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高速逆流色谱法分离纯化松塔中的化学成分研究



全 文 :收稿日期:2010-08-14; 修订日期:2010-11-01
基金项目:国家自然科学基金(No. 30860365) ;
大理学院药物研究所基金(No. 2008YY003)
作者简介:张 桢(1976-) ,男(彝族) ,云南凤庆人,现任大理学院药学院
副教授,硕士学位,主要从事抗病毒天然药物有效成分分离与分析研究工
作.
* 通讯作者简介:刘光明(1953-) ,男(汉族) ,云南泸西人,现任大理学院
药学院教授,硕士学位,主要从事抗病毒天然药物研究工作.
高速逆流色谱法分离纯化松塔中的化学成分研究
张 桢1,肖 怀1,晋晓峰2,杨永寿1,刘光明1*
(1.大理学院·药学院,云南 大理 671000; 2.上海同田生物技术有限公司,上海 201203)
摘要:目的 为了寻找抗 HIV活性单体化合物,研究华山松 Pinus armandii Franch.松塔的化学成分。方法 应用高速逆流
色谱仪,以正己烷 -正丁醇 - 甲醇 -水 -乙酸(1∶ 7∶ 1∶ 7∶ 0. 15,V / V)上相为固定相,下相为流动相,组成溶剂系统
对华山松松塔的提取物行分离纯化。结果 分离到两个化合物,根据理化性质和波谱数据,鉴定了它们的化学结构:4 -
(1,2 -二羟基异丙基)环己烯甲酸(Ⅰ) ;4 -羟基苯甲酸甲酯(Ⅱ)。结论 首次采用制备型高速逆流色谱仪 TBE2300A
对华山松松塔的成分进行分离纯化,并首次从该属植物中分离化合物Ⅰ和Ⅱ。
关键词:高速逆流色谱; 化学成分; 华山松
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2011. 05. 002
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2011)05-1040-02
Chemical Constituents from Pinus armandii Franch. by High - speed Counter - current
Chromatography
ZHANG Zhen1,XIAO Huai1,JIN Xiao-feng2,YANG Yong-shou1,LIU Guang-ming1*
(1. College of Pharmacology,Dali University,Dali,671000,China;2. Shanghai Tauto Biotech CO.,Ltd.,
Shanghai 201203,China)
Abstract:Objective To study the chemical constituents from Pinus armandii Franch. aiming at searching for anti - HIV com-
pounds. Methods High - speed counter - current chromatography (HSCCC)was employed first to separate and purify com-
pounds. A biphasic solvent system composed of n - hexane - n - butanol - methanol - water - acetic acid (1∶ 7∶ 1∶ 7∶ 0. 15,
volume ratio)was used. Results Two compounds were isolated and their structure were identified as:4 -(1,2 - dihydroxy iso
- propyl)cyclohexene carboxylic acid(Ⅰ) ,methyl - p - hydroxybenzoate(Ⅱ). Conclusion All these compounds were isolated
from this plant for the first time by HSCCC.
Key words:HSCCC; Chemical constituents; Pinus armandii Franch.
