全 文 :收稿日期:2002-10-21;修改稿收到日期:2002-12-08
基金项目:西北师范大学科技创新工程资助项目(NWNU-KJXGC-005)
作者简介:郑尚珍 (1937—), 女 , 四川合江人 , 教授 , 硕士研究生导师.主要研究方向为天然有机化学及有机分析.
微孔草种子化学成分的研究
郑尚珍1 , 杨红澎1 , 孟军才2 , 马雪梅1 , 沈序维1
(1.西北师范大学 化学化工学院 , 甘肃 兰州 730070;2.南京大学 生命科学学院 , 江苏 南京 210093)
摘 要:从微孔草 (Microula sikkimenis Hemsl)种子中首次分离出 8 个已知化合物:β-谷甾醇(1)、 羽扇豆醇(2)、 白桦
脂醇(3)、 豆甾-4-烯-3-酮(4)、 豆甾-4-烯-3-二酮(5)、 羟基豆甾-4-烯-3 酮(6)、 诺米林(7)、 如忒文(8).报道了这
8个化合物的分离纯化和结构鉴定.
关键词:微孔草;植物化学成分;诺米林;甾醇化合物
中图分类号:O 629.9 文献标识码:A 文章编号:1001-988Ⅹ(2003)02-0054-04
Studies on the constituents from the seeds of M.sikkimensis H.
ZHENG Shang-zhen1 , YANG Hong-peng1 , MENG Jun-cai2 , MA Xue-mei1 , SHEN Xu-wei1
(1.College of Chemistry and Chemical Engineering , Northwest Normal University , Lanzhou 730070 , Gansu , China;
2.College of Life Science , Nanjing University , Nanjing 210093 , Jiangsu , China)
Abstract:Eight constituents were isolated from the extact of the seeds of M.sikkimensis H.for the first time.Structure
of them were elucidated by spectroscopic and chemical evidences as follows:β-sitosterol(1), lupeol(2), betvlinol(3),
stigmasta-4-ene-3-one(4), stigmasta-4-ene-3 , 6-dione(5), 6 β-hydroxylstigmasta-4-ene-3-one(6), normilin(7),
rutaevin(8).
Key words:Microula sikkimensis Hemsl;plant chemical constituent;normilin;sterol compounds
微孔草 (Microula sikkimenis Hemsl)属紫草科
一年生草本植物 , 主要分布于我国甘肃 、西藏 、 青
海等地.其种子油内含丰富的 γ-亚油酸及其他长
链不饱和酸 , 在民间有食用微孔草种子油的历史.
该植物生长适应性强 、分布广 , 是一种营养价值及
高的野生油料资源.笔者从微孔草种子中分离出的
4个新化合物已做报道[ 1 , 2] .此外 , 尚有 4个糖甙
类化合物在进一步确证之中.本文将对从该种子中
首次分离出的 8个已知化合物做相应报道.
1 实验部分
1.1 原材料 、 仪器与试剂
微孔草种子由甘肃省草原生态所提供 , 采自甘
肃天祝县 , 植物标本由甘肃草原生态所王钦研究员
鉴定.柱层析用硅胶 (150 ~ 200 目 , 200 ~ 300
目)、 GF254薄层层析硅胶由青岛海洋化工厂出品.
所用试剂均为分析纯 , 其中石油醚沸程为 60 ~
90℃.薄层板检测用 254 nm紫外灯 , 辅以喷洒 5%
H2SO4-EtOH 或 5%磷钼酸乙醇溶液后加热至 80 ~
100℃或用碘蒸气显色.Kofler微量熔点仪 (温度计
未较正);Alpha Centaur FT-IR红外光谱仪;日本岛
津 UV-300 型紫外分光光度计;Bruker FT-80A 和
Bruker AM-400 型超导核磁共振仪 (TMS 内标);
VG-ZAB-HS质谱仪;Opption型旋光仪.
