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珙桐科植物化学成分研究进展(综述)



全 文 :
2005,34(2):70-75.
Subtropical Plant Science


珙桐科植物化学成分研究进展(综述)
黄 江,刘 荣,王从周,欧阳明安
(华侨大学 生物工程与技术系,福建 泉州 362021)

摘 要:本文概述从珙桐科植物中得到的数十种化合物的结构和波谱数据及药理活性,这些化合物大多结构
新颖、具有较强生理活性,主要为喹啉类生物碱、吲哚类生物碱、鞣花酸类化合物、黄酮类化合物以及其它
化合物。
关键词:珙桐科;化学成分;波谱数据;药理活性
中图分类号:Q946 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2005)02-0070-06
Progress in Chemical Constituents of Nyssaceae Family
HUANG Jiang, LIU Rong, WANG Cong-zhou, OUYANG Ming-an
(Department of Bio-engineering & Technology, Huaqiao University, Quanzhou 362011, Fujian China)

Abstract: Tens of compounds were isolated from the plants belonging to Nyssaceae family, most
of them with novel skeletons showing biological activities. The characteristic constituents were
classified as quinline alkaloids, indole alkaloids, ellagic acid derivatives, flavones and others. This
article summarized the structures and spectral data of the compounds and their pharmacological
activities.
Key words: Nyssaceae; chemical constituents; spectral data; pharmacological activities

珙桐科(Nyssaceae)植物包括三属,即喜树属(Camptotheca)、紫树属(Nyssa)和珙桐属(Davidia),
约十二种,分布于北美和亚洲[1]。1966 年美国学者Wall从该科植物喜树茎的提取物中分离得到了独特
的抗癌活性物质——喜树碱(Campothecine, CPT),它的抗癌机理,是迄今发现的唯一作用于DNA拓
扑异构酶I而发挥细胞毒性的天然植物活性成分[2]。这一发现引发了研究珙桐科植物的热潮,近二十年
来,已从该科植物中分离得到几十种天然化合物,其中不少化合物具有抗癌、抗病毒等生物活性。本
文对此进行综述。
1 喜树属
表 1 喜树所含天然喜树碱衍生物[3]
编号 化合物 英文名称 分子式 提取部位
1 喜树碱 Camptothecin C20H16N2O6 全株
2 脱氧喜树碱 Deoxydcamptothecin C20H16N2O3 果实、皮
3 10-羟基喜树碱 10-Hydroxycamptothecin C20H16N2O5 全株
4 10-甲氧基喜树碱 10-Methoxycamptothecin C21H18N2O5 果实、木、皮
5 10-羟基脱氧喜树碱 10-Hydroxy-deoxidcamptothecin C20H16N2O4 果实
6 11-羟基喜树碱 11-Hydroxycamptothecin C20H16N2O5 果实、木、皮
7 11-甲氧基喜树碱 11-Methoxycamptothecin C21H18N2O5 果实
8 18-羟基喜树碱 18-Hydroxycamptothecin C20H16N2O5 果实
9 20-己酰基喜树碱 20-Hexanoylcamptothecin C26H26N2O5 皮
10 20-己酰基-甲氧基 喜树碱
20-Hexanoyl-10-
methoxycamptothecin C27H28N2O6 皮
喜 树 (Camptotheca
acuminate)为单种属植
物。人们先后从喜树的
果实、根、树皮中发现
了三十多个化合物,其
中喜树碱及其他生物碱
十余个[3]。
1.1 喹啉类生物碱
喜树中主要的喹啉
类生物碱如表 1 所示,
收稿日期:2004-10-14
作者简介:黄江(1975-),男,浙江诸暨人,硕士研究生,从事植物化学研究。
第 2 期 黄江,等:珙桐科植物化学成分研究进展(综述) ﹒71﹒
其结构如图 1。
N
N
O
R2
R3
O
O
R1
1
2 4
568
9
10
11
12
13
15 16
17
18
19
7
14
3
20

