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川木香根中1个新的三萜和1个新的甾体类化合物的研究

分类:(一) 发表时间:2019-08-25

川木香为菊科 (Asteraceae) 川木香属Vladimiria Iljin植物川木香Vladimiria souliei (Franch.) Ling及灰毛川木香Vladimiria souliei (Franch.) Ling var.cinerea Ling的干燥根[1,2]。川木香属植物12种, 主要分布于我国
 
川木香为菊科 (Asteraceae) 川木香属Vladimiria Iljin植物川木香Vladimiria souliei (Franch.) Ling及灰毛川木香Vladimiria souliei (Franch.) Ling var.cinerea Ling的干燥根[1,2]。川木香属植物12种, 主要分布于我国的西南地区, 喜阳, 多生长于海拔较高的地方, 尤其3 000 m以上的高山草地和向阳坡地等区域[3]。川木香辛、温、苦, 归脾、胃、大肠经, 主要具有行气止痛的功效, 临床上用于治疗腹痛肠鸣、胃溃疡、心血管等疾病[4,5,6]。现代药理研究表明, 川木香属植物具有抗炎、抗菌及抗肿瘤作用[7,8,9], 其化学成分主要为倍半萜类、甾体、三萜、黄酮类、苯丙素类等成分[10,11,12,13,14]。本实验对川木香乙醇提取物的醋酸乙酯部分进行了化学成分研究, 分离得到3个化合物, 分别鉴定为25-羟基熊果醇 (25-hydroxyuvaol, 1) 、川木香甾醇 (vlasoudiol, 2) 和豆甾醇 (stigmasterol, 3) 。其中, 化合物1和2为新化合物, 化合物3为首次从川木香中分离得到, 结构见图1。
 
1 材料与仪器
 
 
硅胶H (10~40目) 和色谱柱硅胶 (200~300目, 烟台江友硅胶开发试验厂) ;MCI gel CHP-20P (日本Daiso公司) ;Sephadex LH-20 (美国Pharmacia Fine Chemicals公司) ;RP-C18 (日本Daiso公司) ;TLC薄层制备硅胶板 (烟台江友硅胶开发试验厂) ;核磁共振仪:DRX-500 spectrometer (500 MHz) 和Avance spectrometer (600 MHz) (瑞士Bruker公司) ;Bruker Vector 22红外光谱仪 (美国Thermo Scientific公司) ;Autopol VI旋光仪 (serial No.90079, 美国Rudolph Research Analytical公司) ;质谱仪:Agilent MSD-Trap-XCT和Q-Tof micro mass spectrometer (美国Agilent公司) ;紫外光谱仪, 配Agilent 1260 DAD检测器 (美国Agilent公司) ;X-4B型熔点仪 (上海精松科技公司) 。
 
图1 化合物1~3的化学结构Fig.1 Chemical structures of compounds 1—3  
图1 化合物1~3的化学结构Fig.1 Chemical structures of compounds 1—3   下载原图
 
 
 
中药川木香产自于四川省金川县, 由第二军医大学药学院生药教研室黄宝康教授鉴定为菊科川木香属植物川木香Vladimiria souliei (Franch.) Ling的干燥根, 标本 (201612-VS) 保存于第二军医大学药学院天然药物化学教研室。
 
2 提取与分离
 
 
川木香根 (10 kg) , 晒干粉碎, 用60 L的95%乙醇室温浸泡过夜, 每天1次, 共3次, 然后将提取液进行减压蒸馏浓缩, 最终得到乙醇浸膏 (1.5kg) 。将乙醇浸膏混悬于水中, 分别用石油醚和醋酸乙酯进行萃取, 最终得到醋酸乙酯部位 (690 g) 、石油醚部位 (525 g) 和水部位 (285 g) 。醋酸乙酯部位用MCI gel树脂拌样后用中压柱色谱分离, 以甲醇-水 (30∶70→100∶0) 进行梯度洗脱, 得到8个组分 (Fr.1~8) ;Fr.4 (52.5 g) 再经ODS反相硅胶拌样后中压柱色谱分离, 用甲醇-水 (30∶70→100∶0) 梯度洗脱, 得到10个馏份 (Fr.4.1~4.10) 。Fr.4.5 (12.4 g) 用Sephadex LH-20柱色谱分离, 以石油醚-醋酸乙酯-甲醇 (10∶10∶1) 进行洗脱, 得到9个馏分 (Fr.4.5.1~4.5.9) ;其中Fr.4.5.7通过YMC-C18 (250 mm×20 mm, 5μm) 半制备色谱柱, 以70%甲醇水溶液为流动相, 体积流量1 m L/min进行HPLC半制备分离, 得到化合物1 (tR=44 min, 8.8 mg) ;Fr.6分别经过ODS反相硅胶柱色谱 (甲醇-水30∶70→100∶0) 、Sephadex LH-20柱色谱 (石油醚-醋酸乙酯-甲醇10∶10∶1) 进行分离后得到组分Fr.6.3.7, 该组分进一步通过HPLC分离 (半制备色谱柱YMC-C18, 250 mm×20 mm, 5μm) , 65%甲醇水溶液为流动相, 体积流量1 m L/min) , 得到化合物2 (tR=33 min, 35.6 mg) 和3 (tR=37 min, 39.4 mg) 。
 
