全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 9 期 2012 年 9 月
• 1688 •
仙人掌的化学成分研究
王 政 1,丘鹰昆 2*
1. 厦门大学附属中山医院 药学部,福建 厦门 361004
2. 厦门大学药学院,福建 厦门 361005
摘 要:目的 研究仙人掌 Opuntia dillenii 的化学成分。方法 采用多种色谱手段进行分离纯化,应用多种波谱技术对分得
的化合物进行结构鉴定。结果 从仙人掌肉质茎的 80%乙醇提取物中分离得到 5 个化合物,分别鉴定为 6R*-9, 10-dihydroxy-
4-megastigmen-3-one(1)、(−)-丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2)、琥珀酸(3)、(E)-阿魏酸甲酯(4)和 D-酒石酸(5)。
结论 化合物 1 为新化合物,命名为仙人掌酮,化合物 2 为首次从本属植物中分离得到。
关键词:仙人掌;仙人掌酮;(−)-丁香脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷;琥珀酸;(E)-阿魏酸甲酯
中图分类号:R284.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)09 - 1688 - 03
Chemical constituents from Opuntia dillenii
WANG Zheng1, QIU Ying-kun2
1. Department of Pharmacy, Affiliated Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004, China
2. School of Pharmaceutical Sciences, Xiamen University, Xiamen 361005, China
Abstract: Objective To investigate the chemical constituents from Opuntia dillenii. Methods The chemical constituents of O.
dillenii were isolated and purified by various column chromatographies. Structures were identified by their physicochemical
characteristics and spectral features. Results Five compounds were isolated from the 80% ethanol extract in the cladodes of O.
dillenii and identified as 6R*-9, 10-dihydroxy-4-megastigmen-3-one (1), (−)-syringaresinol-4-O-β-D-glucopyranoside (2), succinic
acid (3), (E)-ferulic acid methyl ester (4), and D-tartaric acid (5). Conclusion Compound 1 is a new compound named opuntione.
Compound 2 is isolated from the plants of Opuntia Mill. for the first time.
Key words: Opuntia dillenii (Ker-Gaw.) Haw.; opuntione; (−)-syringaresinol-4-O-β-D-glucopyranoside; succinic acid; (E)-ferulic acid
methyl ester
仙人掌 Opuntia dillenii (Ker-Gaw.) Haw. 为仙
人掌科(Cactaceae)仙人掌属植物。其性寒,味苦,
具有解毒镇痛、消肿排脓、行气活血之功效。临床
上常用于治疗流行性腮腺炎、乳痈、静脉炎、心动
过速、胃及十二指肠溃疡、热嗽、手癣、足跟痛、
小儿惊风、支气管哮喘、蛇伤以及由于注射引起的
硬结、肿块、感染等病症[1]。在国外,仙人掌属植
物主要用于治疗糖尿病、溃疡[2]。本课题组曾报道
从该植物中分得多个黄酮及 α-吡喃酮类成分[3-4]。本
实验从仙人掌肉质茎的 80%乙醇提取物中分离得到
5 个化合物,分别鉴定为 6R*-9, 10-dihydroxy-4-
megastigmen-3-one(1)、(−)-丁香脂素-4-O-β-D-吡
喃葡萄糖苷 [(−)-syringaresinol-4-O-β-D-glucopyra-
noside,2]、琥珀酸(succinic acid,3)、(E)-阿魏酸
甲酯 [(E)-ferulic acid methyl ester,4]、D-酒石酸
(D-tartaric acid,5)。化合物 1 为新化合物,命名为
仙人掌酮,化合物 2 为首次从本属植物中分离得到。
1 材料与仪器
Shimatzu FTIR—8100 型红外光谱仪(岛津公
司,日本),Horiba SEPA—300 型旋光仪(堀场制
作所,日本),Shimadzu UV—1200 型紫外光谱仪(岛
津公司,日本),JEOL EX—270 型核磁共振仪(日
本电子,日本),JEOL JMS-SX 102A 型、JMS—
Gcmate 型质谱仪(日本电子,日本)。正相柱色谱
收稿日期:2012-03-12
基金项目:福建省自然科学基金青年基金资助项目(2010J05087);中央高校基本科研业务费资助项目(20101421108)
作者简介:王 政(1974—),男,主要从事医院药学、天然药化研究。Tel: 13400676977 Fax: (0592)2993020 E-mail: wz2279@126.com
*通讯作者 丘鹰昆 Tel: (0592)2189868 E-mail: qyk@xmu.edu.cn
网络出版时间:2012-08-20 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20120820.1033.001.html
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用 BW—200 硅胶(150~300 目)及反相柱色谱用
填料 Chromatorex ODS DM1020T(100~200 目)为
Fuji Silysia Chemical 公司产品,Shephadex LH-20
为 Pharmacia 公司产品,正反相薄层色谱板为 Merck
公司产品,其他化学试剂均为分析纯。
样品采自海南三亚海滩,由海南师范学院生物
系钟义教授鉴定为仙人掌 Opuntia dillenii (Ker-Gaw.)