图 1 化合物 1~7 结构
1. R1= OH, R2 = R3 = H
2. R1= R2 = R3 = H
3. R1= R2 = OH, R3 = H
4. R1= OH, R2 = OCH3,R3 = H
5. R1= H, R2 = OH , R3 = H
6. R1= OH, R2 = H, R3 =OH
7. R1= OH, R2 = H, R3 = OCH3
从喜树中得到另外三个喹啉类化合物,它们是 22-Hydroxy- acuminatine (11) [4](黄色晶体,mp为
258~260℃)和 19-Hydroxy- mappicine (12) [4](黄色晶体,mp为 245~248℃)及[3S-(3α,4β, 4aα,5aβ)]
-4-ethenyl-3-(β-D-glucopyranosyloxy)-4,4a,5,5a,6,12-hexahydro-3H-pyrano[3’,4’:6,7]indolizino[1,2-b]quin
oline-11, 14-dione (13) [5],该化合物被证实为喜树碱生物合成的前体。
化合物 11、12、13 的结构见图 2。
N
N O
HOH2C
1 2 3 4
56
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19

N
N O
HO
OH
1 2 3
4
56
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19 20
N
H
N
O
O1 2 3 4
56
7
8
9
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
O
O
HO
OHOH
OH
21
22 23 24
26
27
25
O
H
11 12 13
图 2 化合物 11~13 结构
以上化合物的 NMR 数据见表 2。
表 2 化合物的 NMR 数据
1+[4] 5+[6] 6++
[7] 8+[8] 11+[4] 12+[4] 13+[5]编号
δH δH δH δH δH δH δC
1
2 147.7
3 59.4
5 5.29 (s) 5.22 (s) 5.16 (s) 5.29 (s) 5.37 (br. s) 5.22 (s) 47.4
6 112.9
7 8.70 (s) 8.45 (s) 8.50 (s) 8.70 (s) 8.66 (br. s) 8.59 (s) 173.0
8 125.3
9 8.13 (d, 8.5) 7.28 (d,2.4邻) 7.92 (d,8) 8.13 (d,8.2) 8.12 (dd, 7.8,1.5) 8.10 (d,7.7) 124.7
10 7.67 (t,8.5) 10.36 (s) 7.72 (t) 7.69 (dt, 7.8,1.5) 7.67 (t,7.7) 123.2
11 7.87 (t,8.5) 7.41 (dd,9.2邻,2.4间) 10.45 7.87 (t,8.4) 7.86 (dt, 7.8,1.5) 7.83 (t,7.7) 131.6
12 8.17 (d,8.5) 8.01 (d,9.2邻) 7.22-7.40 (m) 8.17 (d,8.5) 8.21 (dd, 7.8,1.5) 8.14 (d,7.7) 118.3
13 140.4
14 7.34 (s) 7.14 (s) 7.30 (s) 7.34 (s) 7.74 (s) 7.33 (s) 28.1
15 23.7
16 108.9
17 5.41 (AB,16) 5.34 ,5.40 (m) 5.43 (s) 5.40,5.42 (16.2) 7.81 (d,8) 2.15 (s) 145.1
18 0.91 (t,6.4) 0.98 (t,6.8) 0.88 (t,8) 6.65 (brs) 7.58 (t,8) 1.16 (d,6.2) 120.5
第 34 卷 ﹒72﹒
19 1.90 (m) 2.0 (m,6.8) Hα 1.99,Hβ 2.08 8.31 (d,8) 3.72 (m) 132.5
20 3.82 (t,6.8) 6.40 4.64 (d,5.4) 43.6
21 94.9
22 4.95 (d,5.7) 97.8
22-OH 5.51 (t,5.7)
23 73.2
24 77.3
25 70.1
26 76.5
27 61.1
注:++ 表示溶剂为DMSO-d6,内标为HMDS;+ 表示溶剂为DMSO-d6,内标为TMS;括号内为信号裂分数和偶合常数(Hz)。
1.2 吲哚类生物碱
从喜树果实分离到五个吲哚类生物碱,它们是Camptacumotine(14)[9]、Camptacumanine(15)[9]、
Naucleficine(16)[9]、Angustoline(17)[9]、和 19-O-Methyangusto- line(18)[10]。其波谱数据见表 3,化学结
构如图 3。
表 3 化合物 14~18 的 NMR 数据
14+ [9] 15+ [9] 16+ [9] 17+ [9] 18* [10] 18* [10]编号 δH δH δH δH δH δC
NH 11.99 (s) 12.00 (s) 11.82 (s) 11.87 (s) 11.84 (s)
2 127.5
3 136.6
5 4.20 (m) 4.32 (m)
4.26 (m)
4.36 (m) 4.40 (dd) 4.41 (dd)
4.39 (m)
4.41 (m) 40.3
6 3.10 (dd) 3.11 (dd) 3.10 (dd) 3.13 (dd) 3.17 (m) 19.0
9 7.64 (d, 8) 7.65 (d, 8) 7.60 (d,8) 7.64 (d,8) 7.64 (d, 7.8) 119.5
10 7.10 (m) 7.11 (m) 7.07 (m) 7.12 (m) 7.12 (t, 7.8) 119.7
11 7.28 (m) 7.30 (m) 7.23 (m) 7.28 (m) 7.29 (t, 7.8) 124.3
12 7.45 (d) 7.49 (m) 7.48 (d) 7.49 (d) 7.50 (d, 7.8) 111.8
13 138.4
14 6.67 (s) 6.91 (s) 8.11 (s) 7.23 (s) 7.25 (s) 99.5
15 139.1
16 119.1
16a 161.0
17 17-CO2Me 3.25 (s) 8.50 (d, 8.1) 9.24 (s) 9.27 (s) 149.7
18 4.54 (m) 7.70 (s) 7.50 (dd) 8.87 (s) 1.55(d,5.7) 22.5
19
2.28 (dd)
18-CMe
1.37 (d, 6.3)
4.48 (m)
19-CMe
1.50 (d, 6.4)
8.23 (d)
20-CCHO
10.38 (s)
20-H 5.33 (m)
20-OH5.70 (d)
20-CMe
1.50 (d, 6.3)
19-OMe
3.26 (s)

