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Chemical constituents from whole plants of Rehmannia chingii

天目地黄化学成分研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 11 期 2016 年 6 月

·1830·
• 化学成分 •
天目地黄化学成分研究
刘彦飞,史国茹,王 欣,张春磊,王 艳,陈若芸,于德泉*
中国医学科学院 北京协和医学院药物研究所 天然药物活性物质与功能国家重点实验室,北京 100050
摘 要:目的 研究天目地黄 Rehmannia chingii 全草的化学成分。方法 通过正相硅胶、Sephadex LH-20 以及反相 HPLC
柱等色谱方法对天目地黄的化学成分进行分离纯化,应用谱学技术鉴定化合物的结构。结果 从天目地黄水提取物中分离得
到 17 个化合物,分别鉴定为 8-甲基-9 氢环戊烷并吡喃-1,3,6,8-四醇(1)、3,4-二羟基苯乙醇(2)、3-甲氧基-4-羟基苯乙醇(3)、
苯乙醇-8-O-β-D-葡萄糖苷(4)、(3,4-二羟基苯乙醇)-鼠李糖-(1→3)-葡萄糖苷(5)、(苯乙醇)-木糖-(1→6)-葡萄糖苷(6)、去
乙酰地黄苷(7)、毛蕊花糖苷(8)、异毛蕊花糖苷(9)、地黄苷(10)、异地黄苷(11)、焦地黄苯乙醇苷 C(12)、焦地黄
苯乙醇苷 A1(13)、焦地黄苯乙醇苷 B1(14)、3,4-dihydroxy-β-phenethyl-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→3)-O-β-D-galacopyranosyl-
(1→6)-4-O-caffeoyl-β-D-glucopyranoside(15)、肉苁蓉苷 F(16)、异肉苁蓉苷 F(17)。结论 共鉴定 17 个化合物,包括 1
个环烯醚萜(1),16 个苯乙醇及其苷(2~17);化合物 1 为新化合物,命名为天目地黄素;化合物 16、17 为首次从该属植
物中分离得到。经体外活性筛选发现化合物 9、12、14~16 有醛糖还原酶抑制活性。
关键词:天目地黄;环烯醚萜;苯乙醇苷;天目地黄素;醛糖还原酶抑制剂
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)11 - 1830 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.11.002
Chemical constituents from whole plants of Rehmannia chingii
LIU Yan-fei, SHI Guo-ru, WANG Xin, ZHANG Chun-lei, WANG Yan, CHEN Ruo-yun, YU De-quan
State Key Laboratory of Bioactive Substances and Functions of Natural Medicines, Institute of Materia Medica, Chinese Academy
of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China
Abstract: Objective To investigate the chemical constituents of Rehmannia chingii. Methods The compounds were isolated from
an aqueous extract from the whole plants of R. chingii by a combination of various chromatographic techniques including column
chromatography over silica gel and Sephadex LH-20 and reversed-phase HPLC. Their structures were identified by spectroscopic
analysis including MS and NMR data. Results Seventeen compounds were isolated and identified as 8-methyloctahydrocyclopenta
[c] pyran-1,3,6,8-tetraol (1), 3,4-dihydroxy-phenethyl alcohol (2), 3-methoxyl-4-hydroxyphenyl alcohol (3), phenylethyl-8-O-
β-D-glucopyranoside (4), 3,4-dihydroxy-β-phenethyl-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→3)-O-β-D-glucopyranoside (5), 2-phenylethyl-
O-β-D-xylopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (6), deacyl-martynoside (7), acteoside (8), isoacteoside (9), martynoside (10),
isomartynoside (11), jionoside C (12), jionoside A1 (13), jionoside B1 (14), 3,4-dihydroxy-β-phenethyl-O-α-L-rhamnopyranosyl-
(1→3)-O-β-D-galacopyranosyl-(1→6)-4-O-caffeoyl-β-D-glucopyranoside (15), cistanoside F (16), and isocistanoside F (17).
