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黄瓜子脂肪油化学成分的研究



全 文 :黄瓜子脂肪油化学成分的研究
吴晓毅,巢志茂* ,王淳,谭志高,孙文
(中国中医科学院 中药研究所,北京 100700)
[摘要] 目的:对黄瓜子的脂肪油进行化学成分的研究。方法:石油醚加热回流提取脂肪油。氢氧化钾-甲醇溶液进行
皂化反应,乙酸乙酯萃取得到不皂化物质,采用多种色谱法进行分离,根据理化性质和波谱数据的解析进行结构鉴定。皂化
获得的脂肪酸部分进行甲酯化后,采用气相色谱法分析,以峰面积归一化法测定脂肪酸的组成及其相对含量。结果:从不皂
化部分分离得到 6 个化合物:24-乙基胆甾-7,22,25-三烯醇(1) ,24-乙基胆甾-7,25-二烯醇(2) ,燕麦甾醇(3) ,菠菜甾醇(4) ,栝
楼仁二醇(5) ,异栝楼仁二醇(6) ;脂肪油中鉴定了 9 种脂肪酸:肉豆蔻酸(7,0. 12%) ,棕榈酸(8,12. 04%) ,棕榈油酸(9,
0. 09%) ,十七碳酸(10,0. 06%) ,硬脂酸(11,5. 64%) ,油酸(12,6. 95%) ,亚油酸(13,74. 40%) ,花生酸(14,0. 19%) ,α-亚麻
酸(15,0. 51%)。结论:化合物 5,6,9,10,14,15 系黄瓜中首次报道。
[关键词] 黄瓜;不皂化物质;脂肪酸;栝楼仁二醇;亚油酸
[稿件编号] 20120618006
[基金项目] 国家质量监督检验检疫总局公益性行业科研专项
(201210209)
[通信作者] * 巢志茂,研究员,Tel: (010)64014411-2869,Fax:
(010)64013996,E-mail:chaozhimao@ yahoo. com. cn
[作者简介] 吴晓毅,硕士研究生,E-mail:wuxiaoyi0000@ 126. com
黄瓜子,为葫芦科黄瓜属植物黄瓜 Cucumis sati-
vus的干燥成熟种子。具续筋接骨,祛风,消痰之功
效,可用于治疗骨折筋伤,风湿痹痛,老年痰喘[1]。
现代药理研究表明,黄瓜子提取物在 10 g·kg - 1
的剂量下,对右侧小腿中段横行闭合骨折模型的
蛋鸡,可提高血钙、磷离子的浓度,促进钙、磷向
骨折端转移,对骨折的愈合有促进作用[2]。黄瓜
子粉以 1. 25 mg·g - 1的剂量对小鼠连续灌胃 28
d,可通过降低血清尿素氮和血乳酸含量、增加肝
糖原含量,增强小鼠的抗疲劳作用[3]。通过测定
胶原蛋白-肾上腺素诱导的血栓模型小鼠的出血
时间和凝血时间,表明黄瓜子的水煎煮液具有活
血作用,脂溶性的乙酸乙酯层提取物是黄瓜子活
血的主要活性部位[4]。随着黄瓜子药用价值的
相继报道,国内外学者对其化学成分的研究也逐
渐展开,已涉及无机元素[5],挥发性成分[6],挥发
油[7],以及甾醇类成分的报道[8]。本研究开展了
对黄瓜子脂肪油化学成分的研究,通过多种色谱
法对脂肪油中的不皂化部分进行了分离纯化和
结构鉴定,通过气相色谱法分析了脂肪油中的脂
肪酸组成和含量。
1 仪器和材料
X-6 型显微熔点测定仪(温度计未校正) ;
BRUKER AVANCEⅡ 400 MHz 型核磁共振仪,TMS
为内标;岛津 FIRT-8400S型傅立叶变换红外分光光
度计;岛津 GC-14C 型气相色谱仪;Agilent 1200S 高
效液相色谱仪;岛津 GC-MS QP2010 型气质联用仪;
Agilent 1200S (G1361A prep pump,G2260A prep
ALS,G1315D DAD,G1364B prep FC)制备型高效液
相色谱仪;色谱用硅胶(试剂级,160 ~ 200 目) ,薄层
色谱硅胶 H(化学纯)均为青岛海洋化工厂分厂生
产;硅胶板 GF254(试剂级)为青岛海洋化工厂分厂
生产;高效薄层色谱板(HP-TLC silica gel 60)为
Merck公司生产;广泛 pH 试纸为北京化工厂生产;
制备 HPLC 所用色谱级甲醇为 Merck 公司生产,水
为娃哈哈纯净水;其他所用试剂均为分析纯。
黄瓜子于 2011 年 2 月购于河北安国药材市场。
该种子种植后,叶、花、藤、果实等植物器官与《中国
植物志》葫芦科黄瓜属植物黄瓜 C. sativus 对照一
致[9],由中国中医科学院中药研究所,巢志茂研究
员鉴定为黄瓜的干燥成熟种子。种子呈梭型,长
7 ~ 10mm,宽 3 ~ 4 mm,无特异性香味,种皮浅黄白
色,种仁白色,富油性。
2 提取分离
将 4. 4 kg黄瓜子,粉碎后过 60 目筛,加入 14. 4
L石油醚加热回流提取 2 h,重复提取 3 次,浓缩获
得深金黄色、澄清透明的脂肪油 1. 16 kg(得率
26%)。取 1. 13 kg脂肪油加入 10. 0 L 5%氢氧化钾