Haw.,药材样品留样存放于厦门大学药学院标本室。
2 提取与分离
新鲜仙人掌的肉质茎 12 kg 用 80%乙醇提取 3
次,每次 2 h,合并提取液,回收乙醇,得到乙醇提
取物 268 g。提取物用水混悬,再分别用氯仿、正丁
醇萃取,回收溶剂后得到氯仿部分 37 g,正丁醇部
分 103 g 及水部分 128 g。取正丁醇部分 90 g 进行硅
胶柱色谱,用氯仿-甲醇(10∶1、5∶1)、氯仿-甲
醇-水 [10∶3∶1(下层)、7∶3∶1(下层)、6∶4∶
1]、甲醇梯度洗脱,得 12 个流分(Fr. 1~12)。其
中流分 Fr. 4(4.0 g)进行 ODS 柱色谱,以甲醇-水
梯度洗脱,得到 10 个流分,其中流分 Fr. 4-7(1.0 g)
进行硅胶柱色谱,以正己烷-丙酮(5∶1)洗脱,又
得 10 个流分,其中流分 Fr. 4-7-7(250.4 mg)进行
制备 HPLC 分离,以甲醇-水(45∶55)为流动相,
得到化合物 1(5 mg)。流分 Fr. 5、Fr. 4-2、Fr. 4-6
以及 Fr. 4-3,经过反复的 ODS、硅胶、Sephadex LH-
20 柱色谱及制备 HPLC,得到化合物 2(8 mg)、3
(29 mg)、4(6 mg)、5(34 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1:无色油状物,[α]20 D 73.5 (c 0.53,
CH2Cl2),
MeOH
maxUV λ (nm): 244。由高分辨 CI-MS 给
出准分子离子峰 m/z 227.164 0 [M+H]+,推测分子式
为 C13H23O3(计算值 227.164 2)。1H-NMR (500 MHz,
CDCl3) 中,δ 5.84 (1H, s) 的烯氢信号提示分子中含
有 1 个双键。δ 2.38 (1H, d, J = 17.4 Hz) 和 2.05 (1H,
d, J = 17.4 Hz) 的亚甲基信号说明其位于环系上或
与手性碳相连。δ 2.00 (3H, s), 1.07 (3H, s) 以及 1.02
(3H, s) 的氢信号则说明分子中存在 3 个甲基。通过
13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 及 DEPT 谱,能够验证
1H-NMR 的推断,同时也显示化合物 1 的结构中含
有 1 个羰基碳 (δ 199.7),2 个连氧碳 (δ 72.6, 66.7)。
结合 1H-1H COSY 及 13C-1H COSY 谱,质子间的连
接顺序及与质子相连碳信号的归属得以确定,见图
1,分子中存在 CH-CH2-CH2-CH(OH)-CH2OH 的
结构单元。由 HMBC 谱可知,H-2 (δ 2.38, 2.05) 与
C-1 (δ 36.4), C-3 (δ 199.7) 存在相关,H-4 (δ 5.84)
与 C-2 (δ 47.3), C-6 (δ 51.2) 存在相关,推测结构中
存在六元环。11, 12-CH3 (δ 1.07, 1.02) 与 C-1 (δ
36.4) 的相关说明这 2 个甲基连在 1 位碳原子上,
13-CH3 (δ 2.00) 则与其所连接的 5 位烯碳 (δ 165.6)
存在相关。H-6 (δ 1.90) 与 C-1, 5, 7 的相关说明
CH-CH2-CH2-CH(OH)-CH2OH的结构单元起始于六
元环的 6 位。将化合物 1 的碳谱数据与已知化合物
(6R, 9R)-9-hydroxy-4-megastigmen-3-one(1′)进行
比较[5],化合物 1 由于 10 位羟基的引入,C-10 和
C-9 的化学位移值移向低场,而 C-8 的化学位移则
由于羟基的 γ 效应向高场位移。由于化合物 1 与 1′
六元环上碳的 δC 数值基本一致(表 1),说明这 2
