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甘青铁线莲的黄酮苷类成分研究



全 文 :Central South Pharmacy. January 2015, Vol. 13 No. 1 中南药学 2015 年 1 月 第 13 卷 第 1 期
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甘青铁线莲的黄酮苷类成分研究
张伟 1,陆云阳 1,李媛 2,海文利 1,文爱东 1,汤海峰 1,3*(1. 第四军医大学西京医院药剂科,西安 710032;
2. 西安市儿童医院药剂科,西安 710003;3. 第四军医大学药物研究所,西安 710032)
摘要:目的 研究甘青铁线莲 Clematis tangutica全草的黄酮类成分。方法 甘青铁线莲全草经乙醇提取,
依次用石油醚、水饱和正丁醇萃取,对正丁醇部位采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶色谱及半制备型
HPLC等方法进行分离,根据理化性质和波谱分析鉴定化合物的结构。结果 分离并鉴定了 6个黄酮苷类化
合物,分别为芹菜素 -7-O-β-D-(-6 -p-香豆酰基)-吡喃葡萄糖苷(1)、槲皮素 -3-O-β-D-吡喃半乳糖 -7-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷(2)、异荭草素(3)、槲皮素 -3-O-β-D-吡喃半乳糖苷(4)、木犀草素 -7-O-β-D-吡喃葡萄
糖苷(5)和芹黄春(6)。结论 化合物 1为首次从铁线莲属中获得,所有化合物均为首次从该种植物中获得。
关键词:甘青铁线莲;黄酮苷;化学成分;铁线莲属
中图分类号:R284.2    文献标识码:A    文章编号:1672-2981(2015)01-0008-04
doi:10.7539/j.issn.1672-2981.2015.01.002
Flavonoid glycosides constituents from Clematis tangutica
ZHANG Wei1, LU Yun-yang1, LI Yuan2, HAI Wen-li1, WEN Ai-dong1, TANG Hai-feng1, 3* (1. Depart ment of
Pharmacy, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xi’an 710032; 2. Department of Pharmacy,
Xi’an Children’s Hospital, Xi’an 710003; 3. Institute of Materia Medical, Fourth Military Medical University,
Xi’an 710032)
Abstract: Objective To determine the flavonoid glycosides constituents from the whole plants of Clematis
tangutica. Methods Clematis tangutica was extracted with EtOH under reflux, and then extracted with petroleum
ether and n-BuOH. The chemical constituents of n-BuOH extract were isolated by silica gel, Sephadex LH-20, and
semi-preparative HPLC column chromatography. The structures were elucidated by spectral analysis and chemical
properties. Results Six fl avonoid glycosides were isolated and elucidated as apigenin-7-O-β-D-(-6-p-coumaroyl)-
glucopyranoside (1), quercetin-3-O-β-D-galactopyranosyl-7-O-β-D-glucopyranoside (2), isoorientin (3), quercetin-
3-O-β-D-galactopyranoside (4), luteolin-7-O-β-D-glucopyranoside (5) and apigetrin (6). Conclusion Compound 1
has been obtained from the genus Clematis tangutica for the fi rst time, while all compounds have been isolated from
Clematis tangutica for the fi rst time.
Key words: Clematis tangutica; fl avonoid glycoside; chemical constituent; Clematis
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.81274029)。
