银杏落叶化学成分研究
2012-11-24周桂生唐于平钱大玮段金廒
姚 鑫,周桂生,唐于平*,郭 盛,金 春,秦 勇,钱大玮,段金廒
1南京中医药大学江苏省方剂高技术研究重点实验室,南京210046;2江苏神龙药业有限公司,盐城224200
银杏落叶化学成分研究
姚 鑫1,周桂生1,唐于平1*,郭 盛1,金 春2,秦 勇2,钱大玮1,段金廒1
1南京中医药大学江苏省方剂高技术研究重点实验室,南京210046;2江苏神龙药业有限公司,盐城224200
采用硅胶与Sephadex LH-20柱色谱等手段从银杏落叶中分离得到22个化合物,通过理化性质和波谱数据分别鉴定为白果醇(1)、二十八烷酸(2)、棕榈酸(3)、三十七烷(4)、二十四烷(5)、4,10-二十九烷二醇(6)、β-谷甾醇(7)、胡萝卜苷(8)、银杏内酯A(9)、银杏内酯B(10)、银杏内酯C(11)、白果内酯(12)、对羟基苯甲酸(13)、莽草酸(14)、芫花素(15)、芹菜素(16)、银杏素(17)、异银杏素(18)、金松双黄酮(19)、白果黄素(20)、芦丁(21)和甘露醇(22),其中化合物2、4~6和22为首次从该种植物中分离得到,这些研究为银杏落叶及银杏资源的综合利用奠定了基础。
银杏;落叶;化学成分
银杏叶为银杏科植物银杏Ginkgo biloba L.的干燥叶。银杏叶主要含有黄酮类和银杏内酯类成分,其提取物制剂在临床上用于治疗冠心病[1]、高血压[2]、脑梗死[3]、痴呆[4,5]、哮喘[6]、乙型肝炎[7]、糖尿病[8,9]等疾病。我国银杏资源十分丰富,其有效成分既是贵重的医药原料,又可用于生产保健食品。银杏叶提取物主要来源于4~7年树龄的银杏叶,其它树龄的银杏尤其是果用银杏的叶,由于银杏黄酮与内酯类成分含量偏低[10]而不被采集利用,每到11月成为落叶而成为废弃物。据初略统计,全国每年约有7500吨的银杏落叶被废弃。
目前为止,对银杏落叶的研究报道很少。为了充分利用银杏资源,我们对银杏落叶的化学成分进行了系统的研究,从中共分离并鉴定了22个化合物,根据理化性质和波谱数据确定它们的结构,其中化合物二十八烷酸(2)、正三十七烷(4)、二十四烷(5)、4,10-二十九烷二醇(6)和甘露醇(22)为首次从该种植物中分离得到。
1 仪器与材料
WRS-1B数字熔点测定仪(未校正);德国Bruker Avance AV-500/300核磁共振仪(TMS为内标); Synapt MS飞行时间二级质谱仪(QTOF);RE-852旋转蒸发仪(南京金正教学仪器有限公司);RE-201B恒温水浴锅(南京金正教学仪器有限公司);SHB-III循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);智能数显调温电热套(通州市申通电热器厂);柱层层析硅胶(200~300目,青岛谱科分离材料有限公司);薄层层析硅胶(青岛海洋化工有限公司);Waters 2695高效液相色谱仪;Waters 2424蒸发光散射检测器;Empower2色谱工作站;其余化学试剂均为分析纯。
样品来源:银杏落叶于2010年11月采自江苏泰州市宣堡镇银杏公园,银杏树龄约200岁。经南京中医药大学严辉博士鉴定为银杏科植物银杏Ginkgo biloba L.的干燥落叶,样本存放于南京中医药大学江苏省方剂高技术研究重点实验室。
2 提取与分离
取干燥银杏落叶17 kg,用10倍量95%乙醇回流提取3次,每次2 h,滤过,减压回收乙醇,得浸膏2700 g。将浸膏混悬于水中,依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取。分别合并各部分萃取液,减压回收溶剂,得各部分浸膏。石油醚部分通过反复硅胶色谱柱(200~300目)层析,石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱,得到化合物1(石油醚/乙酸乙酯50∶1,5.1 g)、2 (石油醚/乙酸乙酯9∶1,20 mg)、3(石油醚/乙酸乙酯35∶1,36 mg)、4(石油醚/乙酸乙酯 30∶1,50 mg)、5(石油醚/乙酸乙酯30∶1,38 mg)、V(石油醚/乙酸乙酯7∶1,40 mg)和7(石油醚/乙酸乙酯10∶1,50 mg)。乙酸乙酯部分通过硅胶柱(200~300目)层析,石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱,得到化合物8(石油醚/乙酸乙酯50∶1,1.5 g)、9(石油醚/乙酸乙酯4∶1,17 mg)、10(石油醚/乙酸乙酯50∶1,17 mg)、11 (石油醚/乙酸乙酯50∶1,20 mg)、12(石油醚/乙酸乙酯50∶1,9 mg)、13(石油醚/乙酸乙酯6∶1,25 mg)、14(石油醚/乙酸乙酯3∶1,5.5 g)、15(石油醚/乙酸乙酯5∶1,8 mg)、16(石油醚/乙酸乙酯5∶1,9 mg)、17(石油醚/乙酸乙酯4∶1,50 mg)、18(石油醚/乙酸乙酯4∶1,45 mg)、19(石油醚/乙酸乙酯4∶1,45 mg)和20(石油醚/乙酸乙酯4∶1,50 mg)。正丁醇部分通过硅胶柱(200~300目)层析,乙酸乙酯-甲醇梯度洗脱,得到化合物21(乙酸乙酯-甲醇6∶1,38 mg),22(乙酸乙酯-甲醇5∶1,1.6 g)。
