全 文 ：狼毒大戟中 4种 Jolkinolide型二萜的二维核磁共振研究
潘　勤 ,施敏锋 ,闵知大
(中国药科大学天然药物化学教研室 , 南京 210009)
【摘　要】　目的:应用 NMR技术对狼毒大戟中 Jolkinolide型二萜 jolkinolide A和 B以及 17-hydroxyjolkinolide A
和 B的1H 和13CNMR信号进行了准确归属。方法:运用 2D NMR技术(1H-1H COSY、HSQC、HMBC 和 NOESY实验)
和选用高灵敏度低噪音的二维脉冲序列 、反式梯度场探头。结果与结论:首次准确地归属了 4 种 Jolkinolide型二
萜NMR谱中1H 、13C 信号的化学位移 , 并确定了 17-hydroxyjolkinolide A和 B的相对构型。
【关键词】　Jolkinolide型二萜;二维 NMR;相对构型
【中图分类号】　R284.1　　【文献标识码】　A　　【文章编号】　1000-5048(2004)01-0016-04
　　中药狼毒大戟系大戟科植物狼毒大戟(Eu-
phorbia fischriana Steud.)的干燥根 ,中医临床常用于
治疗多种恶性肿瘤。近年来研究表明 ,狼毒大戟中
分离得到的 Jolkinolide型二萜多有较好的抗肿瘤活
性等 ,开发和应用前景良好[ 1 ,2] 。目前从狼毒大戟
中分离得到的 Jolkinolide 型二萜共有 7 个[ 2] ,其中
jolkinolide A(1)和 B(2)以及 17-hydroxyjolkinolide A
(3)和 B(4)为其中的主要成分 ,但由于 jolkinolide A
和B 等发现较早 ,NMR数据不完整且多采用经验
推导归属 ,后期的文献多采用氢谱数据与早期文献
中特征质子化学位移比较的方法进行结构鉴定 ,较
为复杂的A环和 B环其它质子的氢谱数据及其归
属一直未见报道 ,同时这些化合物的碳谱数据也主
要依据经验判断归属 ,不同文献在碳谱数据归属上
存在一定差异[ 1 ,7] 。文献中对 Jolkinolide 型二萜相
对构型的判断多依靠单晶 X-衍射法[ 8 ,9] , 17-hydrox-
yjolkinolide A和 B相对构型判断尚未见文献依据 。
随着近年来二维核磁共振技术的发展 ,新脉冲序列
的不断涌现 ,尤其是专门用于观测氢质子二维核磁
共振实验的氢质子优化反式梯度场探头技术的不
断成熟和推广 ,大大提高了常用二维核磁共振实验
的灵敏度和可靠性 ,噪音信号显著减少 ,测试时间
大大缩短。应用二维核磁共振技术可准确地对狼
毒大戟中 4种主要 Jokinolide 型二萜的构型和所有
核磁共振信号进行归属。
1　实验部分
1.1　提取分离
狼毒大戟采收于内蒙古 ,经本教研室鉴定为大
戟科狼毒大戟(Euphorbia fischriana Steud.)的根 。
药材 10 kg 用乙醇回流提取得醇浸膏 ,浸膏用水混
悬 ,以乙酸乙酯萃取 ,回收乙酸乙酯得到 0.9 kg 提
取物 。将该提取物经硅胶柱层析 ,用石油醚-乙酸
乙酯梯度洗脱 ,分别以乙醚和石油醚-丙酮重结晶
得到化合物 1-4 ,以HPLC 法[ 10]对上述 4个化合物
检测纯度 ,均大于 98%,薄层检查未见杂质斑点。
1.2　仪器及条件
所有 NMR实验均在 Bruker Avance AV400型超
导傅里叶变换核磁共振谱仪(1H 和13C 的工作频率
分别为 400.132和100.613)上进行 ,所有氢质子检
测二维实验均用配有 ATM 自动调谐的反式 BBI 梯
度场探头进行 ,实验温度保持为 300 K ,CDCl3为溶
剂 ,TMS为内标 ,使用 5mm标准样品管 。数据采集
和处理使用 Xwin-NMR 3.1 软件 ,1 H-1H COSY 、
HSQC 、HMBC和 NOESY实验分别采用了高灵敏度
低 噪 音 的 cosygpdf 、 invietgp 、 inv4gplplrndqf 和
noesygpph脉冲序列 。
质谱采用 Bruker APEX-Ⅱ型傅里叶变换离子
回旋共振质谱仪(FT-ICRMS),红外光谱采用 PE931
型红外分光光度计 ,紫外采用岛津 UV1600A测定。
16
【收稿日期】　2003-04-08　　【＊通讯作者】　Tel:025-83220992　E-mail:zhdmin32@hotmail.com
中国药科大学 学 报
Journal of China Pharmaceutical University　2004 ,35(1):16 ～ 19
2　结果与讨论
化合物 1(jolkinolide A)　无色晶体 ,mp 219℃(分解),
[α] 23D =+134°(C=0.5 , CHCl3), 质谱测定分子量为 314(C20
H26O3)。 UVλMeOHmax (ε):285nm(17610), IRυKBrmaxcm-1:1760 , 1655 ,
1650 , 1H-NMR数据见表 1 , 以上数据与 jolkinolide A 的文献
值[ 1]一致。利用1H-1H COSY将相关的氢分成 C1-H , C2-H ,
C3-H(H 比例为 2∶2∶2), C5-H , C6-H , C7-H(H 比例为 1∶2∶2)
和C9-H , C11-H(H 比例为 1∶1)3 个组。 C11-H 为唯一的烯