作者简介:张伟,男,硕士,主要从事天然药物化学研究, E-mail:zw2214146@163.com *通讯作者:汤海峰,男,教授,主任药师,
博士,博士研究生导师,主要从事天然药化研究和中药、海洋药物开发,Tel:(029)84772165,E-mail:tanghaifeng71@163.com
  甘青铁线莲 Clematis tangutica(Maxim.)Korsh系毛
茛科铁线莲属植物,主要分布于青藏高原地区 [1]。全草
作为一种传统的藏药,主要有治疗消化不良和改善血液
循环等功效 [2]。同时,该药材作为临床上应用已久的复
方成药益心康泰胶囊的主药在预防和治疗心血管疾病方
面疗效显著 [3]。目前有关甘青铁线莲的化学成分研究的
文献较少 [4-5],其化学成分研究并不全面,作用于心脑血
管系统的活性成分不明确。因此,有必要对其化学成分
进行系统深入的研究,发现其活性成分。课题组前期研
究发现部分皂苷类化合物,但经药理实验筛选,所获得
的化合物生物活性都相对较弱 [6-7]。为进一步寻找新的活
性化合物,阐明甘青铁线莲的药效物质基础,本实验对
甘青铁线莲全草的正丁醇萃取部位的化学成分进行了系
统的研究。从中分离得到了 6个黄酮苷类化合物,结构
鉴定为芹菜素 -7-O-β-D-(-6-p-香豆酰基)-吡喃葡萄糖
苷(1),槲皮素 -3-O-β-D-吡喃半乳糖 -7-O-β-D-吡喃葡
萄糖苷(2),异荭草素(3),槲皮素 -3-O-β-D-吡喃半
乳糖苷(4),木犀草素 -7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(5)和
芹黄春(6),其结构式见图 1。化合物 1为首次从铁线
莲属中获得,所有化合物均为首次从该种植物中获得。
1 材料
  XR6A显微熔点测定仪(未校正,上海光学仪器厂);
研究论文
中南药学 2015 年 1 月 第 13 卷 第 1 期 Central South Pharmacy. January 2015, Vol. 13 No. 1
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ZF7C三用紫外分析仪(上海康华升华仪器制造厂);
Bruker AVANCE 500型核磁共振波谱仪(瑞士 Bruker公
司);Quatrro 质谱仪(Micromass公司);戴安 P680
高效液相色谱仪(P680系列单泵、UV-VIS检测器、
CHROMELON工作站);配 YMC-Pack R&D ODS-A半
制备色谱柱(20 mm×250 mm,5 μm);柱色谱硅胶
(100~ 200目和 200~ 300目)和薄层色谱用硅胶 H
(青岛海洋化工厂);Sephadex LH-20凝胶(美国 GE-
Healthcare公司);正相高效薄层硅胶 HSG板(烟台芝
罘黄务硅胶开发试验厂);色谱纯甲醇(天津科密欧公
司);95%乙醇(医用);其他试剂均为分析纯。甘青
铁线莲全草于 2011年 9月采自青海省黄南藏族自治州,
由第四军医大学西京医院药剂科汤海峰教授鉴定为甘青
铁线莲 Clematis tangutica(Maxim.)Korsh,标本(No.
11630)存于西京医院药剂科。
2 提取与分离
  甘青铁线莲干燥全草 4 kg,粉碎后用 75%的乙醇 6
倍量加热回流提取 3次,提取时间分别为 1.5、1.5和 1
h。3次提取液合并后过滤,减压浓缩至浸膏,得总提取
物 720 g。将其分散于 9 L水中,用石油醚萃取 2次,每
次 9 L,得石油醚萃取部位 45 g,水层用水饱和正丁醇萃
取 3次,每次 9 L,得正丁醇萃取部位 170 g。对正丁醇
部位利用各种硅胶柱色谱分离,以不同比例的氯仿 -甲醇 -
水(20∶1∶0.1~ 6∶3∶0.3)混合溶液为洗脱剂,梯度
洗脱。TLC检测合并相同组分,共得到6个流份(Fr.1~6)。
Fr. 2经 Sephadex LH-20凝胶色谱除去杂质,洗脱剂为氯
仿 -甲醇(1∶1),残渣加甲醇重结晶,得到化合物 1
(810 mg)。Fr. 3经 Sephadex LH-20凝胶色谱分离,最
后经 HPLC 制备(流动相甲醇 - 水= 87∶13,流速为
2 mL·min-1),得到化合物 2(32 mg)、化合物 3(65
mg)和化合物 4(30 mg)。Fr. 5经硅胶柱色谱分离,氯仿 -
甲醇(10∶1 ~ 1∶1)梯度洗脱,Sephadex LH-20
凝胶柱色谱纯化,得到化合物 5(34 mg)和化合物 6
(41 mg)。
3 结构鉴定
  化合物 1:淡黄色无定形粉末(甲醇),盐酸 -镁粉反
应呈阳性,ESI-MS 给出准分子离子峰 m/z 601 [M+ Na]+
(positive mode)和 m/z 577 [M- H]-(negative mode),
图 1 化合物 1~ 6的结构
Fig 1 Structures of compounds 1- 6
结合 1H-NMR(500 MHz,DMSO-d6)和 13C-NMR(125
MHz,DMSO-d6)波谱数据(见表 1~ 2)确定其分子式
为 C30H26O12。
  1H-NMR 谱中 δ 6.49(1 H,d,J = 1.8 Hz,H-6)
和 δ 6.82(1 H,d,J= 1.8 Hz,H-8)为 6,8位间偶的
氢质子信号;4个芳环氢质子信号 δ 7.95(2 H,d,J= 8.7
