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山楂核中的芳香族化合物及其抗氧化活性



全 文 :书收稿日期:2015-01-19
作者简介:程卓阳(1992-) ,女(汉族) ,山西临汾人,硕士,主要从事中药有效成分物质基础的研究,Tel.
18842455295,E-mail fengqiu2000@ tom. com;* 通讯作者:黄肖霄(1984-) ,男(汉族) ,湖南衡阳人,讲师,主要从事
中药及天然药物活性成分的研究,Tel. 15840267586,E-mail xiaoxiao270@ 163. com。
文章编号:1006-2858(2015)11-0844-04 DOI:10. 14066 / j. cnki. cn21-1349 /r. 2015. 11. 003
山楂核中的芳香族化合物及其抗氧化活性
程卓阳,周 乐,刘思帆,白 明,宋少江,黄肖霄*
(沈阳药科大学 教育部“基于靶点的创新药物研究与设计重点实验室”,辽宁 沈阳 110016)
摘要:目的 为寻找新的抗氧化剂来源,对蔷薇科山楂属植物山楂(Crataegus pinnatifida Bge.)核的
体积分数 70%乙醇提取物进行化学成分及其抗氧化活性的研究。方法 运用 D101 大孔树脂、硅胶
柱色谱、ODS柱色谱、制备 HPLC等手段进行化学成分的分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定
其结构,并对分离得到的化合物进行 DPPH和 ABTS 自由基清除抗氧化活性筛选实验研究。结果
从山楂核体积分数为 70%的乙醇水溶液的提取物中分离得到 4 个芳香族化合物,分别鉴定为
threo-7R,8R-7-O-ethylguaiacylglycerol(1) ,erythro-7R,8S-7-O-ethylguaiacylglycerol(2) ,2,4-dime-
thoxyphenyl-1-O-β-D-glucopyranoside(3) ,vanillic acid-β-D-glucopyranoside(4)。结论 化合物 1 和 2
为 2 个绝对构型未见报道的新化合物,化合物 3 和 4 为首次从山楂属植物中分离得到。同时,抗氧
化活性结果显示化合物 1 和 2 具有较强的抗氧化活性。
关键词:山楂核;化学成分;结构鉴定;抗氧化活性
中图分类号:R 914;R 284. 1 文献标志码:A
山楂为蔷薇科山楂属植物山里红(Crataegus
pinnatifida Bge. var. major N. E. Br.)或山楂
(Crataegus pinnatifida Bge.)的干燥成熟果实[1]。
山楂最早载于梁代陶弘景的《神农本草经集注》,
以后在唐朝的《新修本草》,宋朝的《图经本草》以
及明朝李时珍的《本草纲目》中均有记载[2]。山
楂历来为药食两用之佳品。其味酸性温,气血并
走,化瘀而不伤新血,行滞气而不伤正气,应用于
肉食积滞证,泻痢腹痛、疝气痛、瘀滞腹痛胸痛、恶
露不尽、痛经、吐血、便血等[3]。同时,山楂作为
一种北方常见的水果,常作为加工山楂糕和山楂
汁的原料,味道酸甜可口,有益健康,深受大家的
喜爱[4]。然而在山楂糕和山楂汁的加工过程中,
产生的副产品———山楂核却没有得到很好的利
用,造成了资源的浪费与环境的污染[5]。近年
来,随着人们对健康要求的提高,食品添加剂的安
全问题成为整个社会的关注热点,开发安全有效
的天然抗氧化剂是大势所趋[6]。为了开发新的
天然抗氧化剂的来源,为了使山楂核变废为宝,本
文作者主要对山楂核的体积分数为 70%的乙醇
水溶液提取物的化学成分进行研究,从中分离得
