较^*P＜0.05 ^**P＜0.01

实施例7.荆芥内酯的抑菌试验

【结果】荆芥内酯药液对乙型链球菌具有较强的抗菌作用(其MIC为0.08mg/ml)，而对其他菌种抗菌效果不明显，见表8。

表8荆芥内酯的抑菌试验结果作用

(Table 8 Effect of Schizonepetin on some kinds of Bacteria)

稀释度阳性对照阴性对照

(Dilution) 1∶2 1∶4 1∶8 1∶16 1∶32 1∶64 1∶128 1∶256 (Positive (Negative

菌株(Factor) Control) Control)

甲型链球菌 + + + + + + + + - +

(Streptococci A)

乙型链球菌 - - - - - - + + - +

(Streptococci B)

金葡萄球菌 + + + + + + + + - +

(Staphylococcus

Aureus)

白喉杆菌 + + + + + + + + - +

(Bacifllus

Diphtheriae)

伤寒杆菌(Typhoid + + + + + + + + - +

Bacillus)

痢疾杆菌Bacillus + + + + + + + + - +

Dysenteriae

“+”表示有细菌生长；“-”表示无细菌生长.

Claims

1.荆芥内酯，其特征是分子式为C₁₀H₁₄O₃，熔点为188-189℃，具有如下结构：

其比旋光度为[α]_D ²⁰＝+46.7⁰。

2.一种权利要求1所述的荆芥内酯的提取方法，其特征是包括如下步骤：

C.将乙酸乙酯萃取物用层析硅胶装柱进行柱层析，用石油醚-乙酸乙酯进行梯度洗脱，收集含有荆芥内酯的流份，静置析出粗晶，即为荆芥内酯粗品。

3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征是将荆芥内酯粗品用乙酸乙酯-石油醚重结晶，得到荆芥内酯粒状晶体，纯度为99％以上。

4.一种权利要求1所述的荆芥内酯的用途，其特征是用于制备抗感冒病毒药物。

5.一种权利要求1所述的荆芥内酯的用途，其特征是用于制备消炎药物。

6.一种权利要求1所述的荆芥内酯的用途，其特征是用于制备抑制乙型链球菌的药物。

7.一种权利要求1所述的荆芥内酯的用途，其特征是用于制备镇痛剂。