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猴耳环化学成分的分离与鉴定



全 文 :猴耳环化学成分的分离与鉴定
陈昱桦
收稿日期:2015-08-06
(天津医科大学总医院,天津 300012)
摘 要 目的:对猴耳环嫩枝及叶 70%乙醇 -水提取物的化学成分进行分离鉴定。方法:利用多种色谱法对提取物
进行分离,通过理化性质、波谱数据分析等方法,鉴定了化合物的结构。结果:从猴耳环嫩枝及叶 70%的醇提物中分离到
8 个已知单体化合物(Ⅰ ~Ⅷ) ,光谱法鉴定结构分别为(+)-儿茶素(Ⅰ)、(-)-(2S)- 5,7,3,4,5 -五羟基黄烷
(Ⅱ)、(-)-(2R)- 5,7,3,4,5 -五羟基黄烷 - 7 -没食子酸酯(Ⅲ)、(-)-(2R,3R)-表没食子儿茶素 - 3 - O -没
食子酸酯(Ⅳ)、3 -(4 -羟基 - 3,5 -二甲氧基)-苯基 - 1,2 -二丙醇(Ⅴ)、3 -(4 -羟基 - 3 -甲氧基)-苯基 - 1,
2 -二丙醇(Ⅵ)、绿原酸乙酯(Ⅶ)、4 - O - β - D -吡喃葡萄糖基反式肉桂酸(Ⅷ)。结论:化合物Ⅴ ~Ⅷ为首次从该属植
物中分离得到。
关键词 猴耳环,化学成分,结构鉴定
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1006-5687(2015)06-0005-04
Isolation and identification of chemical constituents from Pithecellobium Clypearia Bemth
Chen Yuhua
(Tianjin Medical University General Hospital,Tianjin 300012)
ABSTRACT Objective:To study the chemical constituents of the extracts with 70% ethanol - water from the twigs and leaves of
Pithecellobium Clypearia Bemth. Methods:The compounds were isolated with macroporous resin,polyamide,ODS,Sephadex
LH - 20,HPLC,etc. their structures were identified by means of spectral data and literature. Results:The chemical structures of
8 compounds were elucidated as(+)- catechin(I),(-)-(2S)- 5,7,3,4,5 - pentahydroxyflavan(II),(-)-(2R)- 5,
7,3,4,5 - pentahydroxyflavan(III),(-)-(2R,3R)- epigallocatechin - 3 - O - gallate(IV),3 -(4 - hydroxy - 3,5 - di-
methoxyphenyl)- propane - 1,2 - diol(V),3 -(4 - hydroxy - 3 - methoxyphenyl)- propane - 1,2 - diol(VI),chlorogenic
acid ethyl ester(VII),4 - O - β - D - Glucopyranosyl - trans - p - coumaric acid(VIII). Conclusion:Compounds V ~ VIII were
isolated from this genus for the first time.
KEY WORDS Pithecellobium Clypearia Bemth,chemical constituents,structure identification
猴耳环(Pithecellobium clypearia Benth)为豆科含
羞草亚科猴耳环属植物,又名落地三钱、蛟龙木、鸡三
树、围诞树,主要分布于我国华南、西南等地[1]。其叶、
果实、种子均可入药,功能清热解毒、凉血消肿、止
泻[2],民间外用于烧伤、烫伤、疮痈疖肿的治疗[3]。现
代临床其主要用于治疗上呼吸道感染、急性胃肠炎、急
性咽喉炎、急性扁桃体炎,并有明显的抗流感病毒作
用[4 - 7]。目前,国内外已有学者从该属植物中分离得
到黄酮类、三萜和甾体类、挥发油类、酚酸类等多种化
