益智仁的化学成分

邸 磊,王治元,王 志,李 宁,王开金

(安徽大学生命科学学院安徽省中药研究与开发重点实验室,安徽 合肥 230039)

益智仁为姜科 (Zingiberaceae)山姜属 (AlpiniaRoxb.)植物益智(A.oxyphyllaM iq.)的干燥成熟果实,为中国四大南药之一,主产于海南和广东等地,为常用中药材。益智仁具有温脾止泻摄唾和暖肾固精缩尿等功效,临床多用于脾肾虚寒不固所致诸症[1]。从益智仁中已分离出二芳基庚烷类、倍半萜类、黄酮、甾体和有机酸等多种成分[2-3]。药理研究表明：益智仁具有抗氧化与神经保护[4]、强心[5]、钙拮抗[6]、抗肿瘤[7]和抑制肿瘤血管形成[8]等活性。为了深入开发利用这一传统中药材资源、挖掘新的有效成分,作者对益智仁的化学成分进行了较为系统的分离和鉴定。

1 材料和方法

1.1 材料和仪器

供试益智仁于 2007年 12月购于安徽省亳州中药材大市场,由安徽大学生命科学学院王开金教授鉴定。

主要仪器包括 XRC-1显微熔点仪 (温度未校正,四川大学科学仪器厂)、B rukerAM-400核磁共振仪(TM S为内标,德国B ruker公司)和 VG AutoSpec-3000质谱仪 (英国 VG公司)。

层析柱为 Sephadex LH-20(75～100μm,瑞典 Pharm acia Fine Chem icalCo.L td.)和MC IGEL CHP20P(75～150μm,日本M itsubishiChem icalCo.)；硅胶(200～300目)和硅胶板 H购自青岛海洋化工厂；所用试剂均为重蒸工业级或分析纯。采用 10％硫酸 -乙醇溶液加热显色。

1.2 提取与分离

取干燥益智仁 4 kg,粉碎后过 20目筛,用 20 L体积分数80％乙醇回流提取 3次,每次 3 h,合并提取液,减压浓缩得浸膏约 280 g；将浸膏悬浮于水中,经石油醚、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取,每种溶剂分别萃取 4次,分别合并、浓缩后,得石油醚部分浸膏 60 g、乙酸乙酯部分浸膏 100 g、正丁醇部分浸膏50 g及水相部分浸膏约 65 g。

将乙酸乙酯部分上硅胶柱,用石油醚 -丙酮混合液梯度洗脱(体积比 20∶1～0∶1),得到A～G 7个流分。B流分经硅胶柱层析,用石油醚 -乙酸乙酯混合液梯度洗脱 (体积比 20∶1～5∶1),得到B1～B4 4个组分；B1组分先经硅胶柱层析,以石油醚 -乙酸乙酯混合液 (体积比 20∶1)洗脱,再经 Sephadex LH-20柱层析,用无水乙醇反复洗脱,得到化合物Ⅰ(20mg)；B2组分先经 Sephadex LH-20柱层析,无水乙醇洗脱,再经甲醇 -石油醚混合液 (体积比 4∶1)萃取,浓缩后得到化合物Ⅱ(13 mg)；B 3部分先经硅胶柱层析,以石油醚 -乙酸乙酯混合液(体积比10∶1)洗脱,再经Sephadex LH-20柱层析,无水乙醇洗脱,得到化合物Ⅲ(25m g)。C流分先经硅胶柱层析,石油醚-乙酸乙酯混合液(体积比 3.5∶1)洗脱,再通过MC I柱层析,用水 -甲醇混合液梯度洗脱(体积比 1∶0～0∶1),得到化合物Ⅳ(10mg)。F流分先经硅胶柱层析,三氯甲烷 -甲醇混合液梯度洗脱(体积比 10∶1～8∶1),再经 Sephadex LH-20柱层析,无水乙醇洗脱,得到化合物Ⅴ(20m g)。G流分经硅胶柱层析,三氯甲烷 -甲醇混合液(体积比 8∶3)洗脱,得到白色固体,用无水甲醇反复洗涤后,得到化合物Ⅵ(17m g)。

石油醚部分上硅胶柱,用石油醚 -丙酮混合液梯度洗脱(体积比 40∶1～10∶1),得到A～E 5个流分。A流分先经硅胶柱层析,用石油醚 -乙酸乙酯混合液(体积比 50∶1)洗脱,得到白色粉末,再依次用无水甲醇和无水乙醇分别洗涤 3次,得到化合物Ⅶ(14m g)。D流分先经硅胶柱层析,石油醚 -乙酸乙酯混合液(体积比 30∶1)洗脱,得到白色蜡状固体,用无水甲醇反复洗涤,得到化合物Ⅷ(13m g)。E流分经 Sephadex LH-20柱层析,用无水乙醇反复洗脱,得到白色片状晶体Ⅸ(25m g)。

