朝藿定C的NMR数据解析
2013-09-13张海艳康建勋董建军赵天增吴鸣建
张海艳,康建勋,董建军,赵天增,吴鸣建
(1.河南省科学院天然产物重点实验室,河南郑州450002;2.郑州大学化学系化学分子工程学院,河南郑州450001;3.郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001)
0 引言
朝藿定C(Epimedin C)为8-异戊烯基黄酮醇苷类化合物,具有很好的心血管保护和抗骨质疏松药理活性[1].迄今已从小檗科淫羊藿属植物Epimedium koreanum[2],Epimedium sagittatum[3],Epimedium diphyllum[4],Epimedium sutchuenense[5],Epimedium wanshanense[6],Epimedium brevico-rnum[7],川鄂淫羊藿[8],Epimedium hunanense[9],粗毛淫羊藿[10],黔岭淫羊藿[11]中,均发现该化合物的存在.其 δH、JHH、δC数据已有报道[2,11],但其归属详细解析过程和数据未见报道,且糖单元1HNMR数据很不充分.
笔者对其进行了1H和13C NMR测定,并通过DEPT和1H-1H COSY、HSQC、HMBC等 2D NMR技术对其所有的1H和13C NMR信号进行了全归属和详细解析,着重指出了异戊烯基和糖单元的NMR数据特征.
1 实验部分
所有NMR实验均在Bruker DPX 400型核磁共振仪上进行.1H NMR的工作频率为400 MHz,13C NMR 的工作频率为 100.577 MHz,以DMSO-d6为溶剂.
质谱ESI-MS用Waters Micromass公司Q-Tof MicroTM型高分辨质谱仪测定.
图1 朝藿定C的结构Fig.1 The structure of Epimedin C
2 结果与讨论
试样为黄色粉末.用高分辨质谱(HRESIMS)确定其分子式为C39H50O19(m/z=823.3053[M+H]+,calcd.for C39H51O19823.3022;m/z 845.2844[M+Na]+,calcd.for C39H50O19Na 845.2841).
朝藿定C的1HNMR中,δH6.66(1H,s)为黄酮苷元A环C-6位质子信号,7.91(2H,d,J=8.8 Hz),7.14(2H,d,J=8.8 Hz)分别为 C 环 AA'BB'自旋系统中 C-2',6'和 C-3',5'位的质子信号,3.87(1H,s)为C环C-4'位甲氧基质子信号,1.62(3H,s),1.70(3H,s),3.51(1H,dd),3.59(1H,dd),5.18(1H,t,J=6.7 Hz)为异戊烯基上的甲基、亚甲基和烯基质子信号,12.64(1H,s)为OH-5 的质子信号.δH0.83(3H,d,J=5.2 Hz),1.12(3H,J=6.0 Hz)分别为2个鼠李糖的6位甲基质子信号,5.40(1H,d,J=1.0 Hz),4.90(1H,brs)分别为2个鼠李糖的端位质子信号;δH5.02(1H,d,J=7.1Hz)为葡萄糖的端位质子信号;显示朝藿定C含有3个糖单元.
朝藿定C的13C NMR数据显示39个碳信号.DEPT显示5个甲基碳信号、2个亚甲基碳信号;21个叔碳信号;11个季碳信号.其中,δC55.4为C 环4'位甲氧基碳信号,25.4,17.8,21.3,122.1,131.0分别为异戊烯基上14、15位甲基碳、11位亚甲基和12、13位双键碳信号;159.0,160.5,108.3,152.9,105.5 分别为 A 环 5,6,7,8,9 和 10位苯环碳信号,130.5×2,114.0 ×2,161.4分别为C 环 1',2'和 6',3'和 5',4'位苯环碳信号,178.1为B环 C-4羰基信号,157.2,134.5为 B环 C-2、C-3信号.δC17.4和17.5为2个鼠李糖的甲基碳信号;δC60.5为葡萄糖的6位亚甲基碳信号;δC100.4、100.6、101.5分别为葡萄糖和2 个鼠李糖的端位碳信号;68.7至77.1共有12条碳峰,为1个葡萄糖和2个鼠李糖的其它糖信号,显示朝藿定C含有3个糖单元,与氢谱结论一致.
朝藿定C的甲基碳和甲基氢归属不易区分,其归属区分如下[12]:处于双键顺式的C-15与C-11之间的γ-效应较强,导致C-15的δC值相对较低;处于双键反式的C-14与C-11之间的γ-效应较低,导致C-14的δC值相对较高.H-14和H-15的区分则基于上述结果通过HMBC[20]确定.HMBC显示C-8与H-11a、H-11b相关,同时由于C-8与 H-14、H-15 形成高丙烯体系[17],C-8 也与 H-14、H-15相关,从而证明了异戊烯基的连接位置.
朝藿定C具有1个葡萄糖和2个鼠李糖,其NMR数据解析主要应是如何区分3个糖的NMR数据归属.具体分析如下:
HMBC显示 δC134.5(C-3)与 δH5.40相关,证明 δH5.40 归属 H-1″,HSQC 显示 δC100.6 与 δH5.40(1H,d,J=1.0 Hz)相关,证明 δC100.6 归属C-1″.1H-1H COSY 显示 δH5.40(H-1″)与 4.14 相关,证明 δH4.14归属H-2″;HSQC 显示 δC75.5与δH4.14相关,证明 δC75.5归属 C-2″;HMBC 显示δC75.5与 δH4.99相关,证明 δH4.99归属 OH-3″;1H-1H COSY显示δH4.99与3.62相关,证明δH3.62 归属 H-3″,δH3.62 与 3.16 相关,证明 δH3.16归属H-4″.与淫羊藿苷1H NMR数据相比,δH0.83应归属鼠李糖 H-6″,1H-1H COSY显示 δH0.83与3.16相关,证明H-5″的化学位移为3.16.至此,C-3位鼠李糖的1H NMR数据全部得到归属,再通过 HSQC 数据,δC70.0/δH3.62,71.3/3.16,70.6/3.16,17.4/0.83,其13C NMR 数据也可得到全部归属.
