全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 16期 2016年 8月
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• 化学成分 •
大八角枝叶中 1个新的 seco-prezizaane型倍半萜化合物
方振峰,张 丽,刘 欣,张 涛
江汉大学医学院 药学系,湖北 武汉 430056
摘 要:目的 研究大八角 Illicius majus枝叶的化学成分。方法 采用硅胶、Sephadex LH-20柱色谱、快速制备色谱和制备
HPLC等技术进行分离和纯化,通过 HR-ESI-MS、1D-NMR、2D-NMR等波谱数据鉴定化合物的结构。通过MTT法评价了
化合物的细胞毒活性。结果 从大八角枝叶提取物中分离得到 1个 seco-prezizaane型倍半萜,命名为大八角酮(1)。化合物
1对人结肠癌细胞 HCT-8、人肝癌细胞 Bel-7402、人胃癌细胞 BGC-823以及人肺癌细胞 A549的 IC50值分别为 42.3、48.5、
51.1和 39.9 mol/L。结论 化合物 1为 1个新的倍半萜类化合物,未表现出明显的细胞毒活性。
关键词:八角属;大八角;倍半萜;seco-prezizaane型;大八角酮;细胞毒活性
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)16 - 2803 - 03
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.16.003
A new seco-prezizaane-type sesquiterpenoid from twigs and leaves of Illicium majus
FANG Zhen-feng, ZHANG Li, LIU Xin, ZHANG Tao
Department of Pharmacy, School of Medicine, Jianghan University, Wuhan 430056, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from the twigs and leaves of Illicius majus. Methods The compound was
isolated by column chromatography over silica gel, Sephadex HL-20, and flash chromatography coupled with preparative HPLC. The
structure was elucidated by spectroscopic analysis including HR-ESI-MS, 1D-NMR, and 2D-NMR. The cytotoxic activities were
assessed by MTT. Results A new seco-prezizaane-type sesquiterpenoid named majusatone (1) was isolated from the twigs and
leaves of I. majus. Compound 1 exhibited the cytotoxic activity against HCT-8, Bel-7402, BGC-823, and A549 with IC50 values of
42.3, 48.5, 51.1, and 39.9 mol/L, respectively. Conclusion Compound 1 is a new special seco-prezizaane-type sesquiterpenoid, and
shows no significant cytotoxic activities against HCT-8, Bel-7402, BGC-823, and A549.
Key words: Illicium Linn.; Illicium majus Hook. f. et Thoms.; sesquiterpenoid; seco-prezizaane-type; majusatone; cytotoxic activities
大八角 Illicium majus Hook. f. et Thoms. 为八
角科(Magnoliaceae)八角属 Illicium Linn. 植物,
果、树皮均有毒,主要分布在中国南方各省市[1]。
贵州民间用大八角根、叶治疗胃脘胀痛呕吐,皮用
于驱风除湿、活血止痛,治疗关节肿痛[2]。目前,从
大八角中分离得到的倍半萜类成分有 27个[3-10],绝
大部分为 seco-prezizaane 型倍半萜,其中又以
anisatin和 majucin两种亚型最多。日本学者最先对
大八角中倍半萜的活性进行了研究,发现其中的毒
八角素( anisatin) [5]、 2-O-6-去羟基新莽草素
(2-oxo-6-dehydroxyneoanisatin)[6]、2-O-新莽草素