松塔中含有高效低毒且同时具有抗癌、抗 HIV 的活性成
分[1]。因此,我们对华山松的松塔进行初步研究,发现华山松松
塔提取物的抗 HIV 活性显著。华山松 Pinus armandii Franch. 系
松科(Pinaceae)松属(Pinus)植物,在云南,每年均有上万吨华山
松松塔被农民作为燃料。对其深入研究,可研发成高效低毒的治
疗艾滋病新药,同时还可变废为宝,为农民致富及为云南的经济
发展开拓一个新增长点。
高速逆流色谱(High - speed Counter - current Chromatogra-
phy,HSCCC)是一种以液体作为固定相的新型液相色谱技术,
适用于制备分离,因此该技术被广泛用于天然产物中有效成分的
提取和中药的分析鉴定[2 ~ 5]。本文首次运用了 HSCCC方法对华
山松松塔进行了研究,从中分离纯化了两个化合物,并进行了结
构鉴定。
1 仪器与材料
1. 1 仪器与试剂 TBE - 20A 和 TBE300A 高速逆流色谱仪(上
海同田生化技术有限公司) ;AKTA prime 泵及检测系统(瑞士安
玛西亚生物有限公司) ;安捷伦 1100 型液相色谱仪;MCI GEL 来
自三菱化学公司;Pharmadex LH - 20 来自于安玛西亚生物技术
(上海)有限公司;EI - MS 用 VG AutoSpec - 3000 型质谱仪测
定;NMR用 Bruker DRX - 500 超导核磁共振仪测定,TMS 为内
标。薄层层析板和各种规格的柱层析硅胶均来自于青岛海洋化
工厂。
1. 2 样品准备 样品采集于云南省大理州巍山县,标本由大理学
院马晓匡教授鉴定。华山松干燥的松塔 10kg,粉碎后经 95%乙
醇冷浸提取 3 次,合并提取液减压回收溶剂得到浸膏,将浓缩后
的提取物加适量的水悬浮,分别用石油醚、氯仿、醋酸乙酯和正丁
醇萃取。醋酸乙酯萃取物用 MCI GEL 柱色谱法分离,水和甲醇
梯度洗脱(7∶ 3,5∶ 5,3∶ 7,每一梯度 5L) ,5∶ 5 梯度洗脱流分
用 TLC检测,合并相同部分,得样品 A ~ F。B 经 sephadex LH -
20柱层析(甲醇为洗脱剂) ,得样品 B1(为本次 HSCCC 分离样
品)。
2 方法
2. 1 HPLC 检测色谱条件 水和甲醇梯度洗脱(90 /20;70 /30;
50 /50;30 /70;0 /100,每 5 分钟一个梯度) ;柱温 30℃,流速为 1. 0
ml / min ,紫外 280 和 254 nm波长检测。色谱柱为 Agilent ZOR-
BAX SB - 18 (4. 6 mm × 150 mm,5. 0 μm)。
2. 2 两相溶剂系统及样品溶液的制备 HSCCC 溶剂系统为正己
烷 -正丁醇 - 甲醇 -水 -乙酸 (1∶ 7∶ 1∶ 7∶ 0. 15 ,V / V) ,
按其比例分别将各种溶剂加入分液漏斗中,剧烈振荡使溶液充分
混合,分相平衡后分出上相和下相,使用前分别用超声脱气 30
min 。取约 500 mg 样品,溶于 10 ml下相中,振荡使之完全溶解,
以备 HSCCC 进样。
2. 3 HSCCC 分离过程 用 AKTA prime 系统将上相(固定相)泵
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时珍国医国药 2011 年第 22 卷第 5 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2011 VOL. 22 NO. 5
入 HSCCC 螺旋管,待螺旋管完全充满后,调整螺旋管转速为 850
r / min(正转) ,同时以 3 ml / min的流速泵入流动相。待下相流
出螺旋管后,测量上相体积,计算保留率。将样品通过进样阀注
入分离螺旋管。分离温度 25 ℃,紫外检测器检测柱后流出物,检
测波长为 280 nm,进样时开始记录色谱图,并根据色谱图手动收
集各色谱峰组分(分别在 210 ~ 225 min和 240 ~ 247 min)。
3 结果
3. 1 HSCCC操作条件的优化 样品 B1 按“2. 1”项色谱条件,进
行 HPLC分析。分析 HPLC谱图,发现样品 B1 中化合物极性比较
大,主要集中 5 ~ 10min出峰,故用分析型 TBE - 20A 高速逆流色
谱仪进行分析时,采用强极性的溶剂系统(正己烷 -正丁醇 -
甲醇 -水 -乙酸) ,流速 0. 5 ml / min,850 r /min(正转)。当正
己烷 -正丁醇 - 甲醇 -水 -乙酸体积比为 1∶ 6 ∶ 1 ∶ 6 ∶ 0.
