灰毡毛忍冬皂苷乙的化学结构和波谱特征

2020-04-01张海艳韩红园王志尧赵天增

河南科学 2020年1期

张海艳，陈玲，韩红园，王志尧，陈欣，赵天增

（河南省科学院天然产物重点实验室，郑州 450002）

忍冬属（Lonicera Linn）是被子植物门忍冬科（Caprifoliaceae）下的一个属，常绿或者落叶直立灌木或矮灌木（极少物种是小乔木状和缠绕藤本）；分布北美洲、欧洲、亚洲和非洲北部的温带和亚热带地区. 我国有98种，广布于中国各省区. 属内有不少药用植物和有观赏价值的绿化植物；据调查，本属植物的花蕾作为中药材商品的约共有18种［1］. 忍冬属植物的主要成分为有机酸类、黄酮类、环烯醚萜苷类、三萜及三萜皂苷类、挥发油类等［2-6］，其中皂苷类化合物是一类化学结构新颖、立体构型复杂、具有保肝、抗炎、抗肿瘤及免疫调节等多种生物活性的化合物［7-9］.

灰毡毛忍冬皂苷乙［Macranthoidin B，3-O-β-D-吡喃葡萄糖（1→4）-β-D-吡喃葡萄糖（1→3）-α-L-吡喃鼠李糖（1→2）-α-L-吡喃阿拉伯糖基-28-O-β-D-吡喃葡萄糖（1→6）-β-D-吡喃葡萄糖基-常春藤皂苷］结构式见图1，是忍冬属植物中重要的一种齐墩果烷类皂苷化合物［10-11］，含有6个糖基，结构和图谱非常复杂.其归属详细解析过程和数据未见报道，糖单元1HNMR数据很不充分且存在错误，文献中结构式也经常出现错误. 本文对其1H和13C NMR［12-13］图谱进行了测定，纠正了文献结构式错误，补充和纠正了1HNMR数据，明确区分该化合物19个羟基的归属，通过DEPT和1H-1H COSY、HSQC、HMBC等2D NMR［13-17］技术对该化合物所有的1H和13C NMR信号进行了全归属和详细解析.

图1 灰毡毛忍冬皂苷乙的结构式Fig.1 Structure of Macranthoidin B

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. 使用5 mm NMR 探头，NMR 实验在室温下进行.1H NMR 的谱宽为8000 Hz，数据点为32 000，弛豫延迟为1 s.13C NMR的谱宽为25 000 Hz，数据点为32 000，弛豫延迟为2 s. 二维谱均采用正检测探头.

2 结果与讨论

灰毡毛忍冬皂苷乙［3-O-β-D-吡喃葡萄糖（1→4）-β-D-吡喃葡萄糖（1→3）-α-L-吡喃鼠李糖（1→2）-α-L-吡喃阿拉伯糖基-28-O-β-D-吡喃葡萄糖（1→6）-β-D-吡喃葡萄糖基-常春藤皂苷］的分子式为C65H106O32，其13C NMR 显示63 条碳峰，其中δC76.69、103.14 各为2 条碳峰重叠，因此，该化合物含有65 个碳.DEPT显示，7个伯碳：δC12.94、15.52、16.60、17.66、23.30、25.41、32.65（包含6个常春藤苷元甲基脂肪碳和1个糖基甲基碳信号）；16 个仲碳：δC16.97、22.38、22.84、25.31、27.13、31.53、31.69、33.12、38.15、45.43、60.15、60.84、60.90、62.25、64.88、67.64；34 个叔碳：δC40.59、46.04、47.02、67.72、68.09、69.12、69.22、69.81、69.90、70.72、72.14、73.02、73.15、73.36、73.58、73.87、74.46、74.60、76.35、76.37、76.52、76.61、76.69×2、79.34、80.17、81.74、93.91、99.77、102.89、103.14×2、104.36、121.57（其中，δC90～105 区间显示6 个取代糖基的端位碳信号，δC121.57 为苷元双键叔碳信号）；8 个季碳：δC30.18、35.82、38.80、41.21、42.16、45.84、143.40、175.12［其中，δC143.40为苷元双键季碳信号，δC175.12为苷元羰基季碳（C-28）信号］.

灰毡毛忍冬皂苷乙的1H NMR显示106个氢，其中，除了明显的单峰、双峰、三重峰、dd四重峰外，大多数显示重叠的多重峰，为了便于解析，将多重峰分解成下面21组：0.81～0.85（1H，m，取值0.83）、0.91～0.99（1H，m，取值0.95）、1.06～1.12（1H，m，取值1.09）、1.12～1.22（4H，m，取值1.18）、1.27～1.40（2H，m，取值1.36）、1.42～1.54（5H，m，取值1.48）、1.54～1.64（3H，m，取值1.60）、1.65～1.74（2H，m，取值1.71）、1.75～1.85（2H，m，取值1.80）、1.86～2.01（1H，m，取值1.95）、2.91～3.02（2H，m，取值2.97）、3.01～3.06（2H，m，取值3.04）、3.06～3.16（4H，m，取值3.10）、3.16～3.24（4H，m，取值3.20）、3.27～3.37（7H，m，取值3.33）、3.38～3.46（2H，m，取值3.41）、3.46～3.54（3H，m，取值3.50）、3.55～3.76（9H，m，取值3.65）、3.77～3.84（1H，m，取值3.80）、3.89～3.95（2H，m，取值3.93）、4.55～4.62（3H，m，取值4.59）. 经解析得到，上述21组包含61个氢.

