全 文 ：对叶百部生物碱的结构研究
刘世旺1 , 付宏征 , 林文翰＊
(北京医科大学天然药物及仿生药物国家重点实验室 ,北京 100083;1湖北黄冈师范高等专科学校 ,湖北黄冈 436100)
摘要　目的:分离鉴定对叶百部(Stemona tuberosa Lour)根部的生物碱成分。 方法:用 80～ 90%的乙醇提取 , 经
硅胶柱色谱分离纯化 , IR ,MS , 1H 和13CNMR波谱方法确定化学结构。结果:分得 4 种生物碱成分 , 分别为对叶百部
烯酮(tuberostemoenone)(I),对叶百部酮(tuberostemonone)(II), 脱氢对叶百部碱(didehydro tuberostemonine)(III)和氧
化对叶百部碱(oxotuberostemonine)(IV)。结论:化合物 I为新化合物 , 化合物 IV为首次从该植物中分得。
关键词　对叶百部;对叶百部烯酮;氧化对叶百部碱
　　中药百部为百部科植物直立百部(S temona
sessil ifolia Miq),蔓生百部(Stemona japonica Miq)
和对叶百部(Stemona tuberosa Lour)的干燥块根 ,
主要用于治疗新久咳嗽 ,肺劳咳嗽 ,百日咳;外用于
头虱 ,体虱 ,蛲虫病 ,阴痒等症[ 1] 。前文[ 2 ,3]曾报道
南方产对叶百部的生物碱成分 ,为了系统研究百部
生物碱成分 ,本文继续报道北方产对叶百部的生物
碱成分 。作者从其根部分离出 4种生物碱 ,分别为
对叶百部烯酮(tuberostemoenone)(I),对叶百部酮
(tuberostemonone)(II), 脱 氢 对 叶 百 部 碱
(didehydro tuberostemonine)(III),氧化对叶百部碱
(oxotuberostemonine)(IV)。 I为一新结构骨架的百
部生物碱 , IV系首次从国产对叶百部中分得 ,并首
次归属其1H 和13CNMR信号 。
　　化合物 I　无色油状物 , [α] 27D +112.8(c 0.72 ,
CHCl3), 高分辨质谱确定分子式为 C22 H29 O5N
(M+ , m/ z 387.2043 ,理论值:387.2046),分子不饱
和度为 9 , IR谱在 1710 , 1761 cm-1分别为酮羰基和
百部生物碱类结构特征的 γ-内酯吸收峰 。 13C 和
1HNMR谱表现为对叶百部碱类含氮杂奥环母核的
结构特征 。MS 谱的基峰m/ z 288(M+-99)为母核
吡咯环 N 的α位脱α-甲基-γ-内酯的特征裂解片段 。
1HNMR谱中出现一个伯甲基(δ0.85 , t , J=7.0), 2
个仲甲基(δ1.27 ,d , J=7.5;1.24 , d , J=8.0)信号 ,
DEPT 13CNMR谱提示该结构含 3个 CH3[ δ:10.86
(q),14.19(q), 14.69(q)] ;7 个 CH2 [δ:53.46(t),
40.26(t), 33.54(t), 31.25(t), 27.22(t), 25.42(t)
和 24.34(t)] ;6 个 CH [ δ:82.99(d), 78.65(d),
收稿日期:1998-07-17
＊联系人　Tel:(010)62062210 , Fax:(010)62015584 ,
E-mail:w hlin@mail.bjmu.edu.cn
60.88(d),55.20(d),42.61(d), 35.12(d)]和 6个季
碳[δ:203.82(s),178.06(s),177.27(s),138.73(s),
125.53(s), 68.46(s)] 。其中δ203.82(s)为酮碳
基 。δ:178.06(s), 177.27(s)表明结构中含 2个 γ-
内酯环 ,δ138.73(s)和 125.53(s)为烯碳信号 。1H-
1
H COSY(DQF)谱中 ,质子 δ4.35(ddd , J =5.5 ,
6.5 ,12.0 ,18-H)与δ3.73(ddd , J=5.5 ,7.0 , 7.0 , 3-
H), δ2.37(ddd , J =12.01 , 5.5 , 5.6 , 19a-H)和 δ
1.56(ddd , J=12.0 ,12.01 , 11.0 , 19b-H)偶合相关。