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甲醇溶液,加热回流 3 h。获得的黄白色皂状物以
1. 6 L蒸馏水溶解,用乙酸乙酯萃取 4 次。乙酸乙酯
层以蒸馏水洗涤至 pH 试纸检测呈中性后,加入适
量无水硫酸钠脱水,得不皂化物 122 g(得率
2. 8%)。该不皂化物经硅胶柱色谱分离,石油醚-乙
酸乙酯(19 ∶ 1 ~ 0 ∶ 1)梯度洗脱,石油醚-乙酸乙酯
(5∶ 1 ~ 3∶ 1)洗脱部位得白色针状晶体 130 mg,石油
醚-乙酸乙酯(2:1)洗脱部位得化合物 5(75 mg) ,石
油醚-乙酸乙酯(1∶ 1)洗脱部位得化合物 6(8 mg)。
白色针状晶体溶于 20 mL 甲醇中,滤过,用制备
HPLC色谱法进行分离。高效液相色谱柱为 Mighty-
sil RP-18 GP(20 mm × 250 mm,5 μm) ,柱温 30 ℃,
检测波长 210 nm,流动相为甲醇,流速 10 mL·
min -1,按出峰时间的先后获得化合物 1(20. 5 min,
35 mg) ,2(24. 0 min,5 mg) ,3(25. 5 min,3 mg) ,4
(27. 5 min,27 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1 白色针晶(甲醇) ,mp 160 ~ 162 ℃。
EI-MS m/z 410(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400 MHz)
δ:3. 60(1H,m,H-3) ,5. 16(1H,br s,H-7) ,0. 55
(3H,s,H-18) ,0. 80(3H,s,H-19) ,1. 02(3H,d,J =
6. 4 Hz,H-21) ,5. 22(2H,m,H-22,23) ,1. 65(3H,s,
H-26) ,4. 70(2H,s,H-27) ,0. 84(3H,t,J = 7. 3 Hz,
H-29) ;13 C-NMR(CDCl3,100 MHz)δ:71. 1(C-3) ,
117. 5(C-7) ,139. 5(C-8) ,137. 0(C-22) ,130. 2(C-
23) ,148. 6(C-25) ,109. 5(C-27)。以上数据与文献
[8,11-12]对照一致,鉴定为 24-乙基胆甾-7,22,25-
三烯醇(24-ethylcholesta-7,22,25-trienol)。
化合物 2 白色针晶(甲醇) ;mp 166 ~ 167 ℃;
EI-MS m/z 412(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400 MHz)
δ:3. 59(1H,m,H-3) ,5. 16(1H,br s,H-7) ,0. 53
(3H,s,H-18) ,0. 80(3H,s,H-19) ,0. 91(3H,d,J =
6. 4 Hz,H-21) ,1. 57(3H,s,H-26) ,4. 64,4. 73(2H,
s,H-27) ,0. 81(3H,t,J = 7. 8 Hz,H-29) ;13 C-NMR
(CDCl3,100 MHz)δ:71. 1(C-3) ,117. 5(C-7) ,139. 7
(C-8) ,147. 6(C-25) ,111. 3(C-27)。以上数据与文
献[8,11]对照一致,鉴定为 24-乙基胆甾-7,25-二烯
醇(24-ethylcholesta-7,25-dienol)。
化合物 3 白色针晶(甲醇) ;mp 169 ~ 171 ℃;
EI-MS m/z 412(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400 MHz)
δ:3. 60(1H,m,H-3) ,5. 16(1H,br s,H-7) ,0. 54
(3H,s,H-18) ,0. 80(3H,s,H-19) ,0. 95(3H,d,J =
6. 4 Hz,H-21) ,0. 98(6H,d,J = 7. 2 Hz,H-26,27) ,
5. 11(1H,m,H-28) ,1. 58(3H,d,J = 6. 5 Hz,H-29)。
以上数据文献[8]对照一致,鉴定为燕麦甾醇(aven-
asterol)。
化合物 4 白色针晶(甲醇) ;mp 169 ~ 171 ℃;
EI-MS m/z 412(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400 MHz)
δ:3. 60(1H,m,H-3) ,5. 18(1H,s,H-7) ,0. 55(3H,
s,H-18) ,0. 79(3H,s,H-19) ,1. 03(3H,d,J = 6. 4
