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Studies on ingenol-type diterpene esters in root tuber of Euphorbia kansui

甘遂中巨大戟萜醇型二萜酯类化学成分的研究



全 文 :图 1 化合物Ⅰ 的结构及其关键的
HMBC(H→ C)和 NOE谱
Fig. 1  Structure and key-HMBC (H→ C)
and NOE of compoundⅠ
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甘遂中巨大戟萜醇型二萜酯类化学成分的研究
潘 勤 1, 2 ,闵知大 1
( 1. 中国药科大学 ,江苏 南京  210038;  2. 天津药物研究院 ,天津  300193)
摘 要: 目的 分离鉴定甘遂 Euphorbia kansui中巨大戟萜醇 ( ing eno l)型二萜酯类化学成分。 方法 运用波谱技
术 ,尤其是 2DNM R技术 ( 1H-1 HCO SY , HSQC, HMBC和 NOESY实验 )进行结构鉴定。 结果 分离得到 6个巨大
戟萜醇型二萜酯 ,确定了其中两个主要化合物的结构 ,分别为巨大戟萜醇 -3-2′E , 4′Z癸二烯酯 -20-乙酸酯 [3-O-( 2′
E , 4′Z-decadienoyl) -20-O-ace tylingenol ] (Ⅰ )和甘遂大戟萜酯 C( kansuipho rin C) (Ⅱ )。 结论 首次报道了Ⅰ 的全
部 NM R数据和Ⅱ的碳谱数据 ,并利用多种 2DNM R技术对Ⅰ 和Ⅱ的全部 NM R数据进行了归属。
关键词: 甘遂 ;二萜 ;化学成分
中图分类号: R284. 1   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2003) 06 0489 04
Studies on ingenol-type diterpene esters in root tuber of Euphorbia kansui
PAN Qin
1, 2 , M IN Zhi-da
1
( 1. China Pha rmaceutical Univ ersity , Nanjing 210038, China; 2. T ianjin Institute
o f Pharmaceutical Resea rch, Tianjin 300193, China )
Abstract: Object  A study on the ingenol-type di terpene esters of Euphorbia kansui T. N. Liou ex
T . P. W ang. Methods  Their st ructures w ere elucida ted by spect ral analy sis, especia lly 2DNM R ( 1 H-
1 HCOSY, HSQC, HMBC and NOESY) . Results  Six ingenol-type di terpene esters w ere isolated success-
ful ly, tw o of them were identi fied as 3-O-( 2′E, 4′Z-decadienoyl )-20-O-acetylingeno l (Ⅰ ) a nd kan-
suipho rin C (Ⅱ ) . Conclusion  NMR data of compoundⅠ and 13 CNMR data of compoundⅡ were fi rst re-
ported. On the basis of va riety of 2DNMR experiments, NMR data of compoundⅠ andⅡ were w ell as-
·489·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
收稿日期: 2002-12-21作者简介:潘 勤 ( 1970- ) ,男 ,安徽安庆人 ,天津药物研究院副研究员 ,现在中国药科大学攻读博士学位 ,主要研究方向为活性天然产物化学与新药开发。   Tel: (022) 23006959  E-mail: qinpan022@ sina. com
signed.
