摘要
植物作为药物使用的历史可以追溯到人类文明的早期。在古代中国人、印度人和北非人的伟大文明中，人类已经开始利用植物来治疗各种疾病。药用植物是大自然的伟大恩赐，它为人类解决疾病的困扰，对保护我们的健康起着至关重要的作用。近年来，由于一系列源自天然产物的临床药物如紫杉醇(taxol)、依托泊苷(etoposide)和青蒿素(artemisinin)的出现，制药工业再次将注意力转移到天然产物上。其中青蒿素是从抗疟中药青蒿(Artemisia annua L)中分离的得到的一个罕见的倍半萜内酯内过氧化物，是青蒿的抗疟活性成分。 蒿属植物有长达5000年的药用历史，在中国传统中草药具有独特的地位。蒿属是菊科植物中最大的一个属，由500多种植物组成，主要分布在世界北部温带0～50cm降水区。自古以来，许多蒿属植物已作为民间药物被用于治疗各种疾病，具有化痰、止咳、活血、止疼、止汗、利尿、降压、驱虫、解毒、抗过敏等药效。根据文献记载，科学家们已经研究了260多种蒿属植物，发现它们含有多种不同结构类型的次生代谢产物，其中包括倍半萜内酯类结构。该属植物中已报道的倍半萜内酯类化合物以桉叶烷内酯（eudesmanolides）、愈创木烷内酯(guaianolides)和吉马烷内酯(germacranolides)这三种结构最为常见。 从该属植物中分离得到的化合物已报道具有抗疟、抗病毒、抗肿瘤、退热、抗凝血、抗凝血、抗心脏病、抗氧化、抗溃疡和抗痉挛等多种生物活性。比较著名的从该属植物中分到的化合物是青蒿素。科学家们发现青蒿素是一个很有潜力的抗疟先导化合物。随后的临床试验表明，青蒿素是一种有效的抗疟药物，可用于治疗具有多药耐药的恶性疟原虫的感染。自从青蒿素的发现及其作为抗疟药物的临床试验成功以来，人们对青蒿属的关注日益增加。该属植物的药用历史可追溯到两千多年前，一些植物的提取物和分离物已被证明具有抗疟活性并经世界卫生组织正式推荐作为抗疟药物使用。青蒿有多种传统医学用途，包括治疗伤口腔溃疡、头痛、胃肠道疾病和细菌或真菌感染。一些蒿属植物也是东方传统药物配方的组成部分，通常用作解痉药、镇痛药和治疗神经紊乱相关症状的镇静剂。此外，还有几种蒿属植物及其衍生药物主要被用作治疗高血压、糖尿病和疟疾等疾病。 以亮绿蒿（Artemisia glabella Kar.et Kir.）为例，这是一种只在哈萨克斯坦中部地区生长的蒿属植物，是哈萨克斯坦的地方特有种。亮绿蒿富含多种具有生物活性的化合物，如倍半萜内酯类化合物阿格拉宾arglabin（小白菊内酯衍生物）和argolide，以及黄酮类化合物木犀草素，bonansine，柳穿鱼素，甲基条叶蓟素和紫花牡荆素等。其精油成分中包含1，8-桉叶素，芳樟醇，萜品醇-4，α-萜品醇和桧萜醇等。在亮绿蒿中还分离得到了香豆素-伞形酮，氨基酸（谷氨酰胺、色氨酸、精氨酸、酪氨酸、脯氨酸和亮氨酸、谷氨酸），葡萄糖，硬硅酸盐，鼠李糖和没食子酸，原儿茶酸，咖啡酸和水杨酸等化合物。 愈创木烷型倍半萜内酯类化合物阿格拉宾是哈萨克斯坦原创抗肿瘤新药的主要有效成分，该抗肿瘤药物由位于卡拉干达(Karaganda)的“International Research and Production Holding“Phytochemistry'”机构研发而成。Arglabin的生产方法在世界上11个国家获得专利，包括日本、中国、美国、英国、德国、瑞士、法国、奥地利、意大利、荷兰和瑞典。阿格拉宾在俄罗斯联邦、哈萨克斯坦共和国、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯共和国和格鲁吉亚注册为抗肿瘤药物。在世界上目前尚未有阿格拉宾类似物作为抗肿瘤药物的报道。 阿格拉宾不仅在哈萨克斯坦用于肿瘤的临床治疗，在一些其他国家的医疗机构同样也用于肿瘤临床治疗，如美国、德国、俄罗斯联邦、格鲁吉亚（格鲁吉亚共和国国家肿瘤中心）、吉尔吉斯共和国（国家肿瘤中心）、乌兹别克斯坦和白俄罗斯等，主要用于治疗肝癌、卵巢癌、子宫颈癌、肺癌和乳腺癌，单一用药或与化疗、放疗药品联合用药。 在哈萨克斯坦共和国境内生长着6000多种植物，其中多达667种是地方特有种。在从1996年至2015年的二十年间，科学家们对其中133个来自菊科的植物进行研究，并从中分离和鉴别了61个倍半萜内酯，包括32个愈创木烷型化合物，15个吉马烷型化合物，11个桉叶烷型化合物和3个伪愈创木烷型化合物。在所有分离得到的化合物中包括3个倍半萜内酯二聚体，并且其中12个为未见报道的新倍半萜内酯类化合物。 从前期研究和报道中可以发现，蒿属植物是活性天然化合物的一个重要来源，同时哈萨克斯坦具有较为丰富的植物资源，但是到目前为止，针对哈萨克斯坦蒿属植物的系统化学成分研究还比较薄弱，对这些植物尤其是一些哈萨克斯坦地方性特有种的开发研究是对植物化学家的迫切要求。