Hz,H-21) ,5. 05(1H,d,J = 7. 5 Hz,H-22) ,5. 15
(1H,d,J = 7. 5 Hz,H-23) ,0. 80(3H,d,J = 6. 2 Hz,
H-26) ,0. 85(3H,d,J = 6. 2 Hz,H-27) ,0. 80(3H,m,
J = 7. 1 Hz,H-29) ;13 C-NMR(CDCl3,100 MHz)δ:
71. 1(C-3) ,117. 5(C-7) ,139. 6(C-8) ,138. 1(C-
22) ,129. 5(C-23)。以上数据文献[8,11]对照一
致,鉴定为菠菜甾醇(spinasterol)。
化合物 5 白色絮状晶体(乙酸乙酯) ;mp
201 ~ 203 ℃;TLC 喷洒 5%磷钼酸乙醇溶液显紫红
色;EI-MS m/z 440(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400
MHz)δ:3. 48(1H,br s,H-3) ,5. 50(1H,br s,H-7) ,
5. 28(1H,br s,H-11) ,0. 97(3H,s,H-23) ,0. 96
(3H,s,H-24) ,0. 94(3H,s,H-25) ,0. 95(3H,s,H-
26) ,0. 88(3H,s,H-27) ,1. 11(3H,s,H-28) ,3. 25,
3. 55(2H,d,J = 10. 5 Hz,H-29) ,0. 98(3H,s,H-
30) ;13 C-NMR(CDCl3,100 MHz)δ:118. 1(C-7) ,
144. 4(C-8) ,142. 2(C-9) ,114. 1(C-11)。以上数据
与文献[13-14]对照一致,且与栝楼仁二醇对照品薄
层色 谱 鉴 别 结 果 一 致,鉴 定 为 栝 楼 仁 二 醇
(karounidiol)。
化合物 6 白色针晶(甲醇) ;mp 168 ~ 170 ℃;
EI-MS m/z 440(M +·)。1 H-NMR(CDCl3,400 MHz)
δ:3. 46(1H,d,H-3) ,5. 70(1H,dd,J = 9. 7,3. 1 Hz,
H-6) ,6. 05(1H,dd,J = 9. 7,3. 1 Hz,H-7) ,0. 98
(3H,s,H-23) ,1. 01(3H,s,H-24) ,0. 75(3H,s,H-
25) ,1. 18(3H,s,H-26) ,1. 01(3H,s,H-27) ,1. 17
(3H,s,H-28) ,3. 26,3. 33(2H,dd,J = 10. 3,5. 7 Hz,
H-29) ,1. 01(3H,s,H-30)。以上数据与文献[13-
14] 对 照 一 致,鉴 定 为 异 栝 楼 仁 二 醇
(isokarounidiol)。
4 脂肪油中脂肪酸成分的分析
取脂肪油 0. 5 g,加入 2%氢氧化钠甲醇溶液 8
mL,回流 5 ~ 10 min 至油滴消失。加入三氟化硼甲
醇溶液 9 mL 回流 2 min,加入正庚烷 6 mL 回流 1
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min,加入饱和氯化钠溶液使其分层,吸取上层溶液,
加入少量无水硫酸钠脱水,滤过,得到脂肪酸的甲酯
化样品。
气相色谱条件 Agilent DB-23 毛细管色谱柱
(0. 25 mm × 60 m,0. 25 μm,交联键合固定相,含
50%氰丙基) ;FID 检测器,温度 280 ℃;程序升温,
初始温度 130 ℃,持续 1 min,以 6. 5 ℃·min -1的速
率升至 170 ℃,以 2. 75 ℃·min -1的速率升至 215
℃,保持 12 min,以 4 ℃·min -1的速率升至 230 ℃,
保持 50 min;载气 N2;进样器温度 270 ℃,分流比
50∶ 1,进样体积 1. 0 μL。通过与 37 种脂肪酸甲酯
标准混合溶液气相色谱图分析对比,鉴定 9 种脂肪
酸,按峰面积归一化法测定相对含量,结果见表 1。
表 1 黄瓜子脂肪油的组成脂肪酸的相对质量分数
Table 1 The relative content of fatty acids in fatty oil from the
seeds of Cucumis sativus
No. 脂肪酸甲酯 简式 保留时间 /min 相对质量分数 /%
1 肉豆蔻酸甲酯 C14∶ 0 35. 07 0. 12
2 棕榈酸甲酯 C16∶ 0 36. 70 12. 04
3 棕榈油酸甲酯 C16∶ 1n7c 41. 73 0. 09
4 十七酸甲酯 C17∶ 0 42. 34 0. 06
5 硬脂酸甲酯 C18∶ 0 45. 30 5. 64
6 油酸甲酯 C18∶ 1n9c 47. 51 6. 95
7 亚油酸甲酯 C18∶ 2n6c 51. 18 74. 40
