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碧江乌头二萜生物碱成分研究



全 文 :书·研究论文·
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:21362045)
通讯作者:陈严平 Tel:(0871)65227213 E-mail:yping1116@ sina. com
碧江乌头二萜生物碱成分研究
李桂琼 郭成鑫 黄丽 何丹 沈勇 陈严平 (云南农业大学农学与生物技术学院 昆明 650201)
摘 要 目的:首次对毛茛科乌头属植物碧江乌头的块根进行化学成分研究。方法:碧江乌头的干燥块根用甲醇渗漉提取,
所得浸膏用1. 5% HCl溶解,乙酸乙酯萃取,酸水溶液用 5% NaOH调至 pH为 9,乙酸乙酯萃取,得总生物碱粗提物。粗提物
用各种柱色谱进行分离纯化,经光谱数据 (1H-NMR,13C-NMR,MS)进行结构鉴定。结果:分离得到 8 个二萜生物碱,分别鉴
定为:talatisamine(1) ,aconosine(2) ,6-epi-neolinine-14-acetate(3) ,condelphine(4) ,cammaconine(5) ,14-acetylaconosine(6) ,14-
O-acetylsachaconitine(7) ,liconosine A(8)。结论:首次对碧江乌头进行化学研究,从碧江乌头中分离得到 8 个二帖生物碱化
合物。
关键词 碧江乌头;毛茛科;二萜生物碱
中图分类号:R284. 1 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2016)08-1429-03
Diterpenoid Alkaloids in the Roots of Aconitum Tsaii
Li Guiqiong,Guo Chengxin,Huang Li,He Dan,Shen Yong,Chen Yanping (College of Agriculture and Biotechnology,Yunnan Agri-
cultural University,Kunming 650201,China)
ABSTRACT Objective:To study the chemical constituents in the roots of Aconitum tsaii. Methods:The air-dried roots of A. tsaii
were powdered and extracted with methanol by percolation extraction. After the removal of solvent under reduced pressure,the crude
extract was dissolved in 1. 5% HCl solution,and then extracted by ethyl acetate. The acidic solution was basified to pH 9. 0 by NaOH
(5%)and extracted by ethyl acetate to obtain the crude alkaloid extract. The compounds were isolated and purified by column chroma-
tography and identified by spectral analyses (MS,1H-NMR and 13C-NMR). Results:Totally 8 compounds were isolated from A. tsaii
and characterized as talatisamine (1) ,aconosine (2) ,aconitane-1,8,14-triol (3) ,condelphine (4) ,cammaconine (5) ,14-acetyla-
conosine (6) ,14-O-acetylsachaconitine (7)and liconosine A (8). Conclusion:The 8 diterpenoid alkaloids are isolated from A. tsaii
for the first time.
KEY WORDS Aconitum tsaii;Ranunculaceae;Diterpenoid alkaloids
毛茛科 Ranuculaceae乌头属 Aconitum L.植物全
世界约有 300 余种广泛分布于北半球温带地区,主
要分布于亚洲,我国有 200 多种[1]。我国西南横断
山区南部(四川西部、云南西北部和西藏东部)是乌
头属植物的重要分布区。由于乌头属植物是重要的
有毒植物,并具有药用价值,因此一直受到广泛的关
注。乌头属植物多具有祛风除湿、温经止痛之功效,
可用于治跌打损伤、关节炎、神经性疼痛、中风瘫痪、
胃冷痛、胃肠炎、月经不调等症[2]。现代药理研究
表明,乌头属植物在镇痛、抗炎、抗心律不齐和强心
作用等方面始终受到国际上的关注,乌头类生物碱
具有肯定的镇痛药效,强度较高、时间长,非成瘾性,