到 4 个芳香族化合物,根据理化性质及波谱数据
分别鉴定其结构。其中,化合物 1 和 2 为 2 个未
见报道过绝对构型的新化合物,化合物 3-4 为首
次从山楂属植物中分离得到。同时,作者对 4 个
化合物进行了二苯基苦酰肼基自由基(2,2-diphe-
nyle-1pikryhydrazyl,DPPH)和 2-连氮-二(3-乙基
苯并噻唑啉-6-磺酸) (2,2-azino-bis(3-ethyl-
benzothiazoline-6-sulphonic acid,ABTS)自由基清
除抗氧化活性筛选实验研究,结果发现化合物 1
和 2 具有较强的抗氧化活性。
1 仪器与材料
Bruker-ARX-300 型和 Bruker-ARX-600 型核
磁共振仪(瑞士 Bruker 公司,TMS 内标) ,制备型
高效液相色谱仪(日本 Hitachi公司) ,Agilent LC-
MS 联用仪,(美国 Agilent 公司) ,CD 光谱仪(法
国 Biologic公司) ,MOS 450 仪(扫描波长:200 ~
400 nm,96 孔板,无锡耐恩生物科技有限公司) ,
酶标仪(美国 Thermo scientific 公司) ,精密电子
天平(美国 Mettlertoledo 公司) ,ABTS(华蓝化学
试剂公司) ,DPPH(美国 Sigma Aldrich 公司) ,
Trolox(华蓝化学试剂公司) ,PBS(北京索莱宝科
技有限公司) ,D101 大孔吸附树脂(天津大学化
工厂) ,ODS 柱色谱(美国 Pharmacia 公司) ,薄层
色谱和柱色谱用硅胶(青岛海洋化工有限公司) ,
第 32 卷 第 11 期
2 0 1 5 年 11 月
沈 阳 药 科 大 学 学 报
Journal of Shenyang Pharmaceutical University
Vol. 32 No. 11
Nov. 2015 p. 844
甲醇(色谱纯,天津市康科德科贸有限公司) ,其
他试剂(分析纯,山东禹王实业有限公司)。
山楂核于 2011 年 9 月购于河北省石家庄市,
由沈阳药科大学中药学院路金才教授鉴定为蔷薇
科山楂属植物山楂(Crataegus pinnatifida Bge.
var. major N. E. Br.)的核。
2 提取分离
取山楂核药材 30 kg,用体积分数为 70%的
乙醇水溶液提取,其提取物用乙酸乙酯萃取 3 遍,
共得到 420 g 萃取物,经 D101 大孔吸附树脂柱色
谱分离,采用乙醇-水溶剂系统(体积比分别为
0∶ 0、30∶ 70、60∶ 40、95∶ 5)梯度洗脱,将其中体积比
为 30∶ 70 的乙醇-水溶液洗脱部分再经硅胶柱色
谱得到 Fr. 1-Fr. 8 共 8 个流分。其中 Fr. 4 继以
ODS 柱色谱分离,采用甲醇-水系统(体积比为
50∶ 50、60∶ 40、70∶ 30、80 ∶ 20、95 ∶ 5)梯度洗脱得到
Fr. 4-1-Fr. 4-5 共 5 个流分,再将 Fr. 4-2 经硅胶柱
色谱、反相制备高效液相色谱分离、纯化得到化合
物 1(21 mg)、2(22 mg)、3(36 mg)、4(17 mg) ,
结构式见图 1。
Fig. 1 The structures of compounds 1-4
图 1 化合物 1-4 的化学结构式
3 结构鉴定
化合物 1:黄色油状物(甲醇)。在钼盐诱导
的 CD 吸收差谱中: [Mo2(OAc)4]-induced CD
(DMSO) ,312 nm(- 1. 21) ,268 nm(+ 0. 47)。
HR-ESI-MS(m/z) ,[M + Na]+:265. 103 9(calc.
