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加州楤木地上部位化学成分研究

2021-03-06余茜

广东药科大学学报 2021年1期
关键词:柱层析层析薄层

余茜

(广东药科大学临床药学院,广东广州510006)

五加科楤木属植物加州楤木Aralia californica通用名为麋鹿三叶草,是五加科植物中唯一生长于美国加利福尼亚州和西南部的俄勒冈州的大型本土植物[1],生长于阴凉、潮湿处,当地人通常用来治疗糖尿病、肾病和一些胃病的问题[1]。楤木属植物主要分布在亚洲,少量产于北美洲。据报道,楤木属植物中主要成分为二萜、三萜、皂苷、黄酮、甾体、香豆素及多糖等[2⁃4],具有祛风除湿、利尿消肿、活血止痛的作用,用于肝炎、淋巴结肿大、糖尿病、胃痛以及跌打损伤。现代药理学研究表明,楤木属植物具有抗炎、细胞毒活性、抑制COX⁃1细胞和抗菌等活性[5⁃8],而有关加州楤木的研究未见文献报道。

本研究室前期活性筛选的结果表明,加州楤木的甲醇提取物具有较好的抗真菌活性,抑制新型隐球菌(C.neoformansATCC90113)的IC50值为2.6μg/mL。本文在抗真菌活性的指导下,首次对加州楤木的甲醇提取物的化学成分及抗真菌活性进行研究,分离并鉴定了9个化合物,其中化合物1为聚乙炔类化合物,化合物2~9为倍半萜类化合物,化合物1~9均是首次从该属植物中分离得到,活性研究结果显示化合物1对新生隐球菌具有较好的抑制活性,IC50值为9.9μg/mL。

1 仪器与材料

1H NMR、13C NMR用Bruker Advance DPX⁃400型超导核磁共振仪(德国布鲁克公司)测定,溶剂为CDCl3;柱层析填料:正相硅胶(230~400目,美国贝克公司);反相填充材料(RP⁃18,40μm,美国贝克公司);薄层层析正相硅胶为铝板F254(230~400目,美国贝克公司);反相薄层硅胶为玻璃片RP⁃18 F254S(RP⁃18 F254S,德国默克公司);显色剂为10%硫酸乙醇溶液;MH琼脂平板(青岛海博生物);药敏纸片(北京天坛生物制品所);两性霉素B(美国Sigma公司)。

加州楤木地上部位于2015年4月收集于美国加利福尼亚,经美国密西西比大学李兴从教授鉴定为五加科楤木属植物加州楤木Araliacalifornica,凭证标本存放在美国密西西比大学的国家天然产物研究中心(No.81927)。

2 提取与分离

楤木属植物加州楤木的地上部位(500 g)用甲醇在室温下浸渍提取3次,每次使用1 L的甲醇提取12 h,合并提取液,在40℃下减压浓缩成浸膏,得到甲醇提取物7.4 g(抑制新生隐球菌的IC50为2.6μg/mL)。将具有抗真菌活性的甲醇提取部位通过正相硅胶柱层析分离(170 g,5 cm×60 cm),分别用环己烷⁃三氯甲烷、三氯甲烷⁃丙酮梯度洗脱,经薄层层析色谱检测合并为10个组分(Frs.A~J)。其中组分F抑制新生隐球菌的IC50为1.3μg/mL。组分F(0.33 g)经正相硅胶柱层析分离(50 g,3 cm×40 cm),用三氯甲烷⁃丙酮梯度洗脱,经薄层层析色谱检测合并为8个组分(Frs.2A⁃2H)。组分2E(51.6 mg)通过反相硅胶柱层析(64.8 g,3 cm×60 cm)进一步纯化,用乙腈⁃水梯度洗脱,经薄层层析色谱检测得到化合物1(27.7 mg)。组分G(161.4 mg)通过正相硅胶柱层析分离(28.8 g,2 cm×60 cm),用三氯甲烷⁃丙酮梯度洗脱,经薄层层析色谱检测得到化合物2(20.6 mg)和化合物3(11.5 mg)。组分E(89.9 mg)通过正相硅胶柱层析分离(30.0 g,2 cm×60 cm),用三氯甲烷⁃丙酮梯度洗脱,经薄层层析色谱检测合并为9个组分(Frs.4A⁃4I),组分4F(24.8 mg)通过反相硅胶柱层析进一步纯化(8.0 g,1 cm×20 cm),用乙腈⁃水梯度洗脱,经薄层层析色谱检测得到化合物4(3.9 mg)、化合物5(2.8 mg)和化合物6(2.1 mg)。组分4H(15.1 mg)通过反相硅胶柱层析进一步纯化(7.5 g,1 cm×20 cm),用乙腈⁃水梯度洗脱,经薄层层析色谱检测得到化合物7(2.2 mg)。组分4I(10.6 mg)通过反相硅胶柱层析进一步纯化(7.5 g,1 cm×20 cm),用乙腈⁃水梯度洗脱,经薄层层析色谱检测得到化合物8(2.5 mg)和化合物9(2.3 mg)。