Conclusion Among the isolated seventeen compounds, compound 1 is a new compound named rehmachinin, and compounds 16—17
are isolated from the plants of Rehmannia Libosch. ex Fisch. et Mey. for the first time. In the preliminary assays, compounds 9, 12, and
14—16 exhibit the obvious inhibition against aldose reductase.
Key words: Rehmannia chingii Li; iridoid; phenylethanoid glycoside; rehmachinin; aldose reductase inhibitor

天 目 地 黄 Rehmannia chingii Li 系 玄 参 科
(Scrophulariaceae)地黄属Rehmannia Libosch. ex
Fisch. et Mey. 植物。前期研究报道了从地黄R.
glutinosa Libosch中分离得到的新环烯醚萜苷和倍

收稿日期:2016-01-25
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81403076)
作者简介:刘彦飞,助理研究员。Tel: (010)63165325 E-mail: catalpol@imm.ac.cn
*通信作者 于德泉,研究方向为天然药物化学。Tel: (010)63165224 E-mail: dqyu@imm.ac.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 11 期 2016 年 6 月

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半萜苷的结构及其活性筛选[1-3]。为进一步丰富地黄
属植物中化学成分的结构类型,本实验对天目地黄
的水提物进行了化学成分研究。采用大孔树脂
HP20、硅胶柱色谱、结合中压液相色谱和凝胶 LH20
等技术对水提物进行了较系统的化学成分研究,共
分离得到 17 个化合物,分别为 8-甲基-9 氢五环并
吡喃-1,3,6,8-四醇(8-methyloctahydrocyclopenta [c]
pyran-1,3,6,8-tetraol , 1 )、 3,4- 二 羟 基 苯 乙 醇
(3,4-dihydroxy-phenethyl alcohol,2)、3-甲氧基-4-
羟基苯乙醇(3-methoxyl-4-hydroxyphenyl alcohol,3)、
苯乙醇 -8-O-β-D- 葡萄糖苷( phenylethyl-8-O-β-D-
glucopyranoside,4)、(3,4-二羟基苯乙醇)-鼠李糖-
(1→3)-葡萄糖苷 [3,4-dihydroxy-β-phenethyl-O-α-L-
rhamnopyranosyl-(1→3)-O-β-D-glucopyranoside,5]、
(苯乙醇 )-木糖 -(1→6)-葡萄糖苷 [2-phenylethyl-O-
β-D-xylopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside,6]、
去乙酰地黄苷(deacyl-martynoside,7)、毛蕊花糖
苷(acteoside,8)、异毛蕊花糖苷(isoacteoside,9)、
地 黄 苷 ( martynoside , 10 )、 异 地 黄 苷
(isomartynoside,11)、焦地黄苯乙醇苷 C(jionoside
C,12)、焦地黄苯乙醇苷 A1(jionoside A1,13)、焦
地黄苯乙醇苷 B1(jionoside B1,14)、3,4-dihydroxy-
β-phenethyl-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→3)-O-β-D-
galacopyranosyl-(1→6)-4-O-caffeoyl-β-D-glucopyra-