3 结构鉴定
化合物1 白色针晶(石油醚),mp.80~81℃,热溶于石油醚、环己烷等低极性溶剂中。硫酸显紫红色,碘蒸气显黄色。根据ESI-MS m/z 424[M+]推出其分子式为 C29H60O,1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ:0.88(6H,t,J=6.5 Hz),1.25~1.50 (m),3.58(1H,m)。与文献[11]报道的白果醇的氢谱、质谱数据一致,故鉴定该化合物为白果醇(ginnol)。
化合物2 白色粉末(石油醚),mp.72~74℃。1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ:2.35(2H,t,J= 7.5 Hz,-CH2-),1.62(2H,m),1.25(48H,m,多个-CH2-),0.88(3H,t,J=7.0 Hz,-CH3)。与文献[12]报道的二十八烷酸波谱数据一致,故鉴定该化合物为二十八烷酸(octacosanoic acid)。
化合物3 白色粉末(石油醚),mp.60~62℃。1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ:2.35(2H,t,J= 7.2 Hz,H-2),1.63(2H,m,H-3),1.25(24H,m,多个-CH2-),0.88(3H,t,J=6.8 Hz,-CH3)。与文献[13]报道的棕榈酸波谱数据一致,与棕榈酸对照品混合后,熔点不下降,故鉴定该化合物为棕榈酸(palmitinic acid)。
化合物4 白色片状结晶(石油醚),1H NMR (500 MHz,CDCl3)δ:0.85(6H,t,J=6.8 Hz,2CH3),1.23(70H,35CH2)。质谱EI-MS显示分子离子峰m/z 520[M]+,以及一系列相差14质量单位的峰,与文献[14]报道的三十七烷波谱数据一致,故鉴定该化合物为三十七烷(heptatriacontane)。
化合物5 白色粉末,mp.48~50℃,易溶于石油醚、三氯甲烷。ESI-MS m/z 337[M-H]-。分子式C24H50,1H NMR(CDCl3,500 MHz)δ:0.89(6H,t,2CH3),1.30(44H,m,22CH2)。以上数据与文献[15]报道的二十四烷波谱数据一致,故鉴定该化合物为二十四烷(tetracosane)。
化合物6 白色粉末(EtOAc),ESI-MS m/z 439[M-H]-,475[M+Cl]-,分子式C29H60O2。1H NMR (CDCl3,500 MHz)δ:3.59(2H,m,H-4,10),1.25-1.55(50H,m),0.89(6H,m,H-1,29)。ESI-MS/ MS m/z 421[M-H2O]-,403[M-2H2O]-,395[C26H51O2]-,295[C20H39O]-。以上数据与文献[16]报道的二十九烷二醇-4,10波谱数据一致,故鉴定该化合物为4,10-二十九烷二醇(4,10-nonacosanediol)。
化合物7 无色针晶(EtOAc),mp.139~140℃。薄层层析行为与β-谷甾醇对照品一致。与β-谷甾醇对照品混合后,熔点不下降,故鉴定为β-谷甾醇(β-sitosterol)。
化合物8 白色粉末(MeOH),mp.272.5~274℃,H2SO4/EtOH加热显紫红色斑点,经与胡萝卜苷对照品薄层比较,Rf值及显色行为一致。与胡萝卜苷对照品混合后,熔点不下降,故鉴定该化合物为胡萝卜苷(daucosterol)。
化合物9~12 均为白色针晶(MeOH),mp.>300℃(分解)。均易溶于甲醇、丙酮,不溶于水。硫酸不显色,碘显黄色(在空气中放置渐变成白色)。与银杏内酯A、B、C和白果内酯对照品HPLC分析(色谱柱:PLATISILTM ODS C18(150×4.6 mm,5 (m);流动相:甲醇-四氢呋喃-水(25∶10∶65);等度洗脱(0~20 min);流速:1.0 mL;柱温:35℃;ELSD漂移管温度80℃,雾化气体压力40 psi,喷雾器温度36℃;进样量:10(L),化合物9~12的tR值分别为11.135、14.837、7.661和9.283 min,与对照品tR值和薄层层析Rf值一致,故鉴定化合物9为银杏内酯A(ginkgolide A)、化合物10为银杏内酯 B (ginkgolide B)、化合物11为银杏内酯C(ginkgolide C)、化合物12为白果内酯(bilobalide)。
化合物13 白色针晶(MeOH),mp.213~214℃。ESI-MS m/z 137[M-H]-,1H NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ:6.81(2H,d,J=8.5 Hz,H-3,H-5),7.77(2H,d,J=8.5 Hz,H-2,H-6)。与文献[17]报道对羟基苯甲酸数据一致,故鉴定该化合物为对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid)。
