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湖北巴戟天的成分研究



全 文 :收稿日期:2013-04-05; 修订日期:2013-10-21
基金项目:国家自然科学基金( No. 81373299) ;
武汉科技大学青年基金项目( No. 2010xz024)
作者简介:杨曦亮( 1980-) ,女( 汉族) ,湖北武汉人,武汉科技大学医学院
讲师,博士学位,主要从事天然产物的提取分离和活性研究工作.
* 通讯作者简介:张 鹏( 1979-) ,男( 汉族) ,重庆人,华中科技大学同济
医学院药学院副教授,博士学位,主要从事天然产物活性物质基础研究工
作.
湖北巴戟天的成分研究
杨曦亮1,2,张 鹏2* ,吴继洲2
(1.武汉科技大学医学院药学系,湖北 武汉 430065;
2.华中科技大学同济医学院·药学院,湖北 武汉 430030)
摘要:目的 研究湖北巴戟天的 Damnacanthus officinarum Huang ( DOH) 根的 95%乙醇提取物中的成分。方法 对湖北巴
戟天根的 95%乙醇提取物依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,萃取物经硅胶、高效液相色谱法等现代分离方法进行
了分离纯化,利用现代波谱学方法对其结构进行了鉴定。结果 从湖北巴戟天中分离得到 9 个化合物,分别为 β -谷甾醇
( Ⅰ) 、二十四烷酸( Ⅱ) 、1 -羟基 - 2 -羟甲基蒽醌( Ⅲ) 、齐墩果酸乙酸酯( Ⅳ) 、茜素二甲醚( Ⅴ) 、百眼藤 A( Ⅵ) 、β -胡
萝卜苷( Ⅶ) 、2 -羟基 - l -甲氧基蒽醌( Ⅷ) 、2,5 -二羟基 - 1 -甲氧基 -蒽醌( Ⅸ) 。结论 化合物Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ为
首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从虎刺属植物中得到。
关键词:湖北巴戟天; 化学成分; 结构鉴定; 分离
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2014. 01. 009
中图分类号:R284. 1; R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2014) 01-0020-03
Research on the Chemical Constitueats of Damnacanthus officinarum
YANG Xi-liang1,2,ZHANG Peng2* ,WU Ji-zhou2
( 1. Department of Pharmacy,School of Medicine,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan
430065,China; 2. College of Pharmacy,Tongii Medical College,Huazhong University of Science & Technolo-
gy,Wuhan 430030,China)
Abstract: Objective To study the constituents from 95% ethanol extract of Damnacanthus officinarum Huang ( DOH) . Meth-
ods 95% ethanol extract of Damnacanthus officinarum Huang ( DOH) was extracted by the petroleum ether ,Ethyl acetate and n
- butanol. The compounds were isolated by means of chromatography on silica gel and HPLC and the structures of them were i-
dentified by spectroscopic analysis. Results Nine compounds were isolated as β - sitosteol,Lignoceric acid,1 - hydroxy - 2 -
hydroxy - methylanthraquinone,oleanolic acid acetate,alizarin dimethyl ether,Morinda parvin A,daucosterol,2 - hydroxy - 1 -
methoxyanthraquinone,2,5 - dihydroxy - 1 - methoxyanthraquinone. Conclusion CompoundsⅡ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ were ob-
tained from the Damnacanthus officinarum Huang for the first time,and were discovered from the Damnacanthus species for the
first time.
