全 文 :收稿日期:2011 - 10 - 12;修回日期:2011 - 12 - 15
基金项目:国家自然科学基金项目(30800092)
作者简介:金海龙(1978 -) ,男,贵州安顺人,硕士研究生。研究方向:新药研制与开发。
通讯作者:穆淑珍。E - mail:muzi0558@ 126. com
交让木中生物碱成分及其生物活性研究*
金海龙1,2,穆淑珍2* ,郝小江2
(1. 贵州大学 生命科学学院,贵州 贵阳 550002;
2. 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550002)
摘 要:从虎皮楠属植物交让木(Daphniphyllum macropodum)乙醇提取物的氯仿萃取部分分离得到 5 个生物碱,采
用核磁共振(1H - NMR 、13 C - NMR、DEPT)和 ESI - MS波谱解析技术对其结构进行鉴定,最终分别确定为 Daph-
nilactone (1)、Paxdaphnine B (2)、Methyl homosecodaphniphyllate (3)、Paxdaphnine A (4)和 Daphnigraciline (5)。
并检测了上述生物碱的杀卤虫活性,发现化合物 2 具有微弱的活性。
关键词:虎皮楠科;虎皮楠属;交让木;生物碱;杀卤虫活性
中图分类号:R914. 4 文献标识码:A 文章编号:1008 - 0457(2012)01 - 0040 - 04
虎皮楠科(Daphniphyllaceae)虎皮楠属(Daph-
niphyllum)植物约有 30 个种,主要分布在东南亚,
有 10 个种生长在我国南部。其中,牛耳枫(Daph-
niphyllum calycinum)、交让木(D. macropodum)和
虎皮楠(D. oldhami)被作为药用植物,用来治疗哮
喘、咳嗽、风湿、炎症、发热和毒蛇咬伤。虎皮楠属
植物中的生物碱成分俗称“虎皮楠生物碱”,是虎
皮楠属植物所特有的一类化学成分,具有复杂的多
环结构[1 - 2]。有关该类成分的化学结构、仿生合
成、生物合成以及化学全合成是具有挑战性的研究
领域[3 - 4]。迄今为此,已报道的新结构虎皮楠生物
碱已有 110 余个,并有若干全合成、仿生合成的报
道[5]。本研究对采自湖北省利川市星斗山的交让
木(D. macropodum)果实进行化学成分研究,并采
用多种分离纯化方法,通过核磁共振和质谱等波谱
解析手段并结合文献,从中分离鉴定了 5 个虎皮楠
生物碱:Daphnilactone (1)、Paxdaphnine B (2)、
Methyl homosecodaphniphyllate (3)、Paxdaphnine A
(4)和 Daphnigraciline (5) ,并通过杀卤虫活性筛
选,初步发现化合物 2 具有微弱的杀卤虫活性。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 供试材料 交让木果实于 2010 年 9 月底
采于湖北省利川市星斗山,经中国科学院昆明植物
研究所龚洵研究员鉴定为虎皮楠科虎皮楠属植物
交让木(D. macropodum)的干燥成熟果实。
1. 1. 2 仪器与试剂 核磁共振仪(1H,13C - NMR,
DEPT)均在 INOVA - 400 核磁共振仪上测定(TMS
为内标) ,质谱(ESI - MS)由安捷伦– 1100MSD 进
样,在 70eV下测定,检索用 NIST 数据库。柱层析
用硅胶和薄层层析用硅胶均为青岛海洋化工生产;
Sephedex LH– 20(50 ~ 100 μm)、反相材料 RP –
18(40 ~ 80 μm)和 RP– 18(20 ~ 45 μm)均为默克
公司产品(Merck,Darmstadt,Germabny) ;溶剂均
为工业纯重蒸后使用,显色剂为碘化铋钾溶液。
1. 2 提取与分离
交让木干燥果实(13 kg)粉碎后,用 95%的乙
醇回流提取 3 次,过滤残渣后,减压蒸馏回收乙醇,
将浓缩物稀释并用 3%的酒石酸将其 pH值调制为
2 ~ 3 后,用乙酸乙酯萃取 4 次,浓缩后保存。然
后,再将水层的 pH值用饱和碳酸钠溶调至 9 ~ 10,
再用氯仿萃取 5 次,浓缩后得总碱(72 g)。将总碱
用正相硅胶柱层析经氯仿(甲醇混合溶剂 50 ∶ 1 ~
1∶ 1)和甲醇进行梯度洗脱,通过 TLC 检测合并类
似的组分得到 5 段粗分段产物(Fr. 1 ~ Fr. 5)。本
文对各段进行分离纯化,通过经典的植物化学研究
