第一章 概述
第一节 茜草科植物概况
茜草科（Rubiaceae）在全世界大约有600个属、6000种植物，为种子植物十大科之一，主要生长在热带、亚热带和温带地区，在北温带也有少量分布。我国茜草科植物有97个属、675种，大部分产于西南地区及东南地区[1]。茜草科植物多为乔木、灌木或草本，偶有藤本；单叶，对生或时有轮生，有时叶不等大，通常全缘；托叶常生于叶柄间，较少生于叶柄内，分离或合生，宿存或脱落，稀退化至仅存一条连接对生叶柄间的横线纹，内面常有黏液毛，有时呈叶状。花序各式，由聚伞花序复合而成，少单花或为少花的聚伞花序；常具苞片和小苞片；花两性，少单性或杂性，通常辐射对称，常见花柱异长；萼管与子房合生，顶端通常4～5裂，稀近不裂，有时其中一枚或数枚萼裂片增大呈叶状或花瓣状，其色常白；花冠呈管状或漏斗状、高脚碟状、钟状、辐状，花冠裂片通常4～5片，呈镊合状、覆瓦状或旋转状排列；雄蕊与花冠裂片同数且互生，稀2枚，着生在花冠管的内壁上，花药2室，纵裂或少为顶孔开裂，常具花丝；花盘各式，少分裂或呈腺体状；子房通常下位，常2室，具有中轴，顶生或基底胎座，少为1室而具侧膜胎座，花柱长或短，柱头不裂或至多裂；胚珠每室1颗至多颗。果为蒴果、浆果、核果或小坚果，开裂或不开裂，或为分果，有时为分果瓣；种子很少具有翅，多数具有胚乳[2，3]。茜草科植物种类繁多，具有药用价值，以及制作食品、家具、染料、香料和观赏等广泛的经济用途，是我国常用中药。茜草科植物主要含有生物碱类、羟基蒽醌衍生物、黄酮类、环烯醚萜及其苷类等多种化学成分，这些成分也是其发挥药理活性的主要物质。其中重要的药用植物有胆木、茜草、栀子、钩藤、虎刺、巴戟天、鸡屎藤、金鸡纳树和白花蛇舌草等[4]。这些中药大多具有清热解毒、消肿止痛等功效。现代药理学研究结果表明，大多数茜草科植物能够发挥抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗过敏、抗抑郁、抗生育、抗疟解热、抗风湿疼痛、活血化瘀和降压镇静等多种药理活性[5]。在民间常常被用于治疗疟疾、咳嗽、湿疹、肝炎、水肿、糖尿病、高血压和性功能障碍等多种疾病[6]。
茜草科植物除了药用价值外，还具有其他价值，如鸡屎藤的茎皮可以作为造纸和人造棉的原料，茜草所含的“茜素”为高级红色染料，由茜素制成的绘画颜料“茜素红”在传统国画中被广泛使用。此外，茜草科植物中的大花栀子、小栀子、六月雪和玉叶金花在四川地区的园林绿化中被广泛种植[7]。
由上可知，我国茜草科植物资源丰富，且具有多种药用活性，并在保健、艺术、绿化等方面具有一定的应用历史。
第二节 乌檀属植物的化学成分和药理活性
茜草科（Rubiaceae）乌檀属（Nauclea）植物有35种，主要分布于亚洲、非洲和大洋洲的热带地区[8]。本属植物常见的种包括胆木[N.officinalis（PierreexPitard）Merr.]、狄氏黄胆木（N.diderrichiiMerr.）、东方乌檀（N.orientalisL.）、N.subdita（Korth）Steud等[9]。该属植物为国内外民间常用药，性寒味苦，其中胆木为我国仅有的原产乌檀属植物，主要分布在海南、广东和广西一带，民间常用于治疗感冒发热、胃痛、腹泻、炎症、疼痛、蚊虫咬伤及疟疾等[10]。主产于澳大利亚和印度尼西亚的N.orientalis引入我国后，被命名为东方乌檀[11，12]，主要用于腹痛和伤口疼痛等的治疗[13]；主产于非洲中部和西部的狄氏黄胆木主要用于治疗发热、肠炎、胃痛、急性扁桃体炎、咽喉炎、乳腺炎及其他热带病[14]；主产于非洲马里的N.latifolia则作为抗疟疾药物被广泛使用。
一、乌檀属植物的主要化学成分
乌檀属植物的化学成分种类较多，目前国内外学者已从多种乌檀属植物（如胆木、东方乌檀、狄氏黄胆木、N.pobeguinii、N.cadamba、N.parva和N.obversifolia）中分离获得生物碱类、五环三萜及其苷类化合物、环烯醚萜类、黄酮类、有机酚酸及其苷类、其他类等多种化学成分[15]。
（一）生物碱类
生物碱类成分为乌檀属植物的特征性化学成分，也被认为是其主要的药理活性成分，迄今为止，从该属植物中发现的生物碱有120个，其中吲哚类生物碱有115个，马钱托林碱有3个，喹啉酮类生物碱有2个[16]。
