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西南轮环藤的化学成分及箭毒碱型生物碱的结构研究



全 文 :华西药学杂志
W C J·P S 2014,29(1)∶011 ~ 013
作者简介:王建忠,男,博士,副教授,从事天然药物的分离研究工作。Email:jzhwang@ scu. edu. cn
西南轮环藤的化学成分及箭毒碱型生物碱的结构研究
王建忠,廖 静,雷 宇
(四川大学华西药学院,四川 成都 610041)
摘要:目的 研究西南轮环藤 Cyclea wattii Diels根中的化学成分,确定箭毒碱型异喹啉生物碱的绝对构型。方法 利用色谱
分离化合物单体,通过 CD、MS、NMR、X - ray等技术鉴定化合物的结构。结果 分离得到 7 个单体成分,分别为 7 - O - meth-
ylhayatidine(Ⅰ)、racemosidine B(Ⅱ)、racemosidine C(Ⅲ)、racemosimine A(Ⅳ)、胡萝卜苷(Ⅴ)、β -谷甾醇(Ⅵ)和棕榈酸甘油
酯(Ⅶ)。验证了前期分离得到的左旋箭毒碱(-)- curine的立体结构;总结了箭毒碱型生物碱的 CD谱规律。结论 化合物
Ⅰ ~Ⅶ均为首次从该植物中分离得到;1 - S、1 - R型与 1 - R、1 - R型箭毒碱型生物碱的 CD谱差异明显。
关键词:西南轮环藤;双苄基异喹啉生物碱;CD谱;X - ray
中图分类号:R914 文献标志码:A 文章编号:1006 - 0103(2014)01 - 0011 - 03
DOI:10. 13375 / j. cnki. wcjps. 2014. 01. 004
Study on the chemical constituents of Cyclea wattii and structure of curines - type alkaloids
WANG Jian - zhong,LIAO Jing,LEI Yu
(West China School of Pharmacy,Sichuan University,Chengdu,Sichuan,610041 P. R. China)
Abstract:OBJECTIVE To investigate the chemical constituents of Cyclea wattii,and elucidate structures of curines - type bis-
benzylisoquinoline alkaloids. METHODS The compounds were isolated by chromatography,and their structrues were identified by
CD,MS,NMR and X - ray analyses. RESULTS Seven compounds were isolated from the ethanol extract of the roots of Cyclea wat-
tii. Their structrues were identified as 7 - O - methylhayatidine(Ⅰ) ,racemosidine B(Ⅱ) ,racemosidine C(Ⅲ) ,racemosimine A
(Ⅳ) ,daucosterol(Ⅴ) ,β - sitosterol(Ⅵ)and α - palmitoylglycerol(Ⅶ). Absolute conFigureurations of (-)- curine separated in
the preceding paper was confirmed by X - ray crystallographic analysis,and the CD spectrum of curines - type alkaloids was carried
out. CONCLUSION CompoundsⅠ -Ⅶ were isolated from this plant for the first time.
Key words:Cyclea wattii Diels;Bisbenzylisoquinoline alkaloid;CD spectrum;X - ray
CLC number:R914 Document code:A Article ID:1006 - 0103(2014)01 - 0011 - 03
西南轮环藤 Cyclea wattii Diels为防己科轮环藤
属植物[1],产于贵州安龙、四川南部和云南地区。
该属植物富含双苄基异喹啉生物碱(bisbenzyliso-
quinoline alkaloid,BBI) ,具有抗菌、抗炎、降压、抗
癌、肌肉松弛、抗矽肺等作用。近年来对其抗疟原虫
作用、细胞毒活性及钙拮抗活性的研究较多[2]。前
期我们报道了两个新的箭毒碱型生物碱 wattisine