HMBC 显示 δC101.5 与 δH4.14(H-2″)、4.71(OH-2‴)相关,证明 δC101.5 归属 C-1‴,同时证明2个鼠李糖相连且为1→2相连.HSQC显示δC101.5 与 δH4.90(1H,brs)相关,证明 δH4.90归属 H-1‴.1H-1H COSY 显示 δH4.71(OH-2‴)与3.70相关,证明 δH3.70 归属 H-2‴.δH3.70 与3.38相关,δH3.38与3.20相关,证明 δH3.38与3.20分别归属 H-3‴和 H-4‴.由于 δH0.83归属H-6″,所以δH1.12应归属另1个鼠李糖的6位甲基H-6‴,1H-1H COSY显示δH1.12与3.38相关,证明H-5‴的化学位移为3.38.至此,另1个鼠李糖的1H NMR数据全部得到归属,再通过HSQC数据,δC70.2/δH3.70,70.4/3.38,69.6/3.20,68.7/3.38,17.5/1.12,其13C NMR数据也可得到全部归属.
HSQC 显示 δC100.4 与 δH5.02(H-1″″) 相关,HMBC 显示 δC160.5(C-7)与 δH5.02相关,说明 δH5.02 归属 H-1″″,δC100.4 归属 C-1″″,同时说明1个葡萄糖连在C-7位.1H-1H COSY显示δH5.02(H-1″″)与 3.33 相关,证明 δH3.33 归属 H-2″″,由于 δH3.33 含有 2 个氢,表明 δH3.33 还归属另一氢.HSQC显示δC60.5与δH3.47,3.74相关,表明 δH3.47,3.74 归属 H-6″″.1H-1HCOSY 显示δH3.43与3.74、3.20相关,3.20又与3.33相关,证明 3.43 归属 H-5″″,3.20 归属 H-4″″,3.33的另一个氢归属H-3″″.至此,与C-7相连的葡萄糖的1H NMR数据全部得到归属,再通过HSQC数据,δC73.3/δH3.33,76.5/3.33,71.8/3.20,77.7/3.43,参照淫羊藿苷[17]数据,其13CNMR 数据也可得到全部归属.
朝藿定 C的1H、13C NMR数据解析结果见表1.
表1 朝藿定C的1H NMR,13C NMR,HSQC,1H-1H COSY和HMBC数据 (DMSO-d6,δ)Tab.1 1H NMR,13C NMR,HSQC,1H-1H COSY 和 HMBC data of Epimedin C in DMSO-d6
续表1
3 结论
笔者联合运用1H、13C NMR、DEPT一维NMR技术和1H-1H COSY、HSQC、HMBC二维 NMR技术对朝藿定C所有的1H和13C NMR数据进行详细解析和全归属,为该类化合物异戊烯基和糖单元的结构鉴定提供了可靠的解析方法.
[1]CHEN Yan,ZHAO Yan-hong,JIA Xiao-bin,et al.Intestinal absorption mechanisms of prenylated flavonoids present in the heat-processed Epimedium koreanum Nakai(Yin Yanghuo) [J].Pharm Res,2008,25(9):2190-2199.
[2]OSHIMA Y,OKAMOTO M,HIKINO H.Epimedin A,B,and C,Flavonol glycosides from Epimedium koreanum herbs[J].Heterocycles 1987,26(4):935-938.
[3]MIZUNO M,SAKAKIBARA N,HANIOKA S,et al.Flavonol glycosides from Epimedium sagittatum [J].Phytochemistry 1988,27(11):3641-3643.
[4]MIZUNO M,LINUMA M,TANAKA T,et al.Flavonol glycosides in the roots of Epimedium diphyllum[J].Phyto-chemistry 1988,27(11):3645-3647.
[5]MIZUNO M,IINUMA M,TANAKA T,et al.Sutchuenoside A:a New Kaempferol Glycoside from the Aerial Parts of Epimedium sutchuenense[J].J Nat Prod,1991,54(5):1427-1429.
[6]LI Wen-kui,ZHANG Ru-yi,XIAO Pei-gen.Flavonoids from Epimedium wanshanense [J].Phytochemistry,1996,43(2):527-530.
[7]GUO Bao-lin,LI Wen-kui,YU Jing-guang,et al.Brevicornin,a flavonol from Epimedium brevicornum[J].Phytochemistry,1996,41(3):991-992.
[8]郭宝林,余竞光,肖培根.川鄂淫羊藿化学成分的研究 [J].中国中药杂志,1996,21(6):353-355.
[9]LIANG H R,VYORELA H,VUORELA P,et al.Isolation and Immunomodulatory effect of flavonol glycosides from Epimedium hunanense[J].Planta Med,1997,63,316-319.
[10]贾宪声,吴家其,茅青.粗毛淫羊藿根的化学成分研究(II)][J].中国中药杂志,1998,23(12):737-739.
[11]韩冰,沈彤,刘东,等.黔岭淫羊藿的化学成分研究II[J].中国药学杂志,2002,37(10):740-742.
[12]方起程,赵天增,秦海林.天然药物化学研究[M].北京:中国协和医科大学出版社,2006:28-54.