目前对菊科蒿属植物的研究主要集中在具有良好生物活性和独特结构的倍半萜内酯类化合物上，而这也一直是天然产物领域的研究热点。 本研究的主要目的是探究哈萨克斯坦特有植物七叶蒿（Artemisia heptapotamica）的主要化学成分，寻找可能存在的结构新颖且有生物活性的化合物。七叶蒿主要分布于天山北段，目前对其化学成分尚未有任何报道。本研究是首次对哈萨克斯坦特有植物七叶蒿的主要化学成分进行系统研究，采取的分离技术包括MCI柱层析、AB-8、聚酰胺、Sephadex LH-20、硅胶、ODS、制备型HPLC和（半）制备型HPLC等，并通过红外、紫外、质谱以及一维和二维的核磁共振波谱技术，主要包括氢谱、碳谱、DEPT、HSQC、HMBC、COSY、ROESY谱等，对分离得到的化合物进行结构鉴定。 用单一的分析方法不可能完成对化合物的结构鉴定，化合物的结构鉴定需要IR，NMR和MS等分析方法共同完成。在红外光谱中，由于光谱的复杂性，只有当它们是羰基，羟基，C-H和芳环的强吸收峰时，特定的谱带才能被准确的归属。化合物结构上的微小差异在红外光谱谱图上都有反映，尤其是在低于1500cm-1的红外光谱低频区，即指纹区域。 通过磁共振成像，我们可以获得以下信息:有机化合物的结构数据，分子的动态特性，化合物或混合物的定量分析，未知样品中氢的百分比，在结构中碳原子的数量和类型，以及碳原子的位置和具体类型（甲基、亚甲基、次甲基）。质谱法是一种非常实用的分析方法，质谱法可获得高能量辐射(高达100eV)的有机物分子的碎片，对所得碎片的数量、电荷和质量进行分析，从而获得能够鉴定该物质结构的信息。由于能量积累，原子键发生断裂形成一些碎片，这个过程主要产生正离子（负离子很少）、自由基、自由基离子和中性分子。这些片段对分子结构解析有重要的作用。所以，新化合物结构鉴定用到的仪器主要包括高分辨电喷雾电离质谱、红外光谱、圆二色光谱、1D和2D核磁共振谱。此外，我们还通过实验数据与文献中已报道化合物的数据进行比较，从而确定已知化合物的结构。 本研究首次从研究植物中分离出19个化合物(1-19)，包括4种倍半萜内酯二聚体、9个倍半萜内酯、3个开环倍半萜内酯、1个eudasmonalide型倍半萜内酯和2个木脂素。其中，新化合物7是一个高度氧化的倍半萜内酯类化合物，新化合物8是一个由不同倍半萜内酯单体通过氧原子连接而成倍半萜内酯二聚体。 已知化合物的结构主要是通过质谱、氢谱、碳谱，以及与文献数据比较完成，这些化合物鉴定为seco-tanapartholide A(1),5-epi-secotanapartholide A(2)，artanomalide C(3),beibersteneolide B(4)，2β，8β-Dihydroxyguaia-3,10(14),11(13)-trien-12,6α-olide(5),desacetyl-1α,4β-dihydroxybishopsolicepolide(6),artemisiane A(9),millifolide A(10),iso-seco-tanapartholide(11),achillinin C(12),3β-chloro-4α,10α-dihydroxy-1α,2α-epoxy-5α,7αH-guaia-11(13)-en-12,6α-olide(13),3α-chloro-4β,10α-dihydroxy-1β,2β-epoxy-5α,7αHguai-11(13)-en-12,6α-olide(14),rupicolin B(15),deoxylactucin(16),artecalin(17),(7R,8S)-Dihydrodehydrodiconiferyl alcohol(18)，和1-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-2-(3-methoxy-1-hydroxypropylphenoxy)-3-hydroxy-propan-1-one(19). 在研究中我们发现，同时存在的二聚体和单体化合物表明二者可能在生物合成上存在密切关系，二聚体可能是由相同或不同的单体化合物单元通过不同连接方式而成。比如，化合物8和9可以假定为番石榴内酯和开环番石榴内酯单元通过酯化反应获得的产物;化合物10可视为由两个开环愈创木烷型单体衍生而来的醚类产物;而化合物12可能是由一个愈创木烷和一个开环愈创木烷倍半萜单元通过Diels-Alder反应得到的产物。我们推测植物中很有可能存在着能催化这些反应的酶。
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