全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月
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鸦胆子种子化学成分的研究
王 群 1, 4,杨勇勋 4,刘庆鑫 4,张建平 4,陈利萍 4,李慧梁 4*,管淑玉 1, 2, 3*
1. 广东药学院中药学院,广东 广州 510006
2. 国家中医药管理局中药数字化质量评价技术重点研究室,广东 广州 510006
3. 广东高校中药质量工程技术研究中心,广东 广州 510006
4. 第二军医大学药学院,上海 200433
摘 要:目的 研究鸦胆子 Brucea javanica 种子的化学成分。方法 运用硅胶色谱、ODS、Sephadex LH-20 等色谱方法进
行分离纯化,结合高分辨质谱和核磁共振波谱分析鉴定化合物的结构。结果 从鸦胆子种子 90%乙醇提取物中分离得到 5
个苦木内酯类化合物,分别鉴定为鸦胆子内酯 W(1)、yadanziolide A(2)、鸦胆子苦素 D(3)、鸦胆子苦素 E(4)、javanicolide
A(5)。结论 化合物 1为未见文献报道的新化合物。
关键词:鸦胆子;苦木内酯;鸦胆子内酯 W;yadanziolide A;鸦胆子苦素 D
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2015)19 - 2839 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.19.003
Study on chemical constituents from seeds of Bruceae Fructus
WANG Qun1, 4, YANG Yong-xun4, LIU Qing-xin4, ZHANG Jian-ping4, CHEN Li-ping4, LI Hui-liang4,
GUAN Shu-yu1, 2, 3
1. School of Traditional Chinese Medicine, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China
2. Key Laboratory of Digital Quality Evaluation of Chinese Materia Medica of State Administration of TCM, Guangzhou 510006,
China
3. Engineering Technology Research Center for Chinese Materia Medica Quality of the Universities of Guangdong Province,
Guangzhou 510006, China
4. School of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China
Abstract: Objective To investigate the chemical constituents from Bruceae Fructus (the seeds of Brucea javanica). Methods
These compounds were isolated by means of silica gel, ODS, Sephadex LH-20 column chromatographies. Their structures were
identified by the methods of high resolution mass spectrometry (HRMS) and NMR spectroscopic analyses. Results Five quassinoids
were isolated from 90% ethanol extract in Bruceae Fructus and identified as yadanziolide W (1), yadanziolide A (2), bruceine D (3),
bruceine E (4), javanicolide A (5), respectively. Conclusion Compound 1 is a new quassinoid which has not been reported in literature.
Key words: Brucea javanica (L.) Merr.; quassinoids; yadanziolide W; yadanziolide A; bruceine D
鸦 胆 子 Bruceae Fructus 是 苦 木 科
(Simaroubaceae)鸦胆子属 Brucea J. F. Mill. 鸦胆子
Brucea javanica (L.) Merr. 的种子,又名苦榛子、小
苦楝、老鸦胆、苦参子[1]。本属在全世界只有 6 种