方法,使用各种正相硅胶层析、反响硅胶层析、凝胶
Sephadex LH– 20 柱层析和制备薄层层析,再经反
复的重结晶得到化合物 1 ~ 5,而且 5 个化合物均
为虎皮楠生物碱,其结构见图 1。
山 地农业生物学报 31(1) :040 ~ 043,2012
Journal of Mountain Agriculture and Biology
图 1 化合物 1 ~ 5 的结构
Fig. 1 The Structures of compounds 1 ~ 5
2 结果与分析
2. 1 化合物 1
白色固体(甲醇) ,分子式 C22 H31 NO2,ESI -
MSm/z342. 2[M + H]+,1H - NMR (400 MHz,
CDCl3)δ(ppm) :3. 75(1H,d,J = 9. 0 Hz,H - 1) ,
2. 45(1H,m,H - 2) ,2. 80(2H,m,H - 3) ,1. 57
(1H,m,H - 4α) ,2. 66(1H,m,H - 4β) ,2. 21(1H,
m,H -6) ,3. 70(1H,m,H - 7α) ,3. 41(1H,m,H -
7β) ,3. 15(1H,brs. 3. 15) ,1. 74(1H,m,H - 11α) ,
2. 25(1H,m,H - 11β) ,1. 55(1H,m,H - 12α) ,
1. 68(1H,m,H - 12β) ,2. 70(2H,m,H - 13) ,2. 81
(1H,m,H - 14) ,6. 10(1H,s,H - 15) ,2. 25(1H,
m,H - 16α) ,2. 44(1H,m,H - 16β) ,1. 74(2H,m,
H -17) ,2. 32(1H,m,H - 18) ,2. 57(1H,m,H -
19α) ,4. 39(1H,m,H - 19β) ,1. 15(3H,d,J = 6. 8
Hz,Me - 20) ,5. 03(1H,d,J = 1. 30,6. 5 Hz,H -
21α) ,3. 80(1H,d,J = 10. 0 Hz,H - 21β). 13 C -
NMR(400 Hz,CDCl3)δ(ppm) :72. 5(d,C - 1) ,
37. 1(d,C - 2) ,20. 1(t,C - 3) ,33. 5(t,C - 4) ,
37. 3(s,C - 5) ,41. 0(d,C - 6) ,57. 7(t,C - 7) ,
41. 5(s,C - 8) ,147. 5(s,C - 9) ,49. 1(s,C - 10) ,
34. 5(t,C -11) ,31. 2(t,C - 12) ,29. 9(t,C - 13) ,
31. 6(t,C - 14) ,134. 5(d,C - 15) ,29. 8(t,C -
16) ,31. 9(t,C -17) ,35. 5(d,C - 18) ,65. 2(t,C -
19) ,13. 3(q,OMe - 20) ,72. 5(t,C - 21) ,174. 4
(s,C -22)。化合物 1 与文献[6]报道的波谱数据
一致,故可鉴定为 Daphnilactone。
2. 2 化合物 2
白色固体(甲醇) ,分子式 C22H31NO3,ESI - MS
m/z 346. 1[M + H]+,1H - NMR(400 MHz,CDCl3)
δ(ppm) :1. 68(2H,m,H -3) ,1. 69(2H,m,H -4) ,
1. 95(1H,m,H - 6) ,2. 89(2H,d,H - 7) ,2. 44
(2H,m,H - 11α) ,2. 17(2H,m,H - 11β) ,1. 52
(2H,m,H - 12α) ,2. 18(2H,m,H - 12β) ,2. 01
(2H,d,H - 13) ,2. 90(1H,m,H - 14) ,3. 40(1H,
m,H -15) ,1. 85(2H,d,H - 16α) ,1. 24(2H,m,H
-16β) ,2. 69(2H,m,H2 - 17α) ,2. 3(2H,m,H -
17β) ,1. 05(2H,m,H - 18) ,0. 87(3H,t,H - 20) ,
3. 84(2H,d,H - 21α) ,3. 86(2H,d,H2 - 21β) ,
3. 67(3H,s,OMe). 13 C - NMR(400 Hz,CDCl3)δ
(ppm) :69. 6(s,C - 2) ,35. 3(t,C - 3) ,35. 3(t,C