化合物14 黄色粉末(甲醇)。1H NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ:12.20(1H,s,COOH),6.50 (1H,brs,H-2),4.20(1H,brs,H-3),3.85(1H,brs,H-4),3.55(1H,dd,J=7.2 Hz,H-5),2.42(1H,dd,Jae=18.15 Hz,J5,6e=6.3 Hz,H-6e),2.00 (1H,dd,Jae=18.15 Hz,J5,6a=5.40 Hz,H-6a)。13C NMR(DMSO-d6,75 MHz)δ:167.0(-COOH),138.80(CH,C-1),138.2(CH,C-2),70.24(CH,C-4),66.79(CH,C-3),65.43(CH,C-5),29.82 (CH2,C-6)。ESI-MS(m/z)中M+为174,与文献[18]报道莽草酸数据一致,故鉴定该化合物为莽草酸(shikimic acid)。
化合物15 黄色粉末状固体(甲醇),mp.255~256℃。ESI-MS m/z 567[2M-H]-,283[MH]-。1H NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ:12.95(1H,s,5-OH),10.35(1H,s,OH-4'),7.97(2H,d,J= 8.8 Hz,H-2',6'),6.94(2H,d,J=8.8 Hz,H-3',5'),6.84(1H,s,H-3),6.77(1H,d,J=2.0 Hz, H-8),6.38(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),3.87(3H,s,7-OCH3)。与文献[19]报道芫花素数据一致,故鉴定该化合物为芫花素(genkwanin)。
化合物16 黄色粉末(甲醇)。1H NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ:12.96(1H,s,5-OH),10.79 (1H,s,7-OH),10.31(1H,s,4'-OH),7.93(2H,d,J=9.0 Hz,H-2',6'),6.93(2H,d,J=9.0 Hz,H-3',5'),6.77(1H,d,H-3),6.48(1H,d,J=1.8 Hz,H-8),6.19(1H,d,J=1.8 Hz,H-6)。与文献[20]报道芹菜素数据一致,故鉴定该化合物为芹菜素(apigenin)。
化合物17 黄色针晶(MeOH),mp.>300℃,易溶于吡啶、DMF和NaOH水溶液。ESI-MS(m/ z):566[M]+,535[M-OCH3]+。氢谱中示有2个甲氧基和4个羟基,表明该化合物可能为有2个甲氧基和4个羟基取代的双黄酮化合物。氢谱数据(表1)与文献[21]报道的银杏素光谱数据相符,故鉴定该化合物为银杏素(ginkgetin)。
化合物18 黄色针晶(MeOH),mp.>300℃,易溶于吡啶、DMF和NaOH水溶液。ESI-MS(m/z) 566[M]+,535[M-OCH3]+。氢谱中示有2个甲氧基和4个羟基,表明该化合物可能为有2个甲氧基和4个羟基取代的双黄酮化合物。氢谱数据(表1)与文献[21]报道的异银杏素光谱数据相符,故鉴定该化合物为异银杏素(isoginkgetin)。
化合物19 黄色针晶(MeOH),mp.>300℃,易溶于吡啶、DMF和NaOH水溶液。ESI-MS m/z 580[M]+,579[M-H]+,565[M-CH3]+,549[MOCH3]+,534[M-OCH3-CH3]+,167,135。氢谱中示有3个甲氧基和3个羟基,表明该化合物可能为有三个甲氧基和三个羟基取代的双黄酮化合物。氢谱数据(表1)与文献[21]报道金松双黄酮光谱数据相符,故鉴定该化合物为金松双黄酮(sciadopitysin)。
化合物20 黄色针晶(MeOH),mp.>300℃,易溶于吡啶、DMF和NaOH水溶液。ESI-MS(m/ z):552[M]+,氢谱中示有1个甲氧基和5个羟基,表明该化合物可能为有1个甲氧基和5个羟基取代的双黄酮化合物。氢谱数据(表1)与文献[22]报道的白果黄素光谱数据相符,故鉴定该化合物为白果黄素(bilobetin)。
表1 化合物17~20的氢谱信号归属(DMSO-d6,500 MHz)Table 1 1H NMR spectral data for compounds 17~20 in DMSO-d6
化合物21 黄色粉末(MeOH),mp.167~168℃。1H NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ:12.58(1H,s,5-OH),10.78(1H,s,7-OH),9.60(1H,s,3'-OH),9.13(1H,s,4'-OH),7.55(1H,s,H-2'),7.53 (1H,d,J=9.0 Hz,H-6'),6.84(1H,d,J=9.0 Hz,H-5'),6.38(1H,d,J=2 Hz,H-8),6.19(1H,d,J=2 Hz,H-6),5.35(1H,d,J=7.5 Hz,H-1″),4.38(1H,brs,H-1″'),1.00(3H,d,J=6 Hz,H-6″')。13C NMR(DMSO-d6,75 MHz)δ:156.5(C-2),133.2(C-3),177.3(C-4),161.1(C-5),98.6(C-6),164.0(C-7),93.5(C-8),156.4(C-9),103.9 (C-10),121.5(C-1'),115.1(C-2'),144.7(C-3'),148.3(C-4'),116.2(C-5'),121.1(C-6'),101.1(C-1″),74.0(C-2″),76.4.1(C-3″),69.9 (C-4″),76.4(C-5″),67.0(C-6″),100.6(C-1″'),70.5(C-2″'),70.3(C-3″'),71.8(C-4″'),68.1(C-5″'),17.7(C-6″')。以上数据与文献[23]报道芦丁波谱数据一致,故鉴定该化合物为芦丁(rutin)。