其药效及药动学等特点可作临床用药参数[3]。碧
江乌头 Aconitum tsaii W. T. Wang 主要分布于云南
西北部怒江州碧江地区,目前尚未有对该植物进行
过化学成分及相关药学方面的报道。为了寻找新的
二萜生物碱成分,首次对碧江乌头的化学成分进行
研究。从总生物碱中分离得到 8 个二萜生物碱,其
中 3 个为 C18二萜生物碱,5 个为 C19二萜生物碱,8
个生物碱成分,均为首次从该植物中分离得到,。
1 仪器与材料
VG Autospec 3000 型质谱仪(英国 Micromass 公
司) ;Bruker Avance-400 MHz 核磁共振仪(瑞士
Bruker公司) ;柱色谱硅胶(200 ~ 300 目)和中性氧
化铝和薄层色谱硅胶 GF254 均为青岛美高集团有
限公司生产;Sephadex LH-20 为 Pharmacia 公司产
品;中药高速粉碎机(浙江永历制药机械有限公
司) ;旋转蒸发仪(东京理化仪器有限公司)。碧江
乌头采自云南西北部怒江州碧江地区,经中国科学
院华南植物园杨亲二研究员鉴定为碧江乌头 Acoan-
itum tsaii W. T. Wang。
2 方法与结果
2. 1 提取分离法
碧江乌头干燥块根 5 kg 粉碎后,用甲醇渗漉提
9241
中国药师 2016 年第 19 卷第 8 期 China Pharmacist 2016,Vol. 19 No. 8
取 3 d,回收溶剂至浸膏状。用1. 5% HCl 溶解并过
滤,滤液用乙酸乙酯萃取,酸水溶液用 5% NaOH 调
至 pH为 9,用乙酸乙酯萃取 6 次,得总生物碱粗提
物 120 g。粗提物经硅胶柱色谱,用石油醚-二乙胺
(30∶ 1 ~ 20∶ 1)和石油醚-丙酮-二乙胺(20∶ 1∶ 1 ~ 20
∶ 10∶ 1)进行梯度洗脱,经 TLC 检查后合并得 6 个流
份(Frs1-6)。Fr1(8 g)经硅胶柱色谱(石油醚-二乙
胺,30∶ 1;二氯甲烷-甲醇,15 ∶ 1;石油醚-乙酸乙
酯,4∶ 1;石油醚-二乙胺,15∶ 1) ,纯化得到化合物 1
(6 g)。Fr2(12 g)经硅胶柱色谱(二氯甲烷-甲醇,
20∶ 1) ,氧化铝柱色谱(石油醚-乙酸乙酯,8∶ 1) ,得
到化合物 2(3 g)和化合物 8(1 g)。Fr3(2 g)经硅胶
柱色谱(石油醚-丙酮-二乙胺,20∶ 1∶ 1;二氯甲烷-甲
醇,30∶ 1) ,纯化得到化合物 3(0. 1 g)。Fr4(1 g)经
硅胶柱色谱(石油醚-丙酮-二乙胺,20∶ 1 ∶ 1;二氯甲
烷-甲醇,20∶ 1) ,氧化铝柱色谱(石油醚-乙酸乙酯,
5∶ 1)和 Sephadex LH-20 柱色谱(二氯甲烷-甲醇,1
∶ 1) ,纯化得到化合物 4(0. 1 g)。Fr5(25 g)经氧化
铝柱色谱(石油醚-乙酸乙酯,1∶ 1 ~ 3∶ 1) ,硅胶柱色
谱(石油醚-丙酮-二乙胺,15∶ 2 ∶ 1)和 Sephadex LH-
20 柱色谱(二氯甲烷-甲醇,1∶ 1) ,纯化得到化合物
5(0. 2 g)。Fr6(3 g)经硅胶柱色谱(二氯甲烷-甲
醇,35∶ 1;石油醚-二乙胺,50∶ 1) ,纯化得到化合物
6(0. 2 g)和化合物 7(0. 2 g)。
2. 2 结构鉴定
2. 2. 1 化合物 1 白色粒状结晶,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:422 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 35 (1H,t,J = 4. 1 Hz,H-
14β) ,3. 41,2. 99(2H,d,J = 8. 8 Hz,H-18) ,
3. 27,3. 24 and 3. 23 (each 3H,s,OCH3) ,3. 04
(1H,s,H-17) ,1. 02 (3H,t,J = 6. 8 Hz,NCH2
CH3)。
13C-NMR (400 MHz,C5 D5 N)数据见表 1。
光谱数据与文献[4]报道的 talatisamine(C24H39 NO5)
一致。
2. 2. 2 化合物 2 白色粒状结晶,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:378 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 35 (1H,t,J = 4. 3 Hz,H-
14β) ,3. 24,3. 21(each 3H,s,OCH3) ,3. 16(1H,
s,H-17) ,1. 01(3H,t,J = 7. 1 Hz,NCH2CH3)。
13
C-NMR (400 MHz,C5D5N)数据见表 1。光谱数据
与文献[5]报道的 aconosine (C22H35NO4)一致。
2. 2. 3 化合物 3 白色无定形粉末,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:466 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 85 (1H,t,J = 4. 8 Hz,H-
