菊苣全草化学成分的基础研究

娄猛猛,李国玉,赵文斌,王金辉,2

(1石河子大学药学院/教育部省部共建新疆特种植物药资源重点实验室,石河子832002;2沈阳药科大学中药学院,沈阳110016)

菊苣全草化学成分的基础研究

娄猛猛1,李国玉1,赵文斌1,王金辉1,2

(1石河子大学药学院/教育部省部共建新疆特种植物药资源重点实验室,石河子832002;2沈阳药科大学中药学院,沈阳110016)

对菊苣全草的化学成分进行分离鉴定。采用溶剂提取、萃取、反复硅胶柱色谱、Sephadex L H-20、制备薄层色谱法等方法进行分离纯化,根据化合物的理化性质和光谱数据鉴定其结构。结果显示分离得到6个化合物,鉴定为橙黄胡椒酰胺(2S,2′S-Aurantiamide acetate,Ⅰ)、对羟基苯乙酸甲酯(methyl p-hydroxyl benzeneacetate,Ⅱ)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-7-O-β-D-glucoside,Ⅲ)、木犀草素(luteolin,Ⅳ)、咖啡酸(caffeic acid,Ⅴ)、(-谷甾醇((-sitosterol,Ⅵ)。由此可知,化合物Ⅰ为首次从本属植物中分离得到,化合物Ⅱ为首次从菊苣中分离得到。

菊苣;化学成分;结构鉴定

菊苣别名蓝菊,系维吾尔族习用药材,为菊科菊苣属中的多年生草本植物毛菊苣(Cichorium glandulosum Boiss.et Huet.)和菊苣(Cichorium intybusL.)的干燥地上部分或根。清肝利胆,健胃消食,利尿消肿。用于湿热黄疸,胃痛食少,水肿尿少。菊苣根主要含有三萜、倍半萜、有机酸等成分[1],但国内研究较少。为扩大药用资源,本课题组对菊苣地上部分的化学成分进行了研究,从菊苣地上部分分离得到了6个化合物,鉴定为橙黄胡椒酰胺(2S,2′S-Aurantiamide acetate,Ⅰ)、对羟基苯乙酸甲酯(methyl p-hydroxyl benzeneacetate,Ⅱ)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-7-O-β-D-glucoside,Ⅲ)、木犀草素(luteolin,Ⅳ)、咖啡酸(caffeic acid,Ⅴ)、β-谷甾醇(β-sitosterol,Ⅵ)。化合物Ⅰ-Ⅴ的结构图如图1所示。

1 材料与仪器

X-5显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司);Shimadzu UV-2401紫外-可见分光光度计(日本岛津公司);VORIAN-600型核磁共振光谱仪测定(TMS作内标)。

薄层色谱用硅胶和柱层析硅胶均为青岛海洋化工厂生产。

甲醇(色谱纯)为 Fisher Scientific生产;其他试剂均为分析纯,市售。

图1 化合物Ⅰ～Ⅴ的结构Fig.1 The structures of Compounds Ⅰ-Ⅴ

菊苣药材购于沈阳药材市场,经石河子大学药学院谭勇教授鉴定为菊苣全草,标本号为 No.20071002002,保存在石河子大学药学院。

2 提取分离

菊苣全草10 kg,粉碎成粗粉,95%乙醇回流提取三次,每次3 h,浓缩得浸膏。将得到的浸膏混悬于10 L水中,分别用石油醚、氯仿、乙酸乙酯萃取,其中氯仿萃取部分为46 g,乙酸乙酯萃取部分为24 g。氯仿部分,60 g硅胶拌样,160 g硅胶装柱,经反复硅胶柱层析,重结晶得化合物Ⅰ(5 mg)和Ⅵ(5 mg);乙酸乙酯部分,30 g硅胶拌样,120 g硅胶装柱,经反复硅胶柱层析,Sephadex L H-20,制备型HPLC得化合物Ⅱ(40 mg)、Ⅲ(5 mg)、Ⅳ(42 mg)、Ⅴ(12 mg)。