个化合物的 6 位碳具有相同的相对构型。综上,可
以最终确定化合物 1 的结构为 6R*-9, 10-dihydroxy-
4-megastigmen-3-one。
化合物 2:无定形粉末,[α]20 D −3 (c 0.25, MeOH);
CI-MS m/z: 291 [M+H]+。IR υCHCl3 max cm−1: 1 734, 1 716,
图 1 化合物 1 的结构及其 HMBC 相关
Fig. 1 Structure and HMBC correlations of compound 1
表 1 化合物 1 的 1H-NMR 和 13C-NMR 数据
(500/125 MHz, CDCl3)
Table 1 1H-NMR and 13C-NMR data of compound 1
(500/125 MHz, CDCl3)
化合物 1 化合物 1′碳位
δH δC δC
1 36.4 36.2
2 2.38 (1H, d, J = 17.4 Hz),
2.05 (1H, d, J = 17.4 Hz)
47.3 47.1
3 199.7 199.6
4 5.84 (1H, s) 125.4 125.1
5 165.6 165.8
6 1.90 (1H, m) 51.2 51.1
7 1.73 (1H, m), 1.65 (1H, m) 26.3 26.2
8 1.54 (2H, m) 32.7 38.6
9 3.67 (1H, m) 72.6 68.0
10 3.67 (1H, m), 3.46 (1H, m) 66.7 24.6
11 1.07 (3H, s) 27.2 27.2
12 1.02 (3H, s) 28.9 28.8
13 2.00 (3H, s) 24.7 23.7
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1 219。1H-NMR (270 MHz, CD3OD) δ: 6.71 (2H, s,
H-2, 6), 6.64 (2H, s, H-2′, 6′), 4.86 (1H, overlapped,
H-1″), 4.75 (1H, d, J = 3.6 Hz, H-7), 4.70 (1H, d, J =
4.1 Hz, H-7′), 4.28 (2H, m, H-9′), 3.91 (2H, dd, J =
9.2, 3.1 Hz, H-9), 3.84 (6H, s, 2×-OCH3), 3.83 (6H,
s, 2×-OCH3), 3.75 (1H, dd, J = 12.0, 2.1 Hz, H-6″a),
3.68 (1H, d, J = 12.0, 4.9 Hz, H-6″b), 3.48 (1H, m,
H-2″), 3.43 (1H, d, J = 2.8 Hz, H-4″), 3.41 (1H, d, J =
2.8 Hz, H-3″), 3.20 (1H, m, H-5″), 3.12 (2H, brs, H-8,
8′);13C-NMR (67.5 MHz, CD3OD) δ: 154.4 (C-3, 5),
149.4 (C-3′, 5′), 139.6 (C-1), 136.2 (C-4′), 135.6
(C-4), 133.1 (C-1′), 105.3 (C-1″), 104.8 (C-2, 6),
104.5 (C-2′, 6′), 87.6 (C-7′), 87.2 (C-7), 78.3 (C-5″),
77.8 (C-3″), 75.7 (C-2″), 72.9 (C-9), 72.9 (C-9′), 71.3
(C-4″), 62.6 (C-6″), 57.1 (2×-OCH3), 56.8 (2×
-OCH3), 55.7 (C-8), 55.5 (C-8′)。以上数据与文献报
道基本一致[6],故鉴定化合物 2 为 (−)-丁香脂素-4-
O-β-D-吡喃葡萄糖苷。