Hz,H-2,6)和 δ 6.93(2 H,d,J= 8.7 Hz,H-3,5)
提示化合物存在 AABB偶合系统;另外 4个芳环氢质
子信号 δ 7.38(2 H,d,J= 8.5 Hz,H-5,9)和 δ 6.68(2
H,d,J= 8.5 Hz,H-6,8)表明存在另外的 AABB
偶合系统,因此可知化合物具有 2个 1,4取代苯环的结
构片段,并结合 δ 6.34(1H,d,J= 15.9 Hz,H-2)
和 δ 7.50(1 H,d,J= 15.9 Hz,H-3)给出 1组不饱
和反式双键结构的氢质子信号,推测化合物存在对羟基
桂皮酰基结构。13C-NMR谱和 DEPT(135°)谱中给出
30个碳,包括 11个季碳信号(C-2,C-4,C-5,C-7,C-9,
C-10,C-1,C-4,C-1,C-4,C-7),18 个次甲基
碳信号(C-3,C-6,C-8,C-2,C-3,C-5,C-6,C-1,C-2,
C-3,C-4,C-5,C-2,C-3,C-5,C-6,C-8,C-9),
1个亚甲基碳信号(C-6);其中含有 2个羰基碳信号 C-4
(δ 182.0),C-1(δ 166.4),2个双键碳信号 C-2(δ
113.7),C-3(δ 144.9)。葡萄糖的端基碳信号的化学
位移为 δ 99.5(C-1),氢谱中给出其端基氢的偶合常
数 J= 7.4 Hz确定其相对构型为 β。综合以上分析,并
与文献对照 [8],确定化合物 1为芹菜素 -7-O-β-D-(-6-p-
香豆酰基)-吡喃葡萄糖苷。
  化合物 2:黄色无定形粉末(甲醇),盐酸 -镁粉
及 Molish反应均呈阳性,提示化合物可能为黄酮类化
合物,ESI-MS 给出准分子离子峰 m/z 649 [M+ Na]+,
m/z 625 [M- H]-和 m/z 661 [M+ Cl]-,结合 1 H-NMR
和 13C-NMR波谱数据(见表 1~ 2),确定其分子式为
C27H30O17。
  1H-NMR谱中活泼氢信号 δ 12.65(1 H,s,5-OH),
9.79(1 H,s,4-OH),9.13(1 H,s,3-OH)提示化
合物存在 3个羟基基团;另外 δ 7.67(1 H,dd,J= 8.4
Hz,1.8 Hz,6-H),7.54(1 H,m,2-H)和 6.84(1 H,
d,J= 8.5 Hz,5-H)提示化合物母核的 B环为 1,3,
4取代的苯环。通过分析 13C-NMR和 DEPT(135°)图
谱知化合物含有 10个季碳信号(C-2,C-3,C-4,C-5,C-7,
C-9,C-10,C-1,C-3,C-4),15个次甲基碳信号(C-6,
C-8,C-2,C-5,C-6,C-1,C-2,C-3,C-4,C-5,C-1,
C-2,C-3,C-4,C-5),2个亚甲基碳信号(C-6,
C-6)。其中黄酮母核上羰基碳信号 δ 177.7(C-4),
半乳糖的端基碳信号 δ101.6(C-1),葡糖糖的端基碳
信号 δ 99.8(C-1)。
  HMBC谱中显示 Glc-H-1(δ 5.09,d,J= 7.4 Hz)
与 C-7(δ 162.8)、Gal-H-1(δ 5.41,d,J= 7.6 Hz)与
C-3(δ 133.7)有相关信号;表明葡萄糖连接在黄酮苷元
的 7位,而半乳糖则连接在苷元的 3位。与文献对照 [9],
确定化合物 2为槲皮素 -3-O-β-D-吡喃半乳糖 -7-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷。
  化合物 3:黄色无定形粉末(甲醇),盐酸 -镁粉
及Molish反应均呈阳性,ESI-MS 给出准分子离子峰 m/
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z 471 [M + Na] +和 m/z 447 [M - H] -,结合 1 H-NMR
和 13C-NMR波谱数据(见表 1~ 2)确定其分子式为
C21H20O11。分析 1 H-NMR、13C-NMR和DEPT(135°)图谱,
判断化合物为黄酮苷类,共给出 21个碳信号,包括 10
个季碳信号(C-2,C-4,C-5,C-6,C-7,C-9,C-10,C-1,C-3,
C-4),10个次甲基碳信号(C-3,C-8,C-2,C-5,C-6,C-1,
C-2,C-3,C-4,C-5),1个亚甲基碳信号(C-6);
其中黄酮母核上的羰基碳信号为 δ 182.3(C-4),葡萄糖
的端基碳信号为 δ 73.5(C-1)。结合以上信息,经与文
献对照 [10],确定化合物 3为异荭草素。
  化合物 4:黄色针晶(甲醇),Molish反应呈阳性,
ESI-MS 给出准分子离子峰 m/z 487 [M + Na] +,m/z
463 [M-H]-,结合 1 H-NMR和 13C-NMR波谱数据(见
表 1~ 2),确定其分子式为 C21H20O12。仔细分析化合
物 2与 4的核磁数据,可知化合物 4与 2母核结构基本
相似,差别仅在苷元的 7位缺少 1组的葡萄糖信号。根
据以上信息并结合文献 [11],确定化合物 4为槲皮素 -3-O-
β-D-吡喃半乳糖苷。
表 1 化合物 1~ 6的 1H-NMR数据 (溶剂:氘代二甲基亚砜,500 MHz)
Tab 1 1H-NMR data of compounds 1- 6 in DMSO-d6 (500 MHz)
No.