noside(15)、肉苁蓉苷 F(cistanoside F,16)、异
肉苁蓉苷 F(isocistanoside F,17)。化合物 1 为新
化合物,命名为天目地黄素;化合物 16、17 为首
次从该属植物中分离得到。经体外活性筛选发现化
合物 9、12、14~16 有醛糖还原酶抑制活性。
1 仪器与材料
BRUKER AV500-III 和 AV600 IIIHD 核磁共振
仪(瑞士布鲁克拜厄斯宾有限公司);IMPACT-400
型傅里叶变换红外光谱仪(美国 Nicolet 公司);
HP1100 系列 LC/MSD Trap-SL 型质谱仪(安捷伦公
司);Gilson 302 型中压色谱仪;反相柱色谱硅胶
RP18(40~60 μm)为 Merck 公司生产;大孔树脂
HP20(日本三菱公司);薄层色谱硅胶 GF254 及柱色
谱硅胶(200~300 目)为青岛海洋化工厂产品;葡
聚糖凝胶 Sephadex LH-20(2.3 cm×180 cm)为
Pharmacia 公司产品。
天目地黄于 2013 年 7 月采自浙江省天目山,由
中国医学科学院药物研究所马林副研究员鉴定为
玄参科地黄属植物天目地黄 Rehmannia chingii Li,
标本(S-2577)保存于本所标本室。
2 提取与分离
天目地黄全草15.0 kg,水回流提取(2×100 L),
每次 1 h,合并提取液,减压浓缩得浸膏(3.5 kg),
稀释后大孔树脂(25 L)柱色谱,纯水洗脱除去糖
类化合物后用 45%、95%乙醇洗脱分别得 297 和 251
g 浓缩膏。
将 95%乙醇洗脱浓缩膏(251 g)进行硅胶柱
(100~200 目、3 000 g,12.0 cm×110 cm)色谱分
离,用氯仿-甲醇(100∶0→0∶100)梯度洗脱,
洗脱液经薄层色谱检测,合并相似流分,回收溶剂
得到 4 个洗脱部分(Fr. 1~Fr. 4)。Fr. 1(纯氯仿洗
脱部分,77.3 g)经中压液相色谱分离,以甲醇-
水(5%~90%)梯度洗脱,得到 45 个组分(Fr. 1-1~
Fr. 1-45)。Fr. 1-1(21 mg)、Fr. 1-7(43 mg)和 Fr. 1-11
(38 mg)经反复硅胶柱(200~300 目)色谱分离,
醋酸乙酯-乙醇-水(25∶2∶1)洗脱,分别得化合
物 1(5 mg)、2(11 mg)和 3(12 mg)。Fr. 2(氯
仿-甲醇 15∶1 洗脱部分,58.5 g)经中压液相色谱
分离,以甲醇-水(5%~90%)梯度洗脱,得到 35
个组分(Fr. 2-1~Fr. 2-35)。Fr. 2-9(30 mg)、Fr. 2-13
(47 mg)、Fr. 2-17(59 mg)和 Fr. 2-18(25 mg)
经 Sephadex LH-20(90 g,2.3 cm×180 cm,甲醇
洗脱)柱色谱反复纯化分别得到化合物 4(5 mg)、
10(20 mg)、11(30 mg)和 12(10 mg)。Fr. 3(氯
仿-甲醇 10∶1 洗脱部分,51.7 g)经中压液相色谱
分离,以甲醇-水(5%~90%)梯度洗脱,得到 48
个组分(Fr. 3-1~Fr. 3-48),Fr. 3-3(50 mg)经
Sephadex LH-20(90 g,2.3 cm×180 cm,甲醇洗脱)
柱色谱反复纯化分别得到化合物 5(10 mg)和 16
(20 mg),Fr. 3-7(55 mg)、Fr. 3-8(20 mg)Fr. 3-9
(28 mg)、Fr. 3-12(33 mg)、Fr. 3-13(30 mg)和
Fr. 3-18(35 mg)经 Sephadex LH-20(90 g,2.3 cm×
180 cm,甲醇洗脱)柱色谱反复纯化分别得到化合
物 6(10 mg)、7(30 mg)、14(23 mg)、15(20 mg)、
17(9 mg)和 13(9 mg)。Fr. 4(氯仿-甲醇 8∶1
洗脱部分,53.7 g)经 Sephadex LH-20 柱(700 g,
5.5 cm×100 cm,甲醇洗脱)得到 5 个部分(Fr.
4-1~4-5),Fr. 4-2(7.8 g)经中压液相色谱分离,
以甲醇-水(25%~55%)梯度洗脱得到 15 个组分(Fr.