3 结构鉴定

化合物1:黄色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:5.93(1H,ddd,J=6.5,11.0,16.2 Hz,H⁃2),5.59(1H,m,H⁃10),5.51(1H,m,H⁃9),5.45(1H,m,H⁃1b),5.24(1H,dt,J=1.5,11.0 Hz,H⁃1a),5.19(1H,d,J=8.5 Hz,H⁃8),4.73(1H,brs,H⁃3),2.44(2H,m,H2⁃11),2.09(1H,brs,3⁃OH),1.90(1H,brs,8⁃OH),1.37(2H,m,H⁃12),1.27(8H,m,H⁃13,H⁃14,H⁃15,H2⁃16),0.87(3H,t,J=7.0 Hz,H⁃17);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:135.9(C⁃2),134.7(C⁃10),127.8(C⁃9),117.4(C⁃1),79.9(C⁃7),78.4(C⁃4),70.4(C⁃5),68.8(C⁃6),63.5(C⁃3),58.7(C⁃8),31.9(C⁃15),29.4(C⁃12),29.3(C⁃13),29.2(C⁃14),27.8(C⁃11),22.8(C⁃16),14.2(C⁃17)。以上数据与文献[9]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Falcarindiol。

化合物2:无色的油状物。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:4.01(1H,brs,H⁃6),2.80(1H,dd,J=9.5,14.5 Hz,H⁃3b),2.32(2H,m,H⁃1,5),2.17(1H,dt,J=9.5,9.5,14.5 Hz,H⁃3a),1.78(1H,m,H⁃9a),1.71(1H,m,H⁃11),1.57(1H,m,H⁃8a),1.52(1H,m,H⁃8b),1.51(1H,m,H⁃2a),1.50(1H,m,H⁃2b),1.42(3H,s,H⁃15),1.39(1H,m,H⁃7),1.24(8H,m,H⁃9b),1.18(3H,s,H⁃14),0.92(6H,d,J=6.8 Hz,H⁃12,13);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:76.4(C⁃10),76.0(C⁃6),74.4(C⁃4),68.1(C⁃5),53.5(C⁃1),48.2(C⁃3),38.3(C⁃7),37.3(C⁃9),32.6(C⁃11),25.7(C⁃15),23.9(C⁃2),21.9(C⁃14),21.1(C⁃12),20.2(C⁃8,13)。以上数据与文献[10]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Chrysothol。

化合物3:无色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:3.68(1H,d,J=8.3 Hz,H⁃6),3.02(1H,dd,J=2.0,6.0 Hz,H⁃1),2.88(1H,d,J=8.3 Hz,H⁃5),2.30⁃1.50(4H,m,H⁃2,3,8,9),1.87(1H,m,H⁃11),1.38(3H,s,H⁃15),1.32(3H,s,H⁃14),0.95(3H,d,J=8.5 Hz,H⁃12),0.92(3H,d,J=8.5 Hz,H⁃13);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:70.5(C⁃6),68.0(C⁃5),60.0(C⁃1,4),60.0(C⁃10),49.5(C⁃7),41.0(C⁃9),34.5(C⁃3),32.0(C⁃11),24.7(C⁃2),22.9(C⁃8),20.9(C⁃12),20.6(C⁃13),16.8(C⁃15),16.7(C⁃14)。以上数据与文献[11]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Germacrane alcohol。

化合物4:无色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:4.75(1H,s,H⁃14a),4.72(1H,s,H⁃14b),4.06(1H,dd,J=3.5,9.0 Hz,H⁃6),2.29(1H,d,J=9.0,11.5 Hz,H⁃5),2.55(1H,m,H⁃9a),2.20(1H,ddd,J=7.5,7.5,11.5 Hz,H⁃1),2.13(1H,m,H⁃9b),2.05(1H,m,H⁃3a),1.90(1H,m,H⁃11),1.87(1H,m,H⁃8a),1.86(1H,m,H⁃2a),1.79(1H,m,H⁃3b),1.71(1H,m,H⁃2b),1.58(1H,m,H⁃8b),1.31(3H,s,H⁃15),1.25(1H,dddd,J=1.5,3.5,9.0,11.5,H⁃7),1.02(3H,d,J=6.7 Hz,H⁃12),0.96(3H,d,J=6.7 Hz,H⁃13);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:152.5(C⁃10),108.1(C⁃14),80.8(C⁃4),72.6(C⁃6),59.4(C⁃5),48.5(C⁃7),42.7(C⁃1),40.0(C⁃3),35.5(C⁃9),,29.0(C⁃11),27.2(C⁃2),24.0(C⁃8,15)23.1(C⁃12),21.6(C⁃13)。以上数据与文献[12]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Teucladiol。

