全 文 ：对叶百部醇的结构研究
林文翰　傅宏征　程铁明　张礼和
(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)
摘要　从野生对叶百部(Stemona tuberosa Tour)的根部分离到一新的非生物碱芳香化合物 , 命名为对叶百部
醇(tuberostemol), 通过 IR ,HRMS , 1H NMR及其去偶技术 , 1H_1H COSY , DEPT 13C NM R等波谱技术确定了
它的化学结构.
关键词　对叶百部　对叶百部醇　2DNMR　自旋去偶技术
对叶百部(Stemona tuberosa Tour)系百部科植物 ,又名大百部 、九股牛(云南).广布于长
江流域 ,以江南为主要分布区.其根具有润肺 、止咳和杀虫等功效.国内外学者已从对叶百部
分得 11种生物碱[ 1 ,2] .我们曾从广东省梅县产野生对叶百部的根部分得 10种生物碱 ,其中 5
种为新生物碱[ 3 , 4] .本文报道从其根的乙醇浸膏又分得的 4 种成分.即对百部醇(tuberoste-
mol , Ⅰ)、香豆酸甲酯(methyl_p_hydroxy cinnamiate)(Ⅱ)、枸杞酰胺碱(lyciumamide)(Ⅲ)[ 5]和
β_谷甾醇(Ⅳ).其中Ⅰ为芳香型非生物碱的新化合物 ,其余 3种成分均首次从该植物中分得.
通过 IR , MS , NMR和双照射去偶技术 、2D NMR等波谱技术确定了化合物的结构.
1　实验
　　熔点用 Fisher_Johns微量熔点测定仪测定 ,温度未校正.旋光用 DIP_181型旋光仪测定.
红外光谱用 Perkin_Elmer_559B 型仪测定.EIM S 和 HRMS 用 MAT_711 型质谱仪测定.
1
H NMR去偶 , 13C NMR , NOE , 1H_1H COSY , HMQC , COLOC 均在 Bruker_Ac_100 , FT_
NMR和 Bruker AM_400 FT_NMR上测定.层析用硅胶(10 ～ 40 μm)系青岛海洋化工厂产品.
(1)提取分离.采挖广东省梅县某山坡林下野生对叶百部的根部 ,称干重 2.0 kg .磨成
粗粉 ,以 5%NaCO3湿润 ,95%工业 EtOH 渗漉.渗漉液浓缩后用 4%HCl溶解 ,过滤.滤液
用浓 NH4OH 碱化至 pH=11 , Et 2O 萃取 ,减压浓缩 ,得浸膏.此浸膏溶于 Me2CO 后 ,滴加 HI
酸至刚果红显蓝色 ,静置 0.5 h.析出对叶百部碱的 HI 盐方晶 ,母液以 NH4OH 碱化后 ,用
CHCl3萃取 ,得油状物.再经中性 Al2O3 柱层析 , Et2O 洗脱.合并第 17 ～ 20 馏份(每份 25
mL),得晶 Ⅰ.由第 24 ～ 26馏份得 β_谷甾醇.合并 Me2CO洗脱馏份 ,经硅胶_H 低压柱层析 ,
以石油醚_Me2CO(4∶1)洗脱 ,得晶 Ⅱ;石油醚_Me2CO(2∶1)洗脱 ,得枸杞酰胺碱(Ⅲ);石油醚_
Me2CO(3∶1)洗脱 ,得 β_谷甾醇(Ⅳ),石油醚_Me2CO(1∶1)洗脱 ,得香豆酸甲酯(Ⅱ).
(2)鉴定
Ⅰ.无色方晶(C5H5N), m.p.157 ～ 158℃, [ α] 21.5D -1.31°(c , 0.021 , CH3OH).IR
(KBr)cm-1:3 400(OH), 3 000 , 2 930 , 2 830 , 1 710 , 1 610 , 1 586 , 1 515 , 1 460 , 1 440 ,
1 410 , 1 350 , 1 330 , 1 280 , 1 240 , 1 180 , 970 , 910 , 835.EIMS m /z :352(M+ , C22H24
O4), 334(M+_H2O), 306 , 291 , 252 , 245 , 250 , 213 , 198 , 185 , 159 , 147 , 135 , 121 , 107 ,
91 , 88 , 58.1H 和13C NMR数据见表 1.
