大黄资源化学研究进展与利用策略

大黄RheiRadixetRhizoma为蓼科（Polygonaceae）大黄属RheumL.植物掌叶大黄R.palmatumL.、唐古特大黄R.tanguticumMaxim.exBalf.或药用大黄R.officinaleBaill.的干燥根及根茎。其具有泻下攻积、清热泻火、凉血解毒、逐瘀通经、利湿退黄的功效[1]。大黄属植物全世界约有60种，主要分布于亚洲温带及亚热带的高寒山区。我国有41种和4个变种，其中37种和2变种集中分布于西北和西南一带[2]。掌叶大黄主要分布于甘肃、四川、青海、西藏、陕西、湖北、贵州、云南、宁夏等地，现今多为栽培；唐古特大黄主要分布于青海、西藏、甘肃等地，野生或栽培；药用大黄主要分布于陕西、四川、湖北、贵州、云南、河南等地，栽培或野生，产量较少。

大黄药用历史悠久，功效独特，是临床常用中药，也是我国重要的大宗中药材之一，年需求量达余t。原国家食品药品监督管理总局公开的中成药配方中有余种中成药含有大黄，《景岳全书》中云“人参、熟地、附子、大黄为药中之四维……大黄者乱世之良将也。”大黄是多功效、多品种、多道地产区中药材的典型代表。由于种质遗传差异、分布区域及环境的影响，造成不同品种、不同产地与不同采收时节大黄的化学成分组成及含量存在差异，影响了大黄的资源化生产与高效利用。近年来，国内外学者从资源综合利用角度出发，采用中药资源化学研究思路与方法[3-4]对大黄资源进行了系统分析与评价，取得了一定进展。

1大黄资源性化学成分

大黄中资源性化学成分类型丰富，目前已从掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄中分离得到余种化合物，主要包括蒽醌类、蒽酮类、二苯乙烯类、苯丁酮类、色原酮类、黄酮类、鞣质类等[5-8]。大黄中代表性化学成分的结构见图1。

1.1蒽醌类

大黄中蒽醌类化合物分为游离型与结合型2类，分布于大黄的根、根茎、地上茎及叶中，目前已发现20余种蒽醌类化合物。游离型蒽醌主要包括大黄酸（rhein）、大黄素（emodin）、芦荟大黄素（aloe-emodin）、大黄素甲醚（phycion）、大黄酚（chysophanol）、土大黄素（chrysaron）、虫漆酸D（laccaicacidD）、大黄素-8-甲醚（questin）、6-羟基芦荟大黄素（citreorosein）等。结合型蒽醌是由游离型蒽醌和糖基组合而成的糖苷，如大黄酸-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（rhein-8-O-β-D-glucopyranoside）、大黄素-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（emodin-1-O-β-D-glucopyranoside）、大黄素-6-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（emodin-6-O-β-D-glucopyranoside）、大黄素-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（emodin-8-O-β-D-glucopyranoside）、芦荟大黄素-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（aloe-emodin-8-O-β-D-glucopyranoside）、芦荟大黄素-3-羟甲基-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（aloe-emodin-3-hydroxymethyl-O-β-D-glucopyranoside）、大黄素甲醚-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（physcion-8-O-β-D-glucopyranoside）、大黄素甲醚-8-O-β-D-龙胆苦苷（physcion-8-O-β-D-gentiobioside）、大黄酚-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（chrysophanol-1-O-β-D-glucopyranoside）、大黄酚-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（chrysophanol-8-O-β-D-glucopyranoside）、大黄酚-8-O-β-D-(6′-O-没食子酰)-吡喃葡萄糖苷（chrysophanol-8-O-β-D-(6′-O-galloyl)-glucopyranoside）、大黄酸-8-O-β-D-[6′-O-(3″-甲氧基丙二酰基)]-吡喃葡萄糖苷[rhein-8-O-β-D-[6′-O-(3″-methoxylmalonyl)]-glucopy-ranoside]、1-甲基-8-羟基-9,10-蒽醌-3-O-β-D-(6′-O-桂皮酰基)-吡喃葡萄糖苷[1-methy-8-hydroxyl-9,10-anthraquinone-3-O-β-D-(6′-O-cinnamoyl)-glucopyranoside]、6′-乙酰基-大黄素-8-O-β-D-葡萄糖苷[emodin-8-O-β-D-(6′-acetyl)-glucopy-ranoside]、6′-乙酰基-大黄素甲醚-8-O-β-D-葡萄糖苷[physcion-8-O-β-D-(6′-O-acetyl)-glucopyranoside]、1-甲基-2,8-二羟基-3-羧基-9,10-蒽醌（1-methy-2,8-dihydroxyl-3-carboxyl-9,10-anthrax-quinone）[9-10]等。

