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Isolation and preparation of chalcone compounds from tuber of Millettia pulchra var. laxior by pre-HPLC

制备液相色谱分离制备玉郎伞查尔酮类化合物



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月 ·1313·
制备液相色谱分离制备玉郎伞查尔酮类化合物
简 洁 1, 2,黄建春 1,焦 杨 1,谭宏棣 1,黄仁彬 1*
1. 广西医科大学药学院,广西 南宁 530021
2. 桂林医学院 药理教研室,广西 桂林 541004
摘 要:目的 对壮药玉郎伞查尔酮类化合物进行分离制备和结构鉴定。方法 利用制备液相色谱分离、制备查尔酮类化合
物,经 HPLC 测定其质量分数、用 UV,IR,MS,1D、2D-NMR,X 射线单晶衍射等对其进行结构鉴定。结果 从玉郎伞
中首次分离制备出两种查尔酮类化合物,其结构分别为 cis-2, 6-二甲氧基查尔酮和 cis-17-甲氧基-7-羟基-苯骈呋喃查尔酮。
结论 该方法制备玉郎伞查尔酮类化合物质量分数很高,且简便、快速、可靠。
关键词:制备液相色谱;玉郎伞;查尔酮类化合物;cis-2, 6-二甲氧基查尔酮;cis-17-甲氧基-7-羟基-苯骈呋喃查尔酮
中图分类号:R284.1;R284.2 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2011)07 - 1313 - 04
Isolation and preparation of chalcone compounds from tuber of Millettia pulchra
var. laxior by pre-HPLC
JIAN Jie1, 2, HUANG Jian-chun1, JIAO Yang1, TAN Hong-di1, HUANG Ren-bin1
1. College of Pharmacy, Guangxi Medical University, Nanning 530021, China
2. Department of Pharmacology, Guilin Medical College, Guilin 541004, China
Abstract: Objective To isolate ande prepare chalcone compounds from the tuber of Millettia pulchra var. laxior (Yulansang, YLS)
and identify their structures. Methods Pre-HPLC was used to prepare chalcone compounds and its purity was determined by HPLC.
Several extensive spectral analyses, such as UV, IR, ESI-MS, X-ray monocrystal diffraction, and 1D, 2D-NMR were used to identify
the chemical structures. Results Two chalcone compounds were isolated from YLS for the first time, their chemical structures were
cis-2,6-dimethoxyl chalcone and cis-17-methoxyl-7-hydroxyl-benzofuran chalcone, respectively. Conclusion High purity
compounds could be obtained from YLS by this methods.
Key words: pre-HPLC; the tuber of Millettia pulchra (Benth.) Kurz var. laxior (Dunn) Z. Wei (Yulansang, YLS); chalcone compounds;
cis-2, 6-dimethoxyl chalcone; cis-17-methoxyl-7-hydroxyl-benzofuran chalcone

近年来,制备高效液相色谱(pre-high-performance
liquid chromatography,pre-HPLC)以其分辨率高、
检测方便、收集产物准确等特点,在天然产物的提
取分离与生产研究中应用日益广泛[1-3]。玉郎伞为蝶
形花科植物疏叶崖豆Millettia pulchra (Benth.) Kurz
var.laxior (Dunn) Z.Wei 的块根,是广西壮族习用药
材,具有提高免疫力、抗衰老、抗应激、改善大脑
记忆等功能[4-6]。本实验采用 pre-HPLC 分离玉郎伞
黄酮类活性成分,考虑到柱效、柱维护等因素,将
玉郎伞提取液经醋酸乙酯萃取、硅胶柱色谱分离后
以制备液相色谱进行进一步的分离纯化,得到两种
高纯度化合物,经结构鉴定化合物 1 为 cis-2, 6-二甲
氧基查尔酮,化合物 2 为 cis-17-甲氧基-7-羟基-苯骈
呋喃查尔酮。
1 仪器与材料
WA—812 型微波辅助萃取仪(上海精密仪器仪
表有限公司);安马西亚—100 型制备纯化液相色谱
系统(附带自动馏分收集器,美国安马西亚公司);
大连依利特 Sinochrom ODS-BP 制备柱(250 mm×
10 mm,5 μm);TU—1800 SPC 紫外分光光度计(北

