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开口箭根茎中甾体类化合物的研究



全 文 :收稿日期:2011-12-19
基金项目:国家自然科学基金项目(30870254,31070313,30670213);湖北省自然科学基金创新群体项目(2007ABC008)
通信作者:邹 坤(1962-),男,教授,博士,博士生导师,主要从事天然产物化学的教学和科研工作.E-mail:kzou@ctgu.edu.cn.
第34卷 第1期
2012年2月
三峡大学学报(自然科学版)
J of China Three Gorges Univ.(Natural Sciences)
Vol.34No.1
Feb.2012
开口箭根茎中甾体类化合物的研究
邬昊洋 王 倩 刘呈雄 邹 坤
(三峡大学 化学与生命科学学院 天然产物研究与利用湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443002)
摘要:目的:研究开口箭根茎中甾体成分,寻找新的抗肿瘤活性物质.方法:运用反相常压柱色谱和
制备高效液相对其甾体成分进行分离,通过理化性质和波谱分析方法鉴定其结构.结果:从开口箭
根茎的乙醇提取物中分离得到6个甾体皂苷及2个甾体皂苷元,其结构分别为1β,2β,3β,4β,5β-五
羟基-螺甾-△25(27)-烯-5-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(1),1β,3β-二羟基-5β-孕甾-△
16(17)-烯-20-酮-3-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷(2),1β,2β,3β,4β,5β,6β,7α-七羟基-5β-呋甾-△
25(27)-烯(3),1β,2β,3β,4β,5β,7α-六羟
基-6-氧化-螺甾-△25(27)-烯(4),3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25S)-1β,3β,5β,26-四羟基-5β-呋甾-△
20(22)-
烯-26-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(5),3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25S)-1β,3β,5β,22α,26-五羟基-5β-呋甾-
26-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6),3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25S)-1β,3β,26-三羟基-5β-呋甾-26-O-β-D-吡
喃葡萄糖苷(7)和3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25R)-1β,3α,26-三羟基-△
5(6)-烯-5β-呋甾-26-O-β-D-吡
喃葡萄糖苷(8).结论:化合物1和2为首次从该属植物中获得.
关键词:开口箭; 甾体皂苷; 呋甾皂苷; 螺甾烯
中图分类号:R284   文献标识码:A   文章编号:1672-948X(2012)01-0085-04
Isolation and Structural Identification of Spirostanol
Compounds from Tupistra Chinensis
Wu Haoyang Wang Qian Liu Chengxiong Zou Kun
(Hubei Key Laboratory of Natural Products Research &Development,Colege of Chemistry &Life Science,
China Three Gorges Univ.,Yichang 443002,China)
Abstract To study the steroidal saponins from the fresh rhizomes of Tupistra chinensis and search for bioac-
tive saponins with potential antitumor activity.The steroidal saponins were isolated by RP-C18column chro-
matography and preparative HPLC.The structures of the compounds were dertermined on the basis of the
spectroscopic analysis and chemical evidences.Eight spirostanol compounds(1-8)were obtained from the n-
butanol fraction of EtOH extract from Tupistra chinensis rhizomes.Their structures were determined on the
basis of chemical methods and spectral data.Compounds 1and 2were isolated from this plant for the first
time.
Keywords Tupistra chinensis; steroidal saponin; furostanol saponin; spirostane
   开口箭 (Tupistra chinensis Bak.)系百合科
(LiLiaceae)铃兰族(Convalarieae)开口箭属(Tupist-
ra)植物.开口箭属植物在全球约有20种,我国有12
种,是该属植物的分布中心,其主要分布于我国中部
和西南部,主产于湖北三峡库区及神龙架林区[1].医
书记载,开口箭以根状茎入药,具有清热解毒、祛风除
湿、散瘀止痛的功效[2],现代药理实验研究表明其具
有较强的抗肿瘤[3-4]、抗炎[5]、抑菌[6]、醒酒[7]等活性.