1.2蒽酮类

蒽酮及二蒽酮类化合物也是大黄的特征性成分，目前已发现近20个蒽酮类成分，包括大黄酸苷A～D（rheinosideA—D）、大黄二蒽酮A～C（rheidinA—C）、番泻苷A～F（sennosideA—F）、掌叶二蒽酮A～C（palmidinA—C）、sennidinC、emodinbianthroneA、emodinbianthroneB[10-11]等。

1.3二苯乙烯类

大黄中含有多种二苯乙烯类化合物，即茋类化合物，主要包括丹叶大黄素（rhapontigenin）、异丹叶大黄素（isorhapontigenin）、去氧丹叶大黄素（deoxyrhapontigenin）、土大黄苷（rhaponticin，48）、土大黄苷-6″-O-没食子酸酯（rhaponticin-6″-O-gallate）、土大黄苷-2″-O-没食子酸酯（rhaponticin-2″-O-gallate）、异土大黄苷（isorhapontin）、去氧土大黄苷（deoxyrhaponticin）、白皮杉醇-4′-O-β-D-(6″-O-没食子酰)-吡喃葡萄糖苷[piceatannol-4′-O-β-D-(6″-O-galloyl)-glucopy-ranoside]、白藜芦醇-4′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（resveratrol-4′-O-β-D-glucopy-ranoside）、白藜芦醇-4′-O-β-D-(6″-O-没食子酰)-葡萄糖苷[resveratrol-4′-O-β-D-(6″-O-galloyl)-glucopy-ranoside]、顺式-3,5,3′-三羟基-4′-甲氧基茋（cis-3,5,3′-trihydroxyl-4′-methoxystibene）、顺式-3,5,3′-三羟基-4′-甲氧基茋-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（cis-3,5,3′-trihydroxyl-4′-methoxystibene-3-O-β-D-glucopy-ranoside）、反式-3,3′,5′-三羟基-4-甲氧基茋-3′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（trans-3,3′,5′-trihydroxyl-4-methoxy-stibene-3′-O-β-D-glucopyranoside）、反式-3,5,4′-三羟基茋（trans-3,5,4′-trihydroxyl-stibene）、反式-3,5,4′-三羟基茋-4′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（trans-3,5,4′-trihydroxyl-stibene-4′-O-β-D-glucopyrano-side）、反式-3,5,4′-三羟基茋-4′-O-β-D-(2″-O-没食子酰)-吡喃葡萄糖苷[trans-3,5,4′-trihydroxyl-stibene-4′-O-β-D-(2″-O-galloyl)-glucopyranoside]、反式-3,5,4′-三羟基茋-4′-O-β-D-(6″-O-没食子酰)-吡喃葡萄糖苷[trans-3,5,4′-trihydroxyl-stibene-4′-O-β-D-(6″-O-galloyl)-glucopyranoside][12-14]。

1.4苯丁酮类

从大黄中还分离得到了苯丁酮类，主要包括莲花掌苷（lindleyin）、异莲花掌苷（isolindleyin）、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮[4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone]、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮-4′-O-β-D-(6″-O-桂皮酰基)-吡喃葡萄糖苷[4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(6″-O-cinnamoyl)-glucopyrano-side]、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮-4′-O-β-D-(6″-O-p-香豆酰基)-吡喃葡萄糖苷[4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(6″-O-p-coumaroyl)-glucopyrano-side]、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮-4′-O-β-D-(6″-O-没食子酰基)-吡喃葡萄糖苷[4-(4′-hydroxyphenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(6″-O-galloyl)-glucopyranoside]、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮-4′-O-β-D-(2″-O-没食子酰基-6″-O-桂皮酰基)-吡喃葡萄糖苷[4-(4′-hydroxy-phenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(2″-O-galloyl-6″-O-cinna-monyl)-glucopyranoside]、4-(4′-羟基苯基)-2-丁酮-4′-O-β-D-(2″-O-没食子酰基-6″-O-p-香豆酰基)-吡喃葡萄糖苷[4-(4′-hydroxyl-phenyl)-2-butanone-4′-O-β-D-(2″-O-galloyl-6″-O-p-coumaroyl)-glucopyrano-side][15]。