氢 ,δ为 5.44(d , J=5.6),因此极易确定 C9-H 的归属。根据
峰面积和 COSY 也可将另外两组氢的信号予以归属。以
C11-H 为起点 , 利用HMBC 对化合物 1的各氢进行准确的归
属;化合物 1 的碳信号利用 HSQC 和 HMBC 可进行准确归
属(见表 1), 使易混淆的 C-9(δ51.70)和 C-14(δ54.39ppm)得
到可靠的区别。Hoet P 等[ 8]已用单晶 X衍射对 jolkinolide A
的相对构型进行了确认 , 但有关各氢的 NOE 情况一直未见
报道。化合物 1的NOESY显示C20-H 与C14-H 存在NOE ,而
与 C9-H 或C5-H不存在 NOE ,表明 C14-H 与 10 位甲基同处
于α位 , C9-H 和 C5-H 处于 β 位 , 与文献中单晶 X衍射的结
果一致。
Tab 1.NMR spectral data of compound 1(CDCl3 ,δ, J=Hz)
Atom 1H 13C 1H-1H COSY HMBC NOESY
1α 1.44m 41.39 H-1β , 2α/β C-2 , 3 ,4 , 10 H-1β , 2α,20
1β 1.21m H-1α,2α/β H-1α,2β ,3β
2α/β 1.47m 18.35 H-1α/β , 3α/β C-1 , 3 ,4 , 5 ,18 , 19 H-1α/β , 3α/β
3α 1.69br.d(12.4) 39.76 H-2α/β , 3β C-1 , 2 ,5 , 10 , 18, 19 H-3β
3β 1.24m H-2α/β , 3α H-1β , 2β , 3α
4 - 33.42 - - -
5 1.17dd(12.4, 2.0) 53.36 H-6α/β C-1 , 7 ,9 , 18 , 19, 20 H-2β , 6β , 9
6α 1.43m 20.77 H-5 , 6β , 7β C-3 , 4 ,5 , 7 ,10 , 14 , 18 H-6β , 7α
6β 1.78dd(13.2, 2.0) H-5 , 7α H-5 , 6α, 7β
7α 1.58dd(13.2, 1.6) 34.04 H-6β , 7β C-5 , 6 ,8 , 9 ,14 H-6α,7β ,14
7β 2.07m H-6α,7α H-5 , 6β , 7α, 9
8 - 61.13 - - -
9 2.61d(5.6) 51.70 H-11 C-1 , 7 ,8 , 10 , 11, 12 ,13 , 14 , 20 H-1β , 5 , 11
10 - 41.33 - - -
11 5.44d(5.6) 104.11 H-9 C-1 , 7 ,9 , 10 , 12, 13 H-9
12 - 147.35 - - -
13 - 144.94 - - -
14 3.69s 54.39 - C-7 , 8 ,12 ,13 , 15 H-7α,14
15 - 125.14 - - -
16 - 170.59 - - -
17 2.03s 8.64 - C-11 ,12 ,13 , 15 , 16 H-14
18 0.92s 33.42 - C-4 , 6 ,10 ,19 H-3β , 5
19 0.83s 21.85 - C-5 , 10 , 18 H-2α,18 , 20
20 0.69s 14.93 - C-1 , 5 ,6 , 9 ,10 H-1α,2α,14 , 19
　　化合物 2(jolkinolide B)　无色晶体 ,熔点 217℃(分解),
[ α] 23D =+215°(c=0.5 , CHCl3), 质谱测定分子量为 330(C20
H26O4)。 UVλMeOHmax (ε):240nm(15800), IRυKBrmax cm-1:1790 , 1690 , 1
H-NMR数据见表 2 ,以上数据与 jolkinolide B 的文献值[ 1]一
致。从 COSY谱知 , 两个环氧偕氢只有 C11-H 能与 C9-H 有
偶合关系 ,在图谱上出现的δ4.10 为宽单峰 , 其信号应归属
于C11-H ,出现单峰的δ3.65应为C14-H 的信号。以C11-H 和
C9-H 的信号为起点 ,利用1H-1H COSY、HSQC 和 HMBC 对所
有1H 和13CNMR信号进行准确地归属 , 结果见表 2。 NOESY
显示C20-H 与 C11-H 和 C14-H 存在 NOE , 而与 C9-H 和 C5-H
不存在 NOE , 表明 C11-H 和 C14-H 与 10 位甲基同处于α位 ,
C9-H 和 C5-H 处于 β 位 , C11 , 12-环氧和 C8 , 14-环氧处于 β 位 ,
与文献[ 9] 中单晶 X-衍射的结果一致。依据 NOESY中各 H
的 NOE情况 ,结合其它谱图 ,对各 H 的相对构型和化学位
移归属分别进行了指定 , 结果见表 2。
17　1 期 潘　勤等:狼毒大戟中 4 种 Jolkinolide型二萜的二维核磁共振研究
Tab 2.NMR spectral data of compound 2 [ CDCl3 ,TMS ,δ(J =Hz)]
Atom 1H 13C 1H-1H COSY HMBC NOESY
1α 1.43m 41.18 H-1β , 2α/β C-2 , 5 ,9 , 10 , 20 H-2α,19
