郝淑娟，张振学，田洋，马跃平，彭勍，沈硕，张蕾，王金辉*

（1.沈阳化工学院，辽宁 沈阳 110142；2.沈阳药科大学，辽宁 沈阳 110016）

川芎化学成分研究△

郝淑娟1，张振学1，田洋1，马跃平2，彭勍2，沈硕2，张蕾2，王金辉2*

（1.沈阳化工学院，辽宁 沈阳 110142；2.沈阳药科大学，辽宁 沈阳 110016）

目的：对伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.进行化学成分研究。方法：溶剂提取，色谱分离，光谱鉴定化合物结构。结果从川芎干燥根茎95%乙醇提取物中分离鉴定了11个化合物，分别为3′，6，8′，3a-二聚藁本内酯（1）、Z，Z-6′，6，7，3′a-二聚藁本内酯（2）、4-羟基-3-丁基-苯酞（3）、洋川芎内酯 I（4）、5-羟基-3-亚丁基苯酞（5）、孕（甾）烯醇酮（6）、单棕榈酸甘油酯（7）、川芎三萜（8）、琥珀酸（9）、阿魏酸（10）、咖啡酸（11）。结论化合物1、7、9为首次从该植物中分离得到；首次运用圆二色谱（CD）技术确定了化合物1、2的绝对构型。

川芎；化学成分；分离鉴定

川芎Ligusticum chuanxiong Hort.为伞形科藁本属植物川芎的干燥根茎，具有活血行气，祛风止痛的功能，为活血化瘀常用的中药。主治月经不调，经闭痛经，癥瘕腹痛，胸肋刺痛，跌扑肿痛，头痛，风湿痹痛。据文献报道川芎含有内酯类，生物碱类，酚类，以及挥发油等多种化合物。本文对川芎的化学成分进行了进一步研究，分离得到11个化合物，经理化性质与谱学数据分析鉴定了它们的化学结构，并应用圆二色谱法对化合物1、2的绝对构型进行了研究确证。

1 仪器与材料

核磁共振波谱仪（Bruker ARX-300，Bruker AV-600，TMS为内标），FL2000半制备高效液相色谱仪；FL9500色谱工作站（浙江温岭福利仪器有限公司）；制备型色谱柱为 YMC C18（5μm，10mm×250mm）；JASCOCD-2095圆二色谱仪（日本Jasco公司）；薄层色谱硅胶和柱色谱硅胶（200～300目，青岛海洋化工有限公司）；色谱纯试剂（天津康科德科技有限公司）；分析纯试剂（天津大茂试剂有限公司）；Sephadex LH20（Pharmacia公司）。药材经沈阳药科大学中药鉴定教研室孙启时教授鉴定为伞形科川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎。

2 提取分离

川芎药材10kg，用10倍量95%的乙醇提取3次，每次2h，合并提取液，减压回收至无醇味，混悬于3L水中，依次用等体积石油醚、三氯甲烷、醋酸乙酯、正丁醇萃取3次。得石油醚萃取物95g、三氯甲烷萃取物83g、醋酸乙酯萃取物27g、正丁醇萃取物30g。分别取石油醚和三氯甲烷萃取物，经反复硅胶柱色谱，结合Sephadex-LH20柱色谱、制备薄层色谱、半制备HPLC等方法，分离纯化得化合物1～11。

3 结构鉴定

3.1 化合物1

白色针晶（三氯甲烷），与10%硫酸乙醇试剂显淡黄色。TOF-MS m/z：403［M ＋Na］＋，1H-NMR（600MHz，pyr）给出两个甲基信号 δ0.76（3H，t，H-11），0.71（3H，t，H-11′），4个 SP2杂化的质子7.56（1H，d，J＝6.6Hz，H-7），6.32（1H，d，J＝9.6Hz，H-7′），5.82（1H，dd，J＝9.6，3.6Hz，H-6′），4.71（1H，dd，J＝9.6，6.6Hz，H-8）。13CNMR谱显示有24个碳原子，δ170.3、164.3为羰基碳，δ89.9为一连氧季碳，还有8个 SP2杂化的碳δ162.4、 149.5、 145.9、 132.6、 130.0、 125.7、116.7、106.6。结合文献［1］鉴定为 3′，6，8′，3a－二聚藁本内酯。通过HSQC，HMBC谱（表1），并结合文献［1］可推测该化合物的平面结构，NOESY谱H9′与H4，H5有NOESY效应，说明桥环与H-9′处的支链同侧，H-8′与H-6有NOESY效应，H-8′与H-6同侧，H-8′与H-4′有NOESY效应，可以推测该化合物的相对立体构型。分别以1，1′处的内酯环为研究对象，应用CD激子手性法综合分析，该化合物显示负CD激子手性，与实测值相符，证明了该化合物的绝对构型为 3′（R），6（S），8′（R），3a（R），如图2～3所示。从而排除了其对映异构体的情况，化合物1为首次从该植物中分离得到，化学结构式见图1。

