半夏中一个新的内酰胺化合物
2015-01-08高钦磊程永现
高钦磊,程永现
1中国科学院昆明植物研究所 植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室,昆明 650201;2中国科学院大学,北京 100049
半夏属(Pinellia)为天南星科(Araceae)南星亚科的一个属,该属植物中国目前发现的共有10 种,分别为滴水珠、石蜘蛛、掌叶半夏、盾叶半夏、半夏、大半夏、鹞落坪半夏、姊归半夏、三裂叶半夏和五叶半夏[1]。中华人民共和国药典(2000 版)仅收录了半夏(P.ternata)的鳞茎作为药材正品,半夏始载于《神农本草经》,列为下品,具有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等功效,其炮制品常与陈皮为伍组成二陈汤,用于支气管或肺系疾病,效果确切。
天南星科中药如半夏、天南星等一般毒性较大,但也是常用中药,为此,多年来人们试图揭开它们的药效和毒性物质[2-5],但迄今尚无取得实质性进展。目前已知半夏属植物含有生物碱、挥发油、多糖、有机酸、氨基酸、黄酮[6]、三萜类[7]、吡咯并吡嗪二酮[8]等。药理学研究表明半夏提取物具有镇咳、祛痰、镇痛、镇吐、抗溃疡、促进胆汁分泌以及抗早孕、抗肿瘤等作用[9]。此外,郁红礼等人报道半夏及掌叶半夏中含有致炎作用的毒蛋白[10]。我们认为目前关于半夏的研究还不够深入,进一步开展工作仍十分必要。本研究从其70%的乙醇提取物中分离得到8 个化合物,其中1 个为新化合物,其它均为首次从该药材中获得。
1 仪器与材料
Shimadzu UV-2401PC 紫外可见光分光光度计;Horbia SEPA-300 型数字式旋光仪;Xevo TQ-S 质谱仪、Brucker Esquire-LC 质谱仪和Agilent G6230 TOF高分辨质谱仪;Bruker、DRX-500 及Avance 600 MHz核磁共振仪(TMS 为内标,δ 为ppm,J为Hz);柱层析硅胶和薄层层析硅胶GF254(青岛海洋化工厂);MCI gel CHP 20P(日本三菱公司);Sephadex LH-20(Pharmacia);RP-18(日本Daiso);北京创新通恒LC3000 型HPLC,色谱柱为Agilent Zorbax SB-C18(250 mm × 9.4 mm,i.d.5 μm)。化学计算软件为Gaussview 5.0,Discovery Studio 4.0 Client 和Originpro 9.0 64Bit;操作系统为Windows 7[高斯基组为密度拟合基组,溶剂为甲醇,在TDDFT/B3LYP/6-31G(d)环境下运行]。
半夏于2012年9月购自中国云南省昆明市药材市场,样品经云南省药物研究所邱斌高级工程师鉴定,凭证标本(CHYX-0576)保存于中国科学院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室。
2 提取与分离
取干燥的半夏鳞茎15 kg,粉碎后用70%乙醇室温浸提(90 L × 48 h × 3),合并提取液,减压回收乙醇得浸膏680 g。将浸膏用4%盐酸溶液充分捏溶,调pH 值至3~4 后用乙酸乙酯萃取得酸水层(A)和乙酸乙酯层(B)。酸水层(A)中和后用乙酸乙酯萃取3 次,回收溶剂得到A1(碱性部分)。B 部分用1%氢氧化钠溶液调pH 值至9~10 后用乙酸乙酯萃取3 次,回收乙酸乙酯得B1(530 g),碱水层中和后,用乙酸乙酯萃取3 次得B2(酸性部分22 g)。A1 部分(150 g)行MCI gel CHP 20P 柱色谱(甲醇/水,10%→100%)得Fr.1~Fr.5。Fr.4(80 g)行硅胶柱色谱(氯仿/甲醇,50∶1→1∶1)得Fr.4-1~Fr.4-3,其中Fr.4-2(15 g)经Sephadex LH-20(甲醇)凝胶过滤再行RP-18 柱色谱得Fr.4-2-1~Fr.4-2-4。Fr.4-2-2(600 mg)经制备型TLC(氯仿/甲醇)后再经半制备HPLC(甲醇/水)纯化得到化合物1(4.5 mg)和2(5 mg)。Fr.4-2-3(400 mg)经制备型TLC(氯仿/甲醇)后再经半制备HPLC(甲醇/水)纯化得到化合物3(3 mg)和4(2 mg)。B2 部分(22 g)经Sephadex LH-20 凝胶过滤(甲醇)分为3 个组份(Fr.1~Fr.3),其中Fr.2(7 g)经MCI gel CHP 20P后行Sephadex LH-20(甲醇)凝胶过滤得Fr.2-1~Fr.2-3。Fr.2-2(2 g)经硅胶柱色谱(氯仿/甲醇)不断精制后得Fr.2-2-1(500 mg),再行制备型TLC(氯仿/甲醇)后再经半制备HPLC(甲醇/水)得化合物8(12.6 mg)和一组份,该组份含有化合物5 和6,其比例为2∶1。Fr.3(2 g)经RP-18 后行Sephadex LH-20(甲醇)凝胶过滤得Fr.3-1~Fr.3-3。其中Fr.3-2(400 mg)经制备型TLC(氯仿/甲醇)后再经半制备HPLC(甲醇/水)纯化得化合物7(6.2 mg)。
3 结构鉴定
图1 化合物1 的关键COSY 和HMBC 相关Fig.1 Key COSY and HMBC correlations of compound 1