1.5色原酮类

大黄中的色原酮类包括2,5-二甲基-7-甲氧基色原酮（2,5-dimethyl-7-methoxy-chromone）、2,5-二甲基-7-羟基色原酮（2,5-dimethyl-7-hydroxy-chromone）、2,5-二甲基-6,8-二羟基色原酮（2,5-dimethyl-6,8-dihydroxy-chromone）、2-甲基-5-羧甲基-7-羟基色原酮（2-methyl-5-carboxymethyl-7-hydroxychromone）、2-甲基-5-甲氧羰甲基-7-羟基二氢色原酮（2-methyl-5-methoxycarbonyl-methyl-7-hydroxychromanone）、2-甲基-5-甲氧羰甲基-7-羟基色原酮（2-methyl-5-methoxy-carbonylmethyl-7-hydroxychromone）[16]等。

1.6黄酮类

大黄的根及根茎中含有黄烷-3-醇类，包括(+)-儿茶素[(+)-catechin]、(?)-表儿茶素[(?)-epicatechin]、(+)-儿茶素-5-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[(+)-catechin-5-O-β-D-glucopyranoside]、(+)-儿茶素-3′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[(+)-catechin-3′-O-β-D-glucopyranoside]等。大黄的地上部分则含有黄酮类，包括杨梅素（myricetin）、槲皮素（quercetin）、山柰酚（kaempferol）、异牡荆素（isocitexin）、二氢高良姜醇（pinobaksin）、二氢山柰酚（dihydrokaempferol）、北美圣草素（eriodictyol）、金丝桃苷（hyperoside）、槲皮苷（quercitrin）、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside）、杨梅素-3-O-β-D-葡萄糖苷（myricetin-3-O-β-D-glucopyranoside）、槲皮素-3-O-刺槐双糖（quercetin-3-O-robinobioside）、山柰酚-3-O-芸香糖苷（kaempferol-3-O-rutinoside）、2″-O-galloylvitexin、kaempferol-3-O-6″-O-(3-hydroxy-3-methylglutaroyl)-glucoside[10,16]。

1.7鞣质类

大黄根及根茎富含鞣质，分为可水解鞣质和缩合鞣质，主要包括没食子酸（gallicacid）、没食子酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（gallicacid-3-O-β-D-glucopyranoside）、没食子酸-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（gallicacid-4-O-β-D-glucopyranoside）、(?)-表儿茶素-3-O-没食子酸酯[(?)-epicatechin-3-O-gallate]、(?)-表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯[(?)-epigallo-catechin-3-O-gallate]、1-O-galloyl-β-D-glucose、1-O-galloylycerol、gallicacid-4-O-β-D-(6′-O-galloyl)-glucopyranoside、1,2,6-tri-O-galloyglucose[17-18]。

2资源性化学成分评价

2.1不同产地、不同品种大黄的资源性成分评价

对分布于四川、甘肃、青海、陕西的共计24个产地的8个道地品种中5种游离蒽醌类成分、5种结合蒽醌类成分和2种蒽酮类成分进行比较分析。结果显示，不同道地产区之间大黄中各成分含量差异较大。芦荟大黄素、大黄酸、大黄素含量最高的为西宁大黄，分别为0.22%、0.36%和0.13%；含量最低的为岷县大黄，分别为0.08%、0.05%和0.02%；大黄酚、大黄素甲醚含量最高的为铨水大黄，分别为0.48%、0.24%和1.21%；不同道地产区大黄按总游离蒽醌含量排序为铨水大黄＞西宁大黄＞河州大黄＞庄浪大黄、雅黄＞凉黄＞岷县大黄。芦荟大黄素苷含量最高的是西宁大黄，为1.90%；大黄酸苷含量最高的铨水大黄，为0.92%；大黄素苷、大黄酚苷、大黄素甲醚苷含量最高的是庄浪大黄，分别为0.19%、2.86%和2.12%；按总结合蒽醌含量排序为庄浪大黄＞西宁大黄＞雅黄＞河州大黄＞凉黄＞清水大黄＞岷县大黄＞铨水大黄。蒽酮类成分中，番泻苷A和番泻苷B含量最高的分别为凉黄和庄浪大黄，总蒽酮类含量最高的是雅黄[19]。不同产地大黄中蒽醌类及蒽酮类成分含量比较见图2。