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研究简报
表 1　叶百部醇1H 和13C NMR数据
No.
13C NMR(CDCl3)
δ(300 MHz)
1H NM R(CDCl3)
δ(400 NHz) J/Hz
1 44.91 α2.94(d) 13.7(1β)
β 2.82(dd) 13.7(α)
2 79.68 -
3 55.03 2.93(d) 7.7(4β)
4 34.31 α3.58(d) 18.4(4β)
β 3.31(dd) 18.4(4α), 7.7(3β)
5 113.67 6.68(d) 2.2(7)
6 158.90 -
7 112.25 6.77(dd) 8.4(8), 2.2(5)
8 129.49 6.91(d) 8.4(7)
9 129.46 -
10 131.48 -
11 213.83 -
12 50.79 3.65(dd) 4.0(13β), 2.0(13α)
13 31.86 α1.71(dddd) 13.6(13β), 4.2(14β)
2.5(14α), 2.0(12α)
β 2.35(dddd) 13.6(13α), 12.4(14α)
4.2(14β), 4.0(12α)
14 28.95 α1.63(ddd) 13.4(14β), 12.4(13β)
2.5(13α)
β 1.48(ddd) 13.4(14α), 4.2(13β)
2.0(13α)
1′ 128.98 -
2′, 6′ 132.02 7.09(d) 8.5(3′, 5′)
3′, 5′ 113.61 6.85(d) 8.5(2′, 6′)
4′ 158.46 -
OMe 49.22 3.78(s)
OMe 49.22 3.79(s)
Ⅱ.无色方晶(Me2CO), m .p.131 ～ 133℃, [ α] 16D -7.1°(c , 0.098 , MeOH).元素分析:
C10H10O3(实验值%:C , 67.46;H , 5.67;理论值%:C , 67.42;H , 5.62).EIMS m/ z :178
(M+ , C10H10O3), 147(M+—OCH3), 134(M+—CO2), 133(M+—COOH), 120 , 119 , 107 ,
99 , 90 , 79 , 77 , 64 , 59 , 51.1H NMR δ(CDCl3):7.63(d , J =15.7 Hz), 7.39(dd , J =6.9 ,
1.8 Hz , 2×H), 6.86(dd , J =6.9 , 1.7 Hz , 2×H), 6.64(OH), 6.28(d , J =15.7 Hz), 3.79
(s , OMe).
Ⅲ.无色针晶(Et2O), m.p.177 ～ 179℃, [α] 31.5D -45.48°(c , 0.012 5 , MeOH).IR
(KBr)cm-1:3 320 , 1 728 , 1 661 , 1 631 , 1 605 , 1 580 , 1 545 , 1 491 , 1 050 , 748 , 700.
EIM S m /z :444(M+ , C27H28N2O4), 353 , 311 , 252 , 225 , 190 , 176 , 148 , 120 , 106 , 105 ,
91 , 77 , 51.1H NMRδ((CD3)2CO):7.70(d , J =7.4 Hz , 2×H), 7.51(t , J =7.1 Hz),
7.42(dd , J =7.4 , 7.1 Hz , 2×H), 7.30 ～ 7.17 (m , 5×H), 7.12 (d , J =7.2 Hz , 2×H),
7.13(dd , J =7.2 , 6.2 Hz , 2×H), 7.05(d , J =6.2 , 2×H), 6.78(d , J =7.5 Hz), 6.00(d ,
J =8.5 Hz), 4.73(dd , J =8.6 , 5.7 Hz), 4.32(m), 3.90(dd , J =13.3 , 4.8 Hz), 3.78(dd ,
J =13.1 , 4.2 Hz), 3.20(dd , J =13.6 , 5.7 Hz), 2.88(dd , J =13.6 , 8.6 Hz), 2.72(dd , J
=14.2 , 6.0 Hz), 2.74(dd , J =14.2 , 5.0 Hz), 2.07(s , 3×H).