(2-oxoneo-anisatin)[8]具有类似于苦毒素样的惊厥毒
性,且活性相当,而新大八角素(neomajucin)[4-5]
惊厥毒性较弱。近些年通过对大八角的深入研究,
也发现了一些新的活性,如牛长山等[11]发现莽草酸内
酯A(anislactone A)、莽草酸内酯 B(anislactone B)
对脂多糖(LPS)刺激小鼠小胶质细胞释放 NO 抑制
率分别为 75.31%、53.7%。随着八角属中倍半萜类化
合物一些新活性的发现,如抗乙肝病毒[12]、柯萨奇病
毒 B3感染选择性作用[13]等,科研工作者对八角属植
物的研究更加感兴趣。本实验对大八角枝叶 95%乙醇
提取物的醋酸乙酯萃取部位进行研究,分离得到 1个
新的 seco-prezizaane 型倍半萜,命名为大八角酮
(majusatone,1)。利用MTT法对化合物 1进行细胞
毒活性研究,结果表明其对人结肠癌细胞 HCT-8、
人肝癌细胞 Bel-7402、人胃癌细胞 BGC-823以及人
收稿日期:2016-02-24
基金项目:江汉大学科研启动经费资助项目(0600034)
作者简介:方振峰(1980—),湖北人,博士,讲师,从事天然产物活性成分研究。Tel: (027)84225149 E-mail: zhenfengfang@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 16期 2016年 8月
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肺癌细胞 A549的 IC50值分别为 42.3、48.5、51.1、
39.9 mol/L,均无明显细胞毒性。
1 仪器与材料
Inova 500 MHz核磁共振仪(美国Varian公司);
Agilent Technologies 6250Accurate-Mass Q-TOF
LC/MS型色谱仪、Agilent 1100 Series高效液相色谱
仪(美国 Agilent公司);Shimadzu LC-6AD制备型
高效液相色谱仪(日本岛津公司);Biotage SP1/SP4z
快速制备色谱(瑞典 Biotage 公司);YMC-Pack
ODS-A反相色谱柱(250 mm×20 mm,10 μm)、
YMC C18分析型反相色谱柱(250 mm×4.6 mm,5
μm)(YMC公司);RP-C18反相硅胶(50 μm,默克
公司);GF254 薄层色谱硅胶及柱色谱用 100~200
目、 200~ 300 目硅胶(青岛海洋化工厂);
SephadexTM LH-20 葡聚糖凝胶(英国 Amersham
Pharmacia Biotech AB公司);色谱纯溶剂(天津科
密欧公司);分析纯试剂(国药集团)。
大八角枝叶购自亳州中药材市场,产地为广西。
样品经江汉大学张涛教授鉴定为八角属植物大八角
Illicium majus Hook. f. et Thoms. 的枝叶。
2 提取与分离
取干燥大八角枝叶约 6 kg,粉碎,用 95%乙醇
加热回流提取 3次(提取时间分别为 3、2、2 h;溶
剂每次 60 L,共 180 L),合并提取液,减压回收溶
剂浓缩得 650 g浸膏,加适量水使其混悬分散,分
别用石油醚(60~90 ℃,每次溶剂 2 L,共 7次)、
醋酸乙酯(每次溶剂 2 L,共 5次)、正丁醇(每次溶
剂 2 L,共 4次)等体积萃取,回收溶剂得到石油醚、
醋酸乙酯、正丁醇 3个萃取部位。取醋酸乙酯萃取
部位(180 g)经硅胶柱色谱分离,依次用二氯甲
烷-甲醇(100∶1、100∶2、100∶3、100∶5、100∶
7、100∶10、100∶20、100∶30、100∶50、0∶100)
梯度洗脱,合并洗脱液得到共 9个流分 Fr. A~I。
Fr. E(约 18 g)经 Sephadex LH-20柱色谱分离,
50%甲醇洗脱,得到样品约 12 g,再经反相快速制
备色谱,依次用甲醇-水(3∶97→100∶0)梯度洗
脱,共得 10个流分 Fr. 1~10。Fr. 4(约 2 g)经
Sephadex LH-20柱色谱,二氯甲烷-甲醇(1∶1)
洗脱,得共 5个流分 Fr. 4-1~4-5。其中 Fr. 4-3(240
mg)经反相制备 HPLC分离,乙腈-水(20∶80)
洗脱,得到化合物 1(6 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:白色粉末。[α]25D +13.5° (c 0.52,
MeOH); MeOHmaxUV λ (nm): 206 (3.24);HR-ESI-MS m/z:
305.136 0 [M+Na]+(计算值 305.135 9),确定分子式
为 C15H22O5,不饱和度为 5。IR 光谱显示存在羟基
(3 465 cm−1)、羰基(1 732 cm−1)和双键(1 652 cm−1)。
1H-NMR 和 13C-NMR 谱数据(表 1)及 HSQC
实验中,可以观察到化合物 1 中有 15 个碳信号,包
括 2个孤立甲基信号 δH 1.24 (3H, s, H-12), 1.15 (3H, s,