Key words: the ro ot tuber o f Euphorbia kansui T. N. Liou ex T. P. Wang; di terpene; consti tuents
  甘遂为大戟科大戟属植物甘遂 Euphorbia kan-
sui T. N. Liou ex T. P. W ang的块根 ,主产于山
西、陕西等地 ,有泻水逐饮、破积通便之功 ,常配伍用
于治疗重症水肿、腹水等。甘遂为有毒中药 ,历版《中
华人民共和国药典》均有收载。甘遂的化学成分研究
表明 ,其主要有效成分为二萜酯类成分 ,且活性多
样 ,尤其是巨大戟萜醇 ( ingeno l)型二萜酯类有显著
的抗癌、抗病毒活性等 [1~ 7 ]。因此有必要进一步对甘
遂中二萜类成分进行研究 ,以期对甘遂药材的质量
进行合理有效的控制 ,从而阐明其药效的作用机制。
我们对山西产甘遂药材的化学成分进行了系统研
究 ,从中分离得到 6个巨大戟萜醇型二萜酯 ,在与文
献对照的基础上采用波谱技术 ,尤其是 2DNMR技
术 ,确定了其中两个主要化合物的结构 ,分别为巨大
戟萜醇-3-2′E , 4′Z癸二烯酯 -20-乙酸酯 [3-O-( 2′E ,
4′Z-decadienoyl ) -20-O-acetyling eno l ] (Ⅰ )和甘遂
大戟萜酯 C( kansuipho rin C) (Ⅱ ) ,首次报道了Ⅰ的
全部 NMR数据 ,并利用多种 2DNMR技术对Ⅰ 和
Ⅱ的全部 NM R数据进行了归属。
1 仪器和试剂
核磁共振使用 Bruker Avance AV400型和
Bruker DRX500型超导傅里叶变换核磁共振谱仪 ,
5 mm BBI和超低温 TBI探头 , CDCl3 ( Aldrich公司
产 )为溶剂 , TM S为内标 ;质谱采用 Bruker APEX-
Ⅱ 型傅里叶变换离子回旋共振质谱仪 ( FT-
ICRM S) ;红外光谱采用 PE931型红外分光光度计 ,
紫外采用岛津 UV 1600A测定 ; SP8800型 HPLC系
统 , SP100紫外检测器和 Alltech 2000型蒸发光散
射检测器 ( ELSD)。柱色谱用硅胶为青岛海洋化工
厂生产 ,高效硅胶薄层色谱板和高效 C-18反相高效
薄层色谱板为美国 Alltech公司生产。
甘遂药材采收自山西运城 ,由运城市中药材公
司提供。
2 提取和分离
甘遂药材 20 kg , 95%乙醇回流提取 ,提取液减
压浓缩得浸膏 ,浸膏以水溶解 ,用石油醚、乙酸乙酯和
正丁醇依次萃取 ,回收石油醚部分得到 280 g提取
物。将该提取物经硅胶柱色谱分离 ,用石油醚-乙酸乙
酯梯度洗脱 ,含巨大戟萜醇型二萜部分以石油醚 -丙
酮、环己烷 -乙酸乙酯系统反复进行低压柱层析 ,得巨
大戟萜醇型活性二萜酯Ⅰ ~ Ⅵ ,其中Ⅲ ~ Ⅵ 仍在鉴
定中。 将化合物Ⅰ 和Ⅱ以 HPLC-ELSD法 ( 65%甲
醇-水系统 , Hypersil C-8色谱柱 )检测纯度 ,均大于
98% 。
3 鉴定
化合物Ⅰ : 无色油状物 ,质谱测定相对分子质量
为 540( C32 H44O7 ) , UV λMeOHmax ( lgε): 264 nm ( 3. 88) ,
IRνKBrmax cm- 1: 3 480, 1 720, 1 630。碳谱、 DEPT 和
HSQC谱显示由 8个 C, 12个 CH, 6个 CH2和 6个
CH3组成 , 1 HNMR与 3-O-( 2′E , 4′Z-decadienoyl )
ing enol[5 ]的相似 ,但在 C-20位及其附近区域质子的
化学位移存在差异 ,提示Ⅰ可能为 20位取代的巨大
戟萜醇型二萜。质谱显示Ⅰ的相对分子质量较 3-O-
( 2′E , 4′Z-decadienoy l) ingenol[5 ]多 58,同时Ⅰ 的质
谱可见 m /z 503( M+ Na- CH3 COOH) ,提示有乙
酰基取代。碳谱和氢谱 (表 1)显示Ⅰ 含 2, 4-癸二烯
酸取代 ,癸二烯酸的烯键顺反异构判断多依靠对
J 2′, 3′和 J 4′, 5′值的大小进行 [ 1, 7] ,但由于 H-4′裂分复
杂 ,又常与二萜母环的 H-7位重叠 ,准确计算 J 4′, 5′
较困难。而利用烯键顺反异构体相邻质子间 NOE
现象的差异 ,可以简单而准确地对 2, 4-癸二烯酸取
代的顺反异构进行判断。 Ⅰ 的 NOESY(表 1)显示
H-2′与 H-3′无 NOE,而 H-4′与 H-5′存在 NO E,表
明 H-2′与 H-3′反式相关 , H-4′与 H-5′顺式相关 ,即
癸二烯酸为 2E , 4Z-构型。巨大戟萜醇型二萜的有氧
取代多在 3, 5, 13, 20位 ,分别以 H-3, 5, 13, 20为观
察氢检查Ⅰ 的异核远程相关 HMBC谱 (表 1) ,结果
H-3, 20分别与 2, 4-癸二烯酸取代基的 1位和乙酰
基相关 ,表明 2, 4-癸二烯酸取代和乙酰基取代分别
