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A new tricyclic alkaloid from twigs of Cassia fistula and its cytotoxicity

傣药腊肠树枝中1个新的三环生物碱类化合物及其细胞毒活性



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 10 期 2016 年 5 月

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傣药腊肠树枝中 1 个新的三环生物碱类化合物及其细胞毒活性
王月德,周 堃,董 伟,周 玲,马航赢,杨 艳,邢欢欢,周 敏,叶艳青,胡秋芬*
云南民族大学 民族药资源化学国家民委教育部重点实验室,云南 昆明 650500
摘 要:目的 对傣药腊肠树 Cassia fistula 枝的化学成分进行研究。方法 运用硅胶、凝胶及 RP-HPLC 等多种色谱技术进
行分离纯化,并根据理化性质和波谱数据鉴定化合物的结构。结果 从腊肠树枝 95%乙醇提取物中分离鉴定了 1 个新的三
环生物碱类化合物,命名为决明碱 L(1)。生物活性测试中,其对 NB4、SH-SY5Y、PC3、A549 和 MCF-7 的 IC50值分别为
1.8、2.6、3.5、4.2 和 2.3 μmol/L。结论 化合物 1 为新化合物,且表现出明显的细胞毒活性。
关键词:腊肠树;三环生物碱;细胞毒活性;决明碱 L;傣药
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)10 - 1650 - 03
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.10.003
A new tricyclic alkaloid from twigs of Cassia fistula and its cytotoxicity
WANG Yue-de, ZHOU Kun, DONG Wei, ZHOU Ling, MA Hang-ying, YANG Yan, XING Huan-huan,
ZHOU Min, YE Yan-qing, HU Qiu-fen
Key Laboratory of Chemistry in Ethnic Medicinal Resources, State Ethnic Affairs Commission & Ministry of Education, Yunnan
Minzu University, Kunming 650500, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents in the twigs of Cassia fistula. Methods The chemical constituents in the
twigs of C. fistula were isolated by silica gel, Sephadex LH-20 column chromatography, and RP-HPLC methods. And their structures
were elucidated by using various spectroscopic techniques, including extensive 1D and 2D NMR techniques. Results A new tricyclic
alkaloid, named as cassiarin L (1) was isolated from 95% ethanol extract of the twigs of C. fistula. Conclusion Compound 1 is a new
compound and it displays obvious cytotoxicity against NB4, SH-SY5Y, PC3, A549, and MCF7 cells with IC50 values of 1.8, 2.6, 3.5,
4.2, and 2.3 μmol/L, respectively.
Key words: Cassia fistula L.; tricyclic alkaloid; cytotoxicity; cassiarin L; Dai drug

腊肠树 Cassia fistula L. 为豆科(Leguminosae)
苏木亚科决明属木本植物,学名阿勃勒,又名波斯
皂荚,在傣族民间被称为锅拢良。该种原产印度、
缅甸和斯里兰卡,在中国南部和西南部各省区均有
栽培,是南方常见的庭园观赏树木。除用于观赏外,
该植物在多方面都有着突出的贡献:其树皮可做红
色染料及制皮革[1];木材可作支柱、桥梁、车辆及
农具[1]等的材料;而其在民间被用于治疗呕血、瘙
痒、白斑、糖尿病、丹毒、皮肤病和骨折等疾病更
是突显出了其巨大的药用价值[2]。
目前国内外学者对腊肠树进行过一些研究,主
要报道的化学成分有色酮、黄酮、萜、甾体、生物
碱等类化合物[3-5]。为了从腊肠树中发现更多的活性
成分,本实验对产自云南西双版纳的腊肠树进行化
学成分研究,从中分离到 1 个新的三环生物碱类化合
物,命名为决明碱 L(cassiarin L,1)。初步生物活性
测试显示该化合物具有明显的细胞毒活性。
1 仪器与材料
UV-2401A 紫外光谱仪(日本岛津公司);
Bio-Rad FTS-185 傅里叶变换红外光谱仪(美国伯乐
BIO-RAD 公司);DRX-500 型核磁共振仪(瑞士布
鲁克公司);半制备 HPLC 分析仪器为岛津 LC-8A
型高效液相色谱仪,色谱柱为安捷伦公司 Zorbax
PrepHT GF(250 mm×21.2 mm,7 μm)和安捷伦
Zorbax C18(250 mm×9.4 mm,5 μm)。
柱色谱硅胶(80~100、200~300 目)、GF254

收稿日期:2015-12-13
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21362044,21032085);云南省高校科技创新团队资助(IRTSTYN 2014-11)
作者简介:王月德(1992—),男,硕士在读,从事中药及天然药物活性成分研究。E-mail: Wyuede@163.com
*通信作者 胡秋芬,教授,硕士生导师。Tel: (086)68329045 E-mail: huqiufena@aliyun.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 10 期 2016 年 5 月