3 结构鉴定
 
 
化合物1:白色粉末, mp 236~239℃, [α]D25λM+38.8° (c 0.10, CH3OH) , ;通过正离子模式HR-ESI-MS (m/z 481.365 6[M+Na]+, 计算值481.366 7) 确定分子式为C30H50O3, 计算不饱和度为6。通过分析1H-NMR (500 MHz, CDCl3) 谱图数据 (表1) 中含有特征信号, 包括6个甲基信号δH 0.80 (3H, d, J=5.9 Hz) , 0.86 (3H, s) , 0.93 (3H, d, J=5.8 Hz) , 1.03 (3H, s) , 1.09 (3H, s) , 1.10 (3H, s) 、2组羟甲基双峰信号δH 4.10 (1H, d, J=12.1Hz) , 3.99 (1H, d, J=12.1 Hz) 和3.54 (1H, d, J=11.0Hz) , 3.19 (1H, d, J=11.0 Hz) 、1个烯氢信号δH 5.12 (1H, dd, J=2.7, 4.7 Hz) 。同时13C-NMR与DEPT谱图显示该化合物含有30个碳原子, 包括6个甲基、11个亚甲基 (包括2个羟甲基δC 61.6和69.9) 、7个次甲基 (包括1个sp2双键碳δC 125.4、1个连氧次甲基δC 79.0) 、6个季碳 (包括1个sp2双键碳δC138.7) 。根据NMR信号推测其可能是1个30个碳原子组成的五环三萜类化合物。
 
 
该化合物平面结构通过HSQC、1H-1H COSY和HMBC核磁共振谱图确定, 如图2所示。通过1H-1H COSY相关信号H2-1/H2-2/H-3、H-5/H2-6/H2-7、H-9/H2-11/H-12和H-18/H-19/H-20/H2-21/H2-22, 以及HMBC相关信号H3-23/C-3、C-4和C-24、H3-24/C-3和C-4、H3-26/C-7、C-8和C-9、H3-27/C-13、C-14和C-15、H3-29/C-18和C-19、H3-30/C-19和C-20、H2-25/C-1、C-5和C-10、H2-26/C-16、C-17、C-18和C-22推导出该化合物平面结构类似于已知化合物uvaol[[15]], 两者的不同之处为化合物1的C-25位为连接羟基的亚甲基, 因此化合物1的平面结构如图1。在化合物1的NOESY谱中, 可以观察到NOESY相关信号H-3/H3-23/H-5/H-9/H3-27, 表明这些氢是α-构型;同时NOESY相关信号H-18/H-20/H3-29表明这些氢原子应该为β-构型。通过单晶Cu-KαX-ray衍射实验 (图3) , 化合物1的绝对构型被确定为3S, 8R, 10S, 14S, 17S, 19S, 20R。综上所述, 化合物1的结构及其构型最终确定见图1, 为1个新的乌苏烷三萜类化合物, 将其命名为25-羟基熊果醇。
 
 
表1 化合物1和2的1H-NMR (500 MHz, CDCl3) 和13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据Table 1 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) and 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) spectroscopic data for compounds 1 and 2     下载原表 
表1 化合物1和2的1H-NMR (500 MHz, CDCl3) 和13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据Table 1 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) and 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) spectroscopic data for compounds 1 and 2  
图2 化合物1的重要1H-1H COSY、HMBC和NOESY相关Fig.2 Key 1H-1H COSY, HMBC, and NOESY correlation of compound 1  
图2 化合物1的重要1H-1H COSY、HMBC和NOESY相关Fig.2 Key 1H-1H COSY, HMBC, and NOESY correlation of compound 1   下载原图
 
 
图3 化合物1的X-ray单晶衍射图Fig.3 Crystallographic structure of compound 1  
图3 化合物1的X-ray单晶衍射图Fig.3 Crystallographic structure of compound 1   下载原图
 
 
 
