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A new diterpenoid from Isodon nervosus

显脉香茶菜中1个新的二萜类化合物



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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显脉香茶菜中 1 个新的二萜类化合物
刘丹丹,魏志雄*
东莞市食品药品检验所,广东 东莞 523109
摘 要:目的 对显脉香茶菜 Isodon nervosus 茎叶的化学成分进行研究。方法 采用硅胶及葡聚糖凝胶柱色谱进行分离纯化,
通过理化性质和光谱数据对化合物进行结构鉴定。结果 从显脉香茶菜 95%乙醇提取物中分离得到 1 个化合物,其结构鉴
定为 15α,20β/α-二羟基-6β-甲氧基-6,7-断裂-6,20-环氧-1α,7-内酯-对映-贝壳杉-16-烯(1)。结论 化合物 1 为新的二萜类化合
物,命名为显脉香茶菜素 K。
关键词:显脉香茶菜;二萜;显脉香茶菜素 K;对映贝壳杉烷二萜;波谱分析
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)13 - 2232 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.13.005
A new diterpenoid from Isodon nervosus
LIU Dan-dan, WEI Zhi-xiong
Dongguan Institute for Food and Drug Control, Dongguan 523109, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from the stems and leaves of Isodon nervosus. Methods The chemical
constituent was isolated and purified by chromatographic methods and structurally identified by physicochemical characteristics and
spectral data. Results One new compound was isolated from 95% ethanol extract of I. nervosus, the structure was identified as
15α,20β/α-dihydroxy-6β-methoxy-6,7-seco-6,20-epoxy-1α,7-olide-ent-kaur-16-ene. Conclusion A new diterpenoid was identified
and named as rabdonervosin K.
Key words: Isodon nervosus (Hemsl.) Kudô; diterpenoid; rabdonervosin K; ent-kaurane diterpene; spectral analysis

显脉香茶菜 Isodon nervosus (Hemsl.) Kudô 为
唇形科香茶菜属多年生草本植物,广泛分布于河南、
四川、江西及我国其他省份,民间常以茎、叶入药,
用于治疗急性传染性肝炎、毒蛇咬伤、皮肤瘙痒等
疾病[1]。对映贝壳杉烷二萜类成分为香茶菜属植物
的主要代谢产物,具广泛的抗菌、抗炎及抗肿瘤活
性[2]。许美娟等[3]、Yan 等[4]及 Li 等[5]对不同产地的
显脉香茶菜进行成分研究,结果表明由于生长环境
不同,所得到的次生代谢产物有明显差异。本课题
组对江西宜丰地区产显脉香茶菜进行了化学成分研
究,前期从中分离得到多种二萜类成分[6-13],本实
验从显脉香茶菜中分离得到的 1 个新的二萜类化合
物,结构鉴定为 15α,20β/α-二羟基-6β-甲氧基-6,7-
断裂-6,20-环氧-1α,7-内酯-对映-贝壳杉-16-烯(15α,
20β/α-dihydroxy-6β-methoxy-6,7-seco-6,20-epoxy-1α,7-
olide-ent-kaur-16-ene,1),命名为显脉香茶菜素 K。
结构见图 1。
1 仪器与材料
XT-4A 显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公
司),Perkin Eimer 341 polarimeter 旋光仪 [珀金埃尔
O
O
O
OCH3
OH
OH
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15 16
17
18 19
20
O
O
O
OCH3
OH
OH
10
1
2
3
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5
6
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8
9
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12
13
14
15 16
17
18 19
20
20R20S
图 1 化合物 1 的结构
Fig. 1 Structure of compound 1

