泡桐属植物化学成分及生物活性论文

【摘要】白花泡桐[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]为玄参科泡桐属(Paulownia)植 物,落叶乔木,全国几乎均有分布,野生或栽培,是常用的中草药,其花、叶、皮、根、果古时对 其就有药用记载,可用于治疗炎症、病毒感染、跌打损伤等多种疾病。白花泡桐花的化学成 分除挥发油部分外,未见报道。本文对泡桐属植物化学成分及生物活性进行总结,为开发利用 植物资源、研究植物生物活性提供了一定的科学依据。 【关键词】泡桐属;化学成分;生物活性 玄参科泡桐属 Paulownia 植物,全属共有 7 种,分别是白花泡桐 [Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]P.tomentosa(Thunb.)Steud.],兰考泡桐 (P.elongataS.Y.Hu),椒叶泡桐(P.catalpifoliaGongTong),台湾泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐 (P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐 [Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的变种。除东北北部、内蒙古、新 疆北部、西藏等地区外全国均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老挝也有分布,有些种 类已在世界许多国家引种栽培。作为一种优质木材,它不仅在工农业方面有广泛用途,同时它 还是一种常用的中草药,其花、叶、皮、根、果古时就有其药用记载。如《本草纲目》记述: “桐叶……主恶蚀疮着阴,皮主五痔,杀三虫。花主傅猪疮,消肿生发[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]1]。”《药性论》也言:“治 五淋,沐发去头风,生发滋润。”近年来医学研究发现其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降压 止血,同时还具有杀虫作用。 1 化学成分 泡桐属植物的化学成分研究始于 20 世纪 30 年代初。日本学者最先对泡桐属植物的化 学成分进行了研究,1931 年 MascoKazi 等从泡桐叶的树皮和树叶中分离得到糖苷类化合物 [Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]2,3]。1959 年,KazutoruYoneichi 研究了桐木中的木脂素成分,分离得到了丁香苷。随着科 学技术的发展,各种色谱分离方法和现代波谱技术应用于天然产物的研究,从泡桐属植物中不 断发现新化合物。该属植物中所含化学成分类型主要有环烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、 黄酮、倍半萜、三萜等。其中许多化合物被证明具有一定的生物活性。 1.1 苯丙素类化合物苯丙素类化合物在泡桐属植物中分布较为广泛。主要有:(1)木脂素 (四氢呋喃骈四氢呋喃类):细辛素(d-Asarinin)[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]4],芝麻素(d-Sesamin)[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]5],泡桐素(Paulownin) [Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]6],异泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]7]等。(2)苯丙素酚 类:Verbascoside[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]8],Isoverbascoside[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]9]。 1.2 环烯醚萜类富含环烯醚萜类成分是泡桐属植物的一大特征,在该属植物中多以成苷 的形式出现,广泛分布于桐木、桐皮、桐叶中,花中还未见文献报道。泡桐属中的环烯醚萜成 分具有九碳骨架(即 C-4 去甲基)的环戊烷型、环戊烯型和 7,8 环氧戊烷型,显示了其在植物 分类学上的意义。其取代基位置比较固定,一般 1 位羟基与 1 分子葡萄糖成苷,8 位为甲基或 羟甲基。另外,Soern 等从成年毛泡桐的叶部获得两个 5,6 位为双键的环烯醚萜苷,同时,他还 发现成年和幼年的毛泡桐中环烯醚萜苷成分有所不同[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]10~14]。 1.3 倍半萜类李志刚等[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]15]从毛泡桐的花中分到 7 个落叶酸型的倍半萜,为首次从该属植 物中分到倍半萜类化合物,可能与该类激素促进开花,抑制种子发芽有关,其他部分未发现。 1.4 甘油酯类杜欣等[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]16]从毛泡桐的花中还分到了甘油酯类的化合物及其苷。 1.5 其他成分从该属植物中还分离出黄酮类、二氢黄酮类、三萜(主要为熊果酸及其苷 [Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]17])、生物碱、多酚、单糖、鞣酸、脂肪酸等多种成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]18] 对泡桐花的精油成分作了色谱、质谱分析,研究了其中的蛋白质、氨基酸、微量元素等营养 成分,利用 GC/MS 技术鉴定出许多长链及芳香族化合物。 