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Ⅳ.无色针晶(Et2O), m .p.138 ～ 139℃;IR(3 500(OH), 2 990 , 2 987 , 1 600 , 1 455 ,
1 202 , 987 , 760 cm-1)和1H NMR(δ5.32 , 3.50 , 1.25(Me), 0.95(Me), 0.90(Me), 0.82
(Me), 0.80(Me), 0.65(Me))数据均与 β_谷甾醇相同 ,且与 β_谷甾醇混合熔点不下降.
2　结果与讨论
　　晶Ⅰ在吡啶中析出方形晶体.m.p.157 ～ 158℃, [ α] 21.5D -1.31(0.021 , MeOH).HRMS
确定分子式为 C22H24O4(M+ , m/ z 352.165 1;理论值:m / z 352.167 4), 不饱和度 11.
IRυKBrcm-1:3 400 , 1 710 , 1 610 , 1 586 , 835和 710等吸收峰 ,提示结构中存在羟基 、酮羰基
和芳香环.它与快速蓝盐_β(Fast blue salt_β)显色剂不反应 ,提示不含酚羟基.13C NMR DEPT
谱提示该分子由 7个季碳 、9个 CH 、4个 CH2和 2个 CH3 组成.信号峰 δ158.90(s), 158.46
(s),132.02(2×C),131.48(s), 129.49(d), 128.98(s), 129.46(s), 113.67(d), 113.61(2×
C)(d), 112.25(d),提示化合物含两个芳香环.剩余的分子不饱和度为 3 ,提示剩余结构片断
组成含酮羰基(δ213.83)的两个碳环.1H NMR谱中 , δ3.79(s , 3H)和 3.78(s , 3H)为两甲氧
基.1H_1H COSY谱提示 ,芳香质子 δ7.09(d , J =8.5 Hz , 2H)与 6.85(d , J =8.5 Hz , 2H)为
AA XX 系统.结合 MS 碎片峰 m / z 245(M +—C7H7O)分析 ,证明该片断为对甲氧基芳香
环.另一芳香环质子 δ6.77(dd , J =8.4 , 2.2 Hz , 1H)与质子 δ6.91(d , J =8.4 Hz , 1H)(邻
位偶合)及 δ6.68(d , J =2.2 Hz , 2H)(间位偶合)构成 ABX 系统 , NOE 差谱分别照射质子
δ6.77和 6.68 ,甲氧基信号分别增益 7.8%和 8.5%.提示另一芳香环为含 OCH3的三取代结
构片断.1H_1H COSY阐明 , δ2.94(d , J =13.7 Hz , 1α_H)和 2.82(d , J =13.7 Hz , 1β_H)为
C_1位的偕二质子;质子 δ3.31(dd , J =18.4 , 7.7 Hz , 4β_H)与偕二质子 δ3.58(d , J =18.4
Hz , 4α_H)和邻位质子 δ2.93(d , J =7.7 , 3β_H)构成 ABX 相关系统.Dreiding 结构模型提
示 ,当苯骈六元环(B环)为船式构象时 , 3β_H 与 4α_H 的两面角接近 90 ,故 J3β_H/4α_H 趋于
零.
3β_H 与4β_H 的两面角趋于 30°, J 值与 Karplus方程计算结果一致 ,双照射4β_H , 4α_H和
3β_H 皆成单峰 ,证实了上述的归属.1H_1H COSY谱中 , δ2.35(dddd , J =13.6 , 12.4 , 4.2 ,
4.0 Hz , 13β_H)与偕二质子 1.71(dddd , J =13.6 , 4.2 , 2.5 , 2.0 Hz , 13α_H),质子 δ3.65
(dd , J =4.0 , 2.5 Hz , 12_H), δ1.48(ddd , J =13.4 , 4.2 , 2.0 Hz , 14β_H)以及 δ1.3(14α_H)
之间有偶合相关点 ,COSY_45谱提供了 14_H(α, β)和 13_H(α, β)的偕偶合以及 14_H 与 13_H
或13_H 与 12_H 之间的邻位偶合信息.上述质子之间的相互关系亦进一步由双照射去偶得
以证实.双照射 δ3.65(dd , 12_H),质子 δ2.35(dddd , 13β_H)及 δ1.71(dddd , 13α_H)的峰形
分别转变成 δ2.35(ddd , J =13.6 , 12.4 , 4.2)及 1.71(ddd , 13.6 , 4.2 , 2.5),照射 δ2.35
(13β_H),质子 δ3.65(dd)形成 d峰 ,质子 δ1.48(ddd , 14β_H)形成 dd 峰 , δ1.71(13α_H)形成