学成分。但总体来说,对于猴耳环化学成分的研究水
平还相对较低,为进一步研究猴耳环的化学成分,作者
应用现代分离技术,从其 70%乙醇提取物中分离纯化
得到了 8 个化合物,经用现代波谱分析等方法鉴定了
各化合物的结构,其中,化合物Ⅴ ~Ⅷ为首次从该属植
物中分离得到。
1 材料和方法
1. 1 实验仪器 核磁共振波谱仪 (Bruker ARX 400
NMR spectrometer,TMS 作为内标) ;ESI - MS (Bruker-
micromass Q - Tof mass spectrometer) ;高效液相色谱仪
(HITACHI,检测器 655 variable wavelenth UV Monitor;
Waters,检测器 2489 UV /Visible Detector) ;分析色谱柱
(YMC ODS - A,150 mm × 4. 6 mm,5 μm) ;制备色谱
柱 (YMC ODS - A,250 mm × 10 mm,5 μm) ;CD 光谱
仪 (Bio - Logic MOS 450)。
1. 2 实验材料 猴耳环药材(产自广西,经鉴定为猴
耳环的嫩枝和叶)。薄层色谱硅胶 H、GF254(青岛海洋
化工厂) ;柱色谱硅胶(100 ~ 200 目,200 ~ 300 目,青岛
海洋化工厂) ;ODS 柱色谱填料 (60 ~ 80 μm,德国
Merck) ;Sephadex LH - 20 (北京绿百草) ;D101 大孔
吸附树脂 (天津大学化工厂) ;常规用试剂均为AR级。
1. 3 实验方法 取猴耳环干燥枝叶 8 kg,经体积分数
为 70%乙醇溶液加热回流提取 3 次,合并提取液并减
压回收溶剂,得浸膏 350 g,浸膏用水混悬后,经 D101
大孔吸附树脂分别以水和体积分数 30%、60%、90%乙
5天津药学 Tianjin Pharmacy 2015 年 第 27 卷 第 6 期
醇水溶液洗脱。取体积分数为 60%乙醇洗脱物经过
硅胶柱色谱、Sephadex LH - 20 柱色谱、ODS 柱色谱洗
脱,再经反相半制备型高效液相色谱仪纯化。
2 结果
共分离得到化合物Ⅰ19 mg,Ⅱ 66 mg,Ⅲ 29 mg,
Ⅳ 38 mg,Ⅴ 5 mg,Ⅵ 19 mg,Ⅶ 3 mg 和Ⅷ 36 mg。分
子结构式见图 1。
图 1 化合物Ⅰ -Ⅷ的分子结构式
2. 1 化合物Ⅰ 白色无定形粉末(甲醇) ,10% 硫
酸 -香草醛喷雾烘烤显紫色。1H - NMR (400 MHz,
DMSO - d6)谱中:δ 6. 60 (1H,dd,J = 8. 0 Hz,1. 6
Hz) ,δ 6. 70(1H,d,J = 8. 0 Hz) ,δ 6. 73 (1H,d,
J = 1. 6 Hz)为一个典型的 ABX 偶合系统中的三个芳
基质子信号,δ 5. 64 (1H,d,J = 2. 0 Hz) ,δ 5. 85
(1H,d,J = 2. 0 Hz)为间位偶合的两个芳基质子信
号,δ 4. 43 (1H,d,J = 7. 5 Hz) ,δ 3. 79 (1H,m)为
两个次甲基的质子信号,δ 2. 36 (1H,dd,J = 16. 0,
8. 0 Hz) ,δ 2. 68 (1H,dd,J = 16. 0,5. 3 Hz)为亚甲
基碳上的两个偕偶质子信号。13 C - NMR (100 MHz,
DMSO - d6)谱中显示有 15 个碳信号,数据如下:81. 6
(C -2) ,66. 7(C - 3) ,28. 3(C - 4) ,155. 6(C - 5) ,
95. 8 (C -6) ,156. 5(C -7) ,94. 3(C - 8) ,156. 2(C -
9) ,99. 4(C - 10) ,131. 2(C - 1) ,115. 0(C - 2) ,
145. 1(C - 3) ,145. 1(C - 4) ,115. 4(C - 5) ,118. 7
(C -6)。以上数据和文献[8]中化合物儿茶素的数据
基本一致,故鉴定其平面结构为儿茶素。由偶合常数
J2,3 = 7. 5 Hz可知其相对构型为 H - 2 /H - 3 反式
[9],
在 CD谱中,化合物Ⅰ在 240 nm处呈现正的 Cotton 效
应,280 nm 处呈现负的 Cotton 效应,确定该化合的绝
对构型为 (2R,3S)[10],最终化合物Ⅰ的结构鉴定为
(+)-儿茶素。
2. 2 化合物Ⅱ 白色无定形粉末 (甲醇) ,10% 硫
酸 -香草醛喷雾烘烤显紫色。1H - NMR (400 MHz,
DMSO - d6)谱中,δ 5. 67 (1H,d,J = 1. 9 Hz) ,δ 5. 86