265. 105 2) ,结合1H-NMR、13C-NMR推测该化合
物的分子式为 C12 H18 O5。
1H-NMR(600 MHz,
CDCl3)谱 δ:6. 80(1H,brd,J = 8. 0 Hz)、6. 83
(1H,brs)、6. 80(1H,d,J = 8. 0 Hz)提示为苯环上
的 ABX 偶合系统中芳基质子信号,δ:4. 22(1H,
d,J = 8. 2 Hz)、3. 68 ~ 3. 71(1H,m)、3. 54(1H,
dd,J = 11. 8,2. 8 Hz)、3. 41 ~ 3. 45(1H,m)均为
侧链上连氧碳上的质子信号;δ:3. 35 ~ 3. 38(2H,
m)、1. 18(3H,t,J = 7. 0 Hz)推测为乙氧基信号;
δ 3. 88(3H,s)为与苯环相连的甲氧基质子信号。
13C-NMR(300 MHz,CD3OD)谱中显示有 12 个碳
信号,δ:149. 0、147. 3、132. 1、121. 4、116. 0、111. 8
为苯环上的碳信号,δ56. 3 为连在苯环上的甲氧
基碳信号,δ:83. 6、77. 0、63. 9 为连氧碳信号,δ:
65. 2、15. 3 为乙氧基碳信号。以上信息可以推测
该化合物为 1 个苯丙素类化合物,参照文献[7]
可确定该化合物的平面结构为 7-O-ethylguaiacyl-
glycerol。δ 4. 22 处的偶合常数为 8. 2 Hz,表明化
合物的 7,8 位为苏式构型[8];结合Mo2(AcO)4诱
导的 CD 图谱,其在 312 nm 为负 Cotton效应,268
nm 处为正的 Cotton 效应,参照文献[9],可确定
7 位为 R构型,由相对构型为苏式,进一步推测其
8 位为 R 构型,最终确定该化合物为 threo-7R,
8R-7-O-ethylguaiacylglycerol。
化合物 2:黄色油状物(甲醇)。钼盐诱导的
CD 吸收差谱中: [Mo2 (OAc)4]-induced CD
(DMSO) ,310 nm(- 1. 78) ,268 nm(+ 0. 12)。
HR-ESI-MS(m/z) ,[M + Na]+:265. 1036(calc.
265. 105 2)。结合1H-NMR和13C-NMR推测该化
合物的分子式为 C12 H18 O5。该化合物的碳氢数
据和化合物 1 基本一致,可以确定该化合物具有
与化合物 1 相同的平面结构。同时,其 1H-NMR
谱中可以看到 δ 4. 32 质子的偶合常数为 5. 4 Hz,
表明 化 合 物 的 7,8 位 为 赤 式 构 型,结 合
Mo2(AcO)4诱导的 CD 图谱,其在 310 nm 为负
Cotton效应,268 nm 处为正的 Cotton 效应,参照
文献[9],可确定 7 /8 位为 R /S 构型,故确定化合
物为 erythro-7R,8S-7-O-ethylguaiacylglycerol 化
合物 1 和 2 的核磁数据见表 1。
化合物 3:白色针晶(甲醇) ,体积分数为
10%的硫酸溶液显黄色,1H-NMR(400 MHz,DM-
SO-d6)δ:6. 71(1H,d,J = 2. 6 Hz,H-3)、6. 55
(1H,dd,J = 8. 7,2. 6 Hz,H-5)、6. 84(1H,d,J =
8. 7 Hz,H-6)为苯环上 ABX 偶合系统的质子信
号,3. 72(3H,s)、3. 69(3H,s)为 2 个连在苯环上
的-OCH3。
13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)谱中
548第 11 期 程卓阳等:山楂核中的芳香族化合物及其抗氧化活性
δ:60. 8、67. 0、73. 3、76. 7、77. 1、107. 2 为 β-D 葡
萄糖碳数据,δ:152. 0(C-4)、149. 3(C-2)、143. 9
(C-1)、112. 6(C-6)、102. 4(C-5)、101. 4(C-3)为
苯环上的碳信号,δ:56. 1、55. 4 为甲氧基的碳信
号,该化合物的碳氢谱数据与文献[10]报道数据
基本一致,故确定化合物 3 为 2,4-dimethoxyphe-
nyl-1-O-β-D-glucopyranoside。
Table 1 The 1H-NMR and 13C-NMR spectral data of compounds 1 and 2(600 MHz for 1H-NMR,150 MHz for 13 C-
NMR)
表 1 化合物 1 和 2 的核磁数据
No.