植物,分布于东半球热带地区,在我国有 2 种,主
要分布在南方沿海(海南、广东、广西、云南及台
湾)[2]。鸦胆子性味苦、寒、有毒。我国传统中医
将其用于清热、燥湿、杀虫、解毒,内治痢疾、疟
疾,外治赘疣、鸡眼[3]。前期研究表明鸦胆子属的
主要成分为苦木内酯、生物碱、三萜和脂肪酸[4];
其中,苦木内酯类化合物是鸦胆子属植物的特征性
成分,也是鸦胆子属植物的有效成分,具有调血脂、
抗疣、抗溃疡、抗肿瘤[5-7]等活性。为了进一步寻找
更多结构新颖的活性成分,本课题组对产自江西的
鸦胆子乙醇提取物进行了化学成分研究,从中分离
了 5 个苦木内酯类化合物(图 1),分别鉴定为鸦胆
收稿日期:2015-07-01
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81102335)
作者简介:王 群,硕士在读,研究方向为中药质量控制。E-mail: qunwang0523@163.com
*通信作者 李慧梁,男,博士,副教授,主要从事结构新颖天然产物小分子的发现及功能研究。E-mail: faranli@hotmail.com
管淑玉,女,博士,副教授,从事中药质量控制与生物活性研究。E-mail: guanshuy3@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月
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O O
OH
OH
O
H
O
OH
H H
HO
OH OH
O O
1
O O
OH
OH
O
H
O
OH
H H
HO
OH OH
2
O O
OH
OH
O
H
O
OH
H H
HO
OH
O O
OH
OH
H
O
OH
H H
HO
OH
4
HO
O
O
OH
HO
OH
O O
OH
O
H
H
3
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12 13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
A B C
D E
图 1 化合物 1~5的结构
Fig. 1 Structures of compounds 1—5
子内酯 W(yadanziolide W,1)、yadanziolide A(2)、
鸦胆子苦素 D(bruceine D,3)、鸦胆子苦素 E
(bruceine E,4)、javanicolide A(5)。其中化合物 1
为未见文献报道的新化合物。
1 仪器与材料
Buchi Sepacore C-615 中压制备色谱系统(瑞士
Buchi 公司);Bruker FTIR Vector 22 红外光谱仪(瑞
士 Bruker 公司);Shimadzu UV-2550 分光光度计(日
本 Shimadzu 公司);AVANCE 500 MHz 核磁共振波
谱仪(瑞士 Bruker 公司);Agilent LC/MSD和 Agilent
Q-TOF 高分辨质谱仪(美国 Agilent 公司);Sephadex
LH-20 凝胶(美国 Pharmacia 公司),ODS 填料(100
μm,日本 YMC 公司);柱色谱硅胶(200~300 目)、
薄层色谱制备板和薄层色谱硅胶 GF254(烟台江友
硅胶开发有限公司)。
鸦胆子药材于 2013 年 6 月采自江西省吉水县,
由第二军医大学黄宝康教授鉴定为鸦胆子属植物鸦
胆子 Brucea javanica (L.) Merr. 的种子,标本
(201410010)保存于第二军医大学药学院天然药物
化学教研室。
2 提取与分离
鸦胆子种子 20 kg,粉碎,90%乙醇冷浸提取 3
次,每次 24 h,滤过,合并提取液,减压浓缩,得
浸膏 700 g。将浸膏混悬于水中,用醋酸乙酯萃取,
回收溶剂,得到醋酸乙酯部位 200 g。醋酸乙酯部位
进行常压硅胶柱色谱分离,石油醚-醋酸乙酯(50∶1、
30∶1、20∶1、15∶1、10∶1、8∶1、5∶1、3∶1、
1∶1)梯度洗脱,得到 9 个流分 Fr. 1~9。将 Fr. 3
(5.8 g)经过反相中压制备色谱,甲醇-水(10%~
100%)梯度洗脱,得到 5 个部分 Fr. 3.1~3.5。其中
Fr. 3.1(100 mg)依次经过 Sephadex LH-20(甲醇)
及薄层色谱(二氯甲烷-甲醇 5∶1)分离,得到化
合物 1(12 mg)和 5(16 mg);Fr. 3.3(380 mg)
经过反相中压制备色谱,甲醇-水(10%~80%)梯
度洗脱,得到 3 个部分 Fr. 3.3.1~3.3.3。将 Fr. 3.3.2
(45 mg)经过 Sephadex LH-20(甲醇)分离纯化,
得到化合物 2(20 mg);将 Fr. 3.3.3(44 mg)依次
经过 Sephadex LH-20(甲醇)柱色谱分离纯化,得
到化合物 3(22 mg)和 4(11 mg)。
3 结构鉴定
化合物1:无色粉末,[α]20D + 63.5°(c 0.09, MeOH);