表1 化合物1的NMR数据（600MHz，Pyr）

图1 化合物1～6、8的结构式

图2 化合物1 HMBC图

图3 化合物1CD谱图

3.2 化合物2

白色结晶（三氯甲烷），与10%硫酸乙醇溶剂显黄 色。 TOF-MS：m/z381 ［M ＋ H］＋，1H-NMR（600MHz，pyr）给出两个甲基信号 δ0.93（3H，t，H-11），0.92（3H，t，H-11′），7.36（1H，d，J＝6.6Hz，H-7′），5.07（1H，t，J＝7.8Hz，H-8），5.0（1H，t，J＝7.8Hz，H-8′）为 3个双键质子信号。13C-NMR：δ168.3（C-1），147.9（C-3），154.9（C-3a），19.6（C-4），28.8（C-5），38.1（C-6），41.4（C-7），126.4（C-7a），112.0（C-8），27.8（C-9），22.2（C-10），13.9（C-11），164.8（C-1′），150.4（C-3′），47.4（C-3′a），30.8（C-4′），25.6（C-5′），41.4（C-6′），142.1（C-7′），133.9（C-7′a），108.4（C-8′），27.3（C-9′）22.1（C-10′）13.7（C-11′）。结合文献［2］鉴定为 Z，Z-6′，6，7，3′a-二聚藁本内酯。在 NOESY（H→H）谱中 H-6与 H-7有NOESY效应，H-7与 H-4′有 NOESY效应，H-6与H-4′，H-5′有 NOESY效应，说明 H-6，H-7与桥环同侧。分别以1，1′处的内酯基团为分析对象，根据八区律-扇形规则，该化合物均显示正性cotton效应，与实测值相符，证明了化合物2的绝对构型为6′（S），6（S），7（S），3′a（S），如图4～5所示，从而排除了其对映异构体的情况。化合物2的结构式见图1。

图4 化合物2的NOESY谱

图5 化合物2的CD谱

3.3 化合物3

无定形粉末（甲醇）mp 188～190℃。1H-NMR（300MHz，MeOD），δ5.57（1H，dd，J＝7.5，3.0Hz，H-3），7.30（1H，t，J＝7.6Hz，H-6），7.37（1H，dd，J＝7.6Hz，1.4Hz，H-5），7.05（1H，dd，J＝7.7Hz，1.4Hz，H-7），2.31，1.73（2H，m，H-8），1.37（4H，m，H-9，H-10），0.89（3H，t，J＝6.9Hz，H-11）。13C-NMRδ173.2（C-1），153.9（C-4），137.5（C-3a），131.8（C-6），128.9（C-7a），121.1（C-5），116.7（C-7），82.2（C-3），33.2（C-8），27.8（C-9），23.4（C-10），14.2（C-11）。以上数据与文献值［2］对照，数据基本一致，故鉴定为4-羟基-3-丁基-苯酞，化学结构式见图1。

3.4 化合物4

淡黄色油状物（甲醇），10%硫酸乙醇试剂显黄色，1H-NMR（600MHz，CDCl3）δ5.27（1H，t，J＝7.8Hz，H-8），4.46（1H，brs，H-7）3.96（1H，brs，H-6），2.54（2H，m，H-4），2.32（2H，q，J＝7.2Hz，H-9），2.05（1H，m，H-5a），1.88（1H，m，H-5b），1.46（2H，m，H-10），0.93（3H，J＝7.8Hz，H-11）。13C-NMRδ169.2（C-1），153.4（C-3），147.9（C-3a），125.6（C-7a），114.0（C-8）71.2（C-6），66.8（C-7），27.9（C-9），26.1（C-5），22.1（C-10），18.7（C-4），13.6（C-11）。以上数据与文献报道［3］对照，鉴定该化合物为洋川芎内酯I，化学结构式见图1。