1.2 提取与分离
干燥的微孔草种子 1.8 kg , 经石油醚脱脂后用
乙酸乙酯回流提取 , 每次100mL , 回收乙酸乙酯得
粗浸膏 35 g , 残渣待溶剂挥发后继续用甲醇提取
3次 , 减压回收甲醇得浸膏 12 g.乙酸乙酯部位浸
膏 (25 g)用 40 g 硅胶 (160 ~ 200目)拌匀 , 在红
外灯下挥去溶剂 , 用 600 g (200 ~ 300 目)硅胶湿
法装柱 , 以氯仿-甲醇 (100∶1 ~ 1∶2)梯度洗脱 ,
54
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第 39卷 2003 年第 2 期
Journal of Northwest Normal University (Natural Science) Vol.39 2003 No.2
粗分为3 个部分.P1 部分 (1.2 g)二次用硅胶柱
层析 , 石油-乙酸乙酯 (18∶1 ~ 3∶1)梯度洗脱 , 纯
化得化合物 1 、 2 、 3;P2 部分 (11.7 g)用硅胶柱
层析 , 氯仿-甲醇 (30∶1 ~ 1∶2)梯度洗脱 , 纯化精
制得化合物 4 、 5 、 6;P3 部分 (19.3 g)用硅胶柱
层析 , 氯仿-甲醇 (15∶1 ~ 1∶1)梯度洗脱 , 纯化精
制得化合物7 、 8.甲醇部位浸膏 (12 g)用硅胶柱
层析 , 氯仿 、甲醇 、 水梯度洗脱 , 分离得 4个化合
物 , 均与 Ehrlich 试剂呈阳反应 , 可能为柠檬苦素
糖甙 , 其结构尚在进一步确证中.
2 结构鉴定
化合物1 白色片状结晶(CHCl3), m.p.139 ~
140℃, Liebermenn-Burchard反应呈阳性 , 表明可能
为甾体 , FT-MS 给出[ M+ ]为m/z 414.IR显示有
OH(3 420 cm-1),双键 C C(1 660 cm-1), C—H
(2 869 cm-1 ,1 450 cm-1)存 在;EI-MS:m/z 414
[ M+ ] , 399 (M +-CH3 ), 396 (M+-H2O ), 381
(M +-H2O—CH3), 329(M +-H2O—CH3 —C4H4), 303 ,
273 , 255 (M +-H2O—C10H21), 231 , 213 , 145 等碎片 ,
与文献[ 3 ]报道的 β-谷甾醇一致 , 与标准品进行
TLC鉴定 , R f 值相同 , 混合溶点测定不下降 , 故
确定化合物1为 β-谷甾醇.
化合物2 白色粉末 (石油醚-丙酮), m.p.209
~ 210℃, Liebermenn反应呈阳性 , EI-MS 给出弱分
子离子峰[M +] m/z 426 , 结合元素分析推知其分子
式为 C30H50O , 质谱离子峰 EI-MS:[ M +] m/z 426 ,
411 ,393 ,383 ,220 ,207 , 189 , 43等特征峰提示此化合
物为羽扇豆烷型三萜醇[ 4 ] .IR(cm-1):3 210(—
OH), 1 598 , 884(C C);1HNMR(CDCl3 , TMS)δ×
10
-6 :0.78 ,0.83 ,0.94 ,0.97 ,1.03 ,1.05(各 3H , s , —
CH3),0.68 ~ 1.98(25H ,m ,脂肪氢), 2.40(H ,m ,烯丙
基氢),3.20(1H , m , C3 —H), 4.18 , 4.70(各 1H , J =
1.83 Hz , 烯氢);13 CNMR(CDCl3 , TMS)δ×10-6 :
38.2(C-1),50.6(C-2),78.90(C-3), 47.95(C-4), 48.0
(C-5), 38 , 70(C-6), 38.75(C-7), 42.89(C-8), 40.0
(C-9), 43.0(C-10), 34.5(C-11), 27.58(C-12), 34.9
(C-13), 40.8(C-14), 28.0(C-15), 27.54(C-16), 37.2
(C-17), 30.0(C-18),55.5(C-19),151.0(C-20), 21.0
(C-21),25.3(C-22),18.1(C-23),15.47(C-24), 14.65
(C-25), 16.20(C-26), 18.40(C-27), 15.95(C-28),
19.4(C-29),109.0(C-30).1HNMR在δ×10-6 :0.78 ,
0.83 ,0.94 ,0.97 ,1.03和 1.05显示6个角甲基侧链 ,
δ×10-6 3.20(dd ,1H , J =11 Hz和5Hz)则归属于 C3
位的竖键 α-质子 , 光谱数据与文献[ 5 ] 报道的羽
扇豆醇一致 , 故确定化合物 2为羽扇豆醇.