HR-ESI-MS给出分子离子峰m/z: 507.158 4 [M+Na]+
(C22H28O12Na,计算值507.158 0),确定分子式为
C22H28O12,不饱和度为9。 MeOHmaxUV λ (nm): 240,lgε =
2.94; KBrmaxIR ν (cm−1): 3 430, 2 958, 1 739, 1 666, 1 600,
表明其结构中存在羟基、羰基、双键。结合1H-NMR、
13C-NMR(表1)和DEPT谱数据,可以判断该化合
物结构中含有4个sp2季碳,2个为酯羰基碳 [δC 172.5
(C-1′), 176.4 (C-16)],1个为酮羰基碳δC 197.1 (C-2),
1个为烯基碳δC 161.1 (C-4);4个sp3季碳,其中2个
为连氧sp3季碳 [δC 84.3 (C-13), 83.6 (C-14)];2个与
氧相连的亚甲基 [δH 3.90 (d, J = 7.4 Hz, H-19a), 4.49
(d, J = 7.4 Hz, H-19b), δC 71.5 (C-19);δH 3.92 (d, J =
12.0 Hz, H-20a), 4.22 (d, J = 12.0 Hz, H-20b), δC 65.2
(C-20)];9个次甲基,其中有6个连氧的次甲基 [δH
4.28 (s, H-1), δC 84.1 (C-1); δH 5.23 (dd, J = 10.5, 2.4
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月
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表 1 化合物 1 的 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) 和
13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) 数据
Table 1 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) and 13C-NMR (125
MHz, DMSO-d6) spectroscopic data of compound 1
碳位 δH δC
1 4.28 (s) 84.1
2 197.1
3 6.12 (s) 126.2
4 161.1
5 3.31 (d, J = 10.5 Hz) 44.5
6 5.23 (dd, J = 10.5, 2.4 Hz) 72.5
7 5.17 (d, J = 2.4 Hz) 81.3
8 50.6
9 2.69 (d, J = 3.5 Hz) 42.7
10 52.1
11 4.77 (m) 76.7
12 3.88 (d, J = 4.5 Hz) 78.8
13 84.3
14 83.6
15 5.32 (s) 72.1
16 176.4
17 2.07 (s) 23.8
18 1.34 (s) 11.3
3.90 (d, J = 7.4 Hz, H-19a) 71.5 19
4.49 (d, J = 7.4 Hz, H-19b)
3.92 (d, J = 12.0 Hz, H-20a) 65.2 20
4.22 (d, J = 12.0 Hz, H-20b)
1′ 172.5
2′ 2.13 (s) 22.1
1-OH 6.80 (s)
11-OH 4.97 (d, J = 5.6 Hz)
12-OH 7.45 (d, J = 4.2 Hz)
14-OH 7.08 (s)
15-OH 6.21 (s)
Hz, H-6), δC 72.5 (C-6);δH 5.17 (d, J = 2.4 Hz, H-7),
δC 81.3 (C-7);δH 4.77 (m, H-11), δC 76.7 (C-11);δH
3.88 (d, J = 4.5 Hz, H-12), δC 78.8 (C-12);δH 5.32 (s,
H-15), δC 72.1 (C-15)];3 个甲基 [δH 2.07 (s, H-17),
δC 23.8 (C-17);δH 1.34 (s, H-18), δC 11.3 (C-18);δH
2.13 (s, H-2′), δC 22.1 (C-2′)]。13C-NMR 中提示存在
1 个典型的 α, β-不饱和酮片段 (δC 197.1, 161.1,
126.2)。综合上述信息,推测化合物可能为苦木内
酯类化合物。
对比化合物 1与 2的核磁数据,发现二者的核
磁数据非常相似,提示化合物 1与 2具有相同的骨
架,因此化合物 1为苦木内酯类化合物;而不同之
处在于化合物 1 的 B 环上 H-6 [δH 5.23 (dd, J =
10.5, 2.4 Hz)] 和 C-6 (δC 72.5) 明显向低场位移且
变为次甲基;进一步比较两者数据,发现化合物 1
比化合物 2仅多出 1 组乙酰基信号 [(δC 22.1 (C-2′),
δH 2.13 (3H, s);δC 172.5 (C-1′)]。而在 HMBC 谱中