A、wattisine B 的结构和 3 个已知生物碱:左旋箭毒
碱 [(-)- curine]、α - cyclanoline 及 steponine[3]。
现进一步地分离得到 7 个单体成分,分别为 7 - O -
methylhayatidine(Ⅰ)、racemosidine B(Ⅱ)、racemosi-
dine C(Ⅲ)、racemosimine A(Ⅳ)、胡萝卜苷(dau-
costerol,Ⅴ)、β -谷甾醇(β - sitosterol,Ⅵ)和棕榈酸
甘油酯(α - palmitoylglycerol,Ⅶ)。分得的 wattisine
A、wattisine B、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为 1 - S、1 - R 箭毒碱型
BBI,而左旋箭毒碱(-)- curine 则为 1 - R、1 - R
型。由于难以通过氢或碳谱数据区分这两类生物
碱,故采用圆二色谱(CD)进行了研究。在对 wat-
tisine A 进行单晶 X - ray 衍射实验的基础上[3],特
测定了分离到的左旋箭毒碱的单晶结构及相关波谱
数据。化合物Ⅰ ~Ⅶ为首次从该植物中得到。
1 实验部分
1. 1 仪器与试药
旋光用 Pekin Polarimeter 341 型旋光仪测定;CD
谱由 JASCO J - 810 光谱仪测定;红外光谱用 Nicolet
FT - IR 200XV 仪测定(KBr 压片) ;质谱用 Waters
Q - TOF - Premier spectrometers测定;核磁共振仪用
Bruker AC - E 200、Varian Unity INOVA 400 /54 核磁
共振仪测定;X -射线衍射由 Oxford Diffraction Gem-
ini S Ultra CCD 衍射仪测定。原植物于 2008 年 6 月
采自四川古蔺县,由成都中医药大学吕光华教授鉴
定为西南轮环藤 Cyclea wattii Diels。
1. 2 提取与分离
取西南轮环藤根粗粉 4. 8 kg,以 95%乙醇浸提
3 次,浓缩乙醇液得粗提物 305 g,将其加入 1 L水中
并用 2 mol·L -1盐酸调 pH3。酸水层用乙酸乙酯萃
取(600 mL × 2) ,进一步用氨水调 pH10,并用氯仿
萃取浓缩得总碱 E1(19 g) ,用氯仿 -甲醇(8∶2)萃
取浓缩得总碱 E2(3 g)。总碱 E1 以氯仿溶解,经硅
胶柱层析氯仿 -甲醇梯度洗脱,分段收集得 F1 ~ F4
部分;F2(7 g)经反复硅胶柱层析,得到单体化合物
wattisine A、wattisine B、左旋箭毒碱(-)- curine、Ⅰ
(83 mg)和Ⅱ(76 mg) ;F3(1. 6 g)经硅胶柱层析得
化合物Ⅲ(28 mg)、Ⅳ(65 mg)。乙酸乙酯层经硅胶
柱层析,环己烷 -乙酸乙酯 -甲醇梯度洗脱得到单
体化合物Ⅴ(120 mg)、Ⅵ(40 mg)、Ⅶ(26 mg)。
1. 3 结构的鉴定
1. 3. 1 化合物Ⅰ的鉴定 化合物Ⅰ为白色粉末,
HR - ESIMS(m/z) :623. 3129[M + H]+ (calcd for
C38 H43 N2O6:623. 3121) ; [α]
20
D - 336 (c 0. 16,
EtOH) ;CD λMeOHmax (Δε)/nm:212 (- 100) ,231
(-14. 3) ,253(-1. 68) ,290(-5. 87) ,307(-0. 54) ;
IR vKBrmax / cm
-1:3429,2932,1608,1508,1447,1267,
1202,1116,1066,836。1HNMR(400 MHz,CDCl3) :
δ4. 01(lH,brd,J = 8. 8 Hz,H - 1) ,6. 54(l H,s,H -
5) ,6. 37(l H,brs,H -10) ,6. 75(1H,d,J = 8. 4 Hz,
H - 13) ,6. 85(1H,brd,J = 8. 4 Hz,H - 14) ,3. 84
(3H,s,6 - OMe) ,3. 68(3H,s,7 - OMe) ,3. 69(3H,
s,12 - OMe) ,2. 21(3H,s,2 - NMe) ,3. 62(l H,dd,
J = 9. 2、4. 0 Hz,H - 1) ,6. 65(l H,s,H - 5) ,5. 63
(l H,s,H -8) ,6. 45(1 H,dd,J = 8. 4、2. 4 Hz,H -
10) ,6. 84(l H,dd,J = 8. 4、2. 4 Hz,H - 11) ,6. 64
(1 H,dd,J = 8. 4、2. 4 Hz,H - 13) ,6. 96(1 H,dd,
J = 8. 4、2. 4 Hz,H - 14) ,3. 84(3H,s,6 - OMe) ,
2. 56(3H,s,2 - NMe) ;13CNMR(100 MHz,CDCl3) :