H-13) 和 1 个连次甲基 (-CH-) 的甲基信号 δH 0.90
(3H, d, J = 7.5 Hz, H-15);1个双键信号 δH 5.58 (1H,
brs, H-3),δC 128.8 (C-3), 146.5 (C-4);1个羰基信号 δC
210.0 (C-7);1个半缩醛(或缩醛)叔碳 (-O-CH-O-) δH
5.70 (1H, brs, H-11),δC 102.5 (C-11);1个连氧叔碳
(-O-CH-) δH 4.71 (1H, brs, H-10),δC 73.8 (C-10);1个
连氧季碳 δC 79.3 (C-6) 以及 1个连氧亚甲基 δH 3.64
(1H, d, J = 11.0 Hz, H-14β), 3.55 (1H, d, J = 11.0 Hz,
H-14α),δC 69.6 (C-14)。同时DEPT谱表明还有 2个
季碳 δC 50.6 (C-5), 49.8 (C-9),2个仲碳 δC 40.3 (C-2),
47.9(C-8)和 1个叔碳 δC 46.1 (C-1)。根据 1H-1H COSY
谱,可知化合物 1具有 CH3-CH-CH2-CH=和-CH-CH-
片段(图 1)。以上所推断结构单元和片段,结合本属
植物中已得到倍半萜化合物的结构特点,可知化合物
1具有 seco-prezizaane型倍半萜的骨架。从HMBC谱
(图 2)中可知,H-11分别和 C-9、C-10、C-14相关,
H-12 分别和 C-5、C-7 相关,结合 C-11、C-14
表 1 化合物 1 的 1H-NMR 和 13C-NMR 数据 (500/125
MHz, CD3OD)
Table 1 1H-NMR and 13C-NMR data of compound 1
(500/125 MHz, CD3OD)
碳位 δH δC
1 2.05 (1H, m) 46.1 (CH)
2 2.39 (1H, m, H-2β)
2.20 (1H, m, H-2α)
40.3 (CH2)
3 5.58 (1H, brs) 128.8 (CH)
4 146.5 (C)
5 50.6 (C)
6 79.3 (C)
7 210.0 (C)
8 2.61 (1H, d, J = 14.0 Hz, H-8β)
2.46 (1H, d, J = 14.0 Hz, H-8α)
47.9 (CH2)
9 49.8 (C)
10 4.71 (1H, brs) 73.8 (CH)
11 5.70 (1H, brs) 102.5 (CH)
12 1.24 (3H, s) 13.9 (CH3)
13 1.15 (3H, s) 15.2 (CH3)
14 3.64 (1H, d, J = 11.0 Hz, H-14β)
3.55 (1H, d, J = 11.0 Hz, H-14α)
69.6 (CH2)
15 0.90 (3H, d, J = 7.5 Hz) 13.3 (CH3)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 16期 2016年 8月
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图 1 化合物 1平面结构及主要 1H-1H COSY谱 ( )
Fig. 1 Structure and key 1H-1H COSY correlations ( )
of compound 1
O
OH
HO
H
O1
3
9
11
12
13
14
15
OH
图 2 化合物 1主要 HMBC和 NOESY谱
Fig. 2 Key HMBC and NOESY correlations of compound 1
和 C-7的化学位移值,可知 C-11和C-14通过氧原子
相连,C-7 为羰基。以上推断结合分子式及化学位移
值,可知 C-6、C-10、C-11上各连有 1个羟基,化合
物 1 的平面结构见图 1。化合物 1 结构和
cycloparvifloralone型倍半萜merrillianone的半乙酰化
合成物[14]相比较,化合物1少了 2个乙酰基片段信号。
另外,化合物 1的 7位与 11位是不相连的,这与常
见的 cycloparvifloralone型倍半萜母核不同,表明其是
一种特殊的 seco-prezizaane型倍半萜。在 NOESY谱
(图 2)中,H-10和H-15、H-8β 相关,H-11和H-14β
相关,H-14α 和H-12、H-13相关,H-13和H-4相关,
表明 12-CH3、15-CH3、10-OH 是处于 β 位,11-OH
是处于 α 位。由于Huang等[14]对化合物 1相同母核的
merrillianone的半乙酰化合成物的绝对构型是通过X-
单晶衍射技术进行确定,同时化合物1结构比较刚性,
因此,本实验未对化合物 1的绝对构型进行测定。综
上所述,确定了化合物 1的结构,为新化合物,命名
为大八角酮。
4 讨论
本研究利用多种色谱分离手段,从大八角枝叶
95%乙醇提取物的醋酸乙酯萃取部位分离得到 1 个
新 的 seco-prezizaane 型 倍 半 萜 大 八 角 酮