74.4
20-C: 130.9
21-C: 148.2
19-OMe:
56.07
注:+ 表示溶剂为DMSO-d6,内标为TMS,测试频率为 400MHz;* 表示溶剂为DMSO-d6,内标为TMS,测试频率为 300MHz。
1.3 鞣花酸类化合物[11]
喜树中鞣花酸类化合物为 3,4’-二甲氧基鞣花酸(19)、3,3’,4-三甲氧基鞣花酸(20)、3,4-亚甲二氧基-3’-
甲氧基鞣花酸(21)、 3,4-亚甲二氧基鞣花酸(22)、3,4-亚甲二氧基-3’,4’-二甲氧基鞣花酸(23)、3,4-亚甲
二氧基-3’,4’-二甲氧基-5’-甲氧基鞣花酸(24)、3,3’,4,4’-四甲氧基-5’-甲氧基鞣花酸(25)、3,4-亚甲二氧
基-3’,4’-二甲氧基-5’-羟基鞣花酸(26)、丁香酸(27)。其波谱数据见表 4,结构如图 4。
第 2 期 黄江,等:珙桐科植物化学成分研究进展(综述) ﹒73﹒
N
H
N O
O
O
Me
1
2 3
4
5
6
78
9
10
11 12 13
14 15
16
17
18
19
16a

N
H
N O
O
1
2 3
4
5
6
78
9
10
11 12 13
14 15
16
17
18
19
16a
CO2Me

14 15
N
H
N O1
2 3
4
5
6
78
9
10
11 12 13
14 15
16
17
1819
16a
OHC
20

N
H
N
N
O
R
2 3
5
7810
11
12
13
14
15
16
17
18 20
1
6
9
19

16 17. R=OH 18. R=OMe
图 3 化合物 14~18 结构
表 4 化合物 19~26 的 NMR 数据
1H-NMR 19 20 21 22 23 24 25 26
3-OCH3 4.12 3.90 3.99
4-OCH3 3.74 3.80
5-H 7.52 7.50 7.38 7.40 7.36 7.35 7.58 7.35
3’-OCH3 4.00 4.00 4.04 4.07 4.02
4’-OCH3 3.83 3.78 3.77 3.80 3.76
5’-H 7.55 7.46 7.69 7.87 7.57 7.35 7.58
5’-OCH3 3.84 3.85
注:21、22 的数据为乙酰化产物。
O
O
R1O
R2O
O
O
R5
OR4
OR3
23
4 1
2 3
4
56
1
5 6