1.3 结构鉴定

根据化合物的理化性质,采用M S和NMR等技术,并结合已知文献数据,对分离得到的化合物Ⅰ～Ⅸ进行结构鉴定。

2 结 果

化合物Ⅰ：黄色油状物；EI-M S(m/z)：312[M]+；结合NMR数据确定其分子式为 C20H24O3。1H-NMR(400MHz, CD3OD)δ：2.75～2.78(2H,m,H-1),2.55(2H,m,H-2), 2.39(2H,m,H-4),1.52～1.55(4H,m,H-5,6),2.66～2. 70(2H,m,H-7),6.75(1H,d,J=1.8 Hz,H-2′),6.61(1H, dd,J=1.8,8.0 Hz,H-5′),6.73(1H,d,J=8.0 Hz,H-6′), 7.12～7.26(5H,m,H-2″～H-6″),3.78(3H,s,-OCH3)。13C -NMR(100MHz,CD3OD)δ：30.5(C-1),45.3(C-2),213.2(C-3),43.5(C-4),24.3(C-5),32.0(C-6),36.6(C-7),134.0(C-1′),113.1(C-2′),148.8(C-3′),145.7(C-4′),116.1(C-5′),121.7(C-6′),143.5(C-1″),129.4(C -2″,6″),129.3(C-3″,5″),126.7(d,C-4″),56.4(-OCH3)。以上波谱数据与文献[9-10]报道的益智酮甲的数据一致,故确定该化合物为益智酮甲(yakuchinone A)。

化合物Ⅱ：黄色油状物；EI-M S(m/z)：310[M]+；结合NMR数据确定其分子式为 C20H22O3。1H-NMR(400MHz, CD3OD)δ：7.54(1H,d,J=16.0 Hz,H-1),6.65(1H,d,J=16.0 Hz,H-2),1.64～1.67(4H,m,H-5,H-6),2.61～ 2.70(4H,m,H-4,7),7.11(1H,d,J=1.6 Hz,H-2′),7.09(1H,dd,J=1.6,8.0 Hz,H-5′),6.81(1H,d,J=8.0 Hz,H -6′),7.16～7.24(5H,m,H-2″～H-6″)。13C-NMR(100 MHz,CD3OD)δ：143.5(C-1),124.6(C-2),203.4(C-3),41.1(C-4),25.3(C-5),32.2(C-6),36.6(C-7), 127.7(C-1′),111.9(C-2′),149.4(C-3′),151.0(C-4′), 116.6(C-5′),124.1(C-6′),145.3(C-1″),129.3(C-2″, 6″),129.4(C-3″,5″),126.7(C-4″),56.4(-OCH3)。以上波谱数据与文献[9-10]报道的益智酮乙的数据一致,故确定该化合物为益智酮乙(yakuchinone B)。

化合物Ⅲ：黄色无定形粉末；EI-MSm/z(％)：268[M]+(100),239(47),225(24),166(7),138(15),123(6),120(10), 110(7),108(5),105(7),102(6),95(4),77(7),69(9)；结合NMR数据确定其分子式为 C16H12O4。1H-NMR(400 MHz, acetone-d6)δ：6.83(1H,s,H-3),6.36(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),6.74(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),7.58～8.10(5H,m,H-2′～H-6′),3.95(3H,s,-OCH3)。13C-NMR(100MHz,acetoned6)δ：165.9(C-2),107.3(C-3),184.3(C-4),164.1(C-5),99.9(C-6),167.8(C-7),94.4(C-8),159.8(C-9),107. 2(C-10),133.2(C-1′),128.3(C-2′,6′),131.0(C-3′,5′), 133.8(C-4′),57.5(7-OCH3)。以上波谱数据与文献[11]报道的杨芽黄素的数据一致,故确定该化合物为杨芽黄素(tectochrysin)。

化合物Ⅳ：褐色油状物；ESI-MS(m/z)：145[M+H]+；结合NMR数据确定其分子式为C9H10O。1H-NMR(400MHz, CD3OD)δ：6.63(1H,d,J=2.0 Hz,H-3),6.57(1H,dd,J= 8.0,2.0 Hz,H-5),6.73(1H,d,J=8.0 Hz,H-6),2.48(2H, t,J=7.6 Hz,H-7),2.76(2H,t,J=7.6 Hz,H-8),3.76(1H,s,-OCH3)。13C-NMR(100MHz,CD3OD)δ：134.2(C-1),146.0(C-2),116.4(C-3),149.1(C-4),113.3(C-5), 121.9(C-6),32.2(C-7),38.0(C-8),56.6(4-OCH3)。此化合物被鉴定为 4-methoxy-1,2-dihydrocyclobutabenzene,为 1种新的天然产物,Tan等[12]已报道了其化学合成方法。