δ2.65(ddq , J=11.0 ,5.6 ,7.5 ,20-H)分别与 19a-H ,
19b-H 和δ1.27(d , J=7.5 ,Me-22)偶合相关;3-H(δ
3.73)分别与 18-H 和偕二质子δ2.60(dd , J=7.5 ,
17.0 ,2a-H),δ2.33(dd , J=17.0 , 7.5 ,2b-H)偶合相
关 ,从而归属了 N α位的α-甲基-γ-内酯的1HNMR
信号 。由偕二质子 CH2-2 的 dd(J2a-H/3-H , J2a-H/ 2b-H ,
J2b-H/3-H)偶合相关信号提示 , C-1 为季碳原子 。δ
3.58(ddd , J=2.5 ,5.0 ,13.5 ,5a-H)和δ2.82(ddd , J
=13.5 , 11.5 ,2.0 ,5b-H)为偕二质子 CH2-5的特征
信号峰 ,分别与δ1.65(m , 6a-H),δ1.83(m , 6b-H)
偶合相关 。CH2-7[δ:1.89(m), 1.63(m)] 分别与
CH2-6和δ2.08(ddd , J =15.5 , 2.4 , 2.4 , 8a-H),δ
1.98(ddd , J=15.5 ,14.0 ,2.0 ,8b-H)偶合相关 。C-9
位未出现质子信号 ,甲基δ1.24(d , J=8.0 ,Me-15)
与 2.87(1 , J =8.0 , 13-H)邻位偶合相关;质子 δ
4.87(d , J=1.0 ,11-H)与δ2.62(m , 10-H)存在弱邻
位偶合相关 ,表明 11-H 和 10-H 键角趋于 90°。偕
二质子 CH 2-16[ δ:1.09(m), 1.65(m)]分别与伯甲
基δ0.85(t , J=7.0)和 10-H 存在偶合相关点。上
述波谱分析归属了各质子之间的偶合相关(表 1),
并表明 C-9 ,C-9a ,C-1和 C-12为季碳信号。HMQC
进一步归属上述质子与其相连接碳的化学位移信号
·372· 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 1999 , 34(5)∶372～ 375
DOI :10.16438/j.0513-4870.1999.05.013
(表 1)。化合物中的羰基 ,烯双键等各季碳信号和
位置 ,应用 GHMBC 谱进一步归属:酮羰基 C-9(δ
203.82)与 3 , 2 , 11-H 之间有远程偶合;C-9a(δ
68.46)与 N 相连并与 2 , 5-CH2 有远程偶合;C-1(δ
138.73)和 C-12(δ125.53)为烯双键上的季碳 , C-1
与 2 ,3 , 10 ,11 , 13-H 分别有远程偶合相关;C-12 与
11 ,10-H 有远程偶合相关。证明烯双键处于由C-10
和C-9a形成的五员碳环的 C-1和 C-12位;酮羰基
处于七元吡咯环的 C-9 位;根据 C-14(δ177.27)与
11 ,13-H 和 15-Me;C-21(δ178.06)与 20-H , 19-CH2
和 22-Me的远程偶合相关信息 ,确定该两个内酯羰
基与环上甲基的位置和信号。另外 ,由于 C-10 与
16-CH2 ,17-Me 的远程偶合相关 ,进一步确定分子中
的乙基处于C-10位 。上述波谱分析确立了化合物 I
的结构式如图 1。C-9a 位的螺旋形结构通过
Dreiding 分子结构模型分析结合计算机分子模拟优
化分析确定为 R构型 。根据1HNMR宽峰效应[ 4]原
理 ,当往样品中加微量 DCl时 ,18-H 产生顺磁位移
0.80 ppm ,并产生宽峰现象 ,表明 18-H 与氮孤电子
对空间接近 ,确定为 β 构型。由 J11/ 10 =1 Hz ,说明
其二面角趋于 90 ,计算机分子模拟优化测得 11-H
与 10-H之间的两面角为 95°,确定 11-H 为 β-构型。
NOESY谱进一步确定了该化合物的立体结构:11-
H(δ4.87(d))与 10-H(δ2.62)和 13-H(δ2.87)之间
存在 NOE相关 ,故确定 Et-10 ,Me-15为α-构型 , 11-
H ,10-H 和 13-H 为 β-构型。18-H(δ4.35)与 2-H(δ