-4) ,51. 5(s,C - 5) ,43. 0(d,C - 6) ,44. 8(s,C -
7) ,58. 5(s,C - 8) ,144. 6(s,C - 9) ,136. 7(s,C -
10) ,26. 2(t,C -11) ,26. 9(t,C -12) ,43. 1(t,C -
13) ,44. 8(d,C - 14) ,58. 5(d,C - 15) ,29. 4(t,C
-16) ,43. 1(t,C - 17) ,29. 1(t,C - 18) ,9. 1(q,C
-20) ,68. 7(t,C - 21) ,177. 6(s,C - 22) ,51. 5(q,
OMe)。化合物 2 与文献[7]报道的波谱数据一致,
故可鉴定为 Paxdaphnine B。
2. 3 化合物 3
白色固体(甲醇),分子式 C23 H37 NO2,ESI - MS
m/z 360. 2[M + H]+,1H - NMR(400 MHz,CDCl3)δ
14第 1 期 金海龙,等:交让木中生物碱成分及其生物活性研究
(ppm):3. 88(1H,brs,H - 1),3. 67(3H,s,OMe),0. 91
(6H,m,J = 3. 2 Hz,H - 19,20),13C -NMR(400 Hz,
CDCl3)δ(ppm):53. 2(d,C - 1),42. 8(d,C - 2),20. 6
(t,C -3),38. 9(t,C -4),36. 2(s,C -5),47. 4(d,C -
6),59. 7(d,C -7),36. 8(s,C -8),48. 5(d,C -9),50. 5
(s,C - 10),39. 8(t,C - 11),26. 7(t,C - 12),27. 8(t,
C -13),30. 1(t,C -14),29. 5(t,C - 15),27. 9(t,C -
16),36. 2(t,C -17),28. 7(d,C -18),20. 9(q,C -19),
21. 0(q,C -21),174. 8(s,C -22),51. 6(q,OMe)。化
合物 3与文献[8 -9]报道的波谱数据一致,故可鉴定
为Methyl homosecodaphniphyllate。
2. 4 化合物 4
白色固体(甲醇) ,分子式 C22H31NO3,ESI - MS
m/z 358. 2[M + H]+,1H - NMR(400 MHz,CDCl3)δ
(ppm) :3. 20(1H,d,H - 1) ,2. 40(2H,dt,H - 3α) ,
1. 24(2H,m,H -3β) ,1. 59(2H,m,H -4) ,1. 71(1H,
d,H -6) ,2. 56(2H,t,H - 7) ,2. 16(2H,t,H - 11) ,
1. 31(2H,m,H - 12α) ,2. 20(2H,m,H - 12β) ,1. 58
(2H,H - 13) ,3. 21(1H,m,H - 14) ,2. 60(1H,m,
H -15) ,1. 58(2H,m,H - 16α) ,1. 48(2H,m,H -
16β) ,1. 52(2H,m,H - 17α) ,1. 66(2H,m,H -
17β) ,1. 34(2H,m,H -18) ,3. 64(3H,s,OMe) ,0. 99
(3H,t,H -20) ,4. 02(2H,d,H - 21α) ,4. 14(2H,d,
H -21β). 13C - NMR(400 Hz,CDCl3)δ(ppm) :67. 1
(t,C -1) ,78. 0(s,C - 2) ,30. 5(t,C - 3) ,36. 6(t,C
-4) ,50. 0(s,C -5) ,42. 7(d,C -6) ,57. 2(t,C -7) ,
63. 7(s,C -8) ,65. 1(s,C -9) ,85. 7(s,C -10) ,30. 5
(t,C - 11) ,29. 7(t,C - 12) ,28. 8(t,C - 13) ,46. 7
(d,C - 14) ,54. 8(d,C - 15) ,28. 8(t,C - 16) ,42. 2
(t,C - 17) ,30. 0(d,C - 18) ,51. 4(q,OMe) ,9. 6(q,
C -20) ,69. 2(t,C - 21) ,174. 1(s,C - 22)。化合物
4与文献[10]报道的波谱数据一致,故可鉴定为
Paxdaphnine A。
2. 5 化合物 5
白色固体(甲醇) ,分子式 C24H37NO4,ESI - MS