化合物5:无色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:4.08(1H,dd,J=5.0,7.5 Hz,H⁃6),2.32(1H,m,H⁃1),2.25(3H,m,H⁃2a,9a,9b),2.05(1H,m,H⁃5),2.01(2H,m,H⁃3a,11),1.76(1H,m,H⁃3b),1.74(1H,m,H⁃2b),1.72(1H,m,H⁃8a),1.42(1H,dd,J=5.5,12 Hz,H⁃8b),1.32(1H,ddd,J=5.0,7.5,7.5,H⁃7),1.24(3H,s,H⁃15),1.20(3H,s,H⁃14),0.97(3H,d,J=6.7 Hz,H⁃12),1.02(3H,d,J=6.7 Hz,H⁃13);13C NMR(CDCl3,100 MHz)δ:80.4(C⁃4),74.7(C⁃10),70.6(C⁃6),55.1(C⁃5),51.6(C⁃7),49.2(C⁃9),46.1(C⁃1),40.3(C⁃3),29.5(C⁃11),24.8(C⁃2),22.7(C⁃15),21.8(C⁃14),20.3(C⁃8,12),20.1(C⁃13)。以上数据与文献[12]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Teucla⁃triol。

化合物6:无色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:4.88(1H,m,H⁃14a),4.68(1H,d,J=2.1 Hz,H⁃14b),4.20(1H,d,J=4.1 Hz,H⁃6),3.68(1H,dd,J=4.5,1.7 Hz,H⁃10),2.75(1H,t,J=13.2 Hz,H⁃8a),2.10(1H,dd,J=14.1,3.3 Hz,H⁃8b),1.93⁃1.82(2H,m,H⁃9),1.82⁃1.72(1H,m,H⁃5),1.67(1H,m,H⁃11),1.65(1H,m,H⁃4),1.59⁃1.52(1H,m,H⁃3a),1.50⁃1.45(1H,m,H⁃2a),1.36⁃1.28(1H,m,H⁃3b),1.28⁃1.19(1H,m,H⁃2b),1.17(3H,s,H⁃15),0.94⁃0.90(3H,m,H⁃12),0.87⁃0.82(3H,m,H⁃13);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:149.1(C⁃7),112.9(C⁃14),78.8(C⁃6),77.6(C⁃10),55.6(C⁃5),50.3(C⁃4),49.7(C⁃1),38.1(C⁃3),30.6(C⁃15),29.8(C⁃9),29.6(C⁃11),27.0(C⁃8),24.2(C⁃2),22.7(C⁃12),17.4(C⁃13)。以上数据与文献[13]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Artabotrol。

化合物7:无色油状物。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:4.70(2H,brs,H⁃15),3.45(1H,dt,J=10.8,4.4 Hz,H⁃8),2.23(1H,ddd,J=14.2,5.7,1.9 Hz,H⁃10b),2.06⁃2.00(1H,m,H⁃10a),1.92(1H,dd,J=12.3,6.9 Hz,H⁃2a),1.80⁃1.71(1H,m,H⁃9b),1.48(1H,m,H⁃1),1.45⁃1.41(1H,m,H⁃9a),1.30⁃1.27(1H,m,H⁃5),1.18(1H,m,H⁃3),1.02(1H,dd,J=12.3,3.9 Hz,H⁃2a),0.99(6H,d,J=2.2 Hz,H⁃13,14),0.91~0.85(1H,m,H⁃6),0.75(3H,d,J=1.1 Hz,H⁃12),0.52⁃0.47(1H,m,H⁃4),13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:146.1(C⁃11),105.8(C⁃15),77.6(C⁃8),59.2(C⁃7),57.8(C⁃1),48.8(C⁃4),42.7(C⁃2),34.1(C⁃10),32.5(C⁃6),31.3(C⁃9),24.7(C⁃3),24.5(C⁃5),22.1(C⁃13),21.9(C⁃14),14.0(C⁃12)。以上数据与文献[14]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Macro⁃carp⁃11(15)⁃en⁃8⁃ol。