Key words: Damnacanthus officinarum Huang; Chemical constituents; Structure identification; Separation
湖北巴戟天,为茜草科植物虎刺 Damnacanthus officinarum
Huang,DOH的干燥根,故称“四川虎刺”[1]。在湖北恩施地区长
期作巴戟天药用,故又名恩施巴戟。民间广泛药用证实其具有补
肾阳、强筋骨、祛风湿之功能,临床上用于治疗阳萎、风湿痹痛、少
腹冷痛、腰膝酸痛等疾病[2,3]。研究表明湖北巴戟天中主要是蒽
醌类成分。包括 5 - 羟基百眼藤素 A(5 - hydroxymorindaparvin
A),百眼藤 A(Morindaparvin A),1 -羟基 - 2 -甲基蒽醌(1 - hy-
droxy - 2 - methylanthraquinone)、大黄素甲醚(Physcion)等。本课
题组对湖北巴戟天进行了系统的成分研究,分离得到 9 个化合
物,其中二十四烷酸(Ⅱ)、齐墩果酸乙酸酯(Ⅳ)、茜素二甲醚
(Ⅴ)、百眼藤 A(Ⅵ)、β -胡萝卜苷(Ⅶ)、2,5 -二羟基 - 1 -甲氧
基 -蒽醌(Ⅸ)为首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从虎
刺属植物中得到。
1 仪器和试药
湖北巴戟天于 2010 年 5 月采自于湖北恩施地区;样品经中
科院武汉植物所李建强教授鉴定为茜草科植物四川虎刺 Damna-
canthus officinarum Huang的根,标本现存于华中科技大学同济药
学院天然药物化学实验室。AG285 电子分析天平(瑞士 Mettler
- Toledo公司);岛津 LC - 10ATVP 高效液相色谱(日本岛津公
司);RE - 52AA 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);Bruker
AM核磁共振仪 (德国 Bruker 公司,400MHz,TMS 为内标);薄层
色谱及柱色谱用硅胶(青岛海洋化工厂分厂);液相色谱用甲醇
为色谱纯;水为双蒸水,其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2. 1 提取和分离 干燥湖北巴戟天根 30kg 粉碎成粗粉,采用多
功能提取罐的提取罐用 95%乙醇加热回流提取 3 次,每次 3 h,
合并滤液,浓缩回收乙醇至无醇味,得 DOH 根的流浸膏提取物。
用适量的水将根浸膏混悬后,加入约等体积的石油醚萃取,得到
石油醚部位萃取液,反复多次,直到萃取液几乎无色。再依次换
乙酸乙酯、正丁醇进行萃取。依次得到石油醚、乙酸乙酯、正丁醇
和剩余水部位的萃取液。蒸发回收有机试剂,合并萃取液,依次
得到各溶剂的提取物浸膏。得到根部位(ER)总膏 402. 0g,石油
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时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 1 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 1
醚(PR)部位 40. 1g,乙酸乙酯(CR)部位 37. 5g,正丁醇(BR)部位
120. 0g,水(AR)部位 167. 9g[4]。石油醚萃取部位利用硅胶柱色
谱层析,分别以石油醚 -乙酸乙酯、乙酸乙酯 -甲醇系统梯度洗
脱,各馏分再以硅胶柱层析、重结晶等分离手段从中分离得到 4
个化合物,化合物(Ⅰ)(19. 8mg)、化合物(Ⅱ)(20. 0mg)、化合物
(Ⅲ)(12. 4mg)、化合物(Ⅳ)(14. 0mg)。乙酸乙酯萃取部位利用
硅胶柱层析,以石油醚 -乙酸乙酯 -甲醇系统梯度洗脱。各馏分
再以硅胶柱层析、重结晶等分离手段从中分离得到 3 个化合物,
化合物(Ⅴ)(5. 0mg)、化合物(Ⅵ)(5. 8mg)、化合物(Ⅶ)(22. 2
mg)。正丁醇部位利用硅胶柱层析,以石油醚 -乙酸乙酯系统梯
度洗脱,经制备型 HPLC分离从中分离得到 2 个化合物,化合物
(Ⅷ)(3. 1mg)、化合物(Ⅸ)(2. 3mg)。
2. 2 结构鉴定
2. 2. 1 化合物Ⅰ 白色针状结晶(石油醚 -乙酸乙酯),微溶于
甲醇,易溶于吡啶、DMSO,m. p. 133 ~ 134℃。Liebermann - Bur-
chard反应阳性,提示存在甾体母核。化合物与标准品 β -谷甾
醇进行薄层层析,在三种溶剂系统中两化合物薄层行为一致,不
分离;化合物与标准品 β -谷甾醇混合熔点不降,与文献报道[5]
对照,确定其为 β -谷甾醇。
2. 2. 2 化合物Ⅱ 白色粉末晶体(石油醚 -乙酸乙酯)。m. p. 73
~ 74℃。13C - NMR显示 24 个碳信号,DEPT谱表明化合物Ⅱ有 1
个 CH3(δ14. 14),1 个羰基碳(δ179. 55),其余 22 个碳信号均为
CH2。根据