收稿日期:2010-10-19
基金项目:广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻 0630002-2A)
作者简介:简 洁(1972—),女,博士,副教授,研究方向为天然药物成分与心血管药理。
Tel: (0773)5359805 13297737748 E-mail: jianjielucky@yahoo.com.cn
*通讯作者 黄仁彬 Tel: (0771)5300002 E-mail: huangrenbin518@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月 ·1314·
京普析通用仪器有限责任公司);Nicolet Nexus 470
型傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR,美国尼高力
公司);HP5989 型质谱仪(美国惠普公司);Bruker
Avance 500 型超导核磁共振波谱仪(德国布鲁克公
司);Smart Apex CCD 单晶 X 射线衍射仪(德国布
鲁克公司)。
玉郎伞饮片采摘、制备于广西灵山县,经广西
中医药研究院赖茂祥研究员鉴定为蝶形花科植物疏
叶崖豆 Millettia pulchra (Benth.) Kurz var.laxior
(Dunn) Z.Wei 的块根。乙腈、甲醇为进口色谱纯;
石油醚、醋酸乙酯、氯仿、醋酸为国产分析纯;水
为超纯水;制备色谱所用试剂使用前均经 0.45 μm
滤膜滤过、超声脱气。
2 方法与结果
2.1 样品提取
将 9 kg 玉郎伞饮片粉碎,以料液比为 1∶8 的
60%乙醇作为提取溶剂进行微波辅助提取(提取温
度<60 ℃,微波功率 240 W),提取 3 次,每次 20 min。
2.2 初步分离
将“2.1”项下提取液合并浓缩,加入石油醚萃
取除色素、酯类后,用醋酸乙酯萃取,得 100 g 萃
取物;使用加压玻璃柱色谱(120 cm×10 cm),将
醋酸乙酯萃取物经硅胶柱色谱(样品与硅胶 H 的比
例为 1∶30)分离,以石油醚-醋酸乙酯(98∶2→70∶
30)梯度洗脱,TLC 检查合并、减压浓缩、真空冷
冻干燥,得到 13 个组分(记为 Fr.A~M)。
按文献方法[5]对各组分进行体外抗氧化活性筛
选,最终选择抗氧化活性最高的 Fr.B [435 mg,石
油醚-醋酸乙酯(92 8∶ 洗脱部位)]、Fr.H [550 mg,
石油醚-醋酸乙酯(80 20∶ 洗脱部位)]进行后续多
级分离。
2.3 多级分离
Fr.B(435 mg)经加压玻璃柱色谱(60 cm×5
cm)、硅胶 H 柱色谱(43.5 g)分离,石油醚-醋酸
乙酯(96∶4 洗脱,得到 3 个组分 Fr.B1~B3;Fr.B1
(400 mg)再经加压玻璃柱色谱(60 cm×2.5 cm)、
硅胶 H 柱色谱(80 g)分离、石油醚-醋酸乙酯(80∶
20)洗脱、氯仿-甲醇重结晶、得到白色棒状晶体
210 mg,记为 B 晶。
二级、三级分离所用色谱柱同上,Fr.H(550
mg)经硅胶 H 柱色谱(55 g)分离,石油醚-醋酸
乙酯(96∶4)洗脱,得到 3 个组分 Fr.H1~H3;Fr.H1
(280 mg)再经硅胶 H 柱色谱(56 g)分离、石油醚-
醋酸乙酯(92∶8)洗脱、氯仿-甲醇重结晶、得到
桔红色晶体 125 mg,记为 H 晶。
2.4 制备纯化
B 晶、H 晶分别以乙腈超声溶解配成 5 mg/mL
的溶液,经 0.45 μm 滤膜滤过,上 pre-HPLC 仪制备,
经多次进样(B 晶共进样 4.4 mL、H 晶共进样 2.5
mL)、收集峰,得化合物 1(20 mg)、化合物 2(12
mg),收率分别为 91%、96%。
2.5 色谱条件
2.5.1 制备色谱 色谱柱为 Sinochrom ODS-BP 制
备柱(250 mm×10 mm,5 μm),柱温 30 ℃,每次
进样量 100 μL,其余条件见表 1。制备色谱图见图 1。

表 1 两种化合物的制备条件
Table 1 Preparation conditions of two compounds
原料 流动相
体积流量/
(mL·min−1)
检测波
长/nm
收集时间
段/min
B 晶 乙腈-0.2%醋酸水
溶液(90∶10)
3 260 23.85~24.65
H 晶 乙腈-0.2%醋酸水
溶液(85∶15)
3 238 23.85~24.65
34.10~35.20






图 1 化合物 1(A)和 2(B)的 pre-HPLC 色谱图
Fig. 1 Pre-HPLC chromatograms of compounds 1 (A)
and 2 (B)

