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Two diterpenoids from herbs of Huperzia serrata

千层塔中的2个二萜类化合物


目的:对千层塔的化学成分进行研究。方法:采用硅胶柱色谱等多种色谱方法进行分离,利用NMR,MS等波谱及X-射线单晶衍射数据鉴定化合物结构。结果:分离鉴定了2个二萜化合物:(15R)-12,16-epoxy-11,14-dihydroxy-8,11,13-abietatrien-7-one(1)和3β-hydroxysandaracopimaric acid(2)。结论:化合物1为首次从生物样品中分离得到,化合物2是首次从该植物中分离得到。

Objective: To investigate the constituents from Huperzia serrata.  Method: Two diterpenoid compounds were isolated by column chromatography with silica gel and Sephadex LH-20. The structures were elucidated by spectral analysis and X-ray crystallographic analysis.  Result: Their structures were determined as (15R)-12, 16-epoxy-11, 14-dihydroxy-8, 11, 13-abietatrien-7-one(1) and 3β-hydroxysandaracopimaric acid (2).  Conclusion: Compound 1 was a new natural abietane-type diterpenoid,compound 2 was isolated from this plant for the first time.


全 文 :千层塔中的2个二萜类化合物
杨亚滨,杨雪琼,徐艳群,太志刚,董刘宏,丁中涛
(教育部自然资源药物化学重点实验室 云南大学 化学科学与工程学院,云南 昆明 650091)
[摘要] 目的:对千层塔的化学成分进行研究。方法:采用硅胶柱色谱等多种色谱方法进行分离,利用 NMR,MS等波谱
及X射线单晶衍射数据鉴定化合物结构。结果:分离鉴定了2个二萜化合物:(15R)12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13
abietatrien7one(1)和3βhydroxysandaracopimaricacid(2)。结论:化合物1为首次从生物样品中分离得到,化合物2是首次从
该植物中分离得到。
[关键词] 千层塔;二萜;(15R)12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13abietatrien7one
[收稿日期] 20081113
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30560178)
[通信作者] 丁中涛,Tel:(0871)5033726,Email:ztding@ynu.
edu.cn
  千层塔 Huperziaserata(Bernh.)Trev.别名蛇
足石杉,蛇足草,是石杉科 Huperiaceae石杉属 Hu
perziaBernh.的一种重要的药用植物。民间常将其
全草用于治疗跌打损伤、瘀血肿痛、精神分裂等
症[1]。该植物中的化学成分结构多样,其活性成分
石杉碱甲有很强的抑制胆碱酯酶活性,具有提高学
习记忆力和改善老年人记忆功能的效果,对重症肌
无力和早老性痴呆有显著疗效[2]。而其三萜骨架
类型大多属于 seratane型,其结构中的 C环为七元
扩环。目前,大量的研究主要集中在其生物碱、三萜
等成分上[24]。为了深入研究其化学组成,作者对该
植物提取物的非生物碱微量化学成分进行了研究,
从中分离得到2个微量二萜化合物,运用波谱和单
晶X射线衍射等技术,鉴定其结构分别为(15R)
12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13abietatrien7
one(1)和 3βHydroxysandaracopimaricacid(2)(图
1)。这是首次从该植物中分离得到二萜类成分。
图1 化合物1,2的结构式
1 仪器和试剂
XRC1显微熔点测定仪(温度计未经校正);
BrukerDRX500MHz型核磁共振仪(TMS为内标);
AgilentG3250AAspectrometer质谱仪;BrukerAXS
单晶X射线衍射仪(SMARTAPEXICCD);D101大
孔吸附树脂(天津树脂厂);薄层色谱和柱色谱硅胶
(200~300目,青岛海洋化工厂);SephadexLH20
(瑞典Pharmacia公司);所用试剂均为分析纯。
实验材料于2006年8月购自昆明菊花村药材
市场,经云南大学生命科学院陆树刚教授鉴定为千
层塔H.serata。植物标本保存在云南大学化学科
学与工程学院。
2 提取分离
千层塔药材60kg,用95%乙醇回流提取3次。
合并提取液,减压浓缩后用1%盐酸溶液浸取3次,
每次20L。过滤后,不溶物依次用三氯甲烷、醋酸
乙酯和正丁醇萃取。醋酸乙酯萃取部分(800g)上
D101大孔吸附树脂柱色谱,以水甲醇(8∶2~0∶1)
梯度洗脱,得到4个部分(A~D)。C部分通过硅胶
柱色谱(三氯甲烷甲醇,99∶1~1∶1)洗脱,得到6个
部分(C1~C6)。C5部分采用硅胶柱色谱(三氯
甲烷甲醇,15∶1)并经 SephadexLH20柱色谱(甲
醇水,9∶1)纯化后得化合物1(10mg)。C4部分经
反复硅胶柱色谱(三氯甲烷甲醇,10∶1;醋酸乙酯
甲醇,9∶1)得化合物2(20mg)。
3 化合物1的单晶X衍射结构分析
针状单晶,晶体大小为024×010×009mm;
C20H26O4,MW =33041,Z=4,Dcal.=1251mg·m
-3,使
用SHELX97程序解析,最终可靠因子 Rf=0046;
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四方晶系,空间群为P212121,a=100696(14),b=
131987(18),c=13199?,V=17542(3)?3。石
墨单色器,MoKα辐射,吸收系数0086mm-1。
4 结构鉴定
化合物 1 黄色针状晶体,mp220~222℃,
[α]225D +1250°(c035,丙酮)。通过高分辨质谱
m/z3311898(Cal.3311903)确定其分子式为
C20H26O4。化合物1的碳谱显示4个CH3信号,5个
CH2信号,2个CH信号和9个季碳信号(包括1个
羰基碳和6个芳香碳),初步推测化合物1为二萜类
化合物。4个甲基的信号 δH:098(s),100(s),
138(s)和133(d,J=65Hz),说明该结构可能是
abietatrien型二萜。与文献[56]的NMR数据比较,
表明化合物1的结构与hyptol极为相似,但文献[4]
报道hyptol的旋光度为+560°,与化合物1的旋光
度明显不同。通过单晶X射线衍射技术发现,化合
物1结构中 C10和 C15位上甲基的构型是10α,
  