1H - NMR 和13 C - NMR 数据表明该化合物是一个典
型的饱和脂肪酸类化合物。1H - NMR(400MHZ,CDCl3):δ2. 33
(2H,t,- CH2 - COOH),1. 64 (2H,m,- CH2 - CH2 - COOH),
1. 26 (40H,m,- CH2 -),0. 88 (3H,t,H - 1,J = 6. 8 Hz,-
CH3)。与文献对照
[6]确定化合物Ⅱ为二十四烷酸,分子量为 C24
H48O2,该化合物是首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从虎
刺属植物中得到。
2. 2. 3 化合物 Ⅲ 红色结晶(石油醚 - 乙酸乙酯),易溶于吡
啶。13C - NMR显示化合物Ⅲ中有 15 个 C 信号,其中 δC 189. 78
和 182. 77 处是 2 个羰基碳信号,结合 DEPT 谱和 1H - NMR,推
测该化合物为蒽醌类化合物,分子式为 C15 H10 O4。
1H - NMR
(400MHz,CDCl3)δ:13. 23(1H,s),8. 34 - 8. 36(2H,m,H -5,H -
8) ,8. 31(1H,d,J = 8. 8Hz,H - 4) ,8. 06(1H,d,J = 8. 8Hz,H -
3) ,7. 71 - 7. 72(2H,m,H - 6,H - 7) ,5. 26(2H,s,2 - CH2OH),
通过对化合物 DOH Ⅲ 的 1H - 1H COSY,HSQC,HMBC 及
NOSEY谱图分析,对 15 个碳的化学位移值进行了归属。13 C -
NMR (100MHz,CDCl3)δ:160. 3(C - 1),140. 05(C - 2) ,134. 40
(C - 3) ,119. 94(C - 4) ,127. 79(C - 5) ,135. 42(C - 6) ,134. 56
(C - 7) ,127. 44(C - 8) ,189. 78(C - 9) ,182. 77(C - 10) ,134. 01
(C - 11) ,132. 56(C - 12) ,116. 06(C - 13) ,134. 75(C - 14) ,
59. 22(2 - CH2OH)。上述数据和文献[7]报道的化合物 1 -羟
基 - 2 -羟甲基蒽醌波谱数据一致,所以确定化合物Ⅲ为 1 -羟
基 - 2 -羟甲基蒽醌。
2. 2. 4 化合物Ⅳ 无色针状结晶(乙酸乙酯),Liebermann - Bur-
chard反应阳性,Molish 反应阴性,m. p. 253 ~ 254℃。13 C - NMR
和 DEPT 谱共同表明化合物有 30 个碳信号,1H - NMR
(400MHz,CDCl3)δ:0. 75(3H,s),0. 85(3H,s) ,0. 87(3H,s) ,
0. 91(3H,s) ,0. 93(3H,s) ,0. 94(3H,s) ,1. 13(3H,s) ,2. 06(3H,
s) ,2. 82(1H,m) ,4. 50(1H,dd) ,5. 28(1H,t)。13 C - NMR
(100MHz,CDCl3)δ:37. 0(C - 1),32. 5(C - 2) ,80. 9(C - 3) ,
38. 0(C - 4) ,55. 2(C - 5) ,18. 1(C - 6) ,33. 8(C - 7) ,39. 2(C -
8) ,47. 5(C - 9) ,37. 7(C - 10) ,23. 4(C - 11) ,122. 5(C - 12) ,
143. 6(C - 13) ,41. 5(C - 14) ,32. 5(C - 15) ,23. 5(C - 16) ,46. 5
(C - 17) ,39. 2(C - 18) ,45. 8(C - 19) ,30. 7(C - 20) ,32. 4(C -
21) ,27. 6(C - 22) ,28. 0(C - 23) ,16. 7(C - 24) ,15. 4(C - 25) ,
17. 2(C - 26) ,25. 9(C - 27) ,184. 1(C - 28) ,33. 0(C - 29) ,22. 9
(C - 30) ,21. 4(C - 31) ,171. 1(C - 32)。1H - NMR 和13 C - NMR
数据与文献对照[8]一致,与文献报道的碳谱和氢谱数据基本一
致,确定化合物Ⅳ为齐墩果酸乙酸酯,分子式为 C32H48O3,该化合
物是首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从虎刺属植物中得
到。
2. 2. 5 化合物Ⅴ 黄色针晶(石油醚 - 乙酸乙酯),易溶于氯
仿。13C - NMR显示中有 16 个 C信号,其中 δC 183. 0 和 182. 5 处
是 2 个羰基碳信号,可知无 α 酚羟基与 OH 螯合。结合13 C -
NMR和 1H - NMR,推测该化合物为蒽醌类化合物,分子式为 C16
H12O4。
1H - NMR(400MHz,CDCl3)δ:8. 26(2H,m,H - 5,8),7.