ddd峰 ,分别照射 14α_H 和 14β_H ,观察到13α_H 及13β_H峰形的改变(图略),上述质子间的偶
合相关推断为片断 C.此外 ,质子 δ2.94(d , J =13.7 Hz)和 2.82(d , J =13.7 Hz)为谐二偶
合 ,提示邻位碳为季碳 ,如片断A所示;另一ABX偶和系统 δ2.93(d , J =7.7 Hz , H_3), 3.58
(d , J =18.4 Hz , 4α_H)和 3.31(dd , J =18.4 , 7.7 Hz , 4β_H)构成 B结构片断.应用 HMBC
技术以测定13C 和1H的远程偶合相关性 ,观察到质子 δ3.65(12_H)与C_1′(δ128.98), C_2′(C_
6′)(δ132.02), C_13(δ31.86), C_11(δ213.83)及 C_14(δ28.95)之间存在远程偶合相关点;
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H_3(δ2.93)分别与C_11 ,C_2(δ79.68),C_10(δ131.48), C_1(δ44.91)之间存在远程偶合相关
点.从而建立了各季碳原子与 A , B , C 结构片断的相互关系.COLOC 谱中观察到 C_9
(δ129.46 , s)与 4_H(δ3.58 , 3.31)之间 、C_10(δ131.48 , s)与 1_H(δ2.94 , 2.82)和 3_H
(δ2.93)之间 、C_2(δ79.68 , s)与 4_H 和 13_H(δ1.71 , 2.35)之间 、C_11(δ213.83 , s)与 4_H和
13_H 之间存在远程偶合相关点.进一步建立了 B 和 C 环的结构 ,并确定 OH 取代在 C_2位 ,
酮羰基在 C_11位 ,对甲氧基芳香基取代在 C_12位.各质子之间的 J 值结合 Dreiding 结构模
型分析 ,进一步支持了这结构的碳骨架 ,根据 NOE差谱技术 ,照射 δ2.94(1α_H), δ6.91(8_H)
的 NOE增益 4.5%;δ1.48(14β_H)增益 2.5%.推断 OCH3(δ3.78 , 3×H)取代在 C_6位 ,C_2
上的 OH 构型由 NOE 差谱确定:照射 1α_H(δ2.94),14α_H(δ1.63)的 NOE增益 3.7%;照射
1β_H(δ2.82),3_H(δ2.93)的 NOE增益为 4.2%,推断 2_OH 以 β 构型取代在 C_2位.此外 ,
未观察到 3_H与 1α_H和 14α_H 的 NOE相关信号 ,结合上述 J 值分析与 Dreiding 结果模型提
示 ,推定 3_H 为 β构型 ,由 12_H 的偶合常数并结合分子结构模型推断 ,处于半椅式稳态构型的
C 环 , e 键的 12_H(α构型)与 13α_H 和 13β_H 成 80°和 30°键角.Karplus公式计算结果与 12_H
的实验值相符 ,故推断 12_H 为α构型.HMQC异核相关谱进一步证实上述的结构推断 ,并归
属了各碳的化学位移.故确定该化合物的相对结构为 Ⅰ.命名为对叶百部醇(见下式):
根据上述同核及异核 2D NMR谱分析 ,归属该化合物的1H 和13C NMR信号见表 1.
致谢　本工作为中国博士后 A级基金资助课题.
参　考　文　献
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2　Edw ards C E.Stemona Alkaloids.In:The Alkaloids.New York:Academic Press , 1967.545
3　Lin W H , Xu R S , Wang R J , et al.Crystaland molecular st ructure of tuberostemone.J of C rystallog raphic and Spect roscopic
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4　Lin W H , Ye Y , Xu R S.Studies on new alkaloids f rom Stemona tuberosa T our.J Nat Prod , 1992 , 55(5):57
5　俺户道夫 ,系川秀治 ,太田明广 ,等.天然物构造集.东京:株式会社讲谈社 , 1978.40
(1997-05-27收稿 , 1997-11-11收修改稿)
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