(1H,d,J = 1. 9 Hz) ,δ 6. 28 (2H,s)为四个芳香质子
信号,δ 2. 46 (2H,m) ,δ 1. 98 (1H,m) ,δ 1. 76
(1H,m)为一组亚甲基质子信号。13 C - NMR (100
MHz,DMSO - d6)谱中显示有 15 个碳信号,其数据如
下:77. 3(C - 2) ,19. 5(C - 3) ,29. 8(C - 4) ,156. 6
(C -5) ,95. 6(C - 6) ,156. 8(C - 7) ,94. 6(C - 8) ,
156. 4(C -9) ,100. 6(C - 10) ,132. 6(C - 1) ,105. 3
(C - 2) ,146. 1(C - 3) ,132. 2(C - 4) ,146. 1(C -
5) ,105. 3(C - 6)。化合物Ⅱ的核磁数据与文献[11]
中的化合物特利黄烷的数据基本一致,故鉴定化合物
Ⅱ为特利黄烷。在 CD谱中,化合物Ⅱ在 280 nm 处呈
现负的 Cotton效应,确定其绝对构型为 2S[10],最终化
合物Ⅱ的结构鉴定为(-)-(2S)- 5,7,3,4,5 -五
羟基黄烷。
2. 3 化合物Ⅲ 黄色油状物(甲醇) ,10%硫酸 -香
草醛喷雾烘烤显紫色。ESI - MS 给出[M + Na]+ 峰
m/z 465. 1,可知化合物Ⅲ的分子量为 442,结合碳谱和
氢谱数据推测该化合物的分子式为 C22 H18 O10。
1H -
NMR (400 MHz,DMSO - d6)谱中:δ 6. 35(2H,s)为
苯环上对称的的两个质子信号,δ 6. 17 (1H,d,J =
2. 0 Hz) ,δ 6. 13 (1H,d,J = 2. 0 Hz)为苯环上一组
间位偶合的质子信号,δ 4. 76 (1H,d,J = 10. 1 Hz) ,
δ 2. 62 (2H,m) ,δ 2. 06 (1H,m) ,δ 1. 88 (1H,m)
可能为黄烷 C环质子信号,提示该化合物的结构中可
能存在一个黄烷母核。13C - NMR (100 MHz,DMSO -
d6)谱中显示有 22 个碳信号,其信号数据如下:77. 3
(C -2) ,29. 1(C - 3) ,19. 5(C - 4) ,156. 6 (C -5) ,
100. 9(C - 6) ,150. 3(C - 7) ,101. 5(C - 8) ,156. 7
(C -9) ,107. 4(C - 10) ,133. 2(C - 1) ,105. 7(C -
2) ,146. 6(C - 3) ,132. 1(C - 4) ,146. 6(C - 5) ,
105. 7(C -6) ,118. 9(C -1) ,109. 6(C - 2) ,146. 3
(C -3) ,139. 7(C -4) ,146. 3(C -5) ,109. 6(C -
6 天津药学 Tianjin Pharmacy 2015 年 第 27 卷 第 6 期
6) ,164. 8(C - 7)。经与文献对比,化合物Ⅲ的核
磁数据与文献[12]中报道的 (-)- 5,3,4,5 -五羟
基黄烷 - 7 -没食子酸的数据基本一致,因此平面结构
得以确定。在 CD谱中,该化合物在 280 nm处呈现正
的 Cotton效应,从而确定其绝对构型为 2R[10],最终化
合物Ⅲ的结构鉴定为(-)-(2R)- 5,7,3,4,5 -五
羟基黄烷 - 7 -没食子酸酯。
2. 4 化合物Ⅳ 白色无定形粉末(甲醇) ,10% 硫
酸 -香草醛喷雾烘烤显紫色。1H - NMR (400 MHz,
DMSO - d6)谱中,δ 5. 96 (1H,s) ,δ 5. 84 (1H,s)为
黄烷 A环的两个质子信号,δ 6. 27 (2H,s)为黄烷 B
环的两个对称质子信号,δ 2. 58 (1H,m) ,δ 2. 55
(1H,m)为亚甲基上的偕偶质子信号,δ 5. 24 (1H,
d,J = 4. 8 Hz)和 δ 5. 04 (1H,d,J = 4. 8 Hz)为两个
连氧次甲基的质子信号,从1H - NMR可以推测该化合
物的结构中可能存在一个黄烷 - 3 -醇的骨架结构。
在13C - NMR (400 MHz,DMSO - d6)谱给出 22 个碳
信号,其数据如下:77. 6(C - 2) ,69. 6(C - 3) ,22. 9
(C -4) ,157. 5(C - 5) ,95. 6(C - 6) ,156. 8(C - 7) ,
94. 5(C -8) ,155. 1(C -9) ,97. 8(C -10) ,129. 3(C -
