天名精化学成分的研究
2019-01-14钱群刚亮杨胜辉邵龚力民周小江
钱群刚 蔡 亮杨胜辉邵 莉 龚力民周小江∗
(1.湖南中医药大学,湖南长沙410208;2.湖南省中药饮片标准化及功能工程技术研究中心,湖南 长沙410208;3.湖南省疾病预防控制中心,湖南 长沙410005)
天名精为湖南省的地方用药,收载于2009年版《湖南省中药材标准》,为菊科天名精属植物天名精Carpesium abrotanoidesL.的干燥全草,有清热解毒、去痰止血的功效,主治咽喉肿痛、扁桃体炎、支气管炎,外用治创伤出血、疔疮肿毒、蛇虫咬伤[1-2]。其果实为中药“北鹤虱”,其性平,味苦、辛,有小毒,主治蛔虫病、蛲虫病、绦虫病和虫积腹痛。天名精主要含有倍半萜内酯类成分,具有抗肿瘤、抑菌、抗炎、杀虫和细胞毒活性等作用[3-6]。课题组前期从天名精中分离鉴定了14个化合物,其中1个为结构非常新颖的倍半萜二聚体,并且具有较好的抗甲流和抗肿瘤的活性[7-8]。为了寻找更多的抗甲流和抗肿瘤活性成分,继续对天名精进行成分研究,采用硅胶、反相硅胶、Sephadex LH-20等多种柱色谱,从中分离鉴定了11个化合物,且所有化合物均为首次从该种植物中分离得到。
1 材料
Bruker Avance Ⅲ 600核磁共振仪(德国Bruker 公司,TMS 为内标);Waters 质谱仪(美国Waters 公司);Agilent 1260高效液相色谱仪(美国Agilent 公司);EYELA N-1300旋转蒸发仪(东京理化器械株式会社);AS 系列超声波清洗机(天津奥特赛恩斯仪器有限公司);BSZ-100自动部份收集器(上海沪西分析仪器厂有限股份公司);Dr.Maisch 色谱柱(250 mm×10 mm,5 μm,德国迈克公 司);Sephadex LH-20(美 国 Amersham Bioscience 公司)。RP-18反相硅胶(40~63 μm,日本Daiso 公司);MCI gel CHP-20P(日本三菱化学株式会社);柱层析硅胶(200~300目)、硅胶H 和薄层层析硅胶GF254(青岛海洋化工厂);显色剂10%硫酸乙醇溶液;所用试剂均为分析纯。
实验用天名精药材于2016年10至11月采自湖南省长沙市望城区,经湖南中医药大学周小江教授鉴定为菊科植物天名精Carpesium abrotanoidesL.的干燥全草。
2 提取与分离
60 kg 天名精干燥全草切段,用8倍量70%乙醇回流提取2次,每次1 h,滤过,合并提取液,减压浓缩至无醇味,加蒸馏水混悬,用乙酸乙酯萃取,减压回收溶剂得乙酸乙酯部位浸膏2.45 kg。乙酸乙酯部位过正相硅胶柱色谱,石油醚-乙酸乙酯-甲醇梯度洗脱(70 ∶30 ∶1、70 ∶30 ∶3、70 ∶30 ∶5、70 ∶30 ∶10、70 ∶30 ∶20、70 ∶30 ∶30、70 ∶30 ∶40、70 ∶30 ∶70、甲醇),检识,合并,得10个部分(Fr.1~Fr.10)。Fr.1(371 g)经MCI柱色谱,甲 醇-水(30 ∶ 70、40 ∶ 60、50 ∶ 50、60 ∶40、70 ∶30、80 ∶20、90 ∶10、甲醇)梯度洗脱,检识,合并,得7个部分(Fr.1-1~Fr.1-7)。Fr.1-1(18.4 g)经正相硅胶柱,环己烷-乙酸乙酯(10 ∶1)等度洗脱,检识,合并,得8个部分(Fr.1-1-1~Fr.1-1-8),Fr.1-1-1经HPLC [甲醇-水(50 ∶50)]纯化得化合物8(1.3 mg)。Fr.1-1-3经HPLC [甲醇-水(30 ∶70)]纯化得化合物1(4.6 mg)。Fr.1-1-8经HPLC [甲 醇-水(35 ∶65)]纯化得化合物2(2.1 mg)。Fr.1-1-7经HPLC [甲醇-水(25 ∶ 75)]纯化得化合物7(2.8 mg)。Fr.1-2(8.1 g)经反相硅胶柱,甲醇-水(30 ∶70、40 ∶60、50 ∶50、60 ∶40、70 ∶30、80 ∶20、90 ∶10、甲醇)梯度洗脱,检识,合并,得5个部分(Fr.1-2-1~Fr.1-2-5)。Fr.1-2-4经HPLC [甲醇-水(40 ∶ 60)]纯化得化合物4(2.5 mg)、5(1.8 mg)。采用环己烷-乙酸乙酯(10 ∶1)洗脱,对Fr.1-2-2(3.5 g)进行正相硅胶柱色谱分离,检识,合并,得12个部分(Fr.1-2-2-1~Fr.1-2-2-12),Fr.1-2-2-2经HPLC [甲醇-水(30 ∶70)]纯化得化合物11(6.9 mg),Fr.1-2-2-4经HPLC [甲醇-水(40 ∶60)]分离,得化合物3(5.2 mg)、6(14.2 mg)、9(1.4 mg)、10(1.0 mg)。
3 结构鉴定
化合物1:白色粉末,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:197.117 8 [M +H]+,(计算值197.117 8),分子式C11H16O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:1.25(3H,s,H-10),1.30(3H,m,H-11),1.57(3H,s,H-12),1.82(1H,m,H-4b),1.93(1H,m,H-5b),2.01(1H,m,H-5a),2.09(1H,m,H-4a),3.65(1H,m,H-3),5.75(1H,s,H-9);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:24.6(C-10),24.9(C-11),25.2(C-12),27.5(C-4),34.7(C-5),42.7(C-2),76.9(C-3),88.9(C-6),115.9(C-9),174.4(C-8),183.0(C-1)。以上数据与文献[9]基本一致,故鉴定为(3R,6S)-3-hydroxy-2,2,6-trimethyl-7-oxabicyclo[4.3.0]-non-9-en-8-one。