化合物22 白色方晶(甲醇),mp.167~168℃,经与甘露醇对照品薄层比较,Rf值及显色行为一致,与甘露醇对照品混合后,熔点不下降,故鉴定该化合物为甘露醇(mannitol)。
4 讨论
银杏叶中含有许多具有心脑血管活性的萜内酯、黄酮及其苷类成分而被广泛用于药品和保健食品的研究与开发。通过以上研究,我们发现银杏落叶中也含有一定的萜内酯与黄酮类成分,只是其含量偏低,如果我们在提取精制工艺方面进行改进,对产品开发也将有不错的前景,同时做到废物利用,从而进一步拓展银杏资源的综合应用。
本研究还发现银杏落叶中除了含有黄酮与内酯类成分外,还含有丰富的白果醇、胡萝卜苷、甘露醇和莽草酸。其中白果醇和胡萝卜苷在银杏叶中非常常见,甘露醇为我们在银杏落叶中首次发现,它也广泛分布于其它植物中。莽草酸在以前银杏叶研究中很少有人报道,我们首次从银杏落叶中发现含有丰富的莽草酸,据报道莽草酸是合成抗禽流感药物的重要原料,还具有抗菌抗肿瘤的作用[24],目前从八角中获取莽草酸是较经济和常用的途径。我国银杏落叶资源丰富,莽草酸含量高,有望开发为工业化生产莽草酸另一更经济的原料。
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Studies on Chemical Constituents of Fallen Leaves of Ginkgo biloba
YAO Xin1,ZHOU Gui-sheng1,TANG Yu-ping1*,GUO Sheng1,JIN Chun2,QIN Yong2,QIAN Da-wei1,DUAN Jin-ao11Jiangsu Key Laboratory for High Technology Research of TCM Formulae,Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 210046,China;2Jiangsu Shenlong Pharmaceutical Co.,Ltd.,Yancheng 224200,China
Twenty-two compounds were isolated from the fallen leaves of Ginkgo biloba by silica gel and Sephadex LH-20 column chromatography.The structures were elucidated by physico-chemical and spectroscopic methods as ginnol(1),octacosanoic acid(2),palmitinic acid(3),heptatriacontane(4),tetracosane(5),4,10-nonacosanediol(6),β-sitosterol(7),daucosterol(8),ginkgolide A(9),ginkgolide B(10),ginkgolide C(11),bilobalide(12),p-hydroxybenzoic acid(13),shikimic acid(14),genkwanin(15),apigenin(16),ginkgetin(17),isoginkgetin(18),sciadopitysin (19),bilobetin(20),rutin(21)and mannitol(22).Among them,compounds 2,4-6 and 22 were isolated from this plant for the first time.The results are helpful for the comprehensive utilization of ginkgo tree resources.
Ginkgo biloba;fallen leaves;chemical constituents
1001-6880(2012)10-1377-05
2011-11-23 接受日期:2012-03-05
国家科技支撑计划(2011BAI04B03);国家教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-09-0163);江苏高校优势学科建设工程资助项目(ysxk-2010)
*通讯作者 Tel:86-25-85811916;E-mail:yupingtang@njutcm.edu.cn
R284.2
A