14β) ,4. 13,3. 37(2H,d,J = 9. 6 Hz,H-18) ,
3. 43,3. 41(each 3H,s,OCH3) ,2. 17(1H,s,H-
17) ,2. 05(3H,s,COCH3) ,1. 06(3H,t,J =
7. 0 Hz,NCH2CH3)。
13 C-NMR (400 MHz,CDCl3)
数据见表 1。光谱数据与文献[6]报道的 6-epi-neoli-
nine-14-O-acetate (C25H39NO7)一致。
2. 2. 4 化合物 4 白色无定形粉末,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:450 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 85(1H,t,J = 4. 6 Hz,H-
14β) ,3. 32,3. 29(each 3H,s,OCH3) ,3. 14,3. 02
(2H,d,J = 9. 0 Hz,H-18) ,2. 73(1H,s,H-17) ,
2. 07(3H,s,COCH3) ,1. 18(3H,t,J = 7. 2 Hz,
NCH2CH3)。
13 C-NMR (400 MHz,CDCl3)数据见
表 1。光谱数据与文献[7,8]报道的 condelphine (C25
H39NO6)一致。
2. 2. 5 化合物 5 白色无定形粉末,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:408 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 85 (1H,d,J = 4. 6 Hz,H-
14β) ,4. 13,3. 48(2H,d,J = 9. 2 Hz,H-18) ,
3. 33,3. 26(each 3H,s,OCH3) ,3. 09(1H,s,H-
17) ,1. 05(3H,t ,J = 7. 1 Hz,NCH2 CH3)。
13 C-
NMR (400 MHz,CDCl3)数据见表 1。光谱数据与
文献[9]报道的 cammaconine (C23H37NO5)一致。
2. 2. 6 化合物 6 白色无定形粉末,结构式见图 1。
ESI-MS (+ )m/z:420 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(400 MHz,CDCl3)!:4. 78(1H,t,J = 4. 9 Hz,H-
14β) ,3. 24,3. 19(each 3H,s,OCH3) ,2. 88(1H,
s,H-17) ,2. 02(3H,s,COCH3) ,1. 02(3H,t,J =
7. 1 Hz,NCH2CH3)。
13 C-NMR (400 MHz,CDCl3)
数据见表 1。光谱数据与文献[10]报道的 14-acetyla-
conosine (C24H37NO5)一致。
2. 2. 7 化合物 7 白色无定形粉末,结构式见图 1。
化合物 R1 R2 R3 R4 R5
1 OCH3 CH2OCH3 H OH OH
2 OCH3 H H OH OH
3 OH CH2OH OCH3 OH OAc
4 OH CH2OCH3 H OH OAc
5 OCH3 CH2OH H OH OH
6 OCH3 H H OH OAc
7 OCH3 CH3 H OH OAc
图 1 化合物 1 ~7
ESI-MS (+ )m/z:434 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
0341
www. zgys. org 研究论文
(400 MHz,CDCl3)!:4. 80 (1H,t,J = 4. 9 Hz,
H-14β) ,3. 23,3. 22 (each3H,s,OCH3) ,2. 83
(3H,s,COCH3) ,1. 02(3H,t,J = 7. 1 Hz,NCH2
CH3) ,0. 85(3H,s,H-18)。
13 C-NMR (400 MHz,
CDCl3)数据见表 1。光谱数据与文献
[11]报道的 14-
O-acetylsachaconitine (C25H39NO5)一致。
2. 2. 8 化合物 8 白色无定形粉末,结构式见图 2。
ESI-MS (+ )m/z:348 ( [M + H]+ )。 1 H-NMR
(500 MHz,CDCl3) :7. 51 (1H,s,H-19) ,4. 89
(1H,d,J = 2. 0 Hz,H -14β) ,4. 12(1H,s,H-17) ,
3. 23,3. 36(each 3H,s,OCH3)。
13 C-NMR (500
MHz,C5D5N)数据见表 1。光谱数据与文献
[12]报
道的 liconosine A (C20H29NO4)一致。
图 2 化合物 8
表 1 化合物 1 ~8 的13C-NMR数据
carbon 1 2 3 4 5 6 7 8
1 85. 9d 86. 1d 73. 6d 72. 1d 86. 4d 86. 1d 85. 4d 82. 1d
2 26. 6t 26. 9t 25. 7t 29. 1t 25. 8t 26. 5t 26. 8t 23. 9t