其他单峰、双峰、二重峰、三重峰、dd四重峰包含45个氢. 其中，δH0.57（3H，s）、0.68（3H，s）、0.87（3×3H，s）、1.09（3H，s）为常春藤皂苷元上的6个甲基质子信号；δH1.10（3H，d，J=6.4 Hz）为鼠李糖基的甲基质子信号；δH4.20（1H，d，J=7.6 Hz）、4.26（1H，d，J=8.0 Hz）、4.32（1H，d，J=5.2 Hz）、4.39（1H，d，J=7.6 Hz）、5.12（1H，brs）、5.23（1H，d，J=7.6 Hz）为6 个取代糖基的端位质子信号；δH2.74（1H，dd，J=3.2，13.2 Hz）归属H-18，δH5.17（1H，t，J=4.0 Hz）归属H-12；δH4.42（1H，t，J=6.0 Hz）归属OH-23；δH4.42（1H，d，J=6.0 Hz）、4.43（1H，d，J=5.6 Hz）、4.49（1H，d，J=4.4 Hz）、4.65（1H，d，J=4.4 Hz）、4.69（1H，d，J=6.4 Hz）、4.78（1H，d，J=4.8 Hz）、4.87（1H，d，J=4.0 Hz）、4.89（1H，d，J=4.4 Hz）、4.99（1H，d，J=5.2 Hz）、5.02（1H，d，J=5.2 Hz）、5.03（1H，d，J=4.8 Hz）、5.08（1H，d，J=4.0 Hz）、5.18（1H，d，J=6.0 Hz）、5.23（1H，d，J=5.2 Hz）、5.41（1H，d，J=3.6 Hz）为6个糖上的15个羟基氢（其中，OH-3‴、6‴、4‴″的化学位移难以区分）.

根据氢化学位移规律和偶合分裂情况，δH4.32（1H，d，J=5.2 Hz）归属阿拉伯糖H-1′. HMBC指出，δC79.34（叔碳）与δH0.57（3H，s）、4.32相关，表明δH0.57归属H-24，δC79.34归属C-3，苷元C-3与阿拉伯糖（3-O-1′）相连.1H-1H COSY显示δH4.32（H-1′）与3.50（3H，m）相关，表明δH3.50（其中1个氢）归属H-2′. HSQC指出，δC79.34、73.87、73.02均与δH3.50相关，参考文献［16］，δC73.87归属C-2′.

根据氢化学位移规律和偶合分裂情况，δH5.12（1H，brs）归属鼠李糖H-1″. HMBC指出，δC73.87（C-2′）与δH5.12（H-1‴）相关，表明鼠李糖与阿拉伯糖（1″-O-2′）相连.

根据氢化学位移规律和偶合分裂情况，δH4.20（1H，d，J=7.6 Hz）、4.26（1H，d，J=8.0 Hz）、4.39（1H，d，J=7.6 Hz）、5.23（1H，d，J=7.6 Hz）归属4个葡萄糖端基质子，阿拉伯糖H-1′.

根据氢化学位移规律和偶合分裂情况，δH4.20（1H，d，J=7.6 Hz）、4.26（1H，d，J=8.0 Hz）、4.39（1H，d，J=7.6 Hz）、5.23（1H，d，J=7.6 Hz）归属4个葡萄糖端基质子. HMBC 指出，δC81.74 与δH5.12（H-1″）、4.39相关，表明鼠李糖与1个葡萄糖相连，δH4.39 归属H-1‴.1H-1H COSY显示δH5.12（H-1″）与3.93（2H，m）相关，δH1.10（H-6″）与3.80（1H，m）相关，表明δH3.93（其中1个氢）归属H-2″，δH3.80归属H-5″. 与H-1″产生HMBC相关的碳可以是C-2″、C-3″、C-5″，δC81.74与δH3.65（9H，m）HSQC相关，而不与δH3.93、3.80 HSQC相关，表明δC81.74归属C-2″，进一步证明1个葡萄糖与鼠李糖（1‴-O-3″）相连.

HMBC 指出，δC175.12（C-28）与δH5.23 相关，参考文献［16］，δH5.23 归属H-1‴″，表明苷元与1 个葡萄糖（28-O-1‴″）相连.

根据碳化学位移规律，δC67.64（仲碳）归属C-6‴″. HSQC 指出，δC67.64 与δH3.65（9H，m）、3.93（2H，m）相关，表明δH3.65（其中1 个氢）、3.93（其中1 个氢）分别归属H-6‴″a、C-6‴″b. HMBC 指出，δC67.64（C-6‴″）与δH4.20相关，参考文献［16］，δH4.20归属H-1‴″，表明28位的2个葡萄糖（1‴‴-O-6‴″）相连.

在4个葡萄糖中，由于δH4.39、5.23、4.20分别归属H-1‴、H-1‴″、H-1‴‴，因此δH4.26（1H，d，J=8.0 Hz）归属H-1″″. 由于δC81.74（C-3″）化学位移在较低场出现是配糖效应引起，已有明确归属，因此，δC80.17也应是配糖效应引起，可能归属C-4‴. HMBC指出，δC80.17与δH4.26（H-1″″）相关，而不与δH4.39（H-1‴）相关，进一步证明δC80.17归属C-4‴，表明与鼠李糖相连的两个葡萄糖之间（1″″-O-4‴）相连.

苷元和6个糖的其他1H NMR、13C NMR数据可根据上述数据通过1D及2D NMR技术推得. 值得指出的是，由于使用了DMSO-d6溶剂，所有羟基（除了OH-3‴、6‴、4‴″）信号得到了精确归属.

灰毡毛忍冬皂苷乙的NMR数据的详细解析数据见表1.