化合物 3 白色针状结晶 (丙酮), m.p.248 ~
250℃, Liebermenn反应呈阳性 , EI-MS 给出分子离
子峰 [M +] m/z 442 , 结合元素分析得分子式为
C30H50O2 .EI-MS:m/z 442[M +] ,424 ,411 ,399 ,235 ,
234 ,220 , 207 , 203 , 189 , 175 , 161 , 147 , 135 , 121 , 107 ,
95 ,81 , 55 ,43 , 41 , 其中碎片离子峰 m/z :189 , 203 ,
234 ,220等及低质量区的 43 ,41峰提示系统化合物
为羽扇豆烷型三萜醇 , m/z:424(M +-H2O), 411
(M +-CH2OH),393(M+-CH2OH —H2O), 说明分子中
含有 2 个羟基.IR(cm-1):3 400 , 1 640 , 1 385 ,
1 030 ,880;1HNMR(CDCl3 ,TMS)δ×10-6 :0.75(3H ,
s),0.82(3H , s), 0.97(6H , s),1.02(3H , s), 1.66(3H ,
s ,C C—CH3), 3.80(1H , dd , J =11 Hz 和 5 Hz ,
C3 —H), 上述数据与文献[ 6 ] 报道的白桦脂醇一
致.
化合物 4 无色针晶(石油醚-丙酮), m.p.91
~ 93℃, Zimmermann试验呈紫蓝色 , EI-MS显示分
子离子峰 m/z 412 , 结合元素分析确定分子式为
C29H48 O.UV λMeOhmax (nm):240 , 291;IR(cm-1):
1 680 , 1 600 , 870;1HNMR(CDCl3 , TMS)δ×10-6 :
0.71(3H , s , 18-CH3), 0.80(9H , d , J =6 Hz , 21 , 26 ,
27-CH3), 0.92(3H , t , 29-CH3), 1.18(3H , s , 19-CH3),
1.20(6H , 22 , 23 , 28-CH2 —), 5.60(1H , s , CH —);
EI-MS:m/z 412 [ M + ] , 397 (M +-CH3 ), 289
(M +-C8H11O),271(M +-C10H21), 124(C8H12O).IR显
示有 α, β-不饱和酮(1 680 cm-1)和三取代双键结构
(1 600 cm-1 ,870 cm-1).1HNMR 显示 6 个甲基信
号;质谱碎片峰 271(M +-C10H21)表明有饱和十碳边
链.上述光谱数据与文献[ 7 ] 报道的豆甾-4-烯-3-
酮一致 , 因此为同一化合物.