为了深入研究开口箭中甾体皂苷类成分,以期寻找新
的抗肿瘤活性成分,以开口箭根茎为原料,采用现代
分离方法对其甾体皂苷类成分进行了系统研究,在前
期工作的基础上又从其乙醇提取物的正丁醇部位分
离得到8个甾体化合物,其中化合物1和2为首次从
该属植物中获得.
1 仪器与材料
多功能强制渗漉罐,温州鸿驰化工医药设备有限
公司;低温冷冻干燥箱,美国LABCONCO公司;红外
光谱仪,美国Nicoler Auatar Speltrometer series FT
360;高效液相色谱仪,Varian公司;中压制备色谱柱
YMC(20mm×250mm,5μm),半制备色谱柱 YMC
(10mm×250mm,5μm),分析型色谱柱 YMC(4.6
mm×250mm,5μm);质谱用Finnigin电喷雾质谱仪
测定;核磁共振用Bruker A-500核磁共振仪测定,
TMS为内标,氘代吡啶作溶剂;反相硅胶为 YMC
RP-C18;高效液相用甲醇、乙腈均为色谱纯,水为三
蒸水.
开口箭根茎采自湖北长阳乐园,其原植物标本于
2002年7月采自同一地区,经三峡大学化学与生命
科学学院陈发菊教授鉴定为 Tupistra chinensis
Bak.,植物标本现保存于天然产物研究与利用湖北
省重点实验室(编号:2002ZW07408).
2 方法与结果
2.1 提取与分离
开口箭根茎10kg切片,用95%乙醇渗漉提取,
反复提取5次,合并滤液,减压浓缩至浸膏状,加少量
水混悬,用石油醚(60~90℃)、乙酸乙酯和正丁醇依
次萃取,将正丁醇萃取液合并,减压浓缩至棕色浸膏
状,取300g浸膏用水溶解,用大孔吸附树脂纯化,分
别采用水和70%乙醇水洗脱,70%乙醇水洗脱物即
为总皂苷.取总皂苷50g,经常压反相硅胶柱(46mm
×600mm)进行分离,用乙腈-水进行梯度洗脱,得到
90个流份,将第6个流份用中压制备液相(50%甲
醇/水,100min,4.0mL/min,203nm)进行分离得到
化合物1(13mg),5(10mg),6(8mg),将第39个流份
用中压制备液相(59%甲醇/水,100min,4.0mL/
min,203nm)进行分离得到化合物2(20mg),将第
81-86个流份用中压制备液相(65%甲醇/水,95min,
4.0mL/min,203nm)进行分离得到化合物3(18
mg).将第27个流份用中压制备液相(52%甲醇/水,
95min,4.0mL/min,203nm)进行分离得到化合物4
(16mg).将第11个流份用中压制备液相(51%甲醇/
水,100min,4.0mL/min,203nm)进行分离得到化合
物7(8mg),8(6mg).
2.2 结构鉴定
化合物1白色无定型粉末,正离子ESI-MS显示
准分子离子峰 m/z 663.4[M+ Na]+.Molish 和
Liebermann-Burchard反应均显示阳性.1 H-NMR(in
C5D5N,500MHz)显示3个甲基的质子信号δ0.83
(3H,s),1.11(3H,d,J=6.5Hz),1.72(3H,s),和1
个糖端基质子信号δ5.29(1H,d,J=7.5Hz).13 C-
NMR(in C5D5N,125MHz)共显示33个碳信号,除
糖的6个碳信号外(包括端基碳信号δ103.7),还有
27个碳信号,以上信息提示化合物1为含一个单糖
的甾体皂苷.
13C-NMR显示皂苷元上4个特征碳信号:1个半
缩醛碳信号δ109.4(C-22)和3个含氧碳信号δ81.4
(C-16),63.0(C-17)和65.1(CH2,C-26),另显示8个
连氧碳信号δ78.2(C),67.0,67.2,71.7,73.6,75.6,
78.2,79.6(7个CH)和2个特征烯碳信号δ149.3
(C),106.5(CH2),DEPT谱显示其为末端双键.化合
物1的13C-NMR和1 H-NMR数据与文献报道[8]的化
合物3的数据一致.因此将该化合物的结构鉴定为
1β,2β,3β,4β,5β-五羟基-螺甾-△
25(27)-烯-5-O-β-D-吡
喃葡萄糖苷.该化合物为首次从开口箭属植物中获
得,结构式见图1.