15β或10β,15α(图2),而hyptol结构中相同位置
的甲基构型是10β,15β。与合成的 hyptol光学异
构体[7]的1HNMR波谱数据和旋光度比较,表明二
者有相同的结构。因此,化合物 1鉴定为(15R)
12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13abietatrien7
one(1)。本研究通过2DNMR技术对其碳和氢信
号进行了完全归属(表1)。
图2 化合物1的晶体结构
表1 化合物1的1HNMR(500MHz)和13CNMR(125MHz)数据(acetoned6)
No. δH δC No. δH δC
1 347(d,J=135Hz)139(m) 377 11   1417
2 181(m),156(dd,J=106,33Hz) 202 12 1582
3 150(brd,J=132Hz),130(m) 424 13 1170
4   345 14   1571
5 177(d,J=169Hz) 514 15 366(m) 364
6 267(t,J=169Hz),250(d,J=169Hz) 364 16 479(t,J=92Hz),425(dd,J=92,65Hz) 816
7   2058 17 133(d,J=65Hz) 192
8   1116 18 098(s) 339
9   1333 19 100(s) 224
10   420 20 138(s) 185
  化合物 2 白色粉末。ESIMSm/z341[M+
Na]+;1HNMR(pyridined5,500MHz)δ:184(1H,
overlap,H1a),125(1H,overlap,H1b),174(1H,
overlap,H2a),153(1H,m,H2b),445(1H,d,J=
75Hz,H3),174(1H,overlap,H5),153(1H,m,
H6a),125(1H,overlap,H6b),214(1H,dd,J=
34,151Hz,H7a),198(1H,overlap,H7b),174
(1H,overlap,H9),163(1H,m,H11a),150(1H,
m,H11b),147(1H,m,H12a),137(1H,m,H
12b),529(1H,brs,H14),582(1H,dd,J=98,
175Hz,H15),498(1H,m,H16a),493(1H,d,
J=104Hz,H16b),108(3H,s,H17),126(3H,
m,H19),089(3H,s,H20)。13CNMR(pyridined5,
125MHz)δ:357(C1),258(C2),764(C3),
553(C4),516(C5),291(C6),368(C7),
1380(C8),515(C9),385(C10),200(C11),
345(C12),372(C13),1302(C14),1494(C
15),1114(C16),272(C17),1815(C18),132
(C19),163(C20)。经与文献[910]对照,鉴定
化合物2为3βhydroxysandaracopimaricacid。
[参考文献]
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TwoditerpenoidsfromherbsofHuperziaserrata
YANGYabin,YANGXueqiong,XUYanqun,TAIZhigang,DONGLiuhong,DINGZhongtao
(KeylaboratoryofMedicinalChemistryforNaturalResource,MinistryofEducation,Schoolof
ChemicalScienceandTechnology,YunnanUniversity,Kunming650091,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatetheconstituentsfromHuperziaserata.Method:Twoditerpenoidcompoundswereisola
tedbycolumnchromatographywithsilicagelandSephadexLH20.ThestructureswereelucidatedbyspectralanalysisandXraycrys
talographicanalysis.Result:Theirstructuresweredeterminedas(15R)12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13abietatrien7one
(1)and3βhydroxysandaracopimaricacid(2).Conclusion:Compound1wasanewnaturalabietanetypediterpenoid,compound2
wasisolatedfromthisplantforthefirsttime.
[Keywords] Huperziaserata;diterpenoid,(15R)12,16epoxy11,14dihydroxy8,11,13abietatrien7one
[责任编辑 王亚君]
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