10,虽然保留率为 55%,但只有一个大峰出现(25 min) ;故加大
溶剂系统的极性:正己烷 -正丁醇 - 甲醇 -水 -乙酸(1∶ 7∶
1∶ 7∶ 0. 15) ,尽管此溶剂系统保留率较低,仅为 35%,但在 35
~ 60 min之间有吸收峰,确定溶剂体系为正己烷 -正丁醇 - 甲
醇 -水 -乙酸(1∶ 7∶ 1∶ 7∶ 0. 15)。用制备型 TBE300A 高速
逆流色谱仪继续寻找进样量条件,进样量分别为 50,100,150 mg
逐渐加大,随进样量增大到 150 mg,出现分离度较差,故确定最
大进样量为 100 mg。
综上所述,优化后的实验参数为:正己烷 -正丁醇 - 甲醇
-水 -乙酸(1∶ 7∶ 1∶ 7∶ 0. 15) ,转速为 850 r / min(正转) ,流
速:3. 0 ml / min ;进样量为 100 mg,温度 25 ℃。图 1 为上述条件
下的 HSCCC图谱。从 100 mg样品中,分离得到两种化合物的量
分别是 27 和 33 mg,纯度分别达 97. 15%和 96. 7%。
图 1 在优化条件下 HSCCC图谱
尽管溶剂体系的选择和优化是一项复杂而艰巨的工作,但本
次实验首先用 HPLC扫描法对一个未知样品进行扫描,初步了解
样品的复杂程度及其组分的极性大小程度。然后再结合分析型
HSCCC法,来选择制备型分离时所用的溶剂体系。因分析型
HSCCC 具有体积小、速度快、溶剂消耗量小等特点,对溶剂体系
的初步筛选中进行快速实验和适当的比例调整,使本次实验达
到事半功倍的效果。
3. 2 结构鉴定
3. 2. 1 化合物Ⅰ[4 -(1,2 -二羟基异丙基)环己烯甲酸]白
色晶体,易溶于甲醇。EI - MS m/z:201 [M + H]+;分子式为
C10H16O4;
1H - NMR (CD3OD,500 MHz)δ:7. 01 (1H,brs,H
-2) ,2. 03 (1H,brs,H - 3a) ,2. 04 (1H,brs,H - 3b) ,1. 74
(1H,m,H -4) ,1. 29 (1H,brs,H -5a) ,1. 75 (1H,brs,H -
5b) ,2. 11 (1H,brs,H - 6a) ,2. 05 (1H,brs,H - 6b) ,3. 44
(1H,d,J = 7. 36,H -1a) ,3. 88 (1H,d,J = 7. 36,H -1b) ,
1. 29 (1H,s,H - 3or - CH3) ;
13C - NMR (CD3OD,125 MHz)
δ:131. 7 (s,C - 1) ,140. 9 (d,C - 2) ,24. 6 (t,C - 3) ,40. 7
(d,C - 4) ,20. 4(t,C - 5) ,26. 4(t,C - 6) ,171(s,C - 7) ,
69. 1(t,C - 1) ,75(s,C - 2) ,10(q,C - 3)。以上数据与文
献[6]对照一致,故鉴定 4 -(1,2 -二羟基异丙基)环己烯甲
酸。
3. 2. 2 化合物Ⅱ (4 -羟基苯甲酸甲酯 )无色针状晶体,易溶
于甲醇,EI - MS m/z:153[M + H]+;分子式为 C8H8O3;
1H -
NMR (CD3OD,500 MHz)δ:7. 91 (2H,d,J = 8. 67,H -2,6) ,
6. 86 (2H,d,J = 8. 67,H -3,5) ,3. 67 (- OCH3) ;
13C - NMR
(CD3OD,125 MHz)δ:127. 6 (s,C - 1) ,132. 4 (d,C - 2,6) ,
116. 3 (d,C - 3,5) ,164. 3 (s,C - 4) ,167 (- COOCH3) ,
52. 2(- OCH3)。以上数据与文献[7]对照一致,故鉴定为 4 -羟
基苯甲酸甲酯。
4 结论
本实验首次采用制备型高速逆流色谱仪 TBE2300A 对华山
松的成分进行分离纯化。实验过程中对溶剂系统和参数条件进
行系统的优化,在最佳分离条件下,分离获得 4 -(1,2 -二羟
基异丙基)环己烯甲酸(Ⅰ)和 4 - 羟基苯甲酸甲酯(Ⅱ)。和
HPLC的半制备方法相比,高速逆流色谱进样量更大,可分离纯
化更多的样品。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2011 VOL. 22 NO. 5 时珍国医国药 2011 年第 22 卷第 5 期