3 结构鉴定

化合物Ⅰ,白色针晶(氯仿),mp.177～179℃,紫外灯下显暗斑,10%硫酸乙醇溶液显红色,改良的碘化铋钾试剂反应阳性。1H-NMR谱的低场区给出15个芳香质子信号(δ7.06～δ7.72)和2个活泼氢质子信号[δ6.75(1H,d,J=7.8Hz,Benzoyl-NH),δ5.94(1H,d,J=8.4Hz,CH-CO-NH-CH)];同时,13C-NMR谱给出了18个芳香碳信号,3个羰基碳信号[δ170.2(C-1′),δ167.1(C-m),δ170.8(-OCOCH3)]和 6 个 sp3 杂化碳信号[δ55.0(C-2′),δ 38.4(C-3’),δ 49.4(C-2),δ 37.4(C-3),δ 64.5(C-1),δ20.8(CH3-CO)]。低场区的碳信号与质子信号提示结构中可能存在3个单取代苯环。在HMBC 谱 中 ,δ 3.21(1H,dd,J=6.0,13.8 Hz,Ha-3′)和δ3.06(1H,dd,J=6.0,13.8 Hz,Hb-3′)与δ170.2(C-1′),δ 55.0(C-2′),δ 136.6(C-e) 及δ 128.7(C-k,k’)有远程相关;质子信号δ4.76(1H,m,H-2′)与碳信号δ170.2(C-1′),δ38.4(C-3′),δ 136.6(C-e)有远程相关;由此可推出结构片段Ⅰ(见图 2)。同理,在 HMBC 谱中,δ2.03(3H,s,CH3-CO)与 170.8(-OCOCH3)有相关;δ3.93(1H,dd,J=5.4,12.0 Hz,Ha-1)和δ3.81(1H,dd,J=5.4,12.0 Hz,Hb-1)与170.8(-OCOCH3),δ49.4(C-2,δ37.4(C-3)相关;2.75(2H,m,H-3)与δ136.6(C-e),δ129.1(C-b,b′),δ49.4(C-2),δ64.5(C-1)相关,因此可推出结构中存在结构片段Ⅱ(见图 2)。δ6.75(1H,d,J=7.8 Hz,Benzoyl-NH)与δ167.1(C-m)相关;δ7.71(1H,d,J=8.4 Hz,H-j,j′) 与δ167.1(C-m)相关 ,可推出结构片段 Ⅲ(图2)。

图2 片段Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的HMBC相关图Fig.2 Key H MBC correlations of partial structure Ⅰ、Ⅱand Ⅲ

连接三个结构片段和余下的一个-NH-基团,根据δ6.75(1H,d,J=7.8Hz,Benzoyl-NH)和δ5.94(1H,d,J=8.4Hz,CH-CO-NH-CH),可确定此化合物的平面结构。其1H-NMR和13C-NMR数据与文献[2]基本一致,故鉴定化合物Ⅰ为Aurantiamide acetate。化合物的绝对构型可通过CD激子手性法来确定[3]:当 C-2’是 S构型时,发色团-C6H5与-NHCOC6H5的电子跃迁偶极矩是负的激子手性;C-2是S构型时,发色团-C6H5与-OCOCH3的电子跃迁偶极矩也是负的激子手性。这与化合物Ⅰ的CD谱中(图3)的Cotton效应吻合,即长波长的Cotton效应是负的,短波长的Cotton效应是正的。因此确定化合物Ⅰ为2S,2′S-Aurantiamide acetate。其C、H数据见表1。

图3 化合物Ⅰ的CD和UV图Fig.3 CD(a)and UV(b)of compoundⅠ

化合物Ⅱ,浅棕色结晶(甲醇),易溶于甲醇,难溶于氯仿、乙酸乙酯,mp.223.6℃～224.5℃(文献值:mp.223 ℃～225℃)。1H-NMR(CD3OD,600MHz)δ:7.51(1H,d,J=15.9Hz,H-3),6.20(1H,d,J=15.9Hz,H-2)为一对反式双键的 H质子信号,7.04(1H,d,J=2.1Hz,H-2′),6.94(1H,dd,J=2.1,5.1Hz,H-6′),6.77(1H,d,J5.1Hz,H-5′)为 ABX 偶合系统。13C-NMR(CD3OD,150MHz)δ:171.0(C-1)提示其结构中含有一个酯基,115.5(C-2)和149.5(C-3)为一对双键的碳信号,147.1(C-3′),146.8(C-4′),127.8(C-1′),122.9(C-6′),116.5(C-5′),115.1(C-2′)为苯环上其它碳的碳信号。以上数据与文献[4]对照基本一致,故确定其结构为咖啡酸(caffeic acid)。

化合物Ⅲ,黄色粉末(甲醇),微溶于甲醇,易溶于热甲醇,难溶于氯仿、乙酸乙酯。UV灯下呈黄色荧光。三氯化铁显色呈阳性,示其含有酚羟基。1HNMR(DMSO,600 MHz)δ:7.45(1H,d,J=8.4 Hz,H-6′),7.42(1H,d,J=2.4 Hz,H-2′),6.90(1H,d,J=8.4 Hz,H-5′)为一组ABX偶合系统,示苯环为1,2,4-三取代,6.80(1H,d,J=2.4Hz,H-8),6.45(1H,d,J=2.4Hz,H-6)为一组AX偶合系统,为6,8位的质子信号,6.77(1H,s)为3位质子信号;13C-NMR(DMSO,150 MHz)δ:149.9,145.8,121.3,119.2,116.0,113.5为苯环上的碳信号,164.5,162.9,161.1,156.9,105.3,103.1为黄酮A环上的碳信号。1H-NMR中δ5.08(1H,d,J=7.4Hz)和13C-NMR中δ99.5为糖上的端基碳信号,77.1,76.4,73.1,69.5,60.6为糖上其他碳信号,以上信号可以推断该化合物含有β-D-葡萄糖苷。以上数据与文献[5]对照一致,故确定其结构为木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷 (luteolin-7-O-β-D-glucoside)。