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(100 mm×100 mm)硅胶板,均为青岛海洋化工厂生
产;凝胶为 Sephadex LH-20;薄层色谱法显色,显色
剂为 5%H2SO4 乙醇溶液,喷洒后适当加热即可;工
业用三氯甲烷、甲醇、醋酸乙酯、石油醚;色谱纯乙
腈、四氢呋喃;超纯水。
腊肠树于 2012 年 8 月购自云南西双版纳傣医
院,产地为云南西双版纳州磨憨县,经西双版纳傣
医院林艳芳医师鉴定为豆科苏木亚科决明属植物腊
肠树 Cassia fistula L. 的枝条。
2 提取与分离
取腊肠树的枝条2.5 kg晒干,粉碎后过30目筛,
然后用95%乙醇水溶液提取4次,每次用量为3.5 L,
室温浸泡、超声 4 次(每次 30 min),滤过,合并
提取液,用 10 L 3%酒石酸溶液稀释后用醋酸乙酯
萃取。水相用氢氧化钠调节 pH 值为 9.0~10.0 后用
醋酸乙酯萃取,将醋酸乙酯相减压浓缩得浸膏 22.8
g。浸膏用 25 g 粗硅胶(80~100 目)拌样,烘干,
用 150 g 硅胶(150~200 目)柱色谱,三氯甲烷-
丙酮(20∶1、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5)梯
度洗脱,分成 6 个部分。将三氯甲烷-丙酮 7∶3 洗
脱部分用甲醇溶解,以甲醇为流动相,用葡聚糖凝
胶柱 Sephadex LH-20 净化后经 HPLC 进一步分离:
采用 Agilent 公司的 Zorbax PrepHT GF(250 mm×
21.2 mm,7 μm)反相柱,以 45%甲醇水溶液为流
动相,体积流量为 15 mL/min,收集 33.6 min 的色
谱峰,得化合物粗品。粗品再用甲醇溶解,以 70%
乙腈水溶液为流动相,体积流量为 3 mL/min,收集
15.2 min 的色谱峰,得化合物 1(12.8 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:红色粉末, MeOHmaxUV λ (nm): 215 (4.12),
242 (3.47), 290 (3.80), 328 (3.95); KBrmaxIR ν (cm−1): 3 418,
1 695, 1 605, 1 542, 1 484, 862, 758;ESI-MS m/z: 252
[M+Na]+;HR-ESI-MS m/z: 252.063 2 [M+Na]+(计
算值 252.063 7,C13H11NNaO3)。HR-ESI-MS m/z: 显
示其准分子离子峰为 252.063 2 [M+Na]+,结合 1H-
和 13C-NMR 谱确定分子式为 C13H11NO3。其红外光
谱显示化合物中有羟基 (3 418 cm−1) 和芳环 (1 605,
1 542, 1 484 cm−1) 信号,紫外光谱在 215、242、290、
328 nm 有最大吸收,也证实化合物中存在芳环结
构。化合物的 1H-NMR 和 13C-NMR 谱数据(表 1)
显示其含有 13 个碳和 11 个氢,包括 7 个 sp2 季碳、
4 个 sp2 次甲基、1 个芳环上的甲基、1 个羟甲基和
1 个酚羟基。5 个季碳 (δC 163.5, 151.5, 143.5, 140.6,
表1 化合物1的 1H-NMR和 13C-NMR数据 (500/125 MHz,
C5D5N)
Table 1 1H-NMR and 13C-NMR data of compound 1
(500/125 MHz, C5D5N)
碳位 δC(DEPT) δH
2 163.5 (s)
3 103.3 (d) 6.05 (s)
4 151.5 (s)
4a 116.5 (s)
5 134.2 (s)
6 121.4 (d) 7.31 (d, J = 8.2 Hz)
7 129.0 (d) 6.76 (d, J = 8.2 Hz)
8 143.5 (s)
8a 140.6 (s)
9 61.4 (t) 4.34 (s)
10 115.5 (d) 6.70 (s)
11 148.1 (s)
12 23.6 (q) 2.35 (s)
Ar-OH 10.80 (s)

148.4) 的化学位移值显示它们和氧或氮原子相连。
同时,通过这些数据也可推测该化合物为 1 个和
cassiarin A 类似的三环生物碱[6]。而该化合物中 H-3
与 C-4、C-4a,H-6 与 C-4a、C-5、C-8、C-10,H-10
与 C-4a、C-5、C-6 的 HMBC 相关(图 1)可进一
步证实该化合物为三环生物碱。化合物的基本骨架
确定后,剩余的取代基(1 个甲基,1 个羟甲基和 1
个酚羟基)的位置也可通过 HMBC 相关确定。根据
甲基氢 (H3-12) 和 C-10、C-11 的 HMBC 相关,可
证实甲基取代在 C-11 位;羟甲基氢 (H2-9) 和 C-2、
C-3 的 HMBC 相关可证实羟甲基取代在 C-2 位;酚
羟基氢和 C-7、C-8、C-8a 的 HMBC 相关,可证实
酚羟基取代在 C-8 位。至此,该化合物的结构得到
确定,命名为决明碱 L。

N
O
OH
2
3
4
567
8
9
10 11 12
4a
8aHO N
O
HO
HO

图 1 化合物 1 的结构和主要 HMBC ( ) 相关
Fig. 1 Structure and key HMBC correlations ( ) of
compound 1
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 10 期 2016 年 5 月

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4 化合物的细胞毒活性
由于多数文献报道生物碱类化合物具有明显的
细胞毒活性,因此对化合物 1 进行了细胞毒活性筛
选。细胞毒活性检测参照文献方法[7]采用改良的
MTT 测定法,以紫杉醇为阳性对照药,采用 5 种人
源癌细胞株(NB4、A549、SHSY5Y、PC3 和 MCF7),
紫杉醇的 IC50 值分别为 0.03、0.02、0.05、0.05、0.03
μmol/L,化合物 1 的 IC50 值分别为 1.8、2.6、3.5、
4.2、2.3 μmol/L,结果表明化合物 1 对所测试的人
源肿瘤细胞增殖具有明显的细胞毒活性。
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