1β 1.22m H-1α,2α/β H-1α,2β ,5 , 18β
2α/β 1.53m 18.31 H-1α/β , 3α/β C-1 , 3 ,4 H-1α,3β ,19
3α 1.90m 39.11 H-2α/β , 3β C-1 , 2 ,4 , 5 ,6 , 18 H-2α,3β ,11 ,19
3β 1.29m H-2α/β , 3α H-2β , 3α
4 - 33.41 - - -
5 1.08dd(12.0, 2.0) 53.38 H-6α/β C-3 , 4 ,6 , 7 ,9 , 10, 18 ,20 H-3β , 6β , 7β , 9 , 18
6α 1.48m 20.77 H-5 , 6β , 7β C-4 , 5 ,7 , 8 ,10 H-6β , 7α
6β 1.79m H-5 , 6α, 7α H-5 , 6α, 7β , 18
7α 1.46m 34.04 H-6β , 7β C-6 , 8 ,9 , 14 H-7β , 14
7β 1.97m H-6α,7α H-5 , 6β , 7α, 9
8 - 65.95 - - -
9 2.26br.s 47.91 H-11 C-5 , 8 ,10 ,11 , 12 , 13 , 14, 20 H-1β , 5 , 7β , 18
10 - 39.04 - - -
11 4.01br.s 60.83 H-9 C-7 , 8 ,9 , 10 , 12 H-1α,20
12 - 85.09 - - -
13 - 148.51 - - -
14 3.65s 55.23 - C-7 , 8 ,12 ,13 , 15 H-7α,17 , 20
15 - 130.16 - - -
16 - 169.49 - - -
17 2.05s 8.61 - C-12 ,13 ,14 , 15 , 16 H-14
18 0.91s 33.41 - C-2 , 3 ,4 , 5 ,19 H-2 , 3β , 5 ,19
19 0.83s 21.77 - C-3 , 4 ,5 H-18
20 0.80s 15.31 - C-1 , 9 H-1α,2α,6α,11
　　化合物 3(17-hydroxyjolkinolide A)　无色晶体 , mp 180 ～
182℃,[α] 23D =+99°(c=0.5 , CHCl3)。质谱测定分子量为
330(C20H26O4)。 UVλMeOHmax (ε):288 nm(16800), IRυKBrmax cm-1:
1740 , 1650 , 1670 , 1H-NMR 数据见表 3 , 以上数据与 17-hy-
doxyjolkinolide A(caudicifolin)的文献[ 1] 值一致。化合物3 的
NMR图谱与化合物 1 相似 ,但化合物 1的 C-17 位为甲基信
号[ δH2.03(3H , s)] , 化合物 3 的 C-17 位为连氧的亚甲基信
号[ δH4.62(2H , s)] ,且1H-1H COSY显示化合物 3 的 C17-H 与
17-OH 存在弱的偶合关系。参照化合物 1 的 NMR信号归
属 ,利用1H-1H COSY、HSQC和 HMBC 对所有1H和13CNMR信
号进行了归属 ,结果见表 3。化合物 3的 NOESY显示 C20-H
与 C14-H 存在 NOE , 而与 C9-H 和 C5-H 不存在 NOE , 表明
C14-H 与 10位甲基同处于α位 , C9-H 和 C5-H 处于 β 位 , 相
对构型与化合物 1一致 , 结果见图 1。
Tab 3.NMR spectral data of compound 3 and 4(CDCl3 ,δ, J =Hz)
Atom
1HNMR
3 4
13CNMR
3 4
1α 1.44m 1.43m 41.49 41.19
1β 1.20m 1.23m
2α/β 1.43m 1.53m 18.42 18.32
3α 1.67m 1.90m 39.90 39.01
3β 1.23m 1.29m
4 - - 33.46 33.6
5 1.16m 1.08br.d(12.4) 53.51 53.39
6α 1.41m 1.50m 20.81 20.74
6β 1.78m 1.77m
(Continued Tab.3)
Atom
1HNMR
3 4
13CNMR
3 4
7α 1.58m 1.42m 33.96 35.48
7β 2.03m 1.96m
8 - - 61.28 66.69
9 2.63d(8.0) 2.26s 51.77 47.22
10 - - 41.47 39.15
11 5.55d(8.0) 4.03s 106.52 61.42
12 - - 147.31 85.31
13 - - 146.61 150.82
14 4.01s 4.10s 54.42 55.13
15 - - 127.38 133.06
16 - - 169.20 168.01
17 4.62br.s 4.63d(2.4) 56.34 56.45
18 0.92s 0.90s 33.53 33.42
19 0.83s 0.82s 21.89 21.77
20 0.71s 0.82s 15.08 15.38
17-OH 2.64br.s 2.62br.s - -
Fig 1.NOE result s of compound 3.