3 33. 1t 30. 3t 31. 0t 29. 4t 32. 2t 30. 0t 38. 5t 25. 8t
4 40. 8s 46. 8d 37. 5s 36. 5s 39. 1s 36. 6d 34. 5s 37. 6s
5 46. 3d 37. 1d 45. 7d 41. 3d 45. 9d 48. 5d 46. 7d 53. 4d
6 25. 6t 30. 2t 82. 2d 25. 5t 24. 6t 29. 5t 25. 4t 27. 0t
7 46. 5d 46. 3d 52. 7d 45. 4d 45. 9d 46. 4d 47. 0d 46. 6d
8 73. 5s 73. 9s 72. 8s 74. 8s 72. 9s 74. 0s 74. 3s 72. 4s
9 47. 8d 48. 0d 46. 0d 44. 7d 46. 9d 46. 4d 53. 2d 46. 8d
10 46. 6d 40. 4d 45. 9d 43. 2d 45. 5d 35. 8d 38. 5d 41. 3d
11 49. 0s 49. 1s 48. 8s 48. 9s 48. 8s 48. 8s 48. 3s 48. 2s
12 29. 2t 29. 7t 29. 7t 26. 5t 27. 7t 29. 9t 28. 7t 30. 0t
13 39. 8d 45. 8d 37. 8d 37. 1d 37. 5d 44. 9d 45. 0d 46. 4d
14 75. 6d 75. 6d 76. 8d 76. 7d 75. 6d 76. 8d 76. 8d 75. 5d
15 40. 8t 40. 4t 38. 3t 41. 3t 38. 3t 41. 4t 41. 4t 38. 0t
16 83. 1d 83. 4d 83. 1d 82. 0d 82. 2d 81. 9d 82. 0d 85. 0d
17 62. 8d 63. 0d 62. 8d 63. 7d 63. 1d 62. 7d 59. 8d 62. 4d
18 79. 9t 70. 1t 78. 9t 68. 9t 25. 4q
19 53. 7t 50. 7t 56. 5t 56. 5t 53. 0t 56. 1t 56. 3t 165. 4d
NCH2CH3 49. 6t 49. 8t 49. 5t 48. 4t 49. 6t 50. 3t 49. 4t
NCH2CH3 13. 8q 13. 8q 13. 7q 13. 0q 13. 7q 13. 6q
C-1 55. 9q 56. 0q 56. 4q 56. 1q 56. 1q 56. 6q
C-6 56. 5q
C-16 56. 0q 56. 1q 56. 4q 56. 1q 56. 5q 56. 5q 56. 3q 56. 3q
C-18 59. 2q 59. 5q
14-COCH3 171. 2s 170. 5s 170. 8s 170. 8s
14-COCH3 20. 9q 21. 4q 21. 4q 21. 4q
3 讨论
乌头属植物根据其结构特点分为 C18型,C19型,
C20型二萜生物碱,其中主要以 C19型二萜生物碱为
主。C18型二萜生物碱结构上无 C-18 的碳原子,而
C19型二萜生物碱结构上均有碳原子。C20型二萜生
物碱骨架类型复杂多样,其绝大多数都具有环外双
键结构,共分为 7 类:阿替生(atisine)型、光翠雀碱
(denudatine)型、海替生(hetisine)型、海替定(heti-
dine)型、维特钦(veatchine)型、纳哌啉(napelline)
型、阿诺特啉(anopter-ine)型[13]。C18,C19型二萜生
物碱含氧取代基多在 C-1、C-8、C-14、C-16 上,且 C-
1、C-16 多为-OCH3取代,C-8 多为-OH 或-OAC 取
代,C-14 的取代基有-OH、-OAC 或-OBZ,为乌头属
植物二萜生物碱毒性基团。从碧江乌头中首次分离
得到 8 个二萜生物碱成分,均为 C18型和 C19型二萜
生物碱,其中 C19型二萜生物碱有 5 个,C18型二萜生
物碱有 3 个,主要以 C19型二萜生物碱为主,与乌头
属植物报道的二萜生物碱一致,其结构特征为 C-8
取代基均为-OH,C-14 主要以-OH、-OAC 为主,本研
究对认识碧江乌头提供了化学基础。
乌头属植物为剧毒类植物,其毒性成分为二萜
生物碱类成分,双酯类二萜生物碱毒性最强,双酯型
乌头碱类成分水解为单酯型乌头碱类,毒性减为双
酯型乌头碱的 l /200,继续水解为醇胺类乌头碱,毒
性为双酯型乌头碱的 l /2 000[14]。而该植物 C-8 取
代基均为-OH,C-14 主要以-OH、-OAC 为主,为单酯
型乌头碱类,因此毒性相对较小,为碧江乌头的安全
用药和开发利用提供化学基础。
参 考 文 献
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(2016-04-07 收稿 2016-05-17 修回)
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中国药师 2016 年第 19 卷第 8 期 China Pharmacist 2016,Vol. 19 No. 8