2.33)存在 NOESY ,与 3-H(δ3.73)无 NOE 相关 ,
确定δ2.33为 2β-H 和 18-H 为 β构型。3-H 为α构
型 ,则δ2.60(2-H)为α-构型 。确定的立体结构见图
1。计算机分子模拟优化测得分子能量为 47.24
kcal·mol-1 ,化合物 I的计算机模拟结构与波谱推断
结果一致 ,为一新结构骨架的生物碱 ,命名为对叶百
部烯酮(tuberostemoenone)。
Fig 1　Proposed structures of compounds 1 ～ 4.
　　化合物 II　无色方形结晶 ,mp 208 ～ 209℃,MS
谱的分子离子峰(m/z 405)结合1H 和13CNMR确定
分子式为 C22 H31 NO6 , IR 谱在 1731 , 1701 , 1614
cm-1等强吸收峰提示结构中含γ-内酯 ,酮羰基和酰
胺基 ,进一步对照该化合物与对叶百部酮[ 3]的1H 和
13CNMR谱图 ,两者信号吻合 ,故推断为对叶百部酮
(tuberostemonone)。
化合物 III　无色针状结晶 , mp 176 ～ 177℃。
该化合物的 IR , 1H 和 13CNMR与脱氢对叶百部碱
(didehydrotuberostemonine)[ 3]一致 。
化合物 IV 　白色固体 , mp 90 ～ 91℃, MS 谱
(m/ z 389)并结合 1H 和 13CNMR谱确定分子式为
C22H31NO5 ,不饱和度为 8。 IR 谱在 1764 cm-1和
1640 cm-1处出现百部生物碱特征的 γ-内酯吸收峰
和烯双键吸收峰。MS 谱在 m/ z 290基峰表明氮α-
位连接有α-甲基γ-内酯。 13CNMR谱在δ179.49(s)
和δ178.28(s)表明含两个γ-内酯 ,δ111.38(s)和δ
145.20(s)为烯碳信号 。1HNMR谱中 ,δ1.02(t , J=
6.6),δ1.29(d , J=6.9),δ1.36(d , J=7.2)分别为1
个伯甲基和两个仲甲基 。5-H 的特征峰信号δ2.80
(ddd , J=10.5 , 9.90 , 1.8)和δ3.01(ddd , J=10.5 ,
3.9 ,3.0)表明含氮杂奥环的母核结构 。12-H(δ
2.83 ,dd , J=8.1 ,11.7)信号结合 Dreding 结构模型
判断 ,确定 12-H , 10-H 和 13-H 为 cis构型 。 1H-1H
COSY谱进一步归属各质子之间的偶合关系 ,并推
断该化合物为两种可能结构(图 1 中 4a , 4b)。
·373·药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 1999 , 34(5)∶372～ 375
13CNMR谱中的剩余两碳信号δ81.28(s)和δ67.64
(d)分别归属为 C-11和 C-1;HMBC谱提示 ,δ67.64
(d)分别与 10-H(δ2.47), 12-H(δ2.83)和 13-H(δ
2.45)存在偶合相关点;δ81.28(s)与 3-H(δ3.26)
存在远程偶合相关点 。由化学位移值判断 ,δ81.28
(s)应为内酯化碳信号 ,δ67.64(d)应为羟基化碳信
号 。故推断C-11位应连接羟基 ,结构应为α结构。
波谱分析结构与氧化对叶百部碱一致[ 5] 。系首次
从国产百部中获得 , 并首次归属该结构的 1H和
13CNMR信号(表 2)。
Tab 1　1H and 13CNMR data of tuberostemoenone
(CDCl3)
No. 13Cδ 　1H δ 　J(Hz)
1 138.73(s) 　-
2 40.26(t) 2.60(dd) 5.0 , 17.0
2.33(dd) 7.0 , 17.0
3 60.88(d) 3.73(ddd) 5.5 , 7.0 , 5.0
5 53.46(t) 3.58(ddd) 13.5 , 2.5 , 5.0
2.82(ddd) 13.5 , 11.5 , 2.0
6 27.22(t) 1.83(m), 1.65(m)
7 31.25(t) 1.89(m)
8 25.42(t) 2.08(ddd) 15.5 , 2.4 , 2.4