1) ,105. 6(C - 2) ,146. 6(C - 3) ,133. 2(C - 4) ,
146. 6(C -5) ,105. 6(C - 6) ,119. 6(C - 1) ,109. 1
(C -2) ,146. 2(C - 3) ,139. 2(C - 4)146. 2(C -
5) ,109. 1(C -6) ,165. 7(C - 7)。由氢谱 δ 7. 05
(2H,s)的信号和碳谱上 δ 109. 1,119. 6,139. 1,
146. 0,165. 7 的信号推测结构中存在一个没食子酰基
片段。将化合物Ⅳ与化合物Ⅰ的碳谱数据进行比较,
化合物Ⅳ中C -3的化学位移值向低场位移了 2. 9
ppm,C - 2 和C -4位分别向高场位移了 4. 0 ppm 和
5. 4 ppm,确定没食子酰基与黄烷 - 3 -醇的 C - 3 成
酯。化合物Ⅳ的氢谱和碳谱数据与文献[13]中已知化
合物 (-)-没食子儿茶素 - 3 - O -没食子酸酯的核
磁数据基本一致。由偶合常数 J2,3 = 4. 8 Hz 可知其相
对构型为H -2 /H -3顺式[9],在 CD 谱中,化合物Ⅳ在
240 nm处呈现负的 Cotton 效应,280 nm 处呈现负的
Cotton 效应,结合化合物 Ⅰ 的绝对构型为 (2R,
3R)[10],最终化合物Ⅳ的结构鉴定为 (-)- (2R,
3R)-表没食子儿茶素 - 3 - O -没食子酸酯。
2. 5 化合物Ⅴ 无定形粉末(甲醇) ,ESI - MS
(m/z) :[M + Na]+:251. 1,结合1H - NMR、13 C - NMR
谱确定其分子式为 C11 H16 O5。1H - NMR (400 MHz,
DMSO - d6) :δ 6. 47 (2H,s)为苯环上质子信号,
δ 3. 73 (6H,s)为两组甲氧基上质子信号,δ 3. 65
(1H,m)为连氧的次甲基质子信号,δ 3. 30 (2H,d,
J = 5. 2 Hz)为连氧的亚甲基质子信号,δ 2. 67 (1H,
dd,J = 13. 6 Hz,4. 4 Hz) ,δ 2. 43 (1H,dd,J = 13. 6
Hz,7. 6 Hz)为同一碳上的两个偕偶质子信号,且该
碳原子与另一手性碳原子相连。13C - NMR (100 MHz,
DMSO - d6)数据如下:δ 65. 3(C - 1) ,72. 6(C - 2) ,
40. 1(C - 3) ,129. 6(C - 1) ,106. 8(C - 2) ,147. 6
(C -3) ,133. 5(C - 4) ,147. 6(C - 5) ,106. 8(C -
6) ,56. 1(OMe) ,该化合物的波谱数据与文献报道数
据[14]基本一致,故确定化合物为 3 -(4 -羟基 - 3,
5 -二甲氧基)-苯基 - 1,2 -二丙醇。
2. 6 化合物Ⅵ 黄色油状物(甲醇) ,ESI - MS
(m/z) :[M + Na]+:221. 1,结合碳谱和氢谱确定其分
子式为 C10H14O4。
1H - NMR (400 MHz,DMSO - d6) :δ
6. 76 (1H,s) ,δ 6. 68 (1H,d,J = 8. 0 Hz) ,δ 6. 62
(1H,d,J = 8. 0 Hz)为苯环上一组 ABX 偶合的质子
信号,δ 3. 73 (3H,s)为甲氧基质子信号,δ 3. 63 (1H,
m)为连氧的次甲基质子信号,δ 3. 32 (2H,d,J = 5. 2
Hz)为连氧的亚甲基质子信号,δ 2. 65 (1H,dd,J =
13. 6 Hz,4. 8 Hz) ,δ 2. 46 (1H,dd,J = 13. 6 Hz,7. 2
Hz)为同一碳上的两偕偶质子信号,且该碳原子与另
一手性碳原子相连。13 C - NMR (100 MHz,DMSO -
d6)数据如下:δ 65. 5(C -1) ,73. 2(C -2) ,39. 8(C -
3) ,130. 8(C - 1) ,113. 9(C - 2) ,147. 5(C - 3) ,
144. 9(C - 4) ,115. 3(C - 5) ,121. 7(C - 6) ,55. 3
(OMe)。该化合物的核磁数据与文献报道数据[15]基
本一致,故确定化合物结构为 3 -(4 -羟基 - 3 -甲
氧基)-苯基 - 1,2 -二丙醇。
2. 7 化合物Ⅶ 棕色油状物(甲醇) ,ESI - MS
(m/z) :[M + H]+:383. 1,结合碳谱和氢谱确定其分
子式为 C18H22O9。
1H - NMR(400 MHz,DMSO - d6)δ