2.5.2 分析色谱 色谱柱为 Symmetry C18 柱(150
mm×4.6 mm,5 μm),柱温 30 ℃,Waters 2487 UV
检测器;检测波长 λ1=260 nm、λ2=238 nm;进样
量 20 μg;化合物 1 流动相为甲醇-水(70∶30)、乙
腈-0.2%水溶液醋酸(90∶10);化合物 2 流动相为
甲醇-水(70∶30)、乙腈-0.2%醋酸水溶液(85∶15)。
2.6 质量分数测定
按“2.5.2”项色谱条件,以达到柱超载的进样
量、2.5 倍主峰保留时间的洗脱时长、两种配比流动
相分别对两个化合物进行纯度检测。按峰面积归一
化法测得化合物 1、2 的质量分数分别为 98.1%、
0 10 20 30 40 50
t / min
A
B
0 10 20 30 40 50
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月 ·1315·
98.8%(n=6)。
2.7 结构鉴定
化合物 1:淡黄色针晶,ESI-MS 给出分子离
子峰 m/z 269.00 [M+H]+ 及 m/z 291.17 [M+Na]+,
307.13 [M+K]+,结合 1H,13C-NMR 数据推定其分
子式为 C17H16O3。UV(MeOH)光谱在 260 nm 处
有最大吸收,提示该化合物含有芳环且含有与芳环
共轭的基团[7]。IR 光谱在 3 501、3 123,1 623、1 604,
1 568、1 528、1 285、1 228、1 165 cm−1 处有强吸
收,提示分子中存在羟基、共轭羰基和芳环。在
1H-NMR (DMSO-d6,500 MHz) 中,δ 8.00 (1H, d,
J=8.8 Hz, H-β) 与 7.72 (1H, d, J=8.8 Hz, H-α) 为
顺式二取代双键上相互偶合的两个氢;δ 7.60 (5H,
m, H-2′、3′、4′、5′、6′) 为一单取代苯环上的 5 个
氢;δ 3.86 (6H, s, H-OCH3×2, H-7, 8) 为两个对称
位置的甲氧基上的氢;δ 8.13 (2H, br d, J=6.5 Hz,
H-3, 5) 与 δ 7.60 (1H, br d, J=6.9 Hz, H-4) 为苯环
上相互邻位偶合的 3 个氢。在 13C-NMR (DMSO-d6,
125 MHz) 中,δ 174.2 (C-7′) 表明此化合物结构中
存在一个羰基;δ 130.9 (C-1′), 129.2 (C-2′), 129.2
(C-3′), 129.2 (C-4′), 129.2 (C-5′), 129.2 (C-6′) 表明
结构中存在一个单取代苯环结构片段;δ 110.6
(C-α), 121.5 (C-β) 表明结构中存在一个双键;δ 60.2
(C-7), 60.2 (C-8) 表明结构中存在两个对称的甲氧
基;δ 119.6 (C-1), 147.8 (C-2, 6), 128.6 (C-3, 5),130.9
(C-4) 表明结构中存在一个间位二连氧取代的苯
环。HMBC:H-β 与 C-2、C-6、C-7′ 相关;H-α 与
C-1、C-1′ 相关;H-7, 8 与 C-2、C-6 相关;H-4 与
C-5、C-3相关;H-5, 3与C-4相关;δH 7.60与 δC 129.2
相关。结合 HSQC、HMBC、NOSEY 谱,确定其结
构式为 cis-2, 6-二甲氧基查尔酮,为首次从壮药玉
郎伞中分离鉴定;经查阅 SciFinder 数据库表明本课
题组首次报道了该化合物的核磁数据。
化合物 2:桔色方晶,ESI-MS 给出分子离子峰
m/z 295.00 [M+H]+ 及 m/z 610.99 [2M+Na]+,
263.35 [M-OMe]+,结合 1H,13C-NMR 数据推定其
分子式为 C18H14O4。UV(MeOH)光谱在 238 nm
处有最大吸收,提示该化合物含有芳环且含有与芳
环共轭的基团。IR 光谱在 3 501、3 133,1 600、1 562,
1 474、1 380、1 262、1 219 cm−1 处有强吸收,提示
分子中存在羟基、共轭羰基和芳环。在 1H-NMR
(CDCl3, 500 MHz) 中,δ 3.95 (3H, s, H-6′) 为甲氧基
上的氢;δ 7.57 (5H, m, H-2, 3, 4, 5, 6) 为一单取代苯
环上的 5 个氢;δ 7.77 (1H,s,H-α) 为顺式二取代
双键上的氢;δ 8.2 (1H,d,H-4′) ,δ 7.2 (1H,d,