3.5 化合物5

白色针晶（甲醇），与10%硫酸乙醇试剂不显色。1H-NMR（300MHz，CDCl3），δ7.75（1H，d，J＝8.3Hz，H-7），7.09（2H，t，J＝8.4Hz，H-4，6），5.62（1H，t，J＝7.8Hz，H-8），2.42（2H，q，J＝7.4Hz，H-9），1.52（2H，m，J＝7.3Hz，H-10），0.97（3H，t，J＝7.3Hz，H-11）。13C-NMRδ169.1（C-1），163.2（C-5），145.9（C-3），142.8（C-3a），127.5（C-7），118.9（C-7a），116.5（C-6），110.8（C-4），105.9（C-8），28.1（C-9），22.8（C-10），14.1（C-11）。与文献［4］对照，鉴定该化合物为 5-羟基-3-亚丁基苯酞，化学结构式见图1。

3.6 化合物6

白色片状结晶（甲醇），与10%硫酸乙醇试剂显紫色。1H-NMR（300MHz，CDCl3）δ5.34（1H，brd，J＝5.2Hz，H-6），3.53（1H，m，H-3），2.53（1H，t，J＝8.8Hz，H-17），2.12（3H，s，H-21），1.01（3H，s，H-19），0.62（3H，s，H-18）。13C-NMR（75MHz，CDCl3，），δ209.6（C-20），140.7（C-5），121.3（C-6），71.6（C-3）63.7（C-17），56.9（C-14），49.9（C-9），44.0（C-13），38.8（C-12），37.2（C-1），42.2（C-4），31.7（C-8），31.8（C-7），31.5（C-21），36.5（C-10），24.4（C-15），22.8（C-16），13.2（C-18），19.3（C-19）。以上数据与文献［5］对照，鉴定该化合物为孕烯醇酮，化学结构式见图1。

3.7 化合物7

白色片状结晶（甲醇），mp69～71℃，ESI-MS：m/z353［M＋Na］＋，，1H-NMR（300MHz，MeOD），δ0.89（3H，t，J＝6.9Hz，H-16），1.28（24H，m，H-4-15），1.61（2H，m，H-3），2.37（2H，t，H-2），4.15（2H，m，H-I），3.80（1H，t，H-II），3.55～3.31（2H，m，H-III）。13C-NMR（75MHz，MeOD）δ175.5（C-1），71.1（C-II），66.4（C-I），64.0（C-III），34.9（C-2），33.0（C-3），30.7～30.2（C4-13），26.0（C-14），23.7（C-15），14.4（C-16）。综合文献［6］分析，鉴定该化合物为单棕榈酸甘油酯，为首次从该植物中分离得到。

3.8 化合物8

白色结晶（三氯甲烷），mp313～314℃，［M］＋m/z602，Liebermann-Burchard反应阳性。1H-NMR显示5个单峰甲基（δ0.84，0.91，0.93，0.98，1.09，各3H，s）及两个双峰甲基 δ0.87（3H，d，J＝6.5Hz），0.94（3H，d，J＝6.0Hz）的存在，另外，还有一对反式双键的质子信号δ6.24（1H，d，J＝15.8Hz），δ7.85（1H，d，J＝15.8Hz）。13C-NMR（75MHz，CDCl3）38.3（C-1），23.3（C-2），80.8（C-3），37.9（C-4），55.3（C-5），18.2（C-6），33.0（C-7），39.5（C-8），47.5（C-9），36.5（C-10），23.6（C-11），125.8（C-12），138.0（C-13），41.9（C-14），28.0（C-15），24.1（C-16），47.9（C-17），52.6（C-18），38.8（C-19），39.0（C-20），30.6（C-21），36.9（C-22），28.1（C-23），17.1（C-24），15.5（C-25），17.1（C-26），23.7（C-27），182.0（C-28），16.9（C-29），21.2（C-30），167.2（C-1′），114.9（C-2′），144.0（C-3′），125.9（C-4′），129.9（C-5′），116.3（C-6′），157.0（C-7′），115.8（C-8′），129.8（C-9′）。与文献［2］对照，鉴定该化合物为川芎三萜，化学结构式见图1。

3.9 化合物9

无色针状晶体（甲醇），mp182～184℃，溴甲酚绿反应阳性，说明有游离羧基存在。1H-NMR（300MHz，DMSO-d6）δ12.18（2H，brs，COOH），δ2.14（4H，s，H-2，3）处为两组质子信号。13C-NMR（75MHz，DMSO-d6）δ176.2为羧基碳，δ29.8为CH2信号。将数据与文献［7］比较，鉴定该化合物为琥珀酸，为首次从该植物中分离得到。