收稿日期:2016-03-15
作者简介:刘丹丹(1984—),女,中药学硕士,主管中药师,研究方向为保健食品、化妆品及药品检验及质量标准研究,中药及天然药物的
研究与开发。Tel: (0769)22017096
*通信作者 魏志雄,博士。E-mail: weizhixiong83@sina.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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默仪器(上海)有限公司],EQUINOXTM55-A590/
3F 型红外分光光度计(德国 Bruker 公司),Bruker
AVANCE-400 超导核磁共振仪(瑞士 Bruker 公司);
柱色谱硅胶和薄层色谱用硅胶(青岛海浪化工厂);
Pharmadex LH-20(安玛西亚生物技术上海有限公
司);化学试剂均为分析纯。
显脉香茶菜药材于2007年7月采自江西宜丰地
区,经江西中医药大学赖学文教授鉴定为显脉香茶
菜 Isodon nervosus (Hemsl.) Kudô。
2 提取与分离
干燥的显脉香茶菜茎和叶 10 kg,以 95%乙醇
回流提取 3 次,每次 2 h,合并提取液,并减压浓缩
至稠膏,用甲醇溶解,滤除不溶物,滤液加 4%的
活性炭加热煮沸脱色 3 次,抽滤,滤液浓缩为浸膏
(800 g)。与硅藻土 1∶1 拌样,置改良索氏提取器
分为石油醚(50 g)、醋酸乙酯(270 g)、丙酮(200
g)、甲醇(230 g)4 个部位。醋酸乙酯部分(150 g)
经硅胶柱色谱,以三氯甲烷-甲醇(50︰1→10︰1)
梯度洗脱,分为 6 个流分。流分 6(10︰1 部分)以
三氯甲烷-丙酮(20︰1→3︰1)梯度洗脱,12∶1
部分经过 Sephadex LH-20柱,以三氯甲烷-甲醇(1∶
1)洗脱得到化合物 1。
3 结构鉴定
化合物1:无色针状结晶(丙酮-甲醇),mp 218~
220 ℃,[α]20D−143.3°(c 0.13, CH3OH),易溶于醋酸
乙酯、三氯甲烷、丙酮及甲醇。IR 光谱中,3 373 cm−1
吸收峰提示可能含-OH。薄层色谱及液相色谱(PDA
检测器)均显示其为单一成分,但以氘代吡啶为溶
剂测定一维核磁数据时,其 1H-NMR 和 13C-NMR、
DEPT 均出现 2 套可清晰辨认的信号,一大一小,比
例约为 4∶1(通过 1H-NMR 基准氢的积分面积判断)。
对比例较大的成分数据进行分析,发现其
13C-NMR (DEPT) 谱中出现 21 个碳信号,包括 3 个
甲基(含 1 个甲氧基),6 个亚甲基(含 1 个双键烯
碳亚甲基),7 个次甲基(含 4 个连氧取代次甲基)
和 5 个季碳(含 1 个内酯羰基季碳,1 个含烯键季
碳),且根据香茶菜属中分离得到的二萜类成分可以
判断其为对映-6,7-断裂-贝壳杉烷二萜中的延命素
型骨架[13-14]。1H-NMR 中 δH 3.30 (3H, s) 提示结构
含有甲氧基取代,而 δH 5.43 (1H, m)、5.18 (1H, m)
为明显环外末端双键 H2-17 信号;结合紫外 254、
365 nm 下无吸收,提示母核不含 α-亚甲基环戊酮共
轭结构,故 C-15 亦被含氧基团取代;该骨架中的
H2-20 信号一般出现在低场区 (δH 3.6~5.0, d, J ≈ 9.0
Hz),但该特征氢信号消失,表明其 C-20 被含氧基团
取代。
对比例较小的成分数据进行分析,发现其
13C-NMR (DEPT) 谱中同样出现 21 个碳信号,且类
型与比例较大的成分完全一样,化学位移非常接近;
1H-NMR 同样出现甲氧基信号 3.26 (3H, s),同样未
出现特征的 H2-20 信号。
结合文献报道[15],推测当 C-20 被连氧基团取
代后,C-20 成为手性碳原子,此时可能出现构型异
构现象,结构可以是 C-20R 或 C-20S,故推测化合
物为 C-20 差向异构体二萜,对其进行其他测试。
结合 1H-NMR 和 13C-NMR、DEPT 推断分子式
为 C21H30O6,并通过 HR-ESI-MS 验证([M+Na]+,
C21H30O6Na+,实验值 401.192 0,计算值 401.194 0),
不饱和度为 7。结合延命素型基本骨架分析,结构中
含有 2 个羟基及 1 个甲氧基取代,连接位置可能为
C-6、C-15 及 C-20。通过 1H-NMR 及 HSQC 中较好辨
认的H-6α (20S/20R, δH 4.77/5.26, s) 确定C-6 (20S/20R,
δC 105.2/108.6)。而在 HMBC(图 2)中,甲氧基信号
(20S/20R, δH 3.30/3.26) 分别与 C-6 (20S/20R) 相关表
明甲氧基连接在 C-6;此外,H-15 (20S/20R, δH
5.64/5.54 brs) 与 C-7 (20S/20R, δC 176.1/176.7), C-9
(20S/20R, δC 32.2/37.7), C-17 (20S/20R, δC 108.9/108.5)
相关;且 H-20 (20S/20R, δH 6.06/6.42) 与 C-6、C-9 相
关,表明 C-15、20 均为羟基取代。
根据文献报道[15],C-20 的构型可通过 ROESY 谱
来阐明,即 H-20 与 19-CH3有 ROESY 偶合,C-20 为
S 型(即 20β-OH);如果 H-20 与 H-9α有 ROESY 偶
合,C-20 为 R 型(即 20α-OH)。ROESY 图谱(图 3)
20R
1H-1H COSY
HMBC
O
O
O
H
OH
H OCH3
OH O
O
O
H
OH
H OCH3
OH
20S