δ58. 8(C - 1) ,44. 4(C - 3) ,23. 5(C - 4) ,129. 5
(C -4a) ,108. 8(C -5) ,151. 8(C - 6) ,140. 3(C -
7) ,144. 0(C - 8) ,124. 9(C - 8a) ,39. 6(C - α) ,
133. 1(C - 9) ,121. 2(C - 10) ,143. 9(C - 11) ,
149. 1(C - 12) ,112. 3(C - 13) ,125. 5(C - 14) ,
42. 6(2 - NMe) ,55. 9(6 - OMe) ,60. 7(7 - OMe) ,
55. 9(12 - OMe) ,64. 4(C - 1) ,46. 4(C - 3) ,24. 7
(C - 4) ,130. 4(C - 4a) ,112. 1(C - 5) ,148. 4
(C -6) ,144. 3(C -7) ,116. 3(C -8) ,126. 3(C -
8a) ,38. 3(C - α) ,132. 2(C - 9) ,132. 2(C -
10) ,114. 7(C - 11) ,155. 8(C - 12) ,113. 3(C -
13) ,130. 3(C - 14) ,55. 9(6 - OMe) ,41. 8(2 -
NMe) ;ESI - MS(m/z) :623[M + H]+,342,312,
192。以上数据与文献[4 - 5]的一致,故鉴定化合物 I
为 7 - O - methylhayatidine。
1. 3. 2 化合物Ⅱ的鉴定 Ⅱ为白色粉末,分子式为
C37 H40 N2O6; [α]
20
D - 34(c 0. 35,EtOH)。
1HNMR
(400 MHz,CDCl3) :δ5. 87(1H,s,8 - H) ,6. 37(1H,
brs,10 - H) ,6. 55(1H,s,5 - H) ,6. 61(1H,s,5 -
H) ,6. 59(1H,dd,J = 8. 8、2. 0 Hz,10 - H) ,6. 73
(1H,dd,J = 8. 8、2. 0 Hz,13 - H) ,6. 77(1H,d,J =
8. 0 Hz,13 - H) ,6. 84(1H,dd,J = 8. 0、1. 6 Hz,
14 - H) ,6. 84(1H,dd,J = 8. 8、2. 0 Hz,11 - H) ,
7. 10(1H,dd,J = 8. 8、2. 0 Hz,14 - H) ,4. 00(1H,
d,J = 9. 6 Hz,1 - H) ,3. 49(1H,dd,J = 10. 4、3. 2
Hz,1 - H) ,3. 85(3H,s,OMe) ,3. 83(3H,s,OMe) ,
3. 69(3H,s,OMe) ,2. 49(3H,s,NMe) ,2. 26(3H,s,
NMe) ;ESI - MS(m/z) :609,312,310,296,192。以
上数据与文献[5]的一致,与 racemosidine B 进行薄
层比对,两者 Rf值相同,故鉴定化合物Ⅱ为 racemo-
sidine B。
1. 3. 3 化合物Ⅲ的鉴定 Ⅲ为白色粉末,分子式为
C37H40N2O6;[α]
20
D - 197(c 0. 40,MeOH) ;ESI - MS
(m/z) :609,314,312,309,178。以上数据与文献[5]
的一致,与 racemosidine C进行薄层比对,两者 Rf值
相同,故鉴定化合物Ⅲ为 racemosidine C。
1. 3. 4 化合物Ⅳ的鉴定 Ⅳ为白色粉末,分子式为
C35H36N2O6;[α]
20
D + 226(c 0. 44,MeOH) ;ESI - MS
(m/z) :581[M + H]+,367,353,336,291。以上数据
与文献[5]的一致,与 racemosimine A进行薄层比对,
两者 Rf值相同,故鉴定化合物Ⅳ为 racemosimine A。
1. 3. 5 化合物 V 的鉴定 Ⅴ为白色结晶,分子式
为 C35H60O6。
1HNMR(400 MHz,DMSO - d6) :δ5. 33
(1H,d,J = 4. 4 Hz,6 - H) ,4. 22(1H,J = 8. 0 Hz,
1 - H) ;ESI - MS(m/z) :599[M + Na]+。以上数据
与文献[6]的一致,故鉴定化合物Ⅴ为 β -胡萝卜苷。
1. 3. 6 化合物Ⅵ的鉴定 Ⅵ为白色粉末,分子式为
C29H50O。
1HNMR(400 MHz,CDCl3) :δ5. 36 (1H,d,
J = 4. 4 Hz,6 - H) ,3. 55(1H,m,3 - H) ;ESI - MS
(m/z) :437[M + Na]+。以上数据与文献[7]的一
致,与 β -谷甾醇进行薄层比对,两者 Rf值相同,故
确定化合物Ⅵ为 β -谷甾醇。
1. 3. 7 化合物Ⅶ的鉴定 Ⅶ为白色粉末,分子式
C19H38 O4。
1HNMR(400 MHz,CDCl3) :δ4. 20(1H,