图2 (2R,6S)-1 和(2S,6S)-1 的ECD 计算与实测值比较Fig.2 Calculated and experimental ECD spectra for 2R,6S and 2S,6S of compound 1
表1 化合物1 的1H (600 MHz)、13C NMR (150 MHz)数据(氘代甲醇)及HMBC、COSY 相关Table 1 1H (600 MHz)and 13C NMR (150 MHz)data in CD3OD,HMBC and COSY correlations of 1
化合物2 白色固体,分子式为C12H14N2O4,EI-MSm/z:250 [M]+。1H NMR (500 MHz,CD3OD)δ:8.90 (1H,s,H-3),8.50 (1H,s,H-6),7.72(1H,d,J=1.1 Hz,H-10),7.17 (1H,d,J=2.7 Hz,H-8),6.63 (1H,dd,J=2.7,1.1 Hz,H-9),3.96 (1H,m,H-13),3.79 (1H,dd,J=11.2,3.7 Hz,Ha-14),3.64 (1H,dd,J=11.2,3.7 Hz,Hb-14),3.55 (1H,m,H-12),3.24 (1H,dd,J=11.2,3.7 Hz,Ha-11),2.90 (1H,dd,J=11.2,3.7 Hz,Hb-11);13C NMR (125 MHz,CD3OD)δ:154.7(s,C-5),152.3 (s,C-7),145.9 (d,C-10),145.7(d,C-6),143.8 (s,C-2),140.1 (d,C-9),113.3(d,C-9),111.3 (d,C-8),76.2 (d,C-13),72.9 (d,C-12),64.6 (t,C-14),39.6 (t,C-11)。以上数据与文献[11]报道一致,故鉴定化合物2 的结构为2-(furan-2-yl)-5-(2,3,4-trihydroxy-butyl)-1,4-diazine。
化合物3 白色固体,分子式为C11H18N2O2,ESI-MSm/z:211 [M+H]+。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:4.20 (1H,m,H-9),4.08 (1H,m,H-6),3.52 (2H,m,H-3),2.32 (1H,m,Ha-5),2.17 (1H,m,Hb-5),2.03 (1H,m,Ha-4),1.93 (1H,m,Hb-4),1.44 (1H,m,H-10),1.32 (2H,m,H-11),1.07(3H,d,J=7.2 Hz,H-13),0.94 (3H,t,J=7.6 Hz,H-12);13C NMR (150 MHz,CD3OD)δ:172.6(s,C-1),167.7 (s,C-7),61.4 (d,C-9),60.1 (d,C-6),46.3 (t,C-3),37.1 (d,C-10),29.7 (t,C-5),25.5 (t,C-4),23.4 (t,C-11),15.7 (q,C-13),12.7(q,C-12)。以上数据与文献[12]报道一致,故鉴定化合物3 的结构为cyclo(Pro-Leu)。
化合物4 白色固体,分子式为C11H8N2,ESIMSm/z:169 [M+H]+。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:8.80 (1H,s,H-1),8.29 (1H,d,J=5.2 Hz,H-3),8.21 (1H,d,J=7.8 Hz,H-5),8.11(1H,d,J=5.2 Hz,H-4),7.58 (1H,d,J=7.8 Hz,H-8),7.45 (1H,td,J=7.8,1.0 Hz,H-7),7.26 (1H,td,J=7.8,1.0 Hz,H-6)。以上数据与文献[13]报道一致,故鉴定化合物4 的结构为β-carboline。
化合物5 淡黄色固体,分子式为C26H28O14,ESI-MSm/z:563 [M-H]-。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:8.25 (2H,d,J=8.7 Hz,H-2',H-6'),6.90 (2H,d,J=8.7 Hz,H-3',H-5'),6.68 (1H,s,H-3),4.80-3.10 (sugar part);13C NMR (150 MHz,CD3OD)δ:184.5 (s,C-4),167.1 (s,C-2),163.2(s,C-5),160.4 (s,C-7),157.6 (s,C-4'),156.5(s,C-9),131.1 (d,C-2',C-6'),123.0 (s,C-1'),117.1 (d,C-3',C-5'),108.4 (s,C-6),105.9 (s,C-8),104.1 (s,C-10),103.3 (d,C-3),82.1 (d,Gal-5),77.2 (d,Ara-1),76.6 (d,Ara-3),76.4 (d,Gal-3),75.6 (d,Gal-1),72.1 (t,Ara-5),71.3 (d,Ara-4),71.1 (d,Ara-2),70.7 (d,Gal-4),70.1 (d,Gal-2),63.5 (t,Gal-6)。以上数据与文献[14]报道一致,故鉴定化合物5 的结构为芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-半乳糖苷。