4-2-1~4-2-15),Fr. 4-2-10(1.2 g)经 Sephadex LH-20
(90 g,2.3 cm×180 cm,甲醇洗脱)柱色谱反复纯
化分别得到化合物 8(950 mg),Fr. 4-3(5.6 g)经
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 11 期 2016 年 6 月

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中压液相色谱分离,以甲醇-水(25%~55%)梯度
洗脱得到 13 个组分(Fr. 4-3-1~4-3-13),Fr. 4-3-9
(1.1 g)经 Sephadex LH-20(90 g,2.3 cm×180 cm,
甲醇洗脱)柱色谱反复纯化得到化合物 9(880
mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:白色无定形粉末。[α]20D −94.4° (c 0.13,
MeOH);HR-ESI-MS m/z: 169.085 7 [M-2H2O+H]+
(计算值 169.086 5,C9H13O3),结合 NMR 推测其分
子式为 C9H16O5,不饱和度为 2。其 IR 谱显示羟基
(3 397 cm−1)吸收峰。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ:
5.43 (1H, d, J = 2.4 Hz, H-1), 4.86 (1H, m, H-3), 3.98
(1H, dd, J = 6.6, 1.8 Hz, H-6), 2.46 (1H, dd, J = 10.2,
4.2 Hz, H-5), 2.34 (1H, dd, J = 14.4, 6.6 Hz, H-7α),
1.62 (1H, m, H-7β), 2.29 (1H, m, H-9), 1.48 (1H, m,
H-4α), 2.24 (1H, m, H-4β), 1.34 (3H, s, 10-CH3);
13C-NMR (125 MHz, CD3OD) δ: 92.2 (C-3), 90.5
(C-1), 81.5 (C-8), 77.8 (C-6), 51.1 (C-7), 44.9 (C-9),
39.6 (C-5), 34.7 (C-4), 23.6 (C-10)。
由 1H-NMR 数据可知,化合物 1 含有 2 个半缩
醛质子信号、2 个亚甲基信号、3 个次甲基信号(1
个连氧)和 1 个甲基信号。13C-NMR 显示 2 个半缩
醛信号 δC 92.2, 90.5 和 1 个甲基信号 δC 23.6。1H-1H
COSY 谱中 H-4β 和 H-3、H-5,H-9 和 H-1、H-5,
H-6 和 H-5、H-7 分别有交叉信号峰,表明有
-CHCH2CH(CHCH)CHCH2- 连接方式存在。由
HMBC 谱可知 H-1 和 C-3 相关,10-Me 和 C-7、C-8、
C-9 相关,由此确定了其平面结构。在 ROESY 谱中,
H-1 与 H-3、H-10 相关,H-5 与 H-7β、H-9 相关,H-7α
与 H-6、10-Me 相关,确定 H-1、H-3、H-5、H-6、
H-9 和 10-Me 的相对构型分别为 α、α、β、α、β 和
α 构型。该化合物存在 2 个半缩醛,推测为地黄中
已报道化合物 rehmaglutoside J 中的苷元片段[1],该
化合物相对稳定。综合上述信息,确定该化合物的
结构为 8-甲基-9 氢环戊烷并吡喃-1,3,6,8-四醇,为
新化合物,命名为天目地黄素,结构见图 1。

图 1 化合物 1 的结构和重要的 HMBC 和 NOESY 相关
Fig. 1 Structure and key HMBC and NOESY correlations
of compound 1
化合物 2~15 的结构由 ESI-MS、1H-NMR 和
13C-NMR 等波谱方法鉴定,与文献报道的数据一
致,分别鉴定为 3,4-二羟基苯乙醇[4](2)、3-甲氧基-
4-羟基苯乙醇[4](3)、苯乙醇-8-O-β-D-葡萄糖苷[4](4)、
(3,4-二羟基苯乙醇)-鼠李糖-(1→3)-葡萄糖苷[4](5)、
(苯乙醇)-木糖-(1→6)-葡萄糖苷[5](6)、去乙酰地黄
苷[6](7)、毛蕊花糖苷[4](8)、异毛蕊花糖苷[7](9)、
地黄苷[6](10)、异地黄苷[6](11)、焦地黄苯乙醇苷
C[4](12)、焦地黄苯乙醇苷 A1[8](13)、焦地黄苯乙
醇苷 B1[8] ( 14)、 3,4-dihydroxy-β-phenethyl-O-α-L-