1.98(ddd) 15.5 , 14.0 , 2.0
9 203.82(s) 　-
9a 68.46(s) 　-
10 55.20(d) 2.62(m)
11 82.99(d) 4.87(d) 1.0
12 125.53(s) 　-
13 42.61(d) 2.87(q) 8.0
14 177.27(s) 　-
15 14.19(q) 1.24(d) 8.0
16 24.34(t) 1.09(m), 1.65(m)
17 10.86(q) 0.85(t) 7.0
18 78.65(d) 4.35(ddd) 5.5 , 6.5 , 12.0
19 33.54(t) 2.37(ddd) 12.0 , 6.5 , 8.0
1.56(ddd) 12.0 , 11.0 , 12.0
20 35.12(d) 2.65(m)
21 178.06(s) 　-
22 14.69(q) 1.27(d) 7.5
Tab 2　1H and 13CNMR data of oxotuberostemonine
(CDCl3)
No. 13Cδ 　1H δ 　J(Hz)
1 81.28(s) 　-
2.33(dd) 9.9 , 13.8
2 33.89(t) 1.85(dd) 13.8 , 1.2
3 54.98(d) 3.26(ddd) 9.9 , 5.1 , 1.2
5 52.25(t) 3.12(ddd) 3.9 , 4.2 , 13.2
2.98(ddd) 9.9 , 13.2 , 2.0
6 30.24(t) 1.60(m), 1.51(m)
7 28.37(t) 1.59(m)
8 33.57(t) 2.69(m)
9 145.20(s) 　-
9a 111.38(s) 　-
10 37.06(d) 2.47(m)
11 67.64(d) 4.78(dd) 8.1 , 0.9
12 38.36(d) 2.83(dd) 8.1 , 11.7
13 50.25(d) 2.45(m)
14 178.28(s) 　-
15 17.65(q) 1.36(d) 7.2
16 26.919(t) 1.59(m)
17 12.67(q) 1.02(t) 6.6
18 80.36(d) 4.48(ddd) 5.4 , 5.1 , 10.5
19 33.98(t) 2.48(ddd) 10.5 , 9.9 , 12.0
2.07(m)
20 35.31(d) 2.75(m)
21 179.49(s) 　-
22 15.04(q) 1.29(d) 6.9
实 验 部 分
熔点用 XT4A 型显微熔点测定仪测定;EIMS
和HRMS 用 MA T-711 型质谱仪测定;核磁共振用
Varian-500 MHz和 Varian-300 MHz型核磁共振仪
测定 , TMS 为内标 , CDCl3 为溶剂;红外光谱用
Perkin-Elmer-559B型红外光谱仪测定(KBr 压片)。
色谱用硅胶系青岛海洋化工厂产品 。所用溶剂均为
分析纯 ,为北京化工厂或北京金星化工厂产品 。原
植物购自河北省安国药材市场 ,由林文翰教授鉴定 ,
标本收藏于北京医科大学天然药物及仿生药物国家
重点实验室。
1　提取分离
取对叶百部干燥根部 5.0 kg ,碾成粉末 ,用 5%
Na2CO3湿润 ,凉干。先用 80%～ 90%EtOH 4 000
ml浸泡 3 d ,过滤 ,药渣再用 75% EtOH 浸提 3次 ,
每次浸泡1 d。合并滤液减压浓缩得浸膏 800 g 。浸
膏用 4% HCl 水溶液充分溶解 , 过滤 , 滤液用
NH4OH 调 pH 至 10 ～ 11 后依次用 EtOAc 和 n-
BuOH萃取 3次 ,萃取液经减压浓缩后得 EtOAc膏
(45 g)和 n-BuOH 膏(105 g)。
取 EtOH 膏 20 g ,Me2CO 溶解后拌样 ,经硅胶
柱色谱(石油醚—Me2CO 3∶1洗脱),其中Fr 12 ～ 16
合并蒸干后得A(6.26 g)。
取A(5.0 g)拌样后经硅胶柱色谱(CHCl3 —
MeOH 25∶1洗脱),其中Fr 3 ～ 6合并后再经 2次硅
胶柱色谱(石油醚 —EtOAc 2∶1 ,环己烷—CHCl3 1∶1
分别洗脱)得化合物 III(95 mg)和 IV(17 mg);Fr 7
～ 9合并后再经硅胶柱色谱(石油醚—EtOAc 1∶1)