(majusatone,1)。采用 MTT 法对其进行细胞毒活
性评价,结果表明,化合物 1 对人结肠癌细胞
HCT-8、人肝癌细胞 Bel-7402、人胃癌细胞 BGC-823
以及人肺癌细胞 A549的 IC50值分别为 42.3、48.5、
51.1、39.9 mol/L,未表现出明显的细胞毒活性。
本研究结果为大八角的进一步研究开发提供了一定
的物质基础和科学依据。
参考文献
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志 [M].
北京: 北京科学出版社, 1996.
[2] 张俊瑰, 张连富, 丁先东. 大八角叶精油化学成分的研
究 [J]. 贵阳中医学院学报, 1996, 18(2): 61-62.
[3] Yang C S, Kouno I, Kawano N. New anisatin-like
sesquitepene lactones from pericarps of Illicium majus
[J]. Tetrahedron Lett, 1988, 29(10): 1165-1168.
[4] Kouno I, Baba N, Hashimoto M, et al. A new sesquiterpene
lactone and its glucoside from the pericarps of Illicium
majus [J]. Chem Pharm Bull, 1989, 37(7): 2427-2430.
[5] Kouno I, Baba N, Hashimoto M, et al. Isolation of three
new sesquiterpene lactones from the pericarps of Illicium
majus [J]. Chem Pharm Bull, 1989, 37(9): 2448-2451.
[6] Yang C S, Hashimoto M, Baba N, et al. A new toxic
neoanisatin derivative from the pericarps of Illicium
majus [J]. Chem Pharm Bull, 1990, 38(38): 291-292.
[7] Kouno I, Baba N, Hashimoto M, et al. Sesquiterpene
lactones from the pericarps of Illicium majus: 2-oxy
derivatives of neomajucin and 3, 4-dehydroxyneomajucin
[J]. Chem Pharm Bull, 1990, 38(2): 422-425.
[8] Kouno I, Hashimoto M, Enjoji S, et al. Isolation of
neoanisatin derivatives from the pericarps of Illicium majus
with other constituents [J]. Chem Pharm Bull, 1991, 39(7):
1773-1778.
[9] Fang Z F, Zhang G J, Chen H, et al. Diterpenoids and
sesquiterpenoids from the twigs and leaves of Illicium
majus [J]. Plant Med, 2013, 79(2): 142-149.
[10] Wang Y D, Zhang G J, Qu J, et al. Diterpenoids and
sesquiterpenoids from the roots of Illicium majus [J]. J
Nat Prod, 2013, 76(10): 1976-1983.
[11] 牛长山, 王亚丹, 屈 晶, 等. 大八角根化学成分研究
[J]. 中国中药杂志, 2014, 39(14): 2689-2692.
[12] Liu J F, Wang L, Wang Y F, et al. Sesquiterpenes from the
fruits of Illicium jiadifengpi and their anti-hepatitis B
virus activities [J]. Fitoterapia, 2015, 104: 41-44.
[13] Lu H N, Ma S G, Liu Y B, et al. Sesquiterpenes from the
roots of Illicium oligandrum [J]. J Asia Nat Prod Res,
2015, 17(5): 430-438.
[14] Huang J M, Yang C S, Wang H, et al. Structure of novel
sesquiterpenes from the pericarps of Illicium
merrillianum [J]. Chem Pharm Bull, 1999, 47(12):
1749-1752.