1.6 植物激素王文芝等[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]19]对河南兰考泡桐的根、茎、叶中的植物激素进行了研究,利用 HPLC 技术分离鉴定出了激动素、反式玉米素、激动素核酸等 8 种激素。 2 生物活性 2.1 抗菌作用芝麻素对结核杆菌有抑制作用[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]20],而泡桐花及其果实的注射液(醇提取后 用醋酸铅沉淀去杂质制成),体外实验时对金黄色葡萄球菌及伤寒杆菌、痢疾杆菌、大肠杆 菌、绿脓杆菌、布氏杆菌、革兰菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]4]。从泡桐属植物中分 到的紫葳新苷Ⅰ对金黄色葡萄球菌和乳链球菌均有抑制作用对金黄色葡萄球菌和乳链球菌均有抑制作用,最小浓度为 150μg/ml,g/ml,并认为 其角甲基是抗菌必要基团[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]21]。魏希颖等将泡桐花的黄酮提取物作了体外抑菌实验,发现其 对金黄色葡萄球菌作用最强,而对黑曲霉、啤酒酵母、产黄青霉无明显的抑制作用[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]22]。 2.2 治疗气管炎泡桐果及花治疗慢性气管炎有一定疗效,临床治疗 1341 例,有效率为 81%,其中临床控制率 7%,显效 25%[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]23]。 2.3 消炎作用泡桐花可用于治疗炎症感染,临床报道用其治疗 16 种疾病计 244 例,均有 一定疗效,其中对上感、支气管肺炎、急性扁桃体炎、菌痢、急性肠炎、急性结膜炎的疗效 较好,治疗中未发现不良反应和副作用[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]4]。实验中通过观察泡桐花浸膏对哮喘豚鼠肺病理组 织学的影响发现泡桐花浸膏能明显延长豚鼠诱喘潜伏期,优于地塞米松(P<0.001);对肺组织 炎性细胞浸润有明显的抑制作用。能减轻炎症反应对哮喘豚鼠肺组织结构的破坏[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]24]。李 寅超等通过实验发现泡桐果总黄酮及挥发油可通过抑制支气管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜 酸粒细胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘气道变应性炎症的作用[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]25]。 2.4 止血作用泡桐属植物中所含丁香苷有明显止血作用。本品注射液用于手术 70 例,良 效(明显止血)30 例,占 42.9%,有效(出血减少)26 例,占 37.1%,无效 14 例[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]26]。 2.5 毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半数致死量为 21.4g 生药/kg。大鼠口服 2g/ (kg·d),共 21 天,一般情况及体重均无异常,内脏病理检查未见中毒性病理形态改变。家兔急 性、亚急性毒理实验中,泡桐果煎剂对心、肝、肾、脾、胃均无毒性病理改变。家兔灌服泡 桐花浸膏或静脉注射,一般情况及食欲、体重、白细胞等均无明显变化,成人口服上述浸膏或 肌肉注射,自觉症状、体温、脉搏及白细胞数等均无明显改变,但有轻度血压下降[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]4]。已有 报道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基、延缓骨骼肌疲劳、DNA 碱基修复、 抗凝血、抗血小板凝聚等多种生理活性。从泡桐属植物的树皮和茎部分离得到一个新的呋 喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),对 hela 癌细 胞有抑制作用,对 polio 病毒的 brunhildeⅠ 型 EC50 为 0.1μg/ml,g/ml 对 leonⅢ 型 EC50 为 0.1μg/ml,g/ ml[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]27]。另外,咖啡酸的糖酯类化合物被认为与该植物的颜色改变有关[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]28]。 2.6 杀虫作用泡桐素、芝麻素可增强杀虫剂除虫菊酯的杀虫作用,可有效杀灭蚊蝇及其 幼体[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]29]。 2.7 其他作用泡桐属植物还具有止咳、平喘、祛痰、治手足癣与烧伤、消肿、生发等 功效[Paulownia.Fortunei(Seem.)Hemsl.]4]。 从以上可知,泡桐属植物化学成分疗效显着且具多样化,但对该属植物的成分研究多集中 于毛泡桐种,其他种涉及较少,而对部位的研究则多为桐叶,皮、根,茎次之,花研究的最少。对 生物活性的研究则不够深入,其有效部位及有效成分有待进一步确定。