得化合物 I(13 mg);Fr 10 ～ 12 合并后重结晶
·374· 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 1999 , 34(5)∶372～ 375
(Me2CO)得化合物 II(58 mg)。
2　鉴定
化合物 1　无色油状物 , [ α] 27D +112.8(c 0.72 ,
CHCl3)。 IR(KBr)cm-1:2918 , 1761 , 1710 , 1660 ,
1457 , 1159 , 1023 , 690。EI-MS(m/ z):387(M+),
358 , 330 , 302 , 288 , 260 , 214 , 186 , 144 , 117 , 91 , 67 ,
41。1H 和13CNMR数据见表 1 。
化合物 2　无色方状结晶 ,mp 208 ～ 209℃。 IR
(KBr)cm-1:2969 , 2930 , 1777 , 1701 , 1614 , 1490 ,
1412 ,1294 , 1224 , 1140 , 1084 , 1030 , 984 , 958 , 932 ,
798。EI-MS(m/ z):405(M+), 306 , 278 , 264 , 250 ,
166。 1HNMR δ:3.14(dd , J =12.2 , 12.2), 2.39
(dd , J=3.7 ,12.2), 5.37(ddd , J=3.71 ,5.7 , 12.2),
3.51(ddd , J =2.6 , 4.6 , 12.1), 3.80(ddd , J =2.9 ,
9.2 , 12.1), 1.91(m), 1.77(m), 1.51(m), 1.75
(m), 1.70(m), 1.52(m), 3.08(ddd , J =7.8 , 6.0 ,
1.8), 2.32(m),5.08(ddJ=9.9 , 7.1), 3.56(dd , J=
9.9 , 7.7),2.90(dq , J=7.7 ,7.0),1.28(d , J=7.0),
1.80(m), 1.27(m), 0.94(dd , J=7.2 , 7.4), 4.46
(ddd , J=5.7 , 5.7 , 10.9), 1.78(m), 2.48(ddd , J=
5.7 , 5.5 , 11.2), 2.72(m), 1.23(d , J =7.1)。
13CNMRδ:205(s), 44.56(t), 56.25(d),39.67(t),
23.701(t), 21.09(t), 26.06(t), 51.47(d), 176.57
(s), 44.56(d), 79.41(d), 59.78(d), 39.67(d),
178.18(s), 15.15(q), 18.87(t), 12.16(q), 77.01
(d), 34.10(t),35.50(d),178.18(s),14.79(q)。
化合物 3　无色针状结晶 ,mp 176 ～ 177℃, IR
(KBr)cm-1:2963 , 2933 , 2872 , 2845 , 1754 , 1584 ,
1502 ,1473 , 1380 , 1202 , 1185 , 1021 , 994 , 831 , 753。
EI-MS(m/z):371(M+), 327 , 272 , 228 , 216 , 174 ,
168 ,134 , 99 , 78 , 71 , 55。 1HNMR δ:6.0(s), 3.64
(ddd , J=14.2 ,10.7 ,2.0),4.20(ddd , J=14.2 , 6.0 ,
2.0),1.99(m),1.56(m),2.07(m),1.98(m), 1.86
(m), 1.55(m), 2.58(m), 1.83(ddd , J=5.8 , 7.5 ,
7.5), 4.58(dd , J =7.5 , 6.9), 3.07(dd , J =6.9 ,
5.8),2.58(dq , J=7.2 , 5.8),1.38(d , J=7.2), 1.60
(dq , J=5.8 , 7.5), 1.00(t , J=7.5), 5.38(dd , J=
5.3 ,11.0), 2.16(ddd , J =11.1 , 11.7 , 12.0), 2.66