rhamnopyranosyl-(1→3)-O-β-D-galacopyranosyl-(1→
6)-4-O-caffeoyl-β-D-glucopyranoside)[9](15)。
化合物 16:白色固体;易溶于甲醇,[α]20D −4.4° (c
0.39, MeOH);ESI-MS m/z 511 [M+Na]+;结合 1H-
和 13C-NMR 谱推出分子式为 C21H28O13,不饱和度
为 7。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ: 7.61 (1H, d, J =
16.0 Hz, H-β″), 7.07 (1H, d, J = 1.5 Hz, H-2″), 6.95
(1H, dd, J = 8.0, 1.5 Hz, H-6″), 6.78 (1H, d, J = 8.0
Hz, H-5″), 6.30 (1H, d, J = 16.0 Hz, H-α″), 5.13/5.17
(各 0.5H, brs, rha-H-1′), 4.58/4.93 (各 0.5H, d, J = 8.0,
3.5 Hz, glc-H-1), 4.92 (1H, t, J = 9.0 Hz, H-4), 3.22~
4.06 (9H, m, H-2, 3, 5, 6, 2′~5′), 1.09/1.10 (各 1.5H,
d, J = 6.0 Hz, H3-6′);13C-NMR (125 MHz, CD3OD) δ:
93.8/97.9 (C-1), 75.8/77.1 (C-2), 79.1/81.6 (C-3),
70.3/70.6 (C-4), 73.6/76.2 (C-5), 62.2/62.3 (C-6),
102.8/102.9 (C-1′), 72.1 (C-2′), 71.9 (C-3′), 74.4
(C-4′), 70.5 (C-5′), 18.3 (C-6′), 127.5/127.6 (C-1″),
114.5/114.6 (C-2″), 149.4/149.5 (C-3″), 146.5 (C-4″),
116.5 (C-5″), 123.2 (C-6″), 115.2 (C-α″), 147.8/147.9
(C-β′′′), 168.3/168.4 (C=O)。上述数据与文献报道一
致[10],化合物 16 的咖啡酰基和葡萄糖的 4 位羟基
以酯键相连,故鉴定为 cistanoside F。
化合物 17:白色固体;易溶于甲醇,[α]20D −5.7°
(c 0.41, MeOH);ESI-MS m/z: 511 [M+Na]+;结合
1H- 和 13C-NMR 谱推出分子式为 C21H28O13,不饱
和度为 7。1H-NMR (500 MHz, CD3OD) δ: 7.58 (1H,
d, J = 16.0 Hz, H-β″), 7.04 (1H, d, J = 1.5 Hz, H-2″),
6.94 (1H, dd, J = 8.0, 1.5 Hz, H-6″), 6.78 (1H, d, J =
8.0 Hz, H-5″), 6.28 (1H, d, J = 16.0 Hz, H-α″),
5.13/5.18 (各 0.5H, brs, rha-H-1′), 4.52/5.08 (各 0.5H,
dd, J = 8.0, 3.5 Hz, glc-H-1), 4.35/4.45 (各 0.5 H, m,
H-6), 3.25~4.10 (8H, m, H-2~5, 2′~5′), 1.25 (3H,
d, J = 6.0 Hz, H3-6′);13C-NMR (125 MHz, CD3OD) δ:
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94.0/98.1 (C-1), 75.4/76.8 (C-2), 84.1/81.7 (C-3),
70.0/70.4 (C-4), 70.8/74.1 (C-5), 64.7/64.8 (C-6),
102.7/102.8 (C-1′), 72.3 (C-2′), 72.2 (C-3′), 74.0
(C-4′), 70.6 (C-5′), 17.8 (C-6′), 127.7 (C-1″),
114.8/114.9 (C-2″), 149.6/149.6 (C-3″), 146.7 (C-4″),
116.5 (C-5″), 122.9 (C-6″), 115.1 (C-α″), 147.0/147.1
(C-β′′′), 168.1/168.2 (C=O)。上述数据与文献报道一