化合物Ⅳ,黄色结晶(甲醇),易溶于甲醇,微溶于氯仿、乙酸乙酯,mp.328～330℃(文献值:mp.328～330℃)。该化合物的核磁谱数据与化合物Ⅲ相比,化学位移很相似。化合物Ⅳ的碳谱中给出15个碳信号,与化合物Ⅲ相比少了6个碳信号,即为一组葡萄糖碳信号,δ:99.5,77.1,76.4,73.1,69.5,60.6。1HNMR(DMSO,600 MHz)δ:12.97(1H,s,OH-5),10.38(1H,s,OH-7),10.19(1H,s,OH-3),9.58(1H,s,OH-4′),7.39(2H,brs.)和 6.89(1H,d,J=8.4Hz)为苯环上的质子信号,6.43(1H,d,J=2.4Hz,H-8),6.18(1H,d,J=2.4Hz,H-6)为6,8位的质子信号,6.77(1H,s)为3位质子信号。其碳谱数据跟文献[6]对照基本一致,故确定其结构为木犀草素(luteolin)。

表1 化合物Ⅰ的1H-NMR(600 MHz,CDCl3)和13C-NMR(150 MHz,CDCl3)数据Tab.11H-NMR(600 MHz,CDCl3)and13C-NMR(150 MHz,CDCl3)of compoundⅠ

化合物Ⅴ,无色针状结晶(甲醇),易溶于甲醇,难溶于氯仿、乙酸乙酯,mp.55.7～57.0℃(文献值:mp.55 ～ 58℃)。1H-NMR(CD3OD,600MHz)δ:7.07(2H,dd,J=2.4,7.2 Hz,H-2,6),6.72(2H,dd,J=2.4,7.2 Hz,H-3,4),3.66(s,3H),3.52(s,2H)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:173.1,156.2(C-4),129.9(C-2,6),114.9(C-3,5),50.9,39.5。以上数据与文献[7]对照基本一致,故确定其结构为对羟基苯乙酸甲酯(methyl p-hydroxyl benzeneacetate)。

化合物Ⅵ,无色针状结晶(石油醚-丙酮),不溶于冷甲醇,可溶于氯仿和热甲醇,mp.136～137℃(文献值:mp.136～138℃)。Liebermann-Burchard反应呈污绿色,示存在甾体母核。经 TLC展开后,在紫外灯(254 nm)下观察无荧光斑点,10%硫酸乙醇溶液 105℃加热显紫红色斑点。1H-NMR(300MHz,CDCl3):δ 0.68(3H,s,Me-18),δ 0.79～0.93(9H,m,Me-26,27,29),δ1.01(3H,br.s,Me-21),δ1.26(3H,s,Me-19),δ5.35(1H,d,J=4.8Hz),δ 3.52(1H,m)。13C-NMR(75 MHz,CDCl3):共给出29个碳信号,数据与文献[8]对照基本一致 ,故确定其为(β-谷甾醇(β-sitosterol) 。

4 讨论

菊苣全草95%乙醇提取物氯仿和乙酸乙酯萃取部分,经硅胶柱层析、葡聚糖凝胶柱层析、制备型HPLC,氯仿部分得到2个化合物,乙酸乙酯部分得到4个化合物。经物理常数以及波谱测定并与文献对照,分别鉴定为(2S,2′S)-橙黄胡椒酰胺(Ⅰ)、对羟基苯乙酸甲酯(Ⅱ)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅲ)、木犀草素(Ⅳ)、咖啡酸(Ⅴ)、β-谷甾醇(Ⅵ)。其中,化合物Ⅰ为首次从本属植物中分离得到,Ⅱ为首次在菊苣中分离得到。

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Study on Chemical Constituents of the Herb ofCichorium intybusL.

LOU Mengmeng1,LI Guoyu1,ZHAO Wenbin1,WANGJinhui1,2
(1 School of Pharmacy,Shihezi University/Key Laboratory of Phytomedicine Resources&Modernization of TCM,Shihezi 832002;2 School of Traditional Chinese Materica Medica,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016)

To investigate the chemical constitutes ofCichorium intybusL.,the compounds were isolated by means of solvent extraction,abstraction,chromatography on silica gel,Sephdex L H-20,PLC.The structures were identified by spectral analysis and chemical evidence.Six compounds were isolated from theCichorium intybusL.and were identified as Aurantiamide acetate(Ⅰ),methyl p-hydroxyl benzeneacetate(Ⅱ),luteolin-7-O-β-D-glucoside(Ⅲ),luteolin(Ⅳ),caffeic acid(Ⅴ),(-sitosterol(Ⅵ).Aurantiamide Acetate was isolated from theCichoriumgenus for the first time;Methyl p-hydroxyl benzeneacetate was isolated from Cichorium intybusL.for the first time.

Cichorium intybusL.;chemical constituent;structure identification

R914,R284

A

2010-05-22

国家重大新药创制项目(2010ZX09401-304)

娄猛猛(1984-),男,硕士生,专业方向为天然药物化学和药理学研究。

王金辉(1972-),男,教授,从事天然药物化学研究;e-mail:wangjh1972@vip.sina.com。