dd,J = 12. 0、4. 4 Hz) ,4. 14(1H,dd,J = 12. 0、4. 8
Hz) ,3. 93(1H,m) ,3. 69(1H,dd,J = 11. 6、3. 6 Hz) ,
3. 59(1H,dd,J = 11. 6、6. 6 Hz) ,2. 34(2H,d,J =
7. 2 Hz) ,1. 61(2H,m) ,1. 25(m) ,0. 87(3H,t,J =
7. 2 Hz。13 CNMR(100 MHz,CDCl3) :δ174. 3,70. 2,
65. 1,63. 3,34. 1,32. 0,29. 2,24. 9,22. 6,14. 0;
ESI - MS(m/z) :353[M + Na]+,313,284,256。以
上数据与文献[7]的一致,故确定化合物Ⅶ为棕榈酸
甘油酯 (α - palmitoylglycerol)。
1. 3. 8 左旋箭毒碱(-)- curine 绝对构型的测定
左旋箭毒碱为无色针晶,mp238 ~ 241 ℃;[α]20D -
280(c 0. 28,CHCl3) ;HR - ESIMS(m/z) :595. 2817
[M + H]+ (calcd for C36 H39 N2O6:595. 2808) ;UV
λMeOHmax (logε)/nm:212 (4. 26) ,222 (4. 17) ,283
(3. 93) ;CD λMeOHmax (Δε)/nm:214 (- 145 ) ,
231(- 92. 0) ,257 (- 0. 41) ,272 (+ 5. 25) ,
21 华 西 药 学 杂 志 第 29 卷
289(- 15. 7) ,307(- 0. 630) ;IR vKBrmax / cm
-1:3426,
2940,1613,1507,1452,1274,1231,1119,1022,836;
ESI - MS(m/z) :595,298,190。1HNMR(400 MHz,
CDCl3) :δ3. 60(1 H,brd,J = 8. 0 Hz,H - 1) ,6. 54
(1 H,s,H -5) ,6. 57(l H,brs,H - 10) ,6. 81(1 H,
d,J = 8. 4 Hz,H - 13) ,6. 95(1 H,brd,J = 8. 4 Hz,
H - 14) ,3. 88(3H,s,6 - OMe) ,2. 15(3H,s,2 -
NMe) ,3. 48(1 H,dd,J = 8. 4、4. 8 Hz,H - 1) ,6. 67
(1 H,s,H - 5) ,5. 97(1 H,s,H - 8) ,6. 43(1 H,
dd,J = 8. 4、2. 0 Hz,H -10) ,6. 63(1 H,dd,J = 8. 4、
2. 0 Hz,H - 11) ,6. 72(1 H,dd,J = 8. 4、2. 0 Hz,
H -13) ,7. 08(1 H,dd,J = 8. 4、2. 0 Hz,H - 14) ,
3. 90(3H,s,6 - OMe) ,2. 49(3H,s,2 - NMe) ;
13CNMR(100 MHz,CDCl3 ) :δ60. 2 (C - 1) ,
43. 8(C - 3) ,21. 8(C - 4) ,124. 4(C - 4a) ,107. 9
(C -5) ,146. 7(C - 6) ,137. 4(C - 7) ,138. 7(C -
8) ,124. 9(C - 8a) ,39. 9(C - α) ,133. 7(C - 9) ,
120. 5(C - 10) ,144. 1(C - 11) ,146. 2(C - 12) ,
115. 2(C - 13) ,126. 3(C - 14) ,41. 7(2 - NMe) ,
55. 9(6 - OMe) ,65. 1(C - 1) ,45. 2(C - 3) ,24. 8
(C - 4) ,129. 3(C - 4a) ,112. 2(C - 5) ,148. 6
(C -6) ,143. 1(C -7) ,120. 5(C -8) ,129. 1(C -
8a) ,39. 8(C - α) ,132. 0(C - 9) ,131. 9 (C -
10) ,115. 2(C - 11) ,155. 4(C - 12) ,113. 5(C -
13) ,129. 5(C - 14) ,41. 8(2 - NMe) ,56. 0(6 -
OMe) ,其氢(碳)谱信号通过 2DNMR指定。
左旋箭毒碱的 X - ray 实验:在衍射仪上用 Cu-
Ka (λ = 1. 5418 )衍 射 (ω scans, 2θmax =
145. 18°) ,化合物为 C39H50N2O9,空间群 P212121,晶
胞参数:a = 11. 1856(2) ,b = 13. 6139(3) ,c =
23. 2061(6),晶胞体积 V = 3533. 82(14)3,晶胞
内分子数 Z = 4,晶体密度 d = 1. 298 g /cm3,单晶大