77(2H,m,H - 6,7)4. 89(3H,s,- OCH3),3. 98(3H,s,-
OCH3)。
13C - NMR(100MHz,CDCl3)δ:142. 7(C - 1),158. 6(C -
2) ,115. 9(C - 3) ,125. 4(C - 4) ,126. 8(C - 5) ,134. 7(C - 6) ,
134. 3(C - 7) ,127. 2(C - 8) ,183. 0(C - 9) ,182. 5(C - 10) ,
134. 9(C - 11) ,133. 7(C - 12) ,112. 0(C - 13) ,133. 7(C - 14) ,
62. 2(C - 15) ,60. 8(C - 16)。结合氢谱上无酚羟基信号出现,且
有 2 个甲氧基取代,推测化合物为 1,2 -二甲氧基蒽醌。上述数
据和文献[9]报道波谱数据一致,所以确定化合物Ⅴ为 1,2 -二
甲氧基蒽醌,即茜素二甲醚 (Alizarin dimethyl ether)。该化合物
是首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从虎刺属植物中得
到。
2. 2. 6 化合物Ⅵ 黄色针晶(石油醚 -乙酸乙酯),易溶于乙酸
乙酯,m. p. 236 ~ 237℃。紫外灯下呈亮黄色荧光。13 C - NMR 和
DEPT谱共同表明化合物有 15 个碳信号,2 个羰基碳,1 个 CH2,6
个 CH,6 个季碳。其中 δC 181. 54、181. 84 是 2 个 C = O信号,结
合1H - NMR,推测该化合物为蒽醌类化合物,且无羰基与 OH 螯
合,分子式为 C15 H8O4。1H - NMR(400MHz,CDCl3)δ:8. 31 -
8. 33(2H,m,H - 5,8),7. 98 (1H,d,J = 8. 0 Hz) ,7. 79 - 7. 81
(2H,m,H -6,7) ,7. 15,7. 17 (1H,d,J = 8. 0 Hz) ,6. 33 (2H,d,J
= 2. 8 Hz)。故推测在苯环另一侧蒽醌母核上为邻位偶合,且提
示存在二氧亚甲基团,连接位置为 1,2 位。13 C - NMR(100MHZ,
CDCl3)δ:148. 05(C - 1),154. 13(C - 2) ,112. 52(C - 3) ,124. 14
(C - 4) ,127. 05(C - 5) ,133. 87(C - 6) ,133. 65(C - 7) ,127. 29
(C - 8) ,181. 54(C - 9) ,181. 84(C - 10) ,136. 42(C - 11) ,
134. 03(C - 12) ,127. 42(C - 13) ,133. 87(C - 14) ,104. 00(-
OCH2O -)。根据以上数据与文献对比,我们确认其为 1,2 -
methylenedioxyanthraquinone (1,2 -亚甲基二氧基蒽醌),又称为
百眼藤 A (Morindaparvin A)[3]。
2. 2. 7 化合物Ⅶ 白色片状结晶(乙酸乙酯 -甲醇),易溶于吡
啶,m. p. 297 ~ 298°C (甲醇). 1H - NMR (400 MHz,C5D5N)δ:
5. 36 (1H,brs,C6 - H),5. 09 (1H,d,C1 - H) ,4. 02 ~ 4. 60 (6H,
m) ,0. 88 - 1. 00 (15H,5 × - CH3),0. 67(3H,S,- CH3)。通过
对化合物Ⅶ的 1H - 1H COSY,HSQC,HMBC 及 NOSEY 谱图分
析,对 35 个碳的化学位移值进行了归属。13 C - NMR (100 MHz,
C5D5N)δ:37. 9(C - 1),29. 9(C - 2) ,78. 9(C - 3) ,39. 8(C - 4) ,
141. 4(C - 5) ,122. 4(C - 6) ,32. 7(C - 7) ,32. 5(C - 8) ,50. 8(C
-9) ,37. 4(C - 10) ,21. 7(C - 11) ,40. 4(C - 12) ,42. 9(C - 13) ,
57. 3(C - 14) ,26. 8(C - 15) ,24. 9(C - 16) ,56. 7(C - 17) ,12. 6
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 1 时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 1 期
(C - 18),19. 8(C - 19) ,36. 9(C - 20) ,19. 4(C - 21) ,30. 7(C -
22) ,34. 7(C - 23) ,46. 5(C - 24) ,28. 7(C - 25) ,19. 6(C - 26) ,
19. 8(C - 27) ,23. 8(C - 28) ,12. 4(C - 29) ,103. 0 (C - 1') ,75. 8
(C - 2') ,79. 1(C - 3') ,72. 2 (C - 4') ,78. 5 (C - 5') ,63. 3 (C - 6
')。化合物 DOHⅦ与文献上[5]记载的 β -胡萝卜苷的物理特性
和光谱数据一致,分子式为 C35H60O6,与胡萝卜苷对照品共薄层,
三种溶剂系统展开 Rf值一致,混合后测定熔点不下降,因此可确
定其为 β -胡萝卜苷。
2. 2. 8 化合物Ⅷ 黄色针晶(石油醚 - 乙酸乙酯),易溶于甲
醇。13C - NMR 和 DEPT 谱共同表明化合物有 15 个 C 信号,2 个
羰基碳,1 个 CH3,6 个 CH,6 个季碳。结合
1H - NMR 和13 C -
NMR推测分子式为 C15H10O4。
1H - NMR (100 MHz,CD3OD)δ:
8. 18 - 8. 23(2H,m,H -5,8),8. 01 (1H,d,J = 8. 6 Hz) ,7. 80 - 7.