18 中 国 药 科 大 学 学 报 　 J China Pharm Univ 35卷
化合物 4(17-hydroxyjolkinolide B)　无色晶体 , [ α] 23D =
+99°(c=0.5 , CHCl3), 质谱测定分子量为 346(C20H26O5)。
UVλMeOHmax (ε):249nm(16500), IRυKBrmax cm-1:1780 , 1690 , 1460 , 氢
谱数据见表 3 , 以上数据与 17-hydroxyjolkinolide B 的文献
值[ 1]一致。化合物 4的 NMR图谱与化合物 2 相似 ,但化合
物2 的 C-17 位为甲基信号[ δ2.05(3H , s)] , 化合物 4 的 C-
17 位为连氧的亚甲基信号[ δ4.63(2H , s)] , 同化合物 3 一
样1H-1H COSY显示化合物 4 的 C17-H与 17-OH 存在弱的偶
合关系 ,即化合物 4 较化合物 2多 1 个羟基 , 且羟基连接 17
位上。参照化合物 2 的 NMR信号归属 , 利用1H-1H COSY、
HSQC和 HMBC 对所有 NMR 信号进行指定 , 结果见表 3。
NOESY 显示C20-H 与C11-H 和C14-H 存在NOE ,而与 C9-H 和
C5-H 不存在NOE ,表明C11-H 和C14-H 与10位甲基同处于α
位 ,C9-H和 C5-H 处于 β 位 , C11 , 12-环氧和 C8 , 14-环氧处于 β
位 ,相对构型与化合物 2 一致 ,结果见图 2。
Fig 2.NOE results of compound 4.
综上所述 ,应用二维核磁技术 ,可以准确地将
jolkinolide A和 B和 17-hydroxyjolkinolide A和 B这 4
种二萜的全部1H 、13C 信号予以准确的归属 ,同时通
过对NOE规律的总结和 NOESY实验结果对 Jolki-
nolide 型二萜的相对构型进行推断 。
致　谢　核磁由天津药物研究院中药现代研究部核磁室程
英莹和布鲁克中国公司沈伟工程师代测 , 质谱由中科院化
学所国家质谱中心辛斌副研究员代测。
【参 考 文 献】
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Studies on the 2D NMR Spectra of Jolkinolide Diterpenoids
from Euphorbia fischriana
PAN Qin ,SHI Min-Feng ,MIN Zhi-Da
(Department of Natural Medicinal Chemistry , China Pharmaceutical University , Nanjing 210009 , China)
【ABSTRACT】　AIM:This paper described the using of the 2D NMR spectra to assign the chemical shift of 1H and
13CNMR of jolkinolide diterpenoid from Euphorbia fischriana.METHOD:The 2D NMR technology (1H-1H COSY ,
HSQC ,HMBC ,NOESY)of high sensitivity , and lower noisy dimensional pulse sequences was used.RESULT:The 1H
and 13C chemical shift of the jolkinolide diterpenoid was definitely assigned for the first time by 2D NMR.CONCLU-
SION:2D NMRwas an excellent technology for the NMR signal assignment and the relative configuration determination
of diterpenoid.
【KEY WORDS】　Jolkinolide diterpenoid;2D NMR;Relative configuration
19　1 期 潘　勤等:狼毒大戟中 4 种 Jolkinolide型二萜的二维核磁共振研究