δH(J in Hz)
1 2 3 4 5 6
2 - - - - - -
3 6.63 s - 6.63 s - 6.54 s 6.63 s
4 - - - - - -
5 - - - - - -
6 6.49 d(J= 1.8) 6.44 d(J= 1.5) - 6.41 d(J= 2.1) 6.45 d(J= 2.1) 6.49 d(J= 1.8)
7 - - - - - -
8 6.82 d(J= 1.8) 6.76 d(J= 1.5) 6.82 m 6.82 m 6.79 dd(J= 2.1) 6.83 d(J= 1.8)
9 - - - - - -
10 - - - - - -
1 - - - - - -
2 7.95 d(J= 8.7) 7.54 m 7.57 m 7.53 m 7.45 m 7.96 d(J= 8.8)
3 6.93 d(J= 8.7) - - - - 6.94 d(J= 8.8)
4 - - - - - -
5 6.93 d(J= 8.7) 6.84 d(J= 8.5) 6.90 d(J= 8.4) 6.82 d(J= 8.5) 6.91 d(J= 8.4) 6.94 d(J= 8.8)
6 7.95 d(J= 8.7) 7.67 dd(J=8.4,1.8) 7.45 m 7.68 dd(J=8.5,2.2) 7.46 m 7.96 d(J= 8.8)
Glc Glc Glc Gal Glc Glc
1 5.18 d(J= 7.4) 5.09 d(J= 7.4) 4.62 d(J= 8.8) 5.38 d(J= 7.7) 5.09 d(J= 7.5) 5.07 d(J= 7.4)
2 4.15 m 4.13 m 4.12 m 3.65 m 4.08 m 4.17 m
3 3.84 t(8.0) 3.69 m 3.70 m 3.55 m 3.70 m 3.72 m
4 3.37 m 3.28 m 3.22 m 3.73 m 3.46 m 3.38 m
5 3.37 m 3.25 m 3.18 m 3.56 m 3.45 m 3.38 m
6 4.48 d(J= 10.7) 4.58 m 4.49 m 4.44 m 4.44 m 4.47 m
4.18 d(J= 7.2) 4.09 m 4.06 m 4.41 m 4.26 m 4.23 m
Gal
1 - 5.41 d(J= 7.6)
2 6.34 d(J= 15.9) 3.65 m
3 7.50 d(J= 15.9) 3.56 m
4 - 3.72 m
5 7.38 d(J= 8.5) 3.58 m
6 6.68 d(J= 8.5) 4.44 m
4.42 m
7 -
8 6.68 d(J= 8.5)
9 7.38 d(J= 8.5)
  化合物 5:黄色无定形粉末(甲醇),盐酸 -镁粉和
Molish反应阳性。ESI-MS给出准分子离子峰m/z 471 [M+
Na]+和 m/z 447 [M- H]-,结合 1H-NMR和 13C-NMR波
谱数据(见表 1~ 2),确定分子式为 C21H20O11。
  1H-NMR给出 3个芳环氢质子信号 δ 7.46(1 H,m,
H-6),δ 7.45(1 H,m,H-2)和 δ 6.91(1 H,d,J=
8.4 Hz,H-5)提示化合物存在 1,3,4取代的苯环结构;
δ 6.79(1 H,d,J= 2.1 Hz,H-8)和 δ 6.45(1 H,d,J
= 2.1 Hz,H-6)为苯环上间位的 2个氢质子信号;此外
还存在 3个酚羟基 δ 12.99(1 H,s,5-OH),δ 10.06(1
H,s,4-OH),δ 9.37(1 H,s,3-OH);葡萄糖的端
基氢信号为 δ 5.09(1 H,d,J= 7.5 Hz,H-1 of Glc),
根据偶合常数确定其为 β-构型。综合分析 13C-NMR谱和
DEPT(135°)谱可知化合物包含 9个季碳信号(C-2,C-4,
C-5,C-7,C-9,C-10,C-1,C-3,C-4),11个次甲基
(C-3,C-6,C-8,C-2,C-5,C-6,C-1,C-2,C-3,
C-4,C-5)和 1个亚甲基碳信号(C-6),其中包含 1
个羰基碳信号 δ 181.8(C-4)和 1个葡萄糖的端基碳信号
中南药学 2015 年 1 月 第 13 卷 第 1 期 Central South Pharmacy. January 2015, Vol. 13 No. 1
11
99.4(C-1)。综合以上分析结果,与文献对照 [12-13],鉴