化合物2白色无定型粉末,正离子ESI-ES显示
准分子离子峰 m/z 515.3[M+Na]+.1 H-NMR(in
C5D5N,500MHz)显示3个甲基的质子信号δ0.98
(3H,s),1.29(3H,s),2.32(3H,s).13 C-NMR
(inC5D5N,125MHz)共显示 27 个碳信号,结合
DEPT谱提示该化合物共有4个季碳原子,12个叔
碳原子,8个仲碳原子和3个伯碳原子,其中包括两
个双键碳信号δ144.8和δ155.4,以及一个羰基碳信
号δ196.4.化合物2的13 C-NMR和1 H-NMR数据与
文献报道[9]的化合物1的数据一致,所以鉴定化合物
2的结构为1β,3β-二羟基-5β-孕甾-△
16(17)-烯-20-酮-
3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷.该化合物为首次从该属植物
中分离得到,结构式见图1.
化合物3白色无定型粉末,正离子ESI-ES显示
准分子离子峰 m/z 533.5[M+Na]+.Liebermann-
Buchard反应显示阳性.13 C-NMR(in C5D5N,500
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MHz)和DEPT谱表明其有27个碳信号,包括3个
甲基,8个亚甲基,11个次甲基和5个季碳,同时还显
示双键碳信号δ144.5和δ109.4,DEPT谱显示其为
末端双键.其碳谱数据和氢谱数据与文献报道化合
物[10]完全一致,所以化合物3结构鉴定为1β,2β,3β,
4β,5β,6β,7α-七羟基-5β-呋甾-△
25(27)-烯.结构式如图
1所示.
化合物4白色针状结晶(甲醇),Liebermann-Bu-
chard反应显阳性.其ESI-MS显示准分子离子峰m/
z 531.5[M+Na]+.1 H-NMR(in C5D5N,500MHz)
显示3个甲基的质子信号δ0.88(3H,s),1.45(3H,
s),1.07(3H,d,J=6.5Hz).13 C-NMR(in C5D5N,
125MHz)共显示27个碳信号,以上信息提示化合物
4为甾体皂苷元.
13C-NMR显示其有甾体皂苷元4个特征碳信
号:半缩醛碳信号δ109.5(C-22),81.3(C-16),62.9
(C-17)和65.0(CH2,C-26),另显示6个连氧碳信号
δ76.5,67.9,75.5,71.2,86.3,75.2;还显示1个羰基
碳信号δ211.1和2个特征烯碳信号δ144.4(qC),
108.6(CH2).化合物4的13 C-NMR和1 H-NMR数据
与文献报道[11]的化合物1的数据一致,所以鉴定化
合物4的结构为1β,2β,3β,4β,5β,7α-六羟基-6-氧化-
螺甾-△25(27)-烯.结构式见图1.
化合物5白色无定型粉末,Molish和 Lieber-
mann-Burchard反应均显示阳性,正离子ESI-MS显
示准分子离子峰m/z 813.2[M+Na]+.1 H-NMR(in
C5D5N,500MHz)显示4个甲基的质子信号δ0.89
(3H,s),1.02(3H,d,J=6.5Hz),1.54(3H,s),1.31
(3H,d,J=7.0Hz),另显示糖的质子信号δ5.10-
3.70,包括2个糖端基质子信号δ4.98(1H,d,J=
8.0Hz)和δ4.79(1H,d,J=8.0Hz).13 C-NMR(in
C5D5N,125MHz)共显示39个碳信号,除2个糖信
号外,还有27个碳信号,以上信息提示化合物5为甾
体双糖皂苷.
13C-NMR显示其甾体皂苷元有4个特征碳信
号:半缩醛碳信号δ110.7(C-22),81.2(C-16),63.9
(C-17)和75.5(CH2,C-26),另显示3个连氧碳
δ73.0,75.4,75.5;还显示2个端基碳信号δ105.1,
102.9.化合物5的13C-NMR和1 H-NMR数据与文献
报道[12]的化合物1的数据一致.故将该化合物的结
构鉴定为3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25S)-1β,3β,5β,
22α,26-五羟基-5β-呋甾-26-O-β-D-吡喃葡萄糖苷.结
构式见图1.