对不同品种大黄的游离蒽醌类成分进行含量考察，以青海果洛、甘肃合作的10批唐古特大黄，甘肃礼县的5批掌叶大黄，四川雅安的5批药用大黄，青海西宁2批、甘肃天水1批的河套大黄R.hotaoenseC.Y.ChengetC.T.Kao，新疆天山的3批天山大黄R.wittrochiiLundstr为研究对象，以芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚为检测指标。结果显示，唐古特大黄中大黄酸均高于0.75%，而掌叶大黄和药用大黄中均低于0.75%。各品种大黄中大黄酸与大黄酚含量的比值存在显著差异，唐古特大黄该比值均大于1.5，有的样品甚至大于3.0，而掌叶大黄和药用大黄该比值为0.4～1.1。非正品大黄河套大黄、天山大黄中大黄酸含量甚微，但大黄酚含量很高，两者比值近为零，可轻易将其与正品区分[20]。

对分布于甘肃、青海、四川共计8个不同产地的不同品种大黄中的苯丁酮类成分和二苯乙烯类成分进行比较分析。结果显示，苯丁酮类成分4-羟基苯基-2-丁酮和4-羟基苯基-2-丁酮-4-O-β-D-(6″-没食子酰基)-葡萄糖苷的含量在掌叶大黄和唐古特大黄中较为接近，药用大黄中含量较低，伪品土大黄RumexmadaioMakino中不含4-羟基苯基-2-丁酮-4-O-β-D-(6″-没食子酰基)-葡萄糖苷。二苯乙烯类成分反-3,5,4-三羟基苯乙烯基-4′-O-β-D-葡萄糖苷在掌叶大黄中的含量普遍高于唐古特大黄和药用大黄，在伪品土大黄中含量最低，仅为掌叶大黄的4%左右[21]。

对分布于四川、甘肃、青海、西藏、安徽共计27个产地的大黄中没食子酸、儿茶素、表儿茶素的含量进行比较。结果显示，产自青海、西藏的样品中没食子酸含量普遍较低，产自四川西昌的大黄没食子酸含量最高，为0.67%，最低的产自西藏林芝，仅为0.02%。儿茶素、表儿茶素含量均高于0.50%的大黄样品产自四川成都、四川绵阳、甘肃陇南、青海达日、青海果洛、西藏昌都；均低于0.10%的大黄样品产自四川若盖尔、四川广安、四川北川、甘肃礼县、青海西宁[22]。

2.2不同采收期大黄的资源性成分评价

对不同生长年限的大黄中游离蒽醌类成分进行比较分析，结果显示游离蒽醌含量随生长年限的增加而增加，栽培1年的大黄游离蒽醌总量为0.28%～0.74%，2年为0.45%～0.88%，3年为0.64%～1.40%，4年为1.51%～1.79%，5年为2.01%～2.14%。《中国药典》年版规定大黄的总蒽醌应不低于1.5%，在保证药材品质的前提下，大黄在种植4年后采收较为合适[23]。

对不同采收期大黄根及根茎中游离蒽醌、没食子酸和儿茶素进行分析，结果表明，芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚5种游离蒽醌类随植物生长基本呈现一致的动态变化规律，在7月初达到最高，其次为10月初；没食子酸和儿茶素均从5月到10月呈递增趋势，到地上部分完全枯萎的时期（10月）达到最高，即2种成分含量在根部呈现生长积累性特征[24]。

对不同采收期大黄叶中游离蒽醌和鞣质的含量进行测定，以四川平武的药用大黄叶为研究对象，分析4月中旬（叶茂期）、6月上旬（花期）、7月中旬（果期）、8月下旬（倒苗期）样品中大黄素、大黄酚和鞣质的动态变化，结果显示，叶茂期大黄叶片中大黄素、大黄酚含量最低，而鞣质含量最高；果期大黄叶片中大黄素、大黄酚含量最高，而鞣质含量最低。不同采收期大黄叶中蒽醌及鞣质动态变化见图3。

2.3不同部位大黄的资源性成分评价

对大黄不同部位（主根、根头、支根、根皮、叶柄和叶片）的蒽醌类成分进行分析评价，以甘肃栽培的掌叶大黄为研究对象，结果显示，游离蒽醌类成分在根中的种类和量总体高于叶柄和叶片。但叶片中大黄素量为根中的5倍，此外，叶片还含有芦荟大黄素和大黄酸，量约为根中的20%和50%，叶柄中未检测到这5个蒽醌类成分[25]。大黄不同部位中蒽醌类成分含量比较见图4。

3资源化学利用途径与策略

3.1