82(2H,m,H -6,7) ,7. 27 (1H,d,J = 8. 6 Hz) ,3. 92(3H,s)。对
15 个碳的化学位移值进行了归属,13 C - NMR(100MHZ,CD3OD)
δ:147. 64(C - 1),157. 76(C - 2) ,121. 00(C - 3) ,125. 06(C -
4) ,126. 40(C - 5) ,133. 54(C - 6) ,133. 47(C - 7) ,126. 05(C -
8) ,182. 77(C - 9) ,182. 06(C - 10) ,132. 85(C - 11) ,134. 71(C
- 12) ,126. 43(C - 13) ,127. 06(C - 14)。1H - NMR 和13 C - NMR
数据与文献对照[7]一致,故鉴定该化合物为 2 -羟基 - l -甲氧
基蒽醌。
2. 2. 9 化合物Ⅸ 黄色针晶(石油醚 -乙酸乙酯),易溶于甲醇。
根据13C - NMR和 DEPT谱提示化合物有 15 个 C信号,2 个羰基
碳,1 个 CH3,5 个 CH,7 个季碳信号。
1H - NMR (400MHZ,
CD3OD)δ :12. 69(1H,s,OH),8. 14,8. 16(1H,d,J = 8. 4 Hz,H
-4) ,7. 76,7. 79(1H,dd,H -8) ,7. 66(1H,t,H -7) ,7. 36,7. 38
(1H,d,J = 8. 4 Hz,H - 3) ,7. 30(1H,dd,H - 6) ,4. 03(3H,s,2
- OCH3),6. 79(1H,s,OH)。综合以上信息,推测蒽醌 ABC 偶
合系统与一个 α 位酚羟基比邻,另一侧的蒽醌母核上根据质子
氢的偶合常数判断为邻位偶合,故 1 位为甲氧基,2 位是酚羟基
取代。通过对化合物Ⅸ的1H - 1H COSY,HSQC,HMBC及 NOSEY
谱图分析,确定分子式为 C15H10 O5。对 15 个碳的化学位移值进
行了归属。13C - NMR (100MHz,CD3OD)δ:153. 34(C - 1),
147. 21(C - 2) ,121. 01(C - 3) ,125. 60(C - 4) ,158. 40(C - 5) ,
119. 54(C - 6) ,135. 40(C - 7) ,126. 03(C - 8) ,188. 07(C - 9) ,
182. 11(C - 10) ,128. 85(C - 11) ,140. 71(C - 12) ,126. 67(C -
13) ,130. 18(C - 14) ,62. 33(- OCH3)。1H - NMR 和
13 C - NMR
数据与文献对照[10],波谱数据一致,故鉴定化合物为 2,5 -二羟
基 - 1 - 甲氧基 - 蒽醌(2,5 - dihydroxy - 1 - methoxyanthraqui-
none)。该化合物是首次从湖北巴戟天植物中发现,也是首次从
虎刺属植物中得到。
3 讨论
湖北巴戟天与国药巴戟天分属于虎刺属和巴戟天属植物,但
同属于茜草科植物。在巴戟天的主要活性成分中,分离得到 9 个
化合物,6 个为首次从湖北巴戟天中分离得到,也是首次从虎刺
属植物中得到。其中包括 5 个蒽醌类成分,一个五环三萜类。醌
类也是国药巴戟天的重要活性成分,以上分离结果说明,茜草科
虎刺属植物与巴戟天属植物亲缘关系密切。本课题进一步丰富
了湖北巴戟天的物质基础,提供了民间用药基础,对湖北巴戟天
的研究与深入开发奠定了科学基础。
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时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 1 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 1