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水菖蒲Acorus calamus L.为天南星科菖蒲属植物,具有化痰开窍,除湿健脾,杀虫止痒之功效。主产于湖北、湖南、辽宁、四川等地。现代药学研究表明,水菖蒲含有倍半萜、黄酮和皂苷等主要化学成分,并在中枢神经系统、心血管系统、抑菌、抗炎、抗肿瘤和杀虫等方面具有显著地生物活性。鉴于水菖蒲的生物活性和本地丰富的药材资源,本论文对湖南产水菖蒲的乙醇提取物和挥发油进行系统的化学成分研究,并对挥发油、乙醇提取物、不同极性萃取部位、分离片段和分离得到的部分单体化合物进行生物活性研究,为合理利用和开发资源提供理论依据。本文应用多种现代色谱和波谱技术,从水菖蒲中分离并鉴定了50个化合物,鉴定的结构中包括30个倍半萜类化合物,分别为1α,5α-guaiane-4α,1 Oα-diol-6-one(1),4β,6β-dihydroxy-1α,5β(H)-guai-9-ene(2),4β,6β-dihydroxy-1α,5β(H)-guai-10(14)-ene(3),teuclatriol(4),菖蒲烯酮(5),异菖蒲烯酮(6),匙叶桉油烯醇(7),(-)-alloaromadendrane-3β,9β-diol(8),ent-prelacinan-7-one(9),异菖蒲二醇(10),菖蒲二醇(11),calamusin H(12),1β,7β(H)-4(15)-cadinadiene-5β,6α,10β-triol(13),1β,7β(H)-3-cadinadiene-6α,10α-diol(14),T-muurolol(15),1α,7α(H)-cαdinane-4β,6β,10β-triol(16),1α,7α(H)-cadinane-4α,6α,10α,15-tetrol(17),2,4-环氧-杜松烯 A(18),1,2-环氧-杜松烯 A(19),oxyphyllenodiols A(20),oplodiol(21),菠萝香藤素(22),8-羟基表水菖蒲酮(23),表水菖蒲酮(24),异水菖蒲酮(25),Neo-acoraneA(26),acoric acid(27),calamusin D(28),(1R,5S,6R,7R,10R)-10-dihydroxy-oplopanane-4-one(29),bullatantriol(30);5个生物碱类化合物,分别为菖蒲碱甲(31),菖蒲新碱(32),金色酰胺醇乙酸酯(33),2,6-dioxopiperidin-3-yl acetate(34),巴马亭(35);6个苯的衍生物,分别为β细辛醚(36),α-细辛醚(37),γ-细辛醚(38),顺式甲基异丁香油酚(39),2,4,5-三甲氧基苯甲醛(40),丁香酸(41);1个倍半木脂素:tatanan C(42);3个甾体类化合物,分别为酒酵母甾醇(43),胡萝卜苷(44),β-谷甾醇(45);4个脂肪酸,分别为珠光脂酸(46),十六酸(47),十五烷酸单甘油酯(48),十九烷酸单甘油酯(49);1个单萜:樟脑(50),其中,化合物1、13、14、16、17、18、19、23、26和29为新的倍半萜,化合物32为新的生物碱;13个化合物为首次从菖蒲属植物中分离得到,14个化合物为首次从水菖蒲中分离得到,为水菖蒲的作用物质基础阐明提供了科学依据。对水菖蒲挥发油、乙醇提取物和不同极性萃取部位进行体外抑菌活性初筛,实验结果表明,水菖蒲挥发油、乙醇提取物和不同极性萃取部分对除绿脓杆菌外的7种供试菌株均表现出抑菌作用,对革兰阳性菌金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、乙型溶血性链球菌的抑菌作用明显强于革兰阴性菌大肠埃希菌和痢疾杆菌,并且对幽门螺杆菌和白假丝酵母菌有较强的抑制作用,其中水菖蒲乙醇提取物、石油醚萃取部位、乙酸乙酯萃取部位对乙型溶血性链球菌,三氯甲烷萃取部位对幽门螺杆菌均具有显著的抑制作用(MIC 3.13 mg/mL)。水菖蒲乙醇提取物中分离得到的单体化合物4、22、27、30和34体外对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白假丝酵母菌和绿脓杆菌具有显著地抑菌活性,并且化合物22对上述四种供试菌(MBC 20.00μμg/mL)、化合物30对绿脓杆菌(MBC 16.62 μg/mL),化合物34对金黄色葡萄球菌(MBC 10.44μg/mL)有良好的杀菌作用。应用直接生物自显影法筛选水菖蒲挥发油、分离片段和分离出的单体化合抑制植物真菌的活性,分离得到5个抑菌活性成分,实验表明,水菖蒲挥发油和化合物5,6,36,37和39对尖孢炭疽菌、草莓炭疽菌和胶孢炭疽菌有抑制作用,其中化合物 6(150μμM 和 300μM),化合物 37(150μM 和 300μM)和化合物39(300μM)对葡萄灰霉菌(48 h),化合物37(300μμM)对尖孢镰刀菌(48 h),化合物37(300μM)对昏暗拟茎点霉(120h)的生长抑制率均大于40%。除草活性实验中,水菖蒲挥发油和分离出的7个单体化合物对Lettuce的生长无抑制作用;挥发油、化合物36(1000μμM)、化合物 37(1000μM)和化合物 39(333μM和 1000μμM)对Agrostis的生长有显著地抑制作用。对Aβ25-35致PC12细胞损伤的影响实验结果表明,化合物10、1 1、27、3 1和32对Aβ25-35损伤PC12细胞具有保护作用,其中化合物27(5.0μg/mL),3 1(0.5μg/mL和1.0μg/mL)和32(1.0μg/mL)作用后,受损细胞存活率均大于95%。以上数据为水菖蒲开窍,杀虫止痒等功效的阐明提供了实验依据。