显示 H-6 与 C-1′存在远程相关(图 2),因此判断化
合物 1的 6 位被乙酰基取代。至此确定化合物 1的
平面结构。根据苦木内酯类化合物的生源途径,将
CH3-18 确定为面上,即 β 构型,在 NOESY 谱中可
以看到 H-6 与 CH3-18 相关(图 2),则可以确定 6
位的取代基为 α 构型,而 NOESY 谱中还显示化合
物 1 余下的手性碳的相对构型与化合物 2 完全一致
(图 2)。至此化合物 1的相对构型得以确定(图 1),
经数据库检索为1个新化合物,命名为鸦胆子内酯W。
O O
OH
OH
O
H
O
H
HO
OH OH
O O
H
1
2
3
4
5 6 7
8910
11
12
13
14
15
16
17
18
20
1′
1
5
9
15
11 12 20
19
7
18
6
14
2′
OH
O
H
H
H
HO
OH
H
O
O
OH
H
H
H
O
O
O
OH
OH
H
HO
19
图2 化合物1的重要HMBC ( ) 和NOESY ( ) 相关
Fig. 2 Key HMBC and NOESY correlations of compound 1
化合物 2:无色针状固体。ESI-MS m/z: 449 [M+
Na]+, 425 [M-H]−,推测相对分子质量为 426。结
合 1H-NMR和 13C-NMR推测其分子式为C20H26O10,
不饱和度为 8。1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ:
4.35 (1H, s, H-1), 6.15 (1H, s, H-3), 3.11 (1H, d, J =
11.7 Hz, H-5), 1.68 (1H, ddd, J = 15.1, 11.7, 2.8 Hz,
H-6a), 2.33 (1H, dt, J = 11.7, 3.0 Hz, H-6b), 5.01 (1H,
m, H-7), 2.46 (1H, d, J = 3.7 Hz, H-9), 4.73 (1H, m,
H-11), 3.79 (1H, d, J = 3.6 Hz, H-12), 5.36 (1H, s,
H-15), 1.94 (3H, s, H-17), 1.46 (3H, s, H-18), 3.73
(1H, d, J = 7.6 Hz, H-19a), 4.64 (1H, d, J = 7.6 Hz,
H-19b), 3.99 (1H, d, J = 11.6 Hz, H-20a), 4.07 (1H, d,
J = 11.6 Hz, H-20b);13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ:
83.5 (C-1), 199.0 (C-2), 125.4 (C-3), 163.9 (C-4), 44.1
(C-5), 28.5 (C-6), 79.6 (C-7), 51.2 (C-8), 46.2 (C-9), 49.5
(C-10), 76.0 (C-11), 78.7 (C-12), 85.1 (C-13), 84.4
(C-14), 71.2 (C-15), 175.6 (C-16), 22.7 (C-17), 12.0
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46卷 第 19期 2015年 10月
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(C-18), 71.1 (C-19), 65.3 (C-20)。以上数据与文献报道
基本一致[8],故鉴定化合物 2 为 yadanziolide A。
化合物 3:无色粉末。ESI-MS m/z: 433 [M+
Na]+, 409 [M-H]−,推测相对分子质量为 410。结
合 1H-NMR 和 13C-NMR 推测其分子式为 C20H26O9,
不饱和度为 8。1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ:
4.25 (1H, s, H-1), 5.98 (1H, s, H-3), 2.88 (1H, d, J =
12.4 Hz, H-5), 1.67 (1H, brt, J = 12.6 Hz, H-6a), 2.13
(1H, d, J = 12.6 Hz, H-6b), 4.91 (1H, m, H-7), 2.31
(1H, d, J = 3.4 Hz, H-9), 4.38 (1H, m, H-11), 3.53
(1H, d, J = 5.4 Hz, H-12), 4.96 (1H, s, H-15), 1.94
(3H, s, H-17), 1.04 (3H, s, H-18), 3.6 (1H, d, J = 6.9
Hz, H-19a), 4.29 (1H, d, J = 6.9 Hz, H-19b), 1.25 (3H,