化合物2:白色粉末,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:248.138 7 [M +Na]+,(计算值248.138 8),分子式C13H20O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:1.12(3H,s,H-12),1.21~1.27(1H,m,H-4b),1.31~1.35(1H,m,H-2b),1.36(3H,s,H-11),1.44(3H,s,H-13),1.90(1H,m,H-2a),2.17(1H,m,H-4a),2.28(3H,s,H-10),4.22(1H,m,H-3),5.91(1H,s,H-8);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:27.0(C-10),29.2(C-11),30.8(C-13),32.5(C-12),36.9(C-1),49.9(C-4),50.0(C-2),64.4(C-3),72.5(C-5),101.3(C-8),120.1(C-6),202.2(C-9),211.1(C-7)。以上数据与文献[10]基本一致,故鉴定为蚱蜢酮。
化合物3:淡黄色油状物,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:248.136 2 [M+Na]+,(计算值248.138 8),分子式C13H20O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:0.96(3H,s,H-11),1.18(3H,s,H-12),1.19(3H,s,H-13),1.58(1H,d,J=12.8 Hz,H-2a),1.65(1H,dd,J=9.2,14.3 Hz,H-4b),2.29(3H,s,H-10),2.30(1H,m,H-4a),3.76(1H,m,H-3),6.18(1H,d,J=15.7 Hz,H-8),7.17(1H,d,J=15.8 Hz,H-7);13CNMR(150 MHz,CD3OD)δ:20.2(C-13),25.3(C-12),27.6(C-10),29.9(C-11),36.3(C-1),41.5(C-4),47.8(C-2),64.5(C-3),68.9(C-5),70.9(C-6),133.9(C-8),145.6(C-7),200.4(C-9)。以上数据与文献[11]基本一致,故鉴定为(3S,5R,6S)-3-hydroxy-5,6-epoxy-βionone。
化合物4:无色针晶(甲醇),溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:246.121 3 [M+Na]+,(计算值246.123 2),分子式C13H18O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:1.01(3H,s,H-7),1.06(3H,s,H-8),1.89(3H,s,H-9),2.28(1H,d,J=17.4 Hz,H-6b),2.30(3H,s,H-4′),2.60(1H,d,J=17.0 Hz,H-6a),5.94(1H,s,H-2),6.43(1H,d,J=15.8 Hz,H-2′),6.99(1H,d,J=15.8 Hz,H-1′);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:19.2(C-8),23.5(C-9),24.7(C-7),27.6(C-4′),42.7(C-5),50.5(C-6),79.9(C-4),128.0(C-2),131.7(C-2′),148.4(C-1′),164.7(C-3),200.4(C-1),200.7(C-3′)。以上数据与文献[12]基本一致,故鉴定为4-hydroxy-4-(3-oxo-1-butenyl)-3,5,5-trimethylcyclohex-2-en-1-one。
化合物5:无色油状物,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:382.300 6 [M+Na]+,(计算值382.139 2),分子式C20H22O6。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:3.03(2H,dd,J=8.8,16.6 Hz,H-8,8′),3.84(6H,s,3,3′-OCH3),3.94(2H,dd,J=6.0,9.1 Hz,H-9a,9a′),4.34(2H,m,H-9b,9b′),4.87(2H,d,J=4.0 Hz,H-7,7′),6.76(2H,d,J=8.0 Hz,H-6,6′),6.80(2H,dd,J=1.7,8.1 Hz,H-5,5′),6.93(2H,d,J=1.8 Hz,H-2,2′);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:54.2(C-8,8′),54.7(3,3′-OCH3),72.2(C-9,9′),88.8(C-7,7′),110.8(C-2,2′),116.0(C-5,5′),120.2(C-6,6′),133.4(C-1,1′),147.5(C-4,4′),149.2(C-3,3′)。以 上数据与文献[13]基本一致,故鉴定为松脂素。