在二萜母环的 3和 20位。根据 1 H-1HCOSY, HSQC,
HMBC, NO ESY结果以及与 3-O-( 2′E, 4′Z-deca-
dienoyl ) -20-O-acety ling enol
[7 ]对照核磁数据 ,对Ⅰ
的 NMR数据进行归属 (表 1) ,同时确定化合物Ⅰ
为巨大戟萜醇-3-2′E , 4′Z 癸二烯酯 -20-乙酸酯
[3-O-( 2′E , 4′Z-decadienoyl ) -20-O-acetylingenol ]
(图 1)。
  化合物Ⅱ : 无色油状物 ,质谱测定相对分子质量
为 478( C29 H34O6 )。 IRνKBrmax cm- 1: 3 500, 1 720, 1 610。
氢谱与化合物Ⅰ 近似 ,提示也为巨大戟萜醇型二萜 ,
同时较Ⅰ缺少了癸二烯酸取代基基团 ,多了一组苯
甲酰取代信息 (表 2) ,进一步与 kansuipho rin C[ 2]对
 
·490· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
表 1 化合物Ⅰ 的核磁共振数据 ( 1HNMR 400 MHz, 13CNMR 100MHz,CDCl3 , TMS)
Table 1  NMR spectral data of compoundⅠ (1HNMR 400 MHz, 13CNMR 100 MHz, CDCl3 , TMS)
碳位    1HNMR     13CNM R HSQC /DEPT 1H-1HCOSY HMBC    NOESY   
   1 5. 99 b r. s   132. 14 CH H-19 C-2, 3, 4, 10, 19 H-18, 19
2 - 136. 14 C - - -
3 5. 57 s 82. 70 CH C-1, 2, 4, 5, 10, 18, 1′ H-5, 19
4 - 85. 05 C - -
5 3. 83 s 74. 52 CH C-3, 6, 7, 20 H-3
6 - 136. 06 C - - -
7 6. 05 m 129. 00 CH H-8, 20 C-5, 9, 14, 20 H-20
8 4. 06 m 43. 59 CH H-7, 14 C-6, 7, 9, 14, 17, 20 H-11, 12a, 16
9 - 206. 22 C - - -
10 - 71. 99 C - - -
11 2. 47 m 38. 56 CH H-12b, 18 C-12 H-8, 12a, 18
12a 2. 21 m 31. 35 CH2 H-12b, 13 C-11, 13, 16, 18 -11, 12b
12b 1. 74 m 31. 35 CH2 H-12a C-11, 13, 16, 18 H-12a
13 0. 66 m 23. 26 CH H-12a /b, 14 C-8, 16, 17 H-14, 16, 18
14 0. 90 m 23. 05 CH H-8, 13 C-7, 15, 16, 17 H-8, 13
15 - 23. 99 C - - -
16 1. 00 s 28. 47 CH3 C-13, 14, 17 H-8
17 1. 02 s 15. 47 CH3 C-13, 14, 16
18 0. 95 d 17. 25 CH3 H-11 C-10, 11, 12 H-13, 14
19 1. 74 b r. s 15. 56 CH3 H-1 C-1, 2, 3
20a 4. 68 d ( 12. 4) 66. 70 CH2 H-7, 20b C-5, 6, 7, Ac H-7, 20b
20b 4. 43 d ( 12. 4) 66. 70 CH2 H-7, 20a C-5, 6, 7, Ac H-7, 20a
Bz-1′ - 167. 66 C - - -
2′ 5. 89 d ( 14. 8) 120. 09 CH H-3′, 4′ C-1′, 3′, 4′
3′ 7. 61 dd ( 14. 8, 1. 6) 141. 04 CH H-2′, 4′, 5′ C-1′, 2′, 4′, 5′ H-4′
4′ 6. 09 m 126. 00 CH H-2′, 3′, 5′ C-2′, 3′, 5′, 6′ H-5′
5′ 5. 85 m 142. 87 CH H-3′, 4′, 6′ C-3′, 4′, 6′, 7′ H-4′
6′ 2. 25 m 28. 26 CH2 H-5′, 7′ C-4′, 5′, 7′, 8′ H-3′, 5′
7′ 1. 37 28. 95 CH2 H-6′, 8′
8′ 1. 22 m 31. 17 CH2 H-7′, 9′
9′ 1. 25 m 22. 42 CH2 H-8′, 10′ C-7′, 8′, 10′
10′ 0. 84 t ( 10. 4) 13. 95 CH3 H-9′ C-7′, 8′, 9′