图 2 化合物 1 的重要 1H-1H COSY 和 HMBC 相关关系
Fig. 2 Key 1H-1H COSY and HMBC correlation of
compound 1
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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CH3
H
H
H
H3C
H
H
O
OCH3H
O
H
H
O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
OH
H
H
123
4
5
7 8
6
10 11
12
13
14
15 16
17
18
19
20
9HO
CH3
H
H
H
H3C
H
H
O
OCH3H
O OH
H
O
H
H
H
H
H
H
H
H
H
OH
H
H
123
4
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10 11
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20
9
H
20R
20S

图 3 化合物 1 的主要 ROESY 相关图
Fig. 3 Key ROESY correlation of compound 1
中,δH 6.06 (1H, d, J = 10.4 Hz, H-20) 与 δH 0.98 (3H,
s, 19-CH3) 相关;同时另一个 δH 6.42 (1H, d, J = 4.5
Hz, H-20) 与 δH 3.01 (1H, dd, J = 5.5, 13.1 Hz, H-9α)
相关,这证实了该化合物为一对 C-20 异构的对映
体,且其中比例较大的为 C-20S (20β-OH),较小的
为 C-20R (20α-OH)。
根据 ROESY 谱,H-15 (20S/20R, δH 5.64/5.54)
与 H-14β (20S/20R, δH 2.02/2.09) 相关且与 H-9α 无
相关,这表明 C-15 为 α 羟基取代;结合 1D 和 2D
图谱对该化合物的氢碳信号进行全归属(表 1)。
为进一步了解在不同氘代试剂中的 2 个对映体
的比例,将样品溶于 CDCl3,测定 1H-NMR,结果
发现 C-20S 占绝对优势(约为 95%),C-20R 信号因
几近消失而无法识别出;将样品回收后以氘代吡啶
为溶剂,测定 1H-NMR,结果发现 C-20S/C-20R 仍
表 1 化合物 1 的氢谱及碳谱数据 (400/100 MHz, C5D5N)
Table 1 1H-NMR and 13C-NMR data of compound 1 (400/100 MHz, C5D5N)
20R 20S 碳位
δC (DEPT) δH δC (DEPT) δH
1 76.8 d 4.72 (1H, overlapped) 76.0 d 4.72 (1H, m)
2 25.8 t 2.85 (1H, m), 2.02~1.85 (1H, overlapped) 24.5 t 2.02~1.85 (2H, overlapped)
3 38.0 t 2.02~1.85 (1H, overlapped),
1.45~1.20 (1H, overlapped)
37.8 t 1.45~1.20 (2H, overlapped)
4 31.9 s — 31.6 s —
5 54.1 d 2.25~2.20 (1H, overlapped) 54.7 d 2.25~2.20 (1H, overlapped)
6 108.6 d 5.26 (1H, s) 105.2 d 4.77 (1H, s)
7 176.7 s — 176.1 s —
8 53.5 s — 52.9 s —
9 37.7 d 3.01 (1H, dd, J = 5.5, 13.1 Hz) 32.2 d 3.35 (1H, dd, J = 5.8, 12.7 Hz)
10 51.9 s — 49.7 s —
11 19.1 t 2.02~1.85 (1H, overlapped),
1.45~1.20 (1H, overlapped)
19.7 t 2.02~1.85 (1H, overlapped),
1.45~1.20 (1H, overlapped)
12 33.3 t 2.25~2.20 (1H, overlapped),
1.75~1.60 (1H, overlapped)
32.6 t 2.25~2.20 (1H, overlapped),
1.75~1.60 (1H, overlapped)
13 38.0 d 2.71 (1H, m) 37.8 d 2.71 (1H, dd, J = 4.8, 8.2 Hz)
14 34.2 t 2.09 (1H, d, J = 11.5 Hz),
1.75~1.60 (1H, overlapped)
34.4 t 2.03 (1H, d, J = 11.7 Hz),
1.75~1.60 (1H, overlapped)
15 78.6 d 5.54 (1H, brs) 78.5 d 5.64 (1H, brs)
16 160.4 s — 159.8 s —
17 108.5 t 5.43 (1H, overlapped), 5.15 (1H, m) 108.9 t 5.43 (1H, m), 5.18 (1H, m)
18 34.5 q 1.11 (3H, s) 33.2 q 0.99 (3H, s)
19 23.8 q 1.54 (3H, s) 23.6 q 0.98 (3H, s)
20 105.5 d 6.42 (1H, d, J = 4.5 Hz) 102.9 d 6.06 (1H, d, J = 10.4 Hz)

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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以 4∶1 比例存在,故认为在氘代吡啶中该化合物中
一定量的 C-20S 转化为 C-20R,并最终以稳定比例
(约 4∶1)存在于溶剂中。
因此该化合物鉴定为 15α,20β/α-二羟基-6β-甲
氧基-6,7-断裂-6,20-环氧-1α,7-内酯-对映-贝壳杉-16-
烯,为 1 个新的差向异构体二萜,命名为显脉香茶
菜素 K。
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