图 4 化合物 19~27 结构
19. R1=R4=CH3, R2=R3=R5=H
20. R1=R2=R3=CH3, R4=R5=H
21. R1=R2=CH2,R3=CH3,R4=R5=H
22. R1=R2=CH2,R3=R4=R5=H
23. R1=R2=CH2,R3=R4=CH3,R5=H
24. R1=R2=CH2,R3=R4=CH3,R5=OCH3
25. R1=R2=R3=R4=CH3,R5=OCH3
26. R1=R2=CH2,R3=R4=CH3,R5=OH
27. R1=R2=R3=R4=CH3,R5=H
2 紫树属
紫树属植物有 10 种,分布于北美和亚洲,我国有紫树(Nyssa sinensis)和云南紫树(N. javanica)等 6
种[1]。进行化学成分研究的有紫树和多花蓝果树(N. sylvatica)两种。
2.1 紫树
从紫树根皮石油醚部分和醋酸乙酯部分分得三个化合物[12],为棕榈酸甲酯(Methyl palmitate)(28),
β-谷甾醇(β-Sitosterol)(29)和水杨酸甲酯(Methyl salicylata)(30)。从根皮氯仿部分得到正二十六烷醇
(1-Hexacosanol)(31)、正三十烷醇(1-Triacotanol)(32)、香草醛(Vanillin)(33)三个化合物[13],石油醚-氯仿
部分得到 3-表-桦木酸(3-Epi-betulinic acid)(34)、邻苯二甲酸双丁酯[Di-n-butyl phthalate](35)、正十八碳
第 34 卷 ﹒74﹒
酸(Octadecanoic acid)(36)、雪松醇(Cedrol)(37)、3-β-D-friedoolean-14-en-3-ol(38)五个化合物[13]。从根
皮的水溶性部分分得两个化合物[14],分别是胡萝卜甙(39)、紫树甙(40)。
2.2 多花蓝果树
从多花蓝果树植株中得到一个新的化合物 7-Caffeoylsedoheptulose (41)[15],其结构见图 5,NMR数
据如下:1H-NMR(400MHz,DMSO-d6) δppm: 7.52 (1H, d, J
= 15.8 Hz, H-β), 7.07 (1H, br, s, H-2’), 7.01 (1H, d, J = 7.9,
H-6’), 6.78 (1H, d, J = 7.9, H-5’), 6.29 (1H, d, J = 15.8,
H-α), 3.28 (2H, br. s, H-1), 3.85 (1H, H-3), 4.08 (1H, H-4),
3.58 (1H, t, H-5), 3.83 (1H, H-6), 4.23 (2H, dd, J = 11.2, 3.0,
H-7); 13C-NMR (100MHz,DMSO-d6)δppm:166.7,148.4,
145.6,145.1,125.6,121.4,115.8,114.7,114.1,62.8,
102.6,76.1, 75.9,81.7,69.9,65.6。
HO
HO
C
O
OH2C
HO
O OH
OH
CH2OH
OH
1
23
4
5 6 α
β
1
2
3
5
6
4
7
图 5 化合物 41 结构
3 珙桐属
该属亦为单种属,仅珙桐(Davidia involucrata)一种,为国家一级保护植物[16]。从枝条得到 6 个
化合物[17],分别是蒲公英萜酮(42)、蒲公英萜醇(43)、β-谷甾醇(29)、3,4-亚甲二氧基-3’-甲氧基鞣花酸
(21)、3,3’,4-三甲氧基鞣花酸(20)、鞣花酸(44)。从叶甲醇提取物的水溶性部分得到 6 个黄酮及配糖体
成分[18],它们是山奈酚 (45)、3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-山奈酚(46)、3-O-β-D-吡喃半乳糖基-山奈酚 (47)、
槲皮素 (48)、3-O-β-吡喃阿拉伯糖基-槲皮素(49)、3-O-β-D-吡喃半乳糖基-槲皮素甙(50)。其13C-NMR
数据和化合物结构如表 5 和图 6。