化合物8:白色固体。1H NMR(400 MHz,CD⁃Cl3)δ:3.40(1H,brs,OH),2.42(1H,dd,J=13.3,6.2 Hz,H⁃9a),2.06(1H,m,H⁃1),2.05⁃1.94(4H,m,H⁃2,3),1.76⁃1.54(3H,m,H⁃8b,9),1.26(1H,t,J=9.6 Hz,H⁃5),1.20(3H,s,H⁃14),1.08(3H,s,H⁃15),1.00(3H,s,H⁃13),0.98(1H,s,H⁃12),0.94(1H,m,H⁃8a),0.58(1H,m,H⁃7),0.40(1H,t,J=9.6 Hz,H⁃6);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:78.8(C⁃4),75.1(C⁃10),57.4(C⁃1),49.0(C⁃5),45.2(C⁃9),42.0(C⁃3),30.4(C⁃7),29.2(C⁃12),27.4(C⁃6),25.2(C⁃2),25.0(C⁃14),21.0(C⁃8),20.8(C⁃15),20.0(C⁃11),17.0(C⁃13)。以上数据与文献[15]报道数据基本一致,故鉴定该化合物为D⁃aromadendrane⁃4β,10α⁃diol。

化合物9:无色油状液体。1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:4.68(2H,d,J=10.7 Hz,H⁃15),2.42(1H,dd,J=13.3,6.2 Hz,H⁃9a),2.20(1H,m,H⁃1),2.05(1H,m,H⁃9b),1.96(1H,m,H⁃8a),1.77(1H,m,H⁃2b),1.68(1H,m,H⁃3b),1.50(1H,m,H⁃2a),1.42(1H,m,H⁃3a),1.22(1H,d,J=10.5 Hz,H⁃5),1.24(1H,d,J=7.8 Hz,H⁃5),1.18(3H,s,H⁃14),1.05(3H,s,H⁃13),1.04(3H,s,H⁃1,2),0.76-0.66(1H,m,H⁃7),0.51⁃0.42(1H,m,H⁃6);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:153.5(C⁃10),106.3(C⁃15),81.0(C⁃4),54.3(C⁃5),53.4(C⁃1),41.8(C⁃3),38.9(C⁃9),29.9(C⁃6),28.7(C⁃13),27.5(C⁃7),26.7(C⁃2),26.1(C⁃14),24.8(C⁃8),20.3(C⁃11),16.4(C⁃12)。以上数据与文献[15]报道的基本一致,故鉴定该化合物为Spathulenol。

4 化合物的抗真菌活性研究

采用纸片扩散法(K⁃B法)[16]评价9个化合物的抗新生隐球菌(C.neoformans ATCC 90113)活性:按照CLSI(以前NCCLS)方法,取加州楤木地上部位的甲醇提取物、柱组分A~J及化合物1~9均溶解于DMSO中,使用浸泡的方法让灭过菌6 mm的滤纸片含有一定浓度的待测化合物,在超净工作台向琼脂平板中加入0.2 mL培养基(每0.1 mL培养基中含有104CFU/mL的测试菌);然后分别将含有待测化合物的滤纸片等距放入测试菌的琼脂平板上,在35℃孵育48 h,用游标卡尺测量药敏纸片上抑菌圈的直径,参考CLSI M60标准判定结果。以两性霉素B为阳性对照药物,每个样品平行测试3次,结果见表1。可见,化合物1对新生隐球菌具有较好的抑制活性,IC50值为9.9μg/mL,其余化合物的IC50值均大于20μg/mL。

表1 加州楤木甲醇提取物、柱组分及化合物1~9的抗真菌活性Table 1 Antifungal activities of the methanol extract,column fraction and compound 1-9 from A.Cali fornic a

5 讨论

从加州楤木(A.californica)地上部位的甲醇提取物中分离鉴定了9个化合物,其中化合物1为聚乙炔类化合物,化合物2~9为倍半萜类化合物,化合物1~9均是首次从该属植物中分离得到。对分离到的9个化合物进行抗真菌活性研究,其中聚乙炔类化合物1对新生隐球菌具有较好的抑制活性,IC50值为9.9μg/mL。加州楤木的甲醇提取物及粗分的柱组分F都表现出强于化合物1的抑制新生隐球菌的活性,提示该植物中可能还含有更强抑制新型隐球菌的微量化合物,有待后续进一步研究。本研究丰富了楤木属植物的化学成分进行了补充,丰富了该属植物的化学成分类型和抗真菌活性物质基础,为后期加州楤木在抗真菌活性物质方面的研究与开发提供了参考。

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