7. 04 (1H,s) ,δ 6. 97 (1H,d,J = 8. 4 Hz) ,δ 6. 76
(1H,d,J = 8. 0 Hz)为苯环上一组 ABX 偶合的质子
信号,δ 7. 40 (1H,d,J = 16. 0 Hz) ,δ 6. 15 (1H,d,
J =16. 0 Hz)为双键氢信号,根据双键偶合常数为16. 0
Hz,判断为连苯环反式双键,δ 3. 98 (4H,m) ,δ 1. 14
(3H,t,J = 7. 2 Hz) ,虽然连氧碳上氢信号间有重叠,
但是能看出有 - OCH2CH3 片段,还有两个连氧次甲基
信号,δ 2. 11(2H,m) ,δ 1. 93(1H,m) ,δ 1. 78 (1H,
m)为亚甲基和次甲基质子信号,由于信号间有重叠,
不能判定此片段。13C - NMR (100 MHz,DMSO - d6) :
δ 173. 2,165. 7 为酯基碳信号,δ 145. 8,145. 3 为苯环
上的连氧碳信号,δ 125. 3,121. 5,116. 1,113. 8 为苯
环上的其余碳信号,δ 148. 9,121. 5 为双键上碳信号,δ
73. 2,71. 2,69. 7,67. 3,60. 5 为连氧碳信号,其数据
归属如下:73. 2(C - 1) ,37. 3(C - 2) ,71. 2(C - 3) ,
67. 3(C - 4) ,69. 7(C - 5) ,35. 3(C - 6) ,173. 2(C -
7天津药学 Tianjin Pharmacy 2015 年 第 27 卷 第 6 期
7) ,60. 5(C -8) ,13. 9(C - 9) ,125. 3(C - 1) ,116. 1
(C - 2) ,114. 7(C - 3) ,145. 8(C - 4) ,145. 3(C -
5) ,113. 8(C - 6) ,148. 9(C - 7) ,121. 5(C - 8) ,
165. 7(C - 9)。该化合物的碳氢谱数据与文献[16]报
道基本一致,故确定化合物为绿原酸乙酯。
2. 8 化合物Ⅷ 黄色油状物(甲醇) ,ESI - MS
(m/z) :[M + Na]+:349. 1,结合碳谱和氢谱确定其分
子式为 C15H18 O8。1H - NMR(400 MHz,DMSO - d6)
δ7. 63 (2H,d,J = 8. 8 Hz) ,δ 7. 05 (2H,d,J = 8. 8
Hz)提示为对位取代的苯环氢信号,δ 7. 57 (1H,d,
J =16. 0 Hz) ,δ 6. 40 (1H,d,J = 16. 0 Hz)为双键氢
信号,根据双键耦合常数为 16 Hz,判断为连苯环反式
双键,δ 4. 95 (1H,d,J = 7. 2 Hz)为糖端基氢信号,而
且根据偶合常数为 7. 2 Hz,确定其为一个 β 构型的
糖。13C - NMR (100 MHz,DMSO - d6)δ 60. 8,69. 8,
73. 5,76. 8,77. 4,100. 2 为 β - D 葡萄糖碳数据,δ
159. 1,130. 1,128. 3,116. 6 为苯环上的碳信号,δ
143. 8,117. 3 为双键上碳信号,δ 168. 1 为酯基碳信
号,其信号归属如下:159. 1(C - 1) ,116. 6(C - 2) ,
130. 1(C - 3) ,128. 3(C - 4) ,130. 1(C - 5) ,116. 6
(C -6) ,143. 8(C - 7) ,117. 3(C - 8) ,168. 1(C - 9) ,
100. 2(C -1) ,73. 5(C -2) ,76. 8(C -3) ,69. 8(C -
4) ,77. 4(C - 5) ,60. 8(C - 6)。该化合物的碳氢谱
数据与文献[17]报道基本一致,故确定化合物为 4 -
O - β - D -吡喃葡萄糖基反式桂皮酸。
3 讨论
本实验在前人工作的基础上,利用大孔吸附树脂
柱色谱、MCI柱色谱、聚酰胺柱色谱、Sephadex LH - 20
柱色谱、开放 ODS 柱色谱、硅胶柱色谱及制备 HPLC
等手段,从猴耳环提取物中分离得到 8 个化合物。通
过理化性质及波谱数据(1H - NMR、13 C - NMR、ESI -
MS、CD)进行了结构鉴定。其中化合物Ⅴ ~Ⅷ为首次
从该属中分离得到。目前,猴耳环化学成分的研究仍
较少,通过本实验的研究,为进一步挖掘猴耳环的药效
作用物质基础提供了一定的理论依据。
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