化合物 3:无色油状物,ESI-MS m/z: 119 [M+
H]+。1H-NMR (270 MHz, DMSO-d6) δ: 12.0 (2H, s,
2×-COOH), 2.42 (4H, s, 2×-CH2)。13C-NMR (67.5
MHz, DMSO-d6) δ: 173.3 (C-1, 4), 28.6 (C-2, 3)。以
上数据与文献报道基本一致[7],故鉴定化合物 3 为
琥珀酸。
化合物 4:无色油状物,ESI-MS m/z: 209 [M+
H]+。1H-NMR (270 MHz, CDCl3) δ: 7.62 (1H, d, J =
16.0 Hz, H-7), 7.06 (1H, brd, J = 8.0 Hz, H-6), 6.98
(1H, brs, H-2), 6.97 (1H, d, J = 8.0 Hz, H-5), 6.31
(1H, d, J = 16.0 Hz, H-8), 3.92 (3H, s, -COOCH3), 3.79
(3H, s, -OCH3)。以上数据与文献报道基本一致[8],故
鉴定化合物 4 为 (E)-阿魏酸甲酯。
化合物 5:白色片晶(醋酸乙酯),[α]20 D −19 (c 0.3,
H2O);ESI-MS m/z: 151 [M+H]+。13C-NMR (67.5
MHz, D2O) δ: 175.4 (C-1, 4), 72.8 (C-2, 3)。旋光度
值、13C-NMR 值均与 D-酒石酸对照品一致[9],故鉴
定化合物 5 为 D-酒石酸。
参考文献
[1] 江苏新医学院. 中药大辞典 [M]. 上海: 上海科学技术
出版, 1977.
[2] 邱鹰昆, 陈英杰. 仙人掌属药用植物的研究进展 [J].
中国药物化学杂志, 1999, 9(3): 223-227.
[3] Qiu Y K, Chen Y J, Pei Y P, et al. Constituents with
radical scavenging effect from Opuntia dillenii: structures
of new α-pyrones and flavonol glycoside [J]. Chem
Pharm Bull, 2002, 50(11): 1507-1510.
[4] Qiu Y K, Zhao Y Y, Dou D Q, et al. Two new α-pyrones
and other components from the cladodes of Opuntia
dillenii [J]. Arch Pharm Res, 2007, 30(6): 665-669.
[5] DAbrosca B, DellaGreca M, Fiorentino A, et al. Structure
elucidation and phytotoxicity of 13C nor-isoprenoids from
Cestrum parqui [J]. Phytochemistry, 2004, 65(4): 497-505.
[6] Jung M J, Kang S S, Jung H A, et al. Isolation of
flavonoids and a cerebroside from the stem bark of Albizzia
julibrissin [J]. Arch Pharm Res, 2004, 27(6): 593-599.
[7] 李 斌, 刘 昕, 熊 杰, 等. 金盏银盘化学成分的分
离 [J]. 江西中医药, 2011, 42(1): 51-53.
[8] 刘慧杰, 汪 冶. 石松非生物碱化合物的研究 [J]. 山
地农业生物学报, 2011, 30(1): 60-62.
[9] 杨红原, 赵桂兰, 王军宪. 红花酢浆草化学成分的研究
[J]. 西北药学杂志, 2006, 21(4): 156-158.