化合物Ⅴ：褐色粉末；ESI-M S(m/z)：155[M+H]+；结合NMR数据确定其分子式为 C7H6O4。1H-NMR(400 MHz, CD3OD)δ：7.43(1H,dd,J=7.9,2.0 Hz,H-6),7.41(1H,d,J=2.0 Hz,H-2),6.78(1H,d,J=7.9 Hz,H-5)。13C-NMR (100MHz,CD3OD)δ：123.1(C-1),117.7(C-2),145.9(C-3),151.4(C-4),115.7(C-5),123.9(C-6),170.3(COO-)。以上波谱数据与文献[13]报道的原儿茶酸的数据一致,故确定该化合物为原儿茶酸(p rotocatechuic acid)。

化合物Ⅵ：白色粉末；L ieberm ann-Burchard反应呈阳性, M o lish反应也呈阳性；与标准品β-胡萝卜苷共同薄层层析,分别在石油醚 -丙酮 (体积比3∶1)、石油醚 -乙酸乙酯 (体积比4∶1)和三氯甲烷 -甲醇 (体积比 10∶1)3种溶剂系统下展开, Rf值相同,斑点不分离,混合熔点不下降。故确定该化合物为β-胡萝卜苷 (β-daucostero l)。

化合物Ⅶ：白色固体粉末；EI-M S(m/z)：396[M+-CH3(CH2)14COOH]；结合NMR数据,确定该化合物分子式为 C45H80O2。1H-NMR(400MHz,CDC l3)δ：4.60(1H,m,H-6),5.26(1H,d,J=4.8 Hz,H-6),0.68(3H,s,H-18),1.02 (3H,s,H-19),0.93(3H,d,J=6.8 Hz,H-21),0.86(3H,d,J=7.0 Hz,H-26),0.81(3H,d,J=6.6 Hz,H-27),0.89 (3H,t,J=7.2 Hz,H-29),2.30(2H,t,J=7.2 Hz,H-2′),1. 25[28H,m,(CH2)14],1.61(2H,m,H-15′),0.88(3H,t,J= 6.8 Hz,H-16′)。13C-NMR(100MHz,CDC l3)δ：37.0(C-1),27.2(C-2),73.7(C-3),38.2(C-4),139.7(C-5), 122.6(d,C-6),31.9(C-7),29.7(C-8),50.0(C-9),36.6(C-10),21.0(C-11),38.1(C-12),42.3(C-13),56.7(C -14),24.3(C-15),28.2(C-16),56.0(C-17),11.8(C-18),19.3(C-19),36.2(C-20),18.8(C-21),33.9(C-22),26.1(C-23),45.8(C-24),29.1(C-25),19.8(C-26),23.1(C-27),19.0(C-28),12.0(C-29),174.3(C-1′),34.7(C-2′),25.0(C-3′),29.1～29.7(C-4′～13′), 31.9(C-14′),22.7(C-15′),14.1(C-16′)。以上波谱数据与文献[14]报道的谷甾醇棕榈酸脂的数据一致,故确定该化合物为谷甾醇棕榈酸脂(sitosterylpalm itate)。

化合物Ⅷ：白色蜡状固体；mp：63℃～64℃；E IM S（m/z)：256[M]+；结合NMR数据确定该化合物分子式为 C16H32O2。1H-NMR(400MHz, CDC l3)δ：2.35(2H,t,J=7.2 Hz,H-2),1.18～1.30[28H,m, (CH2)14],1.64(2H,m,H-15),0.88(3H,t,J=6.8 Hz,H-16)。13C-NMR(100MHz,CDC l3)δ：178.9(C-1),33.9(C-2),27.4(C-3),29.1～29.7(C-4～13),31.9(C-14),22.7(C-15),14.1(C-16)。以上数据与文献[15]报道的棕榈酸的数据一致,故确定该化合物为棕榈酸(palm itic acid)。

化合物Ⅸ：白色片状晶体(三氯甲烷)；mp：165℃～166℃；L ieberm ann-Bu rchard反应呈阳性；与豆甾醇标准品共同薄层层析,分别在石油醚 -丙酮 (体积比 4∶1)、石油醚 -乙酸乙酯 (体积比 5.5∶1)和三氯甲烷 -甲醇 (体积比 15∶1)3种溶剂系统下展开,R f值相同,只显示 1个斑点,混合熔点不下降。故确定此化合物为豆甾醇 (stigm astero l)。

从益智仁的 80％乙醇提取物中分离鉴定了 9个单体成分,其中,从乙酸乙酯部分分离并鉴定出化合物Ⅰ～Ⅵ,从石油醚部分分离并鉴定出化合物Ⅶ～Ⅸ。9个化合物主要包括了二芳基庚烷类、黄酮、甾体、有机酸等成分,其中,化合物Ⅳ为1种新的天然产物,为罕见的苯并环丁烯类成分；化合物Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ则首次从益智仁中分离得到。本研究结果为益智仁这一传统中药材资源的深度开发利用提供了基础资料。

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