致[11],化合物 17 和 16 为异构体,即咖啡酰基和葡萄
糖的 6 位羟基以酯键相连,故鉴定为 isocistanoside F。
4 醛糖还原酶抑制活性
对化合物 1~17 进行了醛糖还原酶抑制活性测
试[12],阳性对照药为依帕司他(IC50=7.84 nmol/L),
结果显示在 1×10−5 mol/L 的浓度下化合物 9、12
和 14~16 有较明显的醛糖还原酶抑制活性,抑制
率分别为 79%(IC50=1.17 μmol/L)、71%(IC50=4.15
μmol/L)、77%(IC50=0.712 μmol/L)、90%(IC50=
96.9 nmol/L)、113%(IC50=11.7 nmol/L)。
参考文献
[1] Liu Y F, Liang D, Luo H, et al. Hepatoprotective iridoid
glycosides from the roots of Rehmannia glutinosa [J]. J
Nat Prod, 2012, 75(9): 1625-1631.
[2] Liu Y F, Liang D, Luo H, et al. Ionone glycosides from
the roots of Rehmannia glutinosa [J]. J Asian Nat Prod
Res, 2014, 16(1): 11-19.
[3] 刘彦飞, 梁 东, 罗 桓, 等. 地黄化学成分研究 [J].
中草药, 2014, 45(1): 16-22.
[4] Sasaki H, Nishimura H, Chin M, et al. Hydroxycinnamic
acid esters of phenethylalcohol glycosides from
Rehmannia glutinosa var. purpurea [J]. Phytochemistry,
1989, 28(3): 875-879.
[5] Nishimura H, Sasaki H, Morota T, et al. Six glycosides
from Rehmannia glutinosa var. purpurea [J].
Phytochemistry, 1990, 29(10): 3303-3306.
[6] Calis I, Lahloub M F, Rogenmoser E T, et al.
Isomartynoside, a phenylpropanoid glycoside from
Galeopsis pubescens [J]. Phytochemistry, 1984, 23(10):
2313-2315.
[7] Kobayashi H, Oguchi H, Takizawa N, et al. New
phenylethanoid glycosides from Cistanche tubulosa
(Schrenk) Hook. f. I. [J]. Chem Pharm Bull, 1987, 35(8):
3309-3314.
[8] Sasaki H, Nishimura H, Morota T, et al.
Immunosuppressive principles of Rehmannia glutinosa var.
hueichingensis [J]. Planta Med, 1989, 55(5): 458-462.
[9] Shoyama Y, Matsumoto M, Nishioka I. Phenolic
glycosides from diseased roots of Rehmannia glutinosa
var. purpurea [J]. Phytochemistry, 1987, 26(4): 983-986.
[10] Karasawa H, Kobayashi H, Takizawa N, et al. Studies on
the constituents of Cistanchis herb. VII.Isolation and
structures of cistanosides H and I [J]. Yakugaku Zasshi,
1986, 106(7): 562-565.
[11] Suzuki N, Miyase T, Ueno A. Phenylethanoid glycosides
of Sesamum indicum [J]. Phytochemistry, 1993, 34(3):
729-732.
[12] 刘彦飞. 地黄活性物质与功能 [D]. 北京: 北京协和医
学院, 2013.