小 0. 36 × 0. 32 × 0. 30 mm。共收集到 6940 个独立
衍射点,其中可观测点为 6618 个,R1 = 0. 0356,
wR2 = 0. 0935,S = 1. 020,(Δ /σ)max = 0. 047,
(Δρ)min = - 0. 363 e /3,(Δρ)max = 0. 368 e /3,
Flack x = 0. 03(16)。由此,左旋箭毒碱的绝对构型
显示为 1 - R,1 - R(图 1)。
1. 3. 9 S,R 型和 R,R 型箭毒碱型生物碱的 CD 谱
研究 箭毒碱型生物碱属 BBI 的一种类型,其绝对
构型的确定是结构测定中的关键,而 CD 谱是解决
化合物绝对构型最有力的工具之一。关于箭毒碱型
生物碱的 CD谱测定未见文献报道,其他 BBI 的 CD
谱研究也较少。文中选取具有 1 - R,1 - R 构型的
左旋箭毒碱(-)- curine 和具有 1 - S,1 - R 构型
的 wattisine A、7 - O - methylhayatidine (Ⅰ)、racem-
osidine B (Ⅱ)进行 CD 谱测定。图 2 显示:两者均
在 212 ~ 214 nm有较强的负 Cotton吸收带,在289 ~
290 nm有弱的负 Cotton吸收带。其明显的差别在:
1 - R,1 - R 构型的左旋箭毒碱在 272 nm 处出现
正 Cotton吸收带,而具有 1 - S、1 - R 构型的 wat-
tisine A、在 240 ~ 290 nm区域未见正 Cotton吸收带,
仅在 258 nm 处出现负 Cotton 吸收带的拐点。同时
在 CD谱曲线中,后 3 个化合物表现出更多的相似
性。依此可区分 1 - R、1 - R型和 1 - S、1 - R型的
箭毒碱型 BBI。
C19
C16′
O6
O1′
O6′
O5′
O4a′
O4′
C3′
N2′
C15′O5
C18
C8′
C1′
C7′
O2′
C11 C10
C13
C12O3
C14
C9 Ca
C8a
C8
C11′
C10′
C9′
Ca′ C14′
C13′
C12′
O3′
C6
C1
N2
C3
C4
C5C4a
C15
C7 O1
O2
O4
C17
C16
图 1 左旋箭毒碱的绝对构型图
Figure 1 ORTEP diagram for (-)- curine
190 240 290 340 390
60
40
20
0
-20
-40
-60
-80
-100
(-)-curine
wattisine A
7-O-methylhayatidine
racemosidine B
姿/nm
M
de
g
图 2 1 - R,1 - R构型化合物的 CD谱
Figure 2 The CD spectra of 1 - R,1 - R configuration compounds
参考文献:
[1] 朱兆仪,冯毓秀,何丽一,等. 中国防己科轮环藤属药用植物
资源利用研究[J].药学学报,1983,18(7) :535 - 540.
[2] Cindy KA,Helene G,Varima W,et al. Antiplasmodial and cyto-
toxic activity of natural bisbenzylisoquinoline alkaloids[J]. J Nat
Prod,1999,62(1) :59 - 66.
[3] Wang JZ,Xiao YH,Wang FP. Two new curine - type bisbenzyli-
soquinoline alkaloids from the roots of cyclea wattii with cytotoxic
activities[J]. Chem Pharm Bull,2010,58(7) :986 - 988.
[4] Baldas J,Bick IRC,Porter QN,et al. Structure and stereochemis-
try of the alkaloid chondrofoline[J]. J Chem Soc,Chem Comm,
1971:132 - 133.
[5] Wang JZ,Chen QH,Wang FP. Cytotoxic bisbenzylisoquinoline al-
kaloids from the roots of Cyclea racemosa[J]. J Nat Prod,2010,
73(7) :1288 - 1293.
[6] 王燕燕,涂念,张勇慧,等. 大接骨丹化学成分研究[J]. 中草
药,2009,40(10) :1551 - 1553.
[7] 钟汉庭,张小强,王明奎.构树皮的化学成分研究[J].天然产
物研究与开发,2011,23:661 - 663.
收稿日期:2013 - 04 - 23
31第 1 期 王建忠,等。西南轮环藤化学成分及箭毒碱型生物碱的结构研究