表 5 化合物 45~50 的13C-NMR(DMSO,125MHz)数据(δppm)
Carbon 45 46 47 48 49 50
2 146.8 156.5 156.3 146.8 156.3 156.2
3 135.6 133.3 133.2 135.7 133.8 133.5
4 175.9 117.5 177.5 175.9 177.5 177.5
5 160.7 161.2 161.2 160.7 161.2 161.2
6 98.2 98.8 98.7 98.2 98.8 98.7
7 163.7 164.6 164.2 164.0 164.6 164.3
8 93.6 93.6 93.6 93.4 93.7 93.5
9 156.2 156.3 156.3 156.2 156.5 156.3
10 103.1 103.9 103.9 103.0 103.9 103.9
1’ 121.7 120.9 120.8 120.0 120.9 121.1
2’ 129.5 130.9 130.9 147.8 148.7 148.5
3’ 115.4 115.3 115.0 145.1 145.0 144.8
4’ 159.2 160.0 159.9 115.1 115.4 115.2
5’ 115.4 115.2 115.0 115.5 115.9 116.0
6’ 129.5 130.9 130.9 122.0 122.0 122.0
1’’ 101.1 101.7 101.5 101.9
2’’ 74.3 71.2 71.7 71.2
3’’ 76.3 73.1 70.8 73.2
4’’ 70.0 67.8 66.2 67.9
5’’ 77.5 75.7 64.4 75.8
6’’ 60.9 60.2 60.1
第 2 期 黄江,等:珙桐科植物化学成分研究进展(综述) ﹒75﹒
4 药理活性
珙桐科植物化学成分的药
理活性研究主要集中在喜树属
和紫树属,珙桐属的研究还未
见报道。喜树碱对消化道肿瘤、
白血病、绒毛膜上皮癌、膀胱
癌有效[19];目前认为它的作用
机理为:通过同DNA拓扑异构酶 (Topo )Ⅰ Ⅰ 发生相互作用而产生抗癌效果,TopoⅠ在DNA复制、重组、
转录、切割与再连接、细胞染色质的组织化及有丝分裂中都起着重要作用,该酶可以非共价键的形式
与DNA形成一个暂时络合中间体,喜树碱CPT不是通过抑制TopoⅠ的催化活性而起到杀死癌细胞的作
用,而是通过与TopoⅠ-DNA可络合中间体的可逆结合,形成CPT-TopoⅠ-DNA三元复合物,从而稳定
了可络合中间体,使DNA复制受阻而导致细胞的死亡[20];由于癌细胞中TopoⅠ含量比正常细胞高得多,
因此更易遭到CPT的攻击,达到杀死癌细胞的目的。22-Hydroxy-acuminatine(11)[7]也是从喜树中得到的
一个生物碱,利用P388 和KB细胞做体外活性测试,达到ED50时浓度分别为 1.32 和 0.61μg/ml。
19-O-Methy-angustoline(18)[10]对P388 的ED50时浓度是 2.32μg/ml。喜树果提取液作用于单纯疱疹病毒
Ⅱ型,实验表明有明显的抗病毒作用[21]。紫树根皮的乙醇浸膏有明显而稳定抗肿瘤活性而且低毒,经
临床试验用于绒癌肺转移、头颈部肿瘤、淋巴瘤、肝癌均有一定疗效或缓解作用[12]。目前,以珙桐科
植物的化学成分为先导化合物开发成功了两种药物,分别是伊立替康(irinotecan,CPT-11)和拓扑替康
(Topotecan),为半合成水溶性喜树碱衍生物,对人体结肠癌、卵巢癌、小细胞肺癌疗效显著[22]。
O OH
O
HO
OR
OH
O OH
O
HO
OR
OH
OH

45. R=H 46. R=Glc 47. R=Gal 48. R=H 49. R=Ara 50. R=Gal
图 6 化合物 45~50 结构
参考文献:
[1] 候宽昭,等. 中国种子植物科属词典(第二版)[M]. 北京: 科学出版社, 1982.
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