化合物 5 浅黄色针晶 (丙酮), m.p.168 ~
170℃;EI-MS给出分子离子峰 m/z 426 , 由元素分
析推出分子式 C29H46O2 ;UV λMeOHmax (nm):248 , 294 ,
312;IR(cm-1):1 670 , 1 595 , 870;1HNMR(CDCl3 ,
TMS)δ×10-6 :0.68(3H , s , 18—CH3), 0.80(9H ,d , J
=6 Hz , 21 , 26 , 27-CH3), 0.84(3H , t , 29-CH3), 1.14
(3H , s , 19-CH3), 1.21(6H , s , 22 , 23 , 28-CH2 —), 2.20
55
2003年第 2 期 郑尚珍等:微孔草种子化学成分的研究
2003 No.2 Studies on the constituents from the seeds of M.sikkimensis H.
~ 2.70(4H , m , —CH2 —CO);EI-MS:m/z 426
[M +] , 411(M+-CH3),408(M +-H2O),398(M +-CO),
285 (M +-C10 H21), 267 (M +-C10 H21 —H2O), 243
(C16H11O2),152(C9H12O2),137(C8H9O2), 上述光谱
数据与化合物 4相似 , 但在 1HNMR中 , 化合物 5
的烯质子信号在较低场处 , δ×10-6 2.20 ~ 2.70有
2个羰基邻位的活泼亚甲基信号 , 碎片峰 m/z 152
(C9H12O2)和基峰 137(C8H9O2)均显示 2个含氧官能
团处在相邻位置 , 由此推知该化合物为豆甾-4-烯-
3 ,6-二酮 , 与文献[ 8 ]报道的豆甾-4-烯-3 ,6-二酮光
谱数据一致.
化合物6 无色片状结晶 (丙酮), m.p.212 ~
214℃, Zimmermann试验显紫红色.UV λMeOHmax (nm):
242 , 316;IR(cm-1):3 450 , 1 680 , 1 600 , 870;
1
HNMR(CDCl3 ,TMS)δ×10-6 :0.70(3H , s ,18-CH3),
0.83(9H ,d , J =6 Hz ,21 ,26 ,27-CH3), 0.873(H , t , J =
5Hz ,29-CH3), 1.14(6H ,22 ,23 ,28-CH2 —), 4.28(1H ,
t , J =7 Hz , 6-CHOH —), 5.56(1H , s , CH—);EI-
MS:m/z 428[ M +] , 413(M +-CH3), 410(M +-H2O),
287(M +-C10H21), 245(M+-C13H27), 227(M +-C13H27 —
H2O),152(C9H12O2),139(C8H11O2), 上述光谱数据
与豆甾-4-烯-3-酮很相似 , 但在1HNMR中出现δ×
10
-6
4.28(1H , t , J =7 Hz)信号 , 归属于 6位羟基
氢 , 偶合常数说明该羟基处于 β位 , IR谱中出现
羟基吸收峰(3 450 cm-1), 结合分子离子峰 m/ z 428
及分子式 C29H48O2推断该化合物 6β羟基-豆甾-4-烯
-3-酮 , 其理化数据与自苦楝Meliazedarach 中分离的
6-hydroxylstigmasta-4-one-3-one 一致[ 9 ] .
化合物 7 白色片状结晶(cdec.MeOH),
m.p.269 ~ 271℃, 用 Ehrlich 试剂作用显示柠檬苦
素类化合物特征颜色反应[ 10] , IR光谱显示 β 取代
呋喃环(1 501 cm-1 , 876 cm-1), 羟基(1 760 cm-1 ,
1 750 cm
-1 , 1 747 cm-1 , 1 708 cm-1)及 C —CH3 骨架
振动(1 376 cm-1);FAB-MS 给出分子离子峰 m/z
515 [M ++1]结合元素分析确定分子式为C28H34O9 ;
1
HNMR(CDCl3 , TMS)δ×10-6 :1.09 , 1.18 , 1.33 ,
1.47 ,1.55(each 3H , s , 4 ,4 , 8 ,10 , 13-CH3),4.98(1H ,
brt ,H-1), 2.15(2H , dd , H-2), 2.10(1H , brs , H-5),
2.25 ,2.03(2H , dd , H-6), 3.18(1H , s , H-15), 5.42
(1H , brs ,H-17),7.38(2H ,m ,H-21 , 23), 6.32(1H ,m ,
H-22), 1.98(3H , s , acetatemethyl);13CNMR数据见
表1.在1HNMR中显示特征峰δ×10-6 :3.78(1H ,
s ,H-15), 6.33 , 7.40(3H , m , β-subtituent furan ring)及
5个甲基吸收峰δ×10-6 :1.09 , 1.28 , 1.33 , 1.47 ,
1.55 , 13 CNMR 亦提示 5 个甲基的存在 δ×10-6 :
17.2 ,17.2 ,20.8 ,23.4 , 33.5.FAB-MS 中离子碎片峰
m/z 454 , 提示失去一分子醋酸的裂解过程 , 与
Barton , Dreyer等分离鉴定的化合物 normilin[ 11] 相比
较 , 其光谱数据和物理数据基本一致.