3.10 化合物10

浅黄色针状结晶（甲醇），三氯化铁－铁氰化钾反应阳性，mp172～173℃。1H-NMR（300Hz，MeOD）δ7.61（1H，d，J＝15.6Hz，H-2），6.32（1H，d，J＝15.9Hz，H-3），7.16（1H，d，J＝1.5Hz，H-5），7.03（1H，dd，J＝1.8Hz，8.1Hz，H-9），6.81（1H， d， J ＝ 8.1Hz， H-8）， 3.87（3H， s，－OCH3），与阿魏酸对照品共薄层Rf值一致，故鉴定该化合物为阿魏酸［2］。

3.11 化合物11

淡黄色粉末（甲醇）三氯化铁－铁氰化钾反应阳性。mp207～209℃。1H-NMR（300MHz，MeOD）δ7.02（1H，d，J＝2.0Hz，H-2），6.75（1H，d，J＝8.1Hz，H-5），6.94（1H，dd，J＝8.1Hz，2.0Hz，H-6），7.50（1H，d，J＝15.9Hz，H-7），6.18（1H，d，J＝15.9Hz，H-8）。根据以上数据，对照文献［8］鉴定该化合物为咖啡酸。

［1］M Kobayashi，H Mitsuhashi.Studies on the Constituents of Umbelliferea Plants XⅧStructrue of Three New Ligustilide Derivatives from Ligusticum wallichii［J］.Chem Pharm Ball，1987，35（12）：4789-4790.

［2］肖永庆，李丽，游小琳，等.川芎化学成分研究［J］.中国中药杂志，2002，27（7）：519-520.

［3］Kobayashi M，Fujita M，M itsuhashi H.Studies on the constistuents of Umbelliferae plantsXV［J］.Chem.Pharm.Bull，1987，35（4）：1427-1433.

［4］Ding Chunguang，Sheng Yuxin，Zhang Yinghao，et al.Identification and comparison of metabolites after oral administration of essential oil of Ligusticum chuanxiong or its major constituent ligustilide in rats［J］.Planta Medica，2008，74（14）：1684-1692.

［5］Szendi Z，Forg P，Sweet F.Complete1H and13C-NMR spectra of pregnenolone［J］.Steroids，1995，60：442-443.

［6］宋治中，贾忠建，朱启秀.兴安柴胡化学成分研究Ⅲ［J］.兰州大学学报（自然科学版），1998，20（2）：85-89.

［7］于得泉，杨峻山.分析化学手册（第七分册）——核磁共振波谱分析［M］.北京：化学工业出版社，1999：591-592.

［8］李咏梅，王天志，王志，等.细毡毛忍冬花蕾化学成分研究［J］.中国中药杂志，2001，26（1）：46-47.

Study on Chem ical Constituents of Ligusticum Chuanxiong Hort.

Hao Shujuan1，Zhang Zhenxue1，Tian Yang1，Ma Yueping2，Pengqing2，Shenshuo2，Zhanglei2，Wang Jinhui2
（1.Shenyang Institute of Chemical Technology，Shenyang Liaoning 110142，China；2.Shenyang Pharmaceutical University，Shenyang Liaoning 110016，China）

Objective：To study the chemical constituents of Ligusticum chuanxiong Hort..M ethodsChromatographic methods，such as silica gel，sephadex LH-20，ODS，HPLC.Structures were elucidated by spectroscopic analysis.ResultsEleven compoundswere isolated and identified as 3′，6，8′，3a-diligustilide（1），Z，Z-6′，6，7，3′a-diligustilide（2），4-hydroxy-3-butyl-phthalide（3），senkyunolideI（4），5-hydroxy-3-butylene-phthalide（5），preg-nenolone（6），monopalmitin（7），xiongterpene（8），succinic acid（9），ferulic acid（10），caffeic acid（11）.Conclusion：Compounds 1，7 and 9 were isolated from this plant for the first time.Stereo structures of compounds 1 and 2 were determined by CD spectra for the first time.

Ligusticum chuanxiong Hort.；Chemical constituent；Isolation and identification

教育部优秀人才支持计划项目（NCET-04-0289）

*王金辉，E-mail：wjh.1972＠yahoo.com.cn

2009-09-07）