化合物6:黄色晶体粉末,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:193.120 4 [M-H]-,(计算值193.050 1),分子式C10H10O4。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:3.91(6H,s,2,5-OCH3),7.21(2H,s,H-3,6),9.71(2H,s,1,4-CHO);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:56.8(2,5-OCH3),108.2(C-3,6),128.7(C-1,4),149.7(C-2,5),192.8(2,5-CHO)。以上数据与文献[14]基本一致,故鉴定为1,4-dimethoxy-2,5-diformylbenzene。
化合物7:浅黄色油状物,溶于甲醇。HRESIMSm/z:206.087 5[M+Na]+,(计算值206.091 9),分子式C10H14O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:2.22(3H,s,H-7),3.26(1H,m,H-8),3.84(4H,m,H-9,10),6.60(2H,br d,J=6.3 Hz,H-2,6),6.97(1H,d,J=8.4 Hz,H-5);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:21.1(C-7),45.9(C-8),63.9(C-9,10),117.1(C-2),121.3(C-6),124.6(C-5),129.9(C-4),138.4(C-1),156.5(C-3)。以上数据与文献[15]基本一致,故鉴定为9,10-dihydroxythymol。
化合物8:淡黄色固体,溶于三氯甲烷、甲醇。HRESI-MSm/z:204.070 3 [M+Na]+,(计算值204.076 2),分子式C10H12O3。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:2.57(2H,t,J=7.7 Hz,H-8),2.81(2H,t,J=7.7 Hz,H-7),3.63(3H,s,4-OCH3),6.68(2H,d,J=8.5 Hz,H-3,5),7.01(2H,d,J=8.4 Hz,H-2,6);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:31.2(C-7),37.1(C-8),52.0(4-OCH3),116.2(C-3,5),130.2(C-2,6),132.7(C-1),156.8(C-4),175.3(C-9)。以上数据与文献[16]基本一致,故鉴定为dihydro-p-methoxy cinnamic acid。
化合物9:无色油状液体,溶于乙醇、甲醇。HRESI-MSm/z:196.060 7 [M-H]-,(计算值196.061 0),分子式 C9H11NO4。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:1.95(3H,s,4-CH3),2.61(2H,m,H-1′),2.67(2H,m,H-2′),3.66(3H,s,3′-OCH3);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:8.4(4-CH3),20.1(C-1′),32.7(C-2′),52.2(3′-OCH3),140.3(C-3),140.7(C-4),174.2(C-2),174.4(C-5),174.5(C-3′)。以上数据与文献[17]基本一致,故鉴定为methyl hematinate。
化合物10:无色结晶,溶于甲醇、乙醇、三氯甲烷。HRESI-MSm/z:135.049 0 [M-H]-,(计算值135.044 6),分子式C8H8O2。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:2.52(3H,s,4-CH3),6.82(2H,d,J=8.8 Hz,H-3,5),7.87(2H,d,J=8.8 Hz,H-2,6);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:26.2(4-CH3),116.5(C-2,6),129.8(C-4),132.2(C-3,5),164.8(C-1),199.5(-COOH)。以上数据与文献[18]基本一致,故鉴定为对甲基苯甲酸。
化合物11:黄色至淡棕色结晶粉末,溶于甲醇、乙 醇、乙酸乙酯、丙 酮。HRESI-MSm/z:123.044 5 [M+H]+,(计算值123.044 6),分子式C7H6O2。1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:6.90(2H,d,J=8.6 Hz,H-3,5),7.77(2H,d,J=8.6 Hz,H-2,6),9.75(1H,s,-CHO);13C-NMR(150 MHz,CD3OD)δ:116.9(C-3,5),130.1(C-1),133.5(C-2,6),165.6(C-4),192.8(-CHO)。以上数据与文献[19]基本一致,故鉴定为对羟基苯甲醛。
4 讨论
本实验采用硅胶柱、Sephadex LH-20凝胶柱等对天名精的乙酸乙酯部位化学成分进行研究,并从中分离得到11个化合物,均为首次从该植物分离得到。其中化合物1~4为倍半萜类,药理研究发现,这类化学成分多具有细胞毒性、抗癌、抗炎、抑菌等活性[4,20-21]。化合物5~8、10~11为芳香族化合物,其中化合物10作为抗癌药物丙卡巴肼合成的初始原料[22]。
在新药研究过程中,通过化合物活性筛选而获得具有生物活性的先导化合物是创新药物研究的基础,而从天然产物中得到先导化合物是其主要途径。近年来多位学者从天名精中分离得到倍半萜二聚体[7,23-24],并且都具有显著的抗肿瘤和细胞毒活性,这为天名精的进一步研究提供了研究方向,课题组也将进一步研究,以期发现更多具有良好生物活性的新型先导化合物。