（1）吲哚类生物碱：其具有吲哚结构母核，化学结构见图1.1和图1.2。根据化合物母核中环的个数、环上杂合原子的不同，又可将其大致分为5类。第1类：具有A～E5个环状结构，E环杂合原子为N原子的牛眼马钱亭（angustine）型[17]（1）；第2类：具有A～E5个环状结构，E环杂合原子为O原子的阿马里新型（ajmalicine）[18，19]（2）；第3类：具有A～D4个环状结构的柯南因型[20，21]（3）；第4类：具有A～E5个环状结构，D环为七元环，E环杂合原子为N原子或O原子的特殊结构的吲哚类生物碱[22，23]（4）；第5类：一类结构新颖的氧化吲哚类生物碱[24，25]（5）。除此之外，还有一些结构比较特殊的吲哚类生物碱，按照《现代中草药成分化学》生物碱的分类方法[26]，主要包括阿马里新型生物碱，如5-β-carboxystrictosidine（6）、biknauchuxoside（7）、desoxycordifoline（8）、desoxycordifolinicacid（9）和tetrahydrodesoxycordifoline（10）等[27，28]；E环无杂原子的育亨宾型生物碱，如naucleficine（11）和nauclequiniine（12）等[29，30]；E环杂合O原子的五元环生物碱，如naucleactoninA（13）、naucleactoninD（14）和naucleofficineG（15）等[31，32]。
（2）马钱托林碱：其具有二氢牛眼马钱托林碱（dihydroangustoline）和β-carboline母核，例如3-R-3，4-二氢牛眼马钱托林碱（16）和1，2，3，4-tetrahydro-β-carboline（17）[33]。
（3）喹啉酮类生物碱：其具有喹啉酮母核，目前从该属植物中分离得到的喹啉酮类生物碱仅有2个，分别为3-表短小蛇根草苷（18）和短小蛇根草苷（19），二者互为同分异构体，主要存在于胆木和东方乌檀中。此外，还有研究人员从东方乌檀中分离得到4个结构新颖的生物碱，分别为nauclealinesA（20）、nauclealinesB（21）、naucleosidesA（22）和naucleosidesB（23）；从狄氏黄胆木中分离得到nauclexine（24）、naucledine（25）、nauclederine（26）、1-carbomethoxy-β-carboline（27）、1-carbamoyl-β-carboline（28）、naucleonine（29）、α-naucleonidine（30）；从胆木中分离得到nauclefoline（31）。
图1.1 乌檀属植物5类吲哚类生物碱化合物的化学结构
图1.2 乌檀属植物生物碱类化合物的化学结构
（二）五环三萜及其苷类化合物
五环三萜及其苷类化合物为乌檀属植物中另一类重要活性成分，目前从该属植物中分离得到的五环三萜及其苷类化合物有28个，其中乌苏烷型22个，齐墩果烷型6个[34]，其化学结构见图1.3。
图1.3 乌檀属植物五环三萜及其苷类化合物的化学结构
根据三萜苷元骨架内双键的位置、个数及连接在各个母核上的取代基（如—OH、=O、—CH3、—COOH、—CH2OH和—CHO等）的种类、个数，又可将乌苏烷型三萜及其苷类化合物进一步分为3类[35]。①C27被氧化为—COOH的A型（32）；②C27未被氧化的B型（33）；③C27未被氧化、C3上取代基为α构型的C型[36]（34）。
此外，齐墩果烷型三萜及其苷类化合物同样可分为3类。①C27被氧化，为缺失的D型，在C13和C14之间连接有双键（35）；②C27未被氧化，且C12和C13之间连接有双键的E型，其中D型与E型的主要区别在于C12和C13之间连有双键，存在未被氧化的C27（36）；③C27被氧化为—COOH，且C12和C13之间连接有双键的F型[37]，其中E型与F型的区别在于C27是否被氧化为羧基（37）。
（三）环烯醚萜类
乌檀属植物中环烯醚萜类成分主要分为两类，即裂环烯醚萜和环烯醚萜。自20世纪70年代以来，国内外学者先后从胆木和狄氏黄胆木中分离得到裂环烯醚萜类成分[如獐牙菜苷（38）、naucledal（39）、naucleol（40）和diderroside（41）]及环烯醚萜类成分[如马钱子苷（42）][38]，见图1.4。
图1.4 乌檀属植物环烯醚萜类化合物的化学结构
（四）黄酮类
从乌檀属植物中发现的黄酮类成分包括芦丁（43）、山柰酚-3-O-（2，6-α-L-二吡喃鼠李糖基-β-D-吡喃葡萄糖苷）（44）、山柰酚-3-O-芸香糖苷（45）和橙皮素-7-O-（6′-O-α-L-吡喃鼠李糖基）-β-D-吡喃葡萄糖苷等（图1.5）。
（五）有机酚酸及其苷类
乌檀属植物中的有机酚酸及其苷类成分相对比较丰富，目前已经分离得到17个化合物，包括3，4，5-三甲氧基苯酚（46）、3，4，5-三甲氧基苯甲酸（47）、2，3-二羟基苯甲酸（48）、2，5-二甲氧基苯甲酸（49）、3，4-二甲氧基肉桂酸（50）、3，4-二羟基肉桂酸乙酯（51）、3，4-二羟基苯甲酸甲酯（52）、3，4-二甲氧基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷（53）、3，4，5-trimethoxyphenyl-β-D-glucopyranoside（54）、kelampayosideA（55）、香草醛（56）、对羟基肉桂酸（57）、对羟基苯甲酸（58）和原儿茶酸（59）等[39，40]，见图1.6。
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