化合物2:白色粉末, mp 161~164℃, 通过正离子模式HR-ESI-MS (m/z:451.371 5[M+Na]+, 计算值451.370 0) 确定分子式为C29H48O2, 计算不饱和度为6。通过分析1H-NMR谱图数据 (表1) 中含有的特征信号, 包括5个甲基信号δH 0.68 (3H, s) , 0.95 (3H, d, J=6.5Hz) , 0.99 (3H, s) , 1.01 (3H, d, J=5.7 Hz) , 1.50 (3H, d, J=5.5 Hz) 、1组羟甲基信号δH 4.20 (H, d, J=7.7Hz) , 4.18 (H, d, J=7.7 Hz) 、2个烯氢信号δH 5.34 (1H, t, J=5.2 Hz) , 5.29 (1H, t, J=7.7 Hz) 。同时13C-NMR与DEPT谱图数据显示该化合物含有29个碳原子, 包括5个甲基、11个亚甲基[包括1个羟甲基δC 58.8、9个次甲基 (含2个sp2双键碳δC121.7和121.8、1个含氧次甲基δC 71.8) 和4个碳 (包括2个sp2双键碳δC 140.8, 149.9) ]。根据化合物2的NMR数据, 推测其可能是1个29个碳原子的甾体类化合物。
 
 
化合物2的平面结构进一步通过HSQC、1H-1H COSY和HMBC二维核磁共振数据确定, 如图4所示。通过1H-1H COSY相关信号H2-1/H2-2/H-3/H2-4、H-6/H2-7/H2-8/H-9/H2-11/H2-12和H-8/H-14/H2-15/H2-16/H-17/H-20/H2-22/H2-23/H-24, 以及HMBC相关信号H3-18/C-12、C-13、C-14和C-17;H3-19/C-1、C-5、C-9和C-10;H3-21/C-17和C-20;H3-28/C-25、C-26和C-27;H2-29/C-25和C-24;H2-4/C-2、C-3、C-5和C-6。上述数据表明化合物2的平面结构类似于29-hydroxystigmasta-5, 24 (28) -dien-3β-ol[16], 两者的不同之处为化合物2支链上的异丙基连接在了C-25位上而29-hydroxystigmasta-5, 24 (28) -dien-3β-ol连接在了C-24位, 这一结论通过1H-1H COSY相关信号H-17/H-20/H2-22/H2-23/H-24也得到证实。在化合物2的NOESY谱中, 可以观察到NOESY相关信号H3-19/H-8/H3-18, 表明这些氢或取代基是β-构型;同时NOESY相关信号H-14/H-17/H3-21提示这些氢原子应该为α-构型。由此, 化合物2的结构得以确证, 如图1所示, 为1个新化合物, 命名为川木香甾醇。
 
图4 化合物2的重要1H-1H COSY、HMBC和NOESY相关Fig.4 Key 1H-1H COSY, HMBC and NOESY correlation of compound 2  
图4 化合物2的重要1H-1H COSY、HMBC和NOESY相关Fig.4 Key 1H-1H COSY, HMBC and NOESY correlation of compound 2   下载原图
 
 
 
化合物3:白色粉末, ESI-MS谱图数据显示分子离子峰为m/z:412.4[M+Na]+, 结合NMR谱图数据确定分子式C29H50O, 计算不饱和度为6。1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ:5.34 (1H, dd, J=5.3, 9.8 Hz, H-6) , 5.15 (1H, dd, J=15.0, 8.7 Hz, H-22) , 5.02 (1H, dd, J=15.1, 8.7 Hz, H-23) , 3.52 (1H, m, H-3) ;13C-NMR (125 MHz, CDCl3) δ:140.7, 138.3, 129.3, 121.7, 71.8, 56.8, 55.9, 51.2, 50.1, 42.3, 42.2, 40.5, 39.7, 37.2, 36.8, 31.9, 31.9, 31.6, 31.6, 28.9, 25.4, 24.3, 21.2, 21.1, 21.1, 19.4, 19.0, 12.2, 12.0, 初步推断该化合物为甾醇类化合物。通过与文献数据比较[17], 确定化合物3为豆甾醇。
 
4 讨论
 
 
川木香属Vladimiria Iljin植物川木香根作为传统中药材, 临床上经常用于治疗腹痛肠鸣、胃溃疡、心血管等疾病。本实验为了进一步探究其药效物质基础, 主要对川木香根的乙醇提取物化学成分进行了研究, 共分离鉴定3个化合物。其中, 化合物1和2为新化合物。化合物3为首次从川木香植物中分离得到。同时此研究结果对川木香根的化学成分研究提供了宝贵的资料, 为今后的开发和利用也提供了参考和依据。
 

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文章名称:川木香根中1个新的三萜和1个新的甾体类化合物的研究

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