1
1H-NMRa 13C-NMRb
2
1H-NMRa 13C-NMRb
1 132. 1 130. 9
2 6. 83(1H,brs) 111. 8 6. 85(1H,d,1. 5) 111. 8
3 149. 0 147. 2
4 147. 3 145. 8
5 6. 80(1H,d,8. 0) 116. 0 6. 90(1H,d,8. 0) 114. 8
6 6. 80(1H,brd,8. 0) 121. 4 6. 82(1H,dd,8. 0,1. 5) 120. 5
7 4. 22(1H,d,8. 2) 83. 6 4. 32(1H,d,5. 4) 81. 9
8 3. 68 - 3. 71(1H,m) 77. 0 3. 68 - 3. 77(1H,m) 74. 4
9
3. 54(1H,dd,11. 8,2. 8)
3. 41 - 3. 45(1H,m)
63. 9
3. 50 - 3. 58(1H,m)
3. 44 - 3. 49(1H,m)
63. 0
1 3. 35 - 3. 38(2H,m) 65. 2 3. 33 - 3. 38(2H,m) 63. 4
2 1. 18(3H,t,7. 0) 15. 5 1. 18(3H,t,7. 0) 15. 3
3-OCH3 3. 88(3H,s) 56. 3 3. 85(3H,s) 55. 6
a—In CDCl3;b—In CH3OD
化合物 4:白色针晶 (甲醇) ,1H-NMR
(400 MHz,DMSO-d6)谱中 δ:7. 50(1H,br. s,H-
2)、7. 53(1H,br. s,H-6)、7. 18(1H,br. s,H-5)为
苯环上 ABX 偶合系统的质子信号,其裂分效果
不好显示 3 个宽单峰。3. 82(3H,s)为连在苯环
上的-OCH3。
13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)谱
中 δ:60. 8、69. 8、73. 4、77. 0、77. 3、99. 7 为 β-D 葡
萄糖碳数据,δ:150. 4(C-4)、148. 7(C-3)、124. 4
(C-1)、123. 1(C-6)、114. 5(C-5)、112. 9(C-2)为
苯环上的碳信号,δ 55. 8 为甲氧基碳信号,δ
167. 4 为酯基碳信号,该化合物的碳氢谱数据与
文献[11]报道基本一致,故确定化合物 4 为 va-
nillic acid-β-D-glucopyranoside。
4 抗氧化活性测试
采用 DPPH[12]和 ABTS[13]法,对上述 4 个单
体化合物的体外抗氧化活性进行评价,结果表明:
化合物 1、2 均有较强的自由基清除活性。抗氧化
结果见表 2。
Table 2 Free radical scavenging activity of compounds 1-4
表 2 化合物 1 -4 的抗氧化结果
Compd
ρIC50 /(mg·L
-1)
DPPH ABTS
1 91. 20 ± 1. 71 10. 59 ± 1. 12
2 66. 49 ± 0. 88 11. 28 ± 0. 29
3 > 500 > 500
4 > 500 > 500
Troloxa 10. 26 ± 0. 71 13. 10 ± 0. 66
a—Trolox was used as positive control;Values are
(珋x ± s)of triplicate determinations
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Aromatic compounds from seeds of Crataegus pinnat-
ifida and their antioxidant activities
CHENG Zhuo-yang,ZHOU Le,LIU Si-fan,BAI Ming,SONG Shao-jiang,HUANG Xiao-xiao*
(Key Laboratory of Structure Based Drug Design &Discovery of Ministry of Education,Shenyang Pharma-
ceutical University,Shenyang 110016,China)
Abstract:Objective To study the chemical constituents of 70% ethanol extraction from the seeds of Cratae-
gus pinnatifida and their antioxidant activities for the research of new sources of antioxidant compounds.
Methods Four compounds were isolated with D101 macro porous resin,silica gel,ODS,and preparation
HPLC,etc. On the basis of analysis of NMR,MS data and measurement of physicochemical characters,the
chemical structures of the four compounds were elucidated. In addition,antioxidant activities of these com-
pounds were evaluated using 2,2-diphenyl-1-pikrylhydrazyl(DPPH)and 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazo-
line-6-sulphonic acid) (ABTS)assays. Results Four aromatic compounds were isolated from 70% ethanol
extraction and their structures were identified as threo-7R,8R-7-O-ethylguaiacylglycerol(1) ,erythro-7R,8S-
7-O-ethylguaiacylglycerol(2) ,2,4-dimethoxyphenyl-1-O-β-D-glucopyranoside(3)and vanillic acid-β-D-
glucopyranoside(4). Conclusions Compounds 1 and 2 are new compounds;compounds 3 and 4 are isolated
from the genus Crataegus for the first time. Compounds 1 and 2 show potent DPPH and ABTS radical scav-
enging activity.
Key words:seeds of Crataegus pinnatifida;chemical constituents;structural identification;antioxidant activ-
ities
748第 11 期 程卓阳等:山楂核中的芳香族化合物及其抗氧化活性