m/z 390. 2[M + H]+,1H - NMR(400 MHz,CDCl3)δ
(ppm) :2. 75(2H,m,H -1α) ,2. 93(2H,m,H -1β) ,
2. 11(2H,m,H - 3α) ,1. 62(2H,m,H - 3β) ,2. 11
(2H,m,H -4α) ,1. 66(2H,m,H -4β) ,2. 56(1H,m,
H -6) ,3. 34(2H,s,H - 7) ,1. 83(2H,m,H - 11α) ,
2. 46(2H,m,H - 11β) ,2. 28(2H,m,H - 12α) ,2. 39
(2H,m,H -12β) ,1. 65(2H,m,H -13α) ,2. 63(2H,
m,H -13β) ,2. 59(1H,m,H - 14) ,3. 56(1H,s,H -
15) ,1. 32(2H,m,H - 16α) ,1. 98(2H,m,H - 16β) ,
2. 25(2H,m,H - 17α) ,2. 59(2H,m,H - 17β) ,1. 66
(2H,m,H -18) ,0. 79(3H,t,H - 19) ,0. 72(3H,t,H
-20) ,3. 87(1H,d,H -21α) ,3. 91(1H,d,H -21β) ,
3. 56(3H,s,OMe). 13 C - NMR(400 Hz,CDCl3)
δ(ppm) :62. 5(t,C -1) ,98. 7(s,C - 2) ,27. 1(t,C -
3) ,27. 5(t,C - 4) ,36. 1(s,C - 5) ,32. 7(d,C - 6) ,
55. 9(t,C - 7) ,42. 3(s,C - 8) ,145. 8(s,C - 9) ,
132. 8(s,C - 10) ,27. 8(t,C - 11) ,27. 7(t,C - 12) ,
39. 5(t,C - 13) ,42. 3(d,C - 14) ,54. 1(d,C - 15) ,
36. 1(t,C - 16) ,42. 3(t,C - 17) ,22. 1(d,C - 18) ,
7. 7(q,C - 19) ,62. 5(t,C - 21) ,175. 1(s,C - 22) ,
50. 8(q,OMe) ,46. 5(q,OMe)。化合物 5 与文献
[11]报道的波谱数据一致,故可鉴定为 Daphnigraci-
line。
3 杀卤虫活性的初步筛选
对上述分离鉴定的 5 个虎皮楠生物碱(化合物
1 ~ 5)进行了杀卤虫活性的初步筛选,筛选模型为
卤虫杀虫活性模型;活性用校正死亡率表示:校正
死亡率 = (处理组死亡率 - 对照组死亡率)/
(1 -对照组死亡率)× 100%;筛选结果显示,所有
样品在 50 和 10 ppm浓度下对卤虫没有致死作用。
100 ppm浓度下可以观察到样品对卤虫的致死率,
初步发现化合物 2 具有微弱的杀卤虫活性,数据如
表 1。
表 1 化合物 1 ~ 5 在 100 ppm浓度下对卤虫的致死率
Tab. 1 Thedeath rate of compounds 1 ~ 5 at
the concentration of 100 ppm against
编 号 致死率(%)
化合物 1 3. 13
化合物 2 21. 33
化合物 3 4. 23
化合物 4 3. 58
化合物 5 9. 10
4 讨论
通过对虎皮楠属植物交让木果实中生物碱成
分的分离鉴定,确认了 5 个生物碱的结构,分别是
Daphnilacton (1)、Paxdaphnine B (2)、Methyl ho-
mosecodaphniphyllate (3)、Paxdaphnine A (4)和
Daphnigraciline (5)。上述研究结果与其他产地的
24 山地农业生物学报 2012 年
该种植物中生物碱结构类型比较,发现 Daphnilac-
tone B - type、Yuzurine - type、Secodaphniphylline -
type和 Paxdaphnine A - type 等骨架类型仍然为交
让木植物中虎皮楠生物碱的主要类型,该植物随着
地理环境的变迁,其所含的生物碱骨架变化较小。
参 考 文 献:
[1] SATION S,KUBOTA G A,FUKUSHI E,et al. Calyciphylline C,a novel Daphniphyllum alkaloid from Daphniphyllum calyc-
inum[J]. Tetrahedron Lett,2007,48:1 587 - 1 589.