化合物6白色无定型粉末,Molish和 Lieber-
mann-Buchard反应均显示阳性,正离子ESI-MS显
示准分子离子峰 m/z 795.4[M+Na]+.1 H-NMR
(in C5D5N,500MHz)显示4个甲基的质子信号
δ0.70(3H,s),1.62(3H,s),1.54(3H,s),1.03(3H,
d,J=6.5Hz),另显示糖的质子信号δ5.10-3.70,包
括2个糖端基质子信号δ4.83(1H,d,J=7.5Hz)和
5.00(1H,d,J=7.5Hz).13 C-NMR(in C5D5N,125
MHz)共显示39个碳信号,除2个糖信号外,还有27
个碳信号,以上信息提示化合物6为甾体双糖皂苷.
13C-NMR显示皂苷元没有半缩醛碳信号δ110,
但有甾体皂苷元2个特征碳信号δ84.4(C-16)和64.6
(C-17),另显示4个连氧碳δ73.0,75.4,75.2,75.2
和2个特征烯碳信号δ152.5(C-22),103.5(C-20),在
δ102.9和105.1处显示两个糖的端基碳信号.化合
物6的13 C-NMR和1 H-NMR数据与文献报道[13]的
化合物3的数据一致.因此将该化合物的结构鉴定为
3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(25S)-1β,3β,5β,26-四羟基-
5β-呋甾-△
20(22)-烯-26-O-β-D-吡喃葡萄糖苷.结构式
见图1.
化合物7白色无定型粉末,Molish和 Lieber-
mann-Buchard 反 应 均 显 示 阳 性.13 C-NMR (in
C5D5N,125MHz)共显示39个碳信号,除2个糖信
号外,还有27个碳信号,以上信息提示化合物7为甾
体双糖皂苷.
13C-NMR显示其甾体皂苷元有3个特征碳信
号:半缩醛碳信号δ110.7(C-22),81.1(C-16)和64.1
(C-17),另显示3个连氧碳δ72.4,74.7,75.3;还显示
2个端基碳信号δ105.2,101.4.化合物7的13 C-NMR
和1 H-NMR数据与文献报道[13]的化合物1的数据一
致.故将该化合物的结构鉴定为3-O-β-D-吡喃葡萄糖
基-(25S)-1β,3β,26-三羟基-5β-呋甾-26-O-β-D-吡喃
葡萄糖苷.结构式见图1.
化合物8白色无定型粉末,Molish和 Lieber-
mann-Burchard反 应 均 显 示 阳 性.13 C-NMR(in
C5D5N,125MHz)共显示39个碳信号,除2个糖信
号外,还有27个碳信号,以上信息提示化合物8为甾
体双糖皂苷.
13C-NMR显示其甾体皂苷元有3个特征碳信
号:半缩醛碳信号δ110.7(C-22),81.1(C-16)和64.1
(C-17),另显示3个连氧碳δ72.4,74.7,75.3;还显示
2个端基碳信号δ105.2,101.4和2个特征烯碳信号
δ139.8(C),124.4(CH).化合物8的13 C-NMR和1 H-
NMR数据与文献报道[14]的化合物1的数据一致.故
将该化合物的结构鉴定为3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-
(25R)-1β,3α,26-三羟基-△
5(6)-烯-5β-呋甾-26-O-β-D-
吡喃葡萄糖苷.结构式见图1.
78第34卷 第1期             邬昊洋,等 开口箭根茎中甾体类化合物的研究
图1 化合物1-8的化学结构式
3 结 语
甾体类化合物具有较好的抗炎、抗肿瘤活性,深
入研究开口箭药材中的甾体类化合物成分,以期寻找
具有抗炎、抗肿瘤活性的先导化合物,从而为新药开
发打下一定的基础.
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[责任编辑 周文凯]
88 三 峡 大 学 学 报(自 然 科 学 版)              2012年2月