s, H-20);13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ: 81.4
(C-1), 198.3 (C-2), 124.0 (C-3), 163.7 (C-4), 42.3
(C-5), 27.1 (C-6), 78.6 (C-7), 48.7 (C-8), 43.7 (C-9),
47.6 (C-10), 73.7 (C-11), 79.8 (C-12), 80.6 (C-13),
83.1 (C-14), 69.0 (C-15), 173.9 (C-16), 22.1 (C-17), 10.9
(C-18), 68.5 (C-19), 18.3 (C-20)。以上数据与文献报
道基本一致[9],故鉴定化合物 3为鸦胆子苦素 D。
化合物 4:无色针状固体。ESI-MS m/z: 435 [M+
Na]+, 411 [M-H]−,推测相对分子质量为 412。结合
1H-NMR 和 13C-NMR 推测其分子式为 C20H28O9,不
饱和度为 7。1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ: 3.52
(1H, d, J = 2.1 Hz, H-1), 3.65 (1H, m, H-2), 5.39 (1H,
d, J = 2.0 Hz, H-3), 2.4 (1H, d, J = 14.9 Hz, H-5), 1.69
(1H, dd, J = 14.9, 1.4 Hz, H-6a), 2.15 (1H, dt, J =
14.9, 3.0 Hz, H-6b), 4.58 (1H, m, H-7), 2.06 (1H, d,
J = 4.1 Hz, H-9), 3.74 (1H, m, H-11), 5.06 (1H, d, J =
4.0 Hz, H-12), 5.13 (1H, s, H-15), 1.65 (3H, s, H-17),
1.22 (3H, s, H-18), 3.82 (1H, d, J = 7.3 Hz, H-19a),
4.62 (1H, d, J = 7.3 Hz, H-19b), 1.41 (3H, s, H-20);
13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ: 82.7 (C-1), 73.8
(C-2), 125.2 (C-3), 136.6 (C-4), 43.8 (C-5), 28.5
(C-6), 75.7 (C-7), 50.9 (C-8), 46.6 (C-9), 45.4 (C-10),
81.2 (C-11), 81.9 (C-12), 82.3 (C-13), 84.6 (C-14),
70.5 (C-15), 176.3 (C-16), 21.1 (C-17), 12.2 (C-18),
70.8 (C-19), 18.4 (C-20)。以上数据与文献报道基本
一致[10],故鉴定化合物 4为鸦胆子苦素 E。
化合物 5:无色粉末。ESI-MS m/z: 419 [M+
Na]+, 395 [M-H]−,推测相对分子质量为 396。结
合 1H-NMR 和 13C-NMR 推测其分子式为 C19H24O9,
不饱和度为 8。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ: 5.95
(1H, s, H-3), 5.13 (1H, s, H-5), 1.74 (1H, dd, J = 14.2,
4.7 Hz, H-6a), 2.15 (1H, dd, J = 14.2, 2.7 Hz, H-6b),
3.95 (1H, brs, H-7), 2.29 (1H, d, J = 4.6 Hz, H-9),
4.36 (1H, m, H-11), 4.29 (1H, d, J = 2.3 Hz, H-12),
4.23 (1H, s, H-15), 2.19 (3H, s, H-18), 1.09 (3H, s,
H-19), 4.82 (1H, d, J = 6.3 Hz, H-20a), 4.45 (1H, d, J =
6.3 Hz, H-20b), 1.41 (3H, s, H-21);13C-NMR (125 MHz,
CD3OD) δ: 173.1 (C-2), 120.3 (C-3), 170.4 (C-4), 95.4
(C-5), 46.1 (C-6), 72.1 (C-7), 63.3 (C-8), 48.7 (C-9), 47.6
(C-10), 71.9 (C-11), 88.0 (C-12), 84.5 (C-13), 83.1
(C-14), 73.4 (C-15), 175.1 (C-16), 16.5 (C-17), 17.7
(C-18), 73.4 (C-19), 16.9 (C-20)。以上数据与文献报道
基本一致[11],故鉴定化合物 5为 javanicolide A。
参考文献
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