化合物6 淡黄色固体,分子式为C26H28O14,ESI-MSm/z:563 [M-H]-。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:7.90 (2H,d,J=8.6 Hz,H-2',H-6'),6.93 (2H,d,J=8.6 Hz,H-3',H-5'),6.63 (1H,s,H-3),4.80-3.10 (sugar part);13C NMR (150 MHz,CD3OD)δ:184.5 (s,C-4),167.1 (s,C-2),163.2(s,C-5),160.4 (s,C-7),157.6 (s,C-4'),156.5(s,C-9),131.1 (d,C-2',C-6'),123.0 (s,C-1'),117.1 (d,C-3',C-5'),108.4 (s,C-6),105.9 (s,C-8),104.1 (s,C-10),103.3 (d,C-3),82.0 (d,Gal-5),71.5 (t,Ara-5),75.6 (d,Ara-3),75.4 (d,Gal-3),74.6 (d,Gal-1),71.1 (t,Ara-5),70.3 (d,Ara-4),70.1 (d,Ara-2),69.7 (d,Gal-4),69.1 (d,Gal-2),63.0 (t,Gal-6)。以上数据与文献[14]报道一致,故鉴定化合物6 的结构为芹菜素-6-C-半乳糖-8-C-阿拉伯糖苷。
化合物7 白色固体,分子式为C20H26O5,ESIMSm/z:345 [M-H]-。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:7.89 (1H,d,J=6.3 Hz,H-3),6.09 (1H,m,H-3'),6.06 (1H,dd,J=7.5,1.5 Hz,H-2),5.48(1H,s,H-6),4.87 (1H,m,H-8),3.28 (1H,m,H-11),3.13 (1H,m,H-1),2.97 (1H,m,H-7),2.47(2H,m,H-9),2.17 (1H,m,H-10),1.89 (3H,d,J=7.2 Hz,H-4'),1.73 (1H,s,H-15),1.43 (3H,d,J=8.5 Hz,H-13),1.26 (3H,d,J=6.7 Hz,H-14),1.02 (3H,s,H-5');13C NMR (150 MHz,CD3OD)δ:212.6 (s,C-4),167.8 (s,C-12),165.5(s,C-1'),139.8 (d,C-3'),130.1 (d,C-2),130.0(d,C-3),128.9 (s,C-2'),81.7 (d,C-8),73.2 (d,C-6),56.3 (s,C-5),55.7 (d,C-1),50.3 (d,C-7),42.1 (t,C-9),41.6 (d,C-11),27.3 (d,C-10),20.1(q,C-14),20.4 (q,C-15),18.1 (q,C-5'),16.3 (q,C-4'),11.3 (q,C-13)。以上数据与文献[15]报道一致,故鉴定化合物7 的结构为6-O-angeloylprenolin.
化合物8 白色粉末,分子式为C20H24O6,ESIMSm/z:359 [M-H]-。1H NMR (600 MHz,CD3OD)δ:6.74 (1H,d,J=8.1 Hz,H-5'),6.67 (1H,d,J=1.8 Hz,H-2'),6.66 (1H,s,H-3),6.62 (1H,dd,J=8.1,1.8 Hz,H-6'),6.17 (1H,s,H-6),3.81(3H,s,OCH3-4),3.78 (3H,s,OCH3-5),3.71 (1H,d,J=4.7 Hz,H-1),3.67 (2H,m,H-8),2.78(4H,d,J=7.7 Hz,HOCH2-9,10),2.02 (1H,m,H-10),1.76 (1H,m,H-9);13C NMR (150 MHz,CD3OD)δ:149.3 (s,C-4),147.8 (s,C-5),146.8(s,C-3'),145.8 (s,C-2),138.7 (s,C-7),134.9(s,C-1'),129.6 (s,C-4'),123.9 (d,C-6'),117.8(d,C-5'),116.3 (d,C-2'),113.8 (d,C-6),112.8(d,C-3),66.8 (t,HOCH2-9),62.7 (t,HOCH2-10),56.4 (q,OCH3-4,5),48.2 (d,C-10),48.1 (d,C-1),40.9 (d,C-9),33.8 (t,C-8)。以上数据与文献[16]报道一致,故鉴定化合物8 的结构为4-Omethyl-3'-O-demethyl-secoisolariciresinol。
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