定化合物 5为木犀草素 -7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。
  化合物 6:黄色无定形粉末(甲醇),盐酸 -镁粉
及Molish反应均呈阳性,ESI-MS 给出准分子离子峰 m/z
455 [M+ Na]+和 m/z 431 [M- H]-,结合 1H-NMR 和
13C-NMR波谱数据(见表 1~ 2),确定其分子式为
C21H20O10。
  1H-NMR中 δ 6.87处有尖锐的单峰信号提示化合物
具有黄酮结构骨架,并且 13C-NMR中 δ 162.9(C-2)和 δ
103.0(C-3)进一步证实了这一推论。1H-NMR中 δ 7.96
(2H,d,J= 8.8 Hz)为H-2,6氢质子信号,δ 6.94(2H,
d,J= 8.8 Hz)H-3,5氢质子信号,提示化合物存在 1,
4取代的苯环。另外还存在 2个酚羟基 δ 12.96(1H,s,
5-OH)和 9.74(1H,s,4-OH)。综合分析 13C-NMR和
DEPT(135°)可知化合物 6具有 8个季碳信号(C-2,
C-4,C-5,C-7,C-9,C-10,C-1,C-4),12个次甲基
碳信号(C-3,C-6,C-8,C-2,C-3,C-5,C-6,C-1,
C-2,C-3,C-4,C-5),1个亚甲基碳信号(C-6)。
综合以上信息并经文献对照 [8],确定化合物 6为芹黄春。
4 讨论
  化合物 1为首次从铁线莲属植物中分离得到,其具
有脂溶性、分子量小等特点。课题组采用脑中动脉栓塞
模型(MCAO)评价其脑保护作用,结果显示化合物 1
在 25、50和 100 mg·kg-1时均能缩小经MCAO模型处
理后的大鼠脑梗死面积,改善神经行为学评分,并且呈
现一定的剂量依赖性,具有进一步向新的脑卒中治疗药
物研发的潜力。有关化合物 1的药效学评价及作用机制
的研究尚在继续进行中。
参考文献
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(收稿日期:2014-06-23;修回日期:2014-07-30)
表 2 化合物 1~ 6的碳谱数据 (溶剂:氘代二甲基亚砜,125 MHz)
Tab 2 13C-NMR data (δ) of compounds 1- 6 in DMSO-d6 (125 MHz)
No.
δ
1 2 3 4 5 6
2 162.7 156.9 164.1 156.1 164.3 162.9
3 103.0 133.7 103.3 133.3 103.0 103.0
4 182.0 177.7 182.3 177.3 181.7 181.9
5 156.9 160.9 161.2 161.1 161.0 156.8
6 99.5 99.3 109.4 98.5 99.7 99.4
7 164.2 162.8 163.7 164.0 162.8 164.1
8 94.7 94.4 93.9 93.3 94.6 94.7
9 161.4 156.0 156.7 156.1 156.8 161.3
10 105.4 105.6 103.9 103.8 105.2 105.2
1 121.0 121.0 121.9 121.9 121.2 120.9
2 128.5 116.2 113.8 115.0 113.4 128.5
3 116.0 144.9 146.2 144.7 145.6 115.9
4 161.1 148.6 150.2 148.3 149.8 161.0
5 116.0 115.2 116.5 115.8 115.8 115.9
6 128.5 122.1 119.5 120.9 119.0 128.5
Glc Gal Glc Gal Glc Glc
1 99.5 101.6 73.5 101.7 99.4 99.8
2 73.0 71.2 70.7 71.1 73.0 73.0
3 76.2 73.2 79.4 73.1 76.3 77.1
4 70.0 68.0 71.1 67.8 69.4 69.4
5 73.8 75.9 82.1 75.7 77.1 76.3
6 63.4 60.2 62.0 60.0 60.5 60.5
Glc
1 166.4 99.8
2 113.7 73.1
3 144.9 76.4
4 124.9 69.6
5 130.1 77.2
6 115.7 60.6
7 159.8
8 115.7
9 130.1