Ac-1″ - 171. 01 C - - -
2″ 1. 99 s 21. 02 CH3 C-20, Ac
4, 5-OH 3. 52 b r. s    - -
照氢谱 ,完全一致。 由于 kansuipho rin C与 kan-
suipho rin D为同分异构体 ,结构上仅仅是 C-3和 C-
5位取代互换 ,且 kansuiphorin C可在放置中自然
部分转变为 kansuiphorin D,二者的氢谱仅是在乙
酰基取代上相差 δ0. 12[2 ] ,不易准确判断 ,但利用
HMBC,以 H-3为观察氢检查化合物Ⅱ的异核远程
相关情况 (表 2) ,可见 H-3与乙酰基远程相关、不与
苯甲酰基远程相关 ,再以乙酰基的甲基为观察氢 ,可
见其仅与 H-3远程相关 ,从而确证乙酰基取代在 C-
3位 ,与 kansuipho rin C的结构 (图 1)一致。根据化
合物 Ⅰ 和其他类似二萜的碳谱规律 ,利用 1H-
1
HCOSY, HSQC, HMBC实验 ,对Ⅱ的碳谱进行合
理归属 ,结果见表 2。
  致谢:核磁由天津药物研究院中药现代研究部
核磁室程英莹助理工程师和北京微量化学研究所涂
光中研究员代测 ,质谱由中国科学院化学研究所国
家质谱中心辛斌副研究员代测。
图 1 化合物Ⅰ 和Ⅱ的化学结构
Fig. 1  Structures of compoundⅠ andⅡ
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·491·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 6期 2003年 6月
表 2 化合物Ⅱ的核磁共振数据 ( 1HNMR 500 MHz, 13CNMR 125MHz,CDCl3 , TMS)
Table 2  NMR spectral data of compoundⅡ (1HNMR 500 MHz, 13CNMR 125 MHz, CDCl3 , TMS)
碳位   1HN MR    13CNM R HSQC /DEPT 1H-1HCOSY HM BC
   1 6. 13 d ( 1. 2)    132. 54 CH H-19 C-2, 3, 4, 9, 10, 19
2 - 135. 48 C - -
3 5. 06 br. s 82. 87 CH C-1, Ac
4 - 86. 03 C -
5 5. 52 br. s 78. 03 CH
6 - 134. 52 C - -
7 6. 05 m 126. 18 CH H-8, 20 C-5, 6, 8, 9, 14, 20
8 4. 27 br. d ( 10. 8) 43. 47 CH H-7, 14, 20 C-6, 7, 9, 13, 14
9 - 206. 05 C - -
10 - 72. 04 C - -
11 2. 54 m 38. 53 CH H-12b, 18 C-4, 9, 10, 12, 13, 14, 18
12a 2. 35 dd (9. 8, 2. 9) 31. 07 CH2 H-12b, 13 C-9, 10, 11, 13, 14, 15, 18
12b 1. 74 m 31. 07 CH2 H-12a, 13 C-9, 10, 11, 13, 14, 15, 18
13 0. 69 m 23. 01 CH H-12a /b, 14 C-7, 8, 11, 14, 15, 16, 17
14 0. 94 dd (11. 8, 8. 3) 23. 23 CH H-8, 13 C-7, 8, 9, 11, 12, 13, 16, 17
15 - 24. 27 C - -
16 1. 06 s 28. 38 CH3 C-13, 14, 15, 17
17 1. 12 s 15. 55 CH3 C-12, 13, 14, 15, 16
18 1. 00 d ( 7. 2) 16. 92 CH3 H-11 C-1, 10, 11, 13
19 1. 76 d ( 1. 0) 15. 32 CH3 H-1 C-1, 2, 3
20 1. 55 s 21. 25 CH3 C-5, 6, 7, , 9
Bz-CO- - 166. 34 C - -
1′ - 129. 21 C - -
2′, 6′ 8. 14 d ( 7. 6) 130. 04 CH H-3′, 4′, 5′ C-1′, 3′, 4′, 5′, Bz-CO-
3′, 5′ 7. 46 t ( 7. 6) 128. 39 CH H-2′, 4′, 5′, 6′ C-1′, 2′, 4′, 6′, Bz-CO-
4′ 7. 58 t ( 7. 6) 133. 35 CH H-2′, 3′, 5′, 6′ C-1′, 2′, 3′, 5′, 6′
Ac-CO - 172. 28 C - -
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