[2] MORITA H,TAKATSU H,SHEN Y C,et al. Daphniglancin C,a novel tetracyclic alkaloid from Daphniphyllum glaucescens
[J]. Tetrahedron Lett,2004,45:901 - 904.
[3] HEATHCOCK C H,KATH J C,RUGGERI R B. Daphniphyllum alkaloids . 16. Total synthesis of (+)– codaphniph-
niphylline[J]. J. Org. Chem,1995,60:1 120 - 1 130.
[4] NIWA H,HIRATA Y,Suzuki K T,et al. Biosynthesis of daphnilactone - B[J]. Tetrahedron Lett,1973,14:2 129 -
2 132.
[5] ZHAN Z J,YANG S P,YUE J M. Paxdaphnidines A and B,novel penta - and tetracyclic alkaloids from Daphniphyllum pax-
inum[J]. J. Org. Chem. 2004,69:1 726 - 1 729.
[6] MORITA H,YOSHIDA N,KOBAYAS J,et al. New Daphnilactone - type and Yuzurimine - type alkaloids from Daphniphyl-
lum humile[J]. Tetrahedron,2000,56:2 641 - 2 646.
[7] FAN C Q,SHENG Y,XUE J J,et al. Novel alkaloids,paxdapnines A and B with unprecedented skeletons from the seeds of
Daphniphyllum paxianum[J]. Tetrahedron,2007,63,115 - 119.
[8] HEATHCOCK C H,HANSEN M M,RUGGERI R B,et al. Daphniphyllum alkaloids. Biomimetic total synthesis of methyl
homosecodaphniphyllate. Development of the tetracyclization reaction[J]. J. Org. Chem,1992,57(9) :2 544 - 2 553.
[9] KOBAYASHI J,MORITA H,GRAMAIN A,et al. New alkaloids from Daphniphyllum calycinum[J]. J. Nat. Prod,2004,
67(7) :1 094 - 1 099.
[10] FAN C Q,YIN S,XUE J J,et al. Novel alkaloids,paxdaphnines A and B with unprecedented skeletons from the seeds of
Daphniphyllum paxianum[J]. Tetrahedron,2007,63:115 - 119.
[11] YAMANRA S,IRIKAWA H,OKUMURA Y,et al. The structure of Yuzurimine - C[J]. Bull. Chem. Soc. Jpn,1975,
48:2 120 - 2 123.
Alkaloids from Daphniphyllum macropodum Miq. and their bioactivities
JIN Hai-long1,2,MU Shu-zhen2* ,HAO Xiao-jiang2(1. College of Life Sciences,Guizhou University,Guiyang
Guizhou 550025,China;2. Key laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese
Academy of Science,Guiyang Guizhou 550002,China)
Abstract:Five alkaloids were isolated from the chloroform part of ethanol extracts of Daphniphyllum macropo-
dum Miq. using classic phytochemistry techniques in the present work. They were identified as Daphnilactone
(1) ,Paxdaphnine B (2) ,Methyl homosecodaphniphyllate (3) ,Paxdaphnine A (4)and Daphnigraciline
(5)by spectroscopic analysis methods including 1H - NMR,13C - NMR,DEPT,and ESI - MS. The activi-
ties against Artemia Salina were evaluated,and compound 2 showed weak effect.
Key words:Daphniphyllaceae;Daphniphyllum;Daphniphyllum macropodum Miq.;alkaloids;The activities
against Artemia Salina
34第 1 期 金海龙,等:交让木中生物碱成分及其生物活性研究