表1 化合物 7和化合物 8的
13CNMR(CDCl3)化学位移数据
序号 化合物 7 化合物 8 序号 化合物 7 化合物 8
1 70.8 81.9 15 53.5 37.3
2 35.3 35.7 16 53.5 37.3
3 169.2 169.5 17 166.7 66.0
4 84.3 81.3 18 77.9 50.8
5 51.5 63.6 19 — 69.3
6 38.9 208.8 20 120.2 119.7
7 206.9 81.9 21 141.1 141.6
8 52.9 47.2 22 109.7 110.1
9 44.3 45.5 23 143.3 143.2
10 44.3 47.4 24 23.5 28.5
11 16.5 19.2 25 23.4 23.2
12 32.2 30.7 26 20.8 20.5
13 37.6 37.3 27 17.2 14.9
14 65.6 66.0 28 17.2
化合物 8 白色针状结晶 , m.p.320℃, 与
Ehrlich 试剂作用呈阳性 , 提示呋喃环的存在.
[ α] 20D -145°(c , 0.0005 ,MeOH), IR(cm-1):3 470 ,
1 772 ,1 746 , 1 714 , 1 504 , 1 385 ,882;FAB-MS:m/ z
487[M + +1] , 410 , 369 , 327 , 244 , 190 , 118;1HNMR
(CDCl3 ,TMS)δ×10-6 :0.64(3H , s , 8-CH3), 1.21 ,
1.36 ,1.43(each 3H , s , 4 , 4 , 13-CH3), 4.36(1H , brt ,
H-1),2.77(2H ,br ,H-2),3.12(1H , s ,H-5),4.35(1H ,
br ,H-7), 4.16(1H , s , H-15), 5.46(1H , brs , H-17),
4.27(2H , brd ,H-19),6.35 (1H ,m ,H-22), 7.43 , 7.44
(2H ,m ,H-21 ,23),3.85(1H , s , —OH).13CNMR数据
见表 1.IR光谱提示存在羟基(3 470 cm-1), 羰基
(1 772 cm-1 ,1 746 cm-1 ,1 714 cm-1), β-取代呋喃环
(1 504 cm-1 ,882 cm-1), 1HNMR谱出现柠檬苦素类
化合物特征吸收峰 δ×10-6 :5.46(1H ,brs , H-17),
6.35(1H , m , H-22), 7.43 , 7.44 (2H , m , H-21 , 23),
4.16(1H , s , H-15), FAB-MS 给出分子离子峰 487
[M ++1] , 结合元素分析确定该化合物分子式为
C26H30O 9 .比较化合物 8与化合物 cyclocalamin[ 12] 的
13
CNMR数据 , 发现 C-6 , C-7 , C-8 , C-9 ,C-14 和C-15
56
西 北 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 第 39 卷
Journal of Northwest Normal University (Natural Science) Vol.39
数据无较大差异 , 根据柠檬苦素类化合物取代归
律 , 推 知化 合 物 8 与 cyclocalamin 一样 具 有
6-keto-7β-hydroxyl结构 , 与化合物 7 β-limonol 的
13
CNMR数据比较 , 发现 C-4化学位移向低场移动
1.6×10-6 , 说明化合物 8具有 5β-H.综上所述推
断该化合物为文献[ 13] 报道的从植物 rutaceae 和
meliacean中分离鉴定的 rutaevin , 对照其光谱数据
及物理常数基本一致.
参考文献:
[ 1 ] Zheng S Z , Meng J C , Shen X W , et al.Two new
limonoids from the seeds Sikkkimensis H[ J] .Planta Med ,
1997 , 63:379.
[ 2 ] Zheng S Z , Meng J C , Shen X W , et al.Two new
limonoids from the seed Sikkkimensis H [ J] . Indian J
Chem , 1997 , 36B(4):374.
[ 3 ] 国家医药管理局中草药情报中心站.植物药有效成
分手册[ Z] .北京:人民卫生出版社 , 1986.968.