8 花生酸甲酯 C20∶ 0 52. 33 0. 19
9 α-亚麻酸甲酯 C18∶ 3n3c 55. 97 0. 51
5 结果与讨论
栝楼仁二醇和异栝楼仁二醇是首次从栝楼 Tri-
chosanthes kirilowii的成熟种子中分离获得的新的五
环三萜类化学成分[15-16]。栝楼仁二醇 2 μmol 的剂
量可抑制对苯二甲酸(每鼠 1 μg)与 7,12-二甲基苯
并蒽(每鼠 50 μg)联合用药诱导的小鼠耳部肿胀炎
症[17],与黄瓜子用于治疗风湿痹痛有一定的
相关性。
黄瓜子脂肪油中不饱和脂肪酸占 81. 95%,其
中含量最高的亚油酸为人体必须的不饱和脂肪酸。
不饱和脂肪酸具有抗血栓、抗炎、调节免疫系统的生
物活性[18],亚油酸具有抗动脉粥样硬化及调节免疫
系统的作用[19],与黄瓜子治疗风湿痹痛、老年痰喘
的临床疗效及活血、抗血栓的药理作用有一定的
关系。
栝楼仁二醇,异栝楼仁二醇,棕榈油酸,十七碳
酸,花生酸和 α-亚麻酸等 6 个化合物系黄瓜中首次
报道的化学成分。
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Chemical constituents contained in fatty oil from
seeds of Cucumis sativus
WU Xiao-yi,CHAO Zhi-mao* ,WANG Chun,TAN Zhi-gao,SUN Wen
(Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China)
[Abstract] Objective:To study the chemical constituents contained in the seeds of Cucumis sativus. Method:The fatty oil
was extracted by heating and refluxing with petroleum ether. Potassium hydroxide-methanol solution was used for saponification. An un-
saponifiable matter was extracted by EtOAc and separated with various chromatographic methods. Its structure was identified on the ba-
sis of their physicochemical properties and spectral data. The fatty acid fraction was methyl-esterified and determined by GC. The com-
position and relative content of fatty acid were determined with normalization method of peak area. Result:24-ethylcholesta-7,22,25-
trienol(1) ,24-ethylcholesta-7,25-dienol(2) ,avenasterol(3) ,spinasterol(4) ,karounidiol(5)and isokarounidiol(6)were separated and
identified from the unsaponifiable matter. Myristic acid(7,0. 12%) ,palmitic acid(8,12. 04%) ,palmitoleic acid(9,0. 09%) ,hepta-
decanoic acid(10,0. 06%) ,stearic acid(11,5. 64%) ,oleic acid(12,6. 95%) ,linoleic acid(13,74. 40%) ,arachidic acid(14,
0. 19%) ,and α-linolenic acid(15,0. 51%)were identified from the fatty acids part. Conclusion:Compounds 5,6,9,10,14,and 15
were first reported in C. sativus.
[Key words] Cucumis sativus;unsaponifiable matter;fatty acid;karounidiol;linoleic acid
doi:10. 4268 /cjcmm20122120
[责任编辑 孔晶晶]
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