H-5′) 为与苯环相连的呋喃环上的两个氢;δ 8.17
(2H, s, H-2′, 6′) 为与呋喃环相连的双取代苯环上偶
合的两个氢。在 13C-NMR (CDCl3,125 MHz) 中,
δ 174.2 表明结构中存在一个羰基;δ 145.7 (C-4′),
110.0 (C-5′), 154.8 (C-7′), 119.8 (C-8′) 表明结构中
存在一个呋喃环;δ 141.8 (C-1), 128.6 (C-2), 130.6
(C-3), 128.6 (C-4), 130.6 (C-5), 128.6 (C-6) 表明结
构中存在一个单取代苯环;δ 104.2 (C-α),158.2
(C-β) 表明结构中存在一个双键;δ 60.2 (C-9′) 表明
结构中存在一个甲氧基;δ 122.0 (C-1′), 128.4 (C-2′),
117.0 (C-3′), 150.0 (C-6′), 154.8 (C-7′), 119.8 (C-8′)
表明结构中存在一个间位二连氧取代的苯环。X 射
线单晶衍射结果显示化合物属单斜晶系,空间群为
P2 (1)/c,晶胞主要参数:C18H14O4,M 294.29,a =
10.881 3 (16) nm,b = 9.795 4 (14) nm,c = 13.347 3
(19) nm,α= 90˚,β = 103.697 (2)˚,γ = 90˚,V = 1 382.2
(3) nm3,Z = 4,Dc = 1.414 mg/m3,F (000) = 616,
μ = 0.100 mm−1。X 射线单晶衍射结果同时表明,由
于离域作用,化合物 2 分子在 H-3 和 H-6 位置可出
现酮式和烯醇式的互变异构体,烯醇型羟基为氢原
子通过氢键与羰基上的氧原子结合所致(C-7-O-1 =
1.303 5,C-7-O-1-H-1 = 109.5˚)。将化合物 2 的
核磁数据同文献对照[8],并参照 X 射线单晶衍射结
果,最终确定其结构式为 cis-17-甲氧基-7-羟基-苯
骈呋喃查尔酮,系首次从壮药玉郎伞中分离得到。
3 讨论
3.1 流动相选择
在前期实验中,本课题组研究了流动相比例对
目标化合物的分离效果。作为本实验制备液相“原
料药”的 B 晶、H 晶是柱色谱初步分离所得的中等
极性部位,根据文献数据[9]和预试验筛选,本实验
选定乙腈-水的混合溶剂作为流动相。水的初始体积
分数为 25%,按 5%幅度依次递减,考察色谱峰峰
分离度、出峰时间等因素,最终确定流动相配比;
同时,为了调节 pH 值,抑制酚羟基在水中解离,克
服峰拖尾现象,在流动相中加入 0.2%醋酸。
3.2 制备柱、进样量选择
制备柱的粒径、直径、长度等因素对分离效果
和制备效率影响很大。一般来说,如要在短时间内
制备大量目标物,则应选择直径大于 2 cm 的制备柱
或模拟流动床技术(simulated moving bed,SMB)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 7 期 2011 年 7 月 ·1316·
进行制备[10]。本实验采用手性半制备柱(250 mm×
10 mm),在较短时间内目标物的得量已可满足质量
分数测试及结构鉴定所需。同时,由于使用的是手
性制备柱,可对化合物的同分异构体进行有效分离。
本实验对 H 晶根据峰收集得到两份样品,在后续的
核磁测定中发现它们具相同氢谱,X 射线单晶衍射
结果也证实化合物 2 分子在 H-3 和 H-6 位置可出现
酮式和烯醇式的互变异构体,因此,在制备液相和
分析液相色谱图上出现的两个峰很可能为同分异构
现象所致。
对于制备色谱,在色谱柱、流动相、体积流量
等条件确定后,进样量就成为最重要的参数,其不
仅影响分配比、分离因子和分辨率,而且决定了生
产效率和目标物质量分数[11]。本实验考察了进样量
从 25~200 μL 的分离情况,综合柱压、制备时间、
单次制备量等因素,在既定的流动相洗脱条件下,
将 B 晶、H 晶溶液的每次进样量确定为 100 μL。
虽然半制备液相色谱存在操作成本较高、样品
需要预处理、制备量有限等问题,但与传统的薄层
色谱和柱色谱法相比,它具有简便、快速、高纯度、
制备量可满足结构鉴定所需并有助于发现新化合物
等特点,目前已成为天然产物化学成分研究中的一
种新型实用技术。本研究建立的方法对玉郎伞黄酮
类化合物的分离纯化研究具有指导意义。

致谢:化合物的核磁数据解析由广西医科大学
天然药物化学教研室邱莉博士完成。
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