[ 4 ] Budzikiewicz H , Wilson J M , Djerassi C.Mass
spectrometry in structural and stereochemical problems ⅩⅩ
≫ pentacyclic triterpenes[ J] .J Am Chem Soc , 1963 ,
85:3688.
[ 5] Razdin T K , Narkar S , Qadri B , et al.Lupene
derivatives from Skimmia laureola [ J] .Phytochemistry ,
1988 , 27(6):1890.
[ 6] 林级田 , 李惠敏 , 余竟光.傣药扭序花化学成分的
研究[ J] .中草药 , 1983 , 14(8):337.
[ 7] Lavie D , Shvo Y , Gottlieb O R, et al.Constituents of
Ecballium elaterium (ⅩⅥ ) stereochem problems in the
cucurbitacins[ J] .J Chem Soc , 1963:5001.
[ 8] Ripperger H.Aporphine alkaids from Mahonia aquifolium
[ J] .Pharmazie , 1978 , 33(1):82.
[ 9] Nair M G , Chang F G.Chemical constituents of
Meliazedarach[ J] .Phytochemistry , 1973 , 12:903.
[ 10] Dreyer D L.Application of nuclear magnetic resonance to
structural and streeochem problems [ J] .J Org Chem ,
1965 , 30:749.
[ 11] Dreyer D L.Constituents of Thammosma montana [ J] .
Phytochemistry , 1966 , 5:367.
[ 12] Bennett R D , Hasegawa S.Limonoids of calamondin seeds
[ J] .Tetrahesron , 1981 , 37(1):17—24.
[ 13] Nakatani M , Takao H , Glaucin B , et al.A new bitter
limonoid from Evodia grauca[ J] .Phytochemistry , 1988 ,
27(5):1429—1432.
(责任编辑 惠松骐)
(上接第 47页)
[ 4 ] Nakamura I , Sugihara S , Takeuchi K.Mechanism for NO
photooxidation over the oxygen-deficient TiO2 powder under
visible light irradiation[ J] .Chem Lett , 2000 , 347(11):
1276—1277.
[ 5 ] Su B T , He Y F , Li X Y , et al.Photocatalytic oxidation
of cyclohexane on nanometer TiO2 particles[ J] .Indian J
Chem , 1997 , 36A:785—788.
[ 6 ] 苏碧桃 , 孙丽萍 , 孙巧珍 , 等.二氧化钛纳米催化
剂的合成及其光催化性能[ J] .兰州大学学报(自然
科学版), 2000 , 36(6):75—78.
[ 7 ] Chen H , Jing X L, Su B T , et al.Preparation of Fe3+-
doped TiO2 nanoparticles and their photocatalytic activities
[ J] .Indian J Chem , 2000 , 39A(7):685—689.
[ 8 ] 苏碧桃 , 常 月 , 张 力 , 等.纳米 TiO2/碳化树脂
复合催化剂的合成及其光催化性能研究[ J] .高等学
校化学学报 , 待发.
[ 9] 冯良荣 , 谢卫国 , 吕绍洁 , 等.纳米 TiO2 催化剂微
晶结构对光催化反应的影响[ J] .中国科学(A 辑),
2001 , 31(6):536—541.
[ 10] 王艳芹 , 张 莉 , 程虎民 , 等.掺杂过渡金属离子
的 TiO2 复合纳米粒子光催化剂罗丹明 B的光催化降
解[ J] .高等学校化学学报 , 2000 , 21(6):958—960.
[ 11] 范崇政 , 肖建平 , 丁延伟.纳米 TiO2 的制备与光催
化研究进展[ J] .科学通报 , 2001 , 46(4):265—273.
[ 12] Mathews R W.Kinetic of photocatalytic oxidation of organic
solutes overtitanium dioxide [ J] .J Catal , 1988 , 111:
264—272.
(责任编辑 惠松骐)
57
2003年第 2 期 郑尚珍等:微孔草种子化学成分的研究
2003 No.2 Studies on the constituents from the seeds of M.sikkimensis H.