(ddd , J=5.3 , 5.4 , 12.0), 2.78(ddq , J=5.4 , 11.7 ,
7.0), 1.32(d , J =7.0)。 13CNMR δ:113.84(s),
105.20(d), 129.86(s), 46.33(t), 31.67(t), 30.26
(t), 35.46(t), 37.52(d), 134.48(s), 36.35(d),
80.24(d), 41.28(d), 44.67(d), 179.01(s), 14.90
(q), 23.87(t), 11.37(q), 72.11(d), 35.87(t),
44.05(d),178.57(s),14.51(q)。
化合物 4　mp 90 ～ 91℃, IR(KBr)cm-1:3439 ,
2919 , 1764 , 1451 , 1170 , 1015。 EI-MS(m/ z):389
(M+), 371 , 360 , 290 , 272 , 234 , 198 , 160 , 134 , 109 ,
69 ,43。 1H和13CNMR数据见表 2。
参 考 文 献
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出版社 , 1986.858
2　Lin WH , Xu RS , Wang RJ , et al.Crystal and molecular
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1991 , 21∶189
3　Lin WH , Ye Y , Xu RS.Studies on new alkaloids from
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ALKALOIDS FROM THE ROOTS OF STEMONA TUBEROSA
Liu Shiw ang (Liu SW)1 , Fu Hongzheng (Fu HZ)and Lin Wenhan(Lin WH)＊
(National Research Laboratories of Natural and Biom imet ic Drugs , Bei jing Medical University ,
Bei jing 100083 ;1Department of B iochem istry , Huanggang Teachers College , Huanggan , Hubei , 436100)
ABSTRACT　AIM:Isolation and st ructural identificat ion of alkaloids f rom the roots of Stemona tuberosa
Tour , collected in Hebei province , North China.METHODS:The crude alkaloids was ex tracted by using cold
EtOH percolation.The structures were identified by IR , MS as well as various 2D NMR spect ra including
proton line broadening effect.RESULTS:Four alkaloids , namely tuberostemoenone(1), tuberostemonone(2),
didehydrotuberostemonine(3)and oxotuberostemonine (4)were isolated.CONCLUSION:Tuberostemoenone
is a new alkaloid with novel skeletone.
KEYWORDS　S temona tuberosa;tuberostemoenone;oxo tuberostemonine
·375·药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 1999 , 34(5)∶372～ 375