云黄连根化学成分的研究
2021-03-29余成华杨秋雄朱春艳徐俊驹段熊仙赵从琪李光达梁艳丽
余成华 杨秋雄 朱春艳徐俊驹段熊仙赵从琪李光达梁艳丽*
(1.云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心,云南 昆明650201; 2.云南农业大学,云南省药用植物生物学重点实验室,云南 昆明650201; 3.云南农业大学农学与生物技术学院,云南 昆明650201)
云黄连Coptis teetaWall.又称云连,属毛茛科黄连属多年生的草本植物,主要分布于云南西北部的高黎贡山脉[1],苛刻的生长环境使得云黄连分布有限,而过度的采挖导致云黄连野生资源极度匮乏,栽培范围也十分有限。在2015年版《中国药典》 中将入药的黄连
归分为3 类,分别为毛茛科植物云黄连Coptis teetaWall.、中国黄连Coptis chinensis Franch 和三角叶黄连Coptis deltoideaC.Y.Cheng et Hsiao 的干燥根茎。黄连味苦、性寒、无毒。有清热燥湿、泻火解毒、清胃、舒肝、降压、解毒等作用[2]。黄连中的主要药效成分为黄连碱、小檗碱、药根碱、巴马汀、表小檗碱、秋葵碱等[3]。前人的研究表明,3个黄连品种中都含有这6种成分,在相同的生长年份[4⁃6],总生物碱中,以中国黄连的生物碱含量最高,但小檗碱作为黄连总生物碱中最有效的成分[7],以云黄连中小檗碱的成分含量最高。为了进一步开发利用云黄连的生物资源,保护黄连的生物多样性,阐明其药效物质基础,本研究采用多种色谱分离方法结合现代波谱分析技术,通过对云黄连根茎进行提取,对乙酸乙酯萃取部分分离鉴定了14个化合物,其中化合物1~4为首次从该植物中分离得到。
1 材料
中药高速粉碎机(浙江永历制药机械有限公司);循环水真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司);电子万用炉(北京市永光明电子仪器有限责任公司);旋转蒸发仪(东京理化仪器有限公司);APIQstarPulsaLC/TOF 质谱仪、AVANCE Ⅲ⁃600 MHz、AVANCEⅢ⁃800 MHz 超导核磁共振仪(德国Bruker 公司);柱层析用RP⁃18(德国Merck 公司);SephadexLH⁃20(瑞 典Amersham Pharmacia Biotech 公司);柱层析硅胶(200~300 目)、GF254薄层层析硅胶、硅胶G 薄层板(青岛海洋化工厂);梅特勒·托利多NewClassicMS 半微量型电子天平(瑞士梅特勒·托利多公司)。
植物样品于2017年采自新云南省怒江州福贡县,经云南农业大学梁艳丽教授鉴定为毛茛科黄连属云黄连Coptis teetaWall.的干燥块根。
2 提取与分离
云黄连的干燥茎根12 kg 经粉碎机粉碎为颗粒状,直径为(0.5~1 cm),将粉碎后的云黄连颗粒装入渗漉桶中用甲醇浸泡(浸泡时间10 h);从渗漉桶中放出滤液,反复浸泡(浸液的甲醇量为原药材的8~10 倍体积)至滤液无色,将滤液用旋转蒸发仪回收甲醇至无醇味,共得浸膏4 080 g。将浸膏溶于5%HCl 溶液中,搅拌均匀后静置,加入乙酸乙酯萃取,减压蒸馏回收,得到非生物碱部分3 650 g;再将回收后浸膏用5% NaOH 溶液调至pH 9,后加入乙酸乙酯萃取,搅拌均匀后静置分层,取上清液回收至无乙酸乙酯味,获得生物碱部分共830 g。分别将生物碱和非生物碱用硅胶拌样后放干装入硅胶柱中,利用柱层析来进行分离。
初次分离生物碱部分氯仿⁃甲醇(100∶1、50∶1、20∶1、10∶1、9∶1、8∶1、5∶1)为有机溶剂进行洗脱得到9个部分HL1⁃HL9。HL2 经正向硅胶柱氯仿⁃甲醇(20∶1、15∶1、10∶1、9∶1、8∶2、7∶3、1∶1)梯度洗脱,得到8个部分(HL2.1~HL2.8),HL2.2 再经正向硅胶柱氯仿⁃乙酸乙酯(10∶1、9∶1、8∶2、6∶4)梯度洗脱,得到4个部分(HL2.2.1~HL2.2.4),将HL2.2.3经薄层硅胶板氯仿⁃乙酸乙酯(8∶2、7∶3)洗脱,得到 2个部分 HL2.2.3.1 和 HL2.2.3.2,将HL2.2.3.2 经薄层硅胶板氯仿⁃乙酸乙酯(7∶3)洗脱2 次最后得化合物5(15.6 mg)。HL3 经正向硅胶柱氯仿⁃甲醇(20∶1、15∶1、10∶1、9∶1、8∶2、7∶3、1∶1)梯度洗脱,得到4个部分(HL3.1~HL3.4);HL3.3 经过氯仿⁃乙酸乙酯(20∶1、15∶1、10∶1、9.5∶0.5、9∶1、8∶2、7∶ 3)梯度洗脱 得化合物14(321 mg)、12(506 mg)、13(102 mg)、11(11.2 mg)、10(46 mg)、9(13.6 mg)、8(9.2 mg)。
非生物碱部分用石油醚⁃丙酮(100∶0、100∶1、50∶1、20∶1、10∶1、9∶1、8∶2、7∶3)有机溶剂梯度洗脱得到10个部分(FY1~FY10),FY5经柱层析色谱石油醚⁃丙酮(20∶1~7∶3)梯度洗脱得到FY5.1~5.5,FY5.1 再经薄层色谱石油醚⁃丙酮(9∶1)2 次洗脱纯化得化合物1(21 mg)、2(10.2 mg)。FY5.4 经薄层色谱板石油醚⁃乙酸乙酯(9∶1)2 次洗脱纯化得化合物3(9.5 mg)。FY6 经柱层析色谱石油醚⁃乙酸乙酯(20∶1~7∶3)梯度洗脱得到FY6.1~FY6.6,FY6.2 经半制备HPLC 得化合物4(1.2 mg)。FY7 经柱层析色谱氯仿⁃乙酸乙酯(20∶1~6∶4)梯度洗脱得FY7.1~FY7.5,FY7.2 用半制备 HPLC 得化合物7(14.5 mg)。FY7.5 柱 层析色谱氯仿⁃乙酸乙酯(10∶1~6∶4)洗脱得到FY7.5.2,FY7.5.2 经薄层色谱氯仿⁃乙酸乙酯(10∶1)洗脱纯化2 次得化合物6(4.5 mg)。
3 结构鉴定
化合物1:无色粉末(丙酮),HR⁃ESI⁃MSm/z:183.150 5[M+H]+,分子式C9H10O4。1H⁃NMR(CD3OD,600 MHz)δ:6.31(1H,s,H⁃3)6.13(1H,s,H⁃3),3.88(3H,s,⁃OCH3),2.43(3H,s,⁃CH3);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:105.4(s,C⁃1),164.5(s,C⁃2),101.8(d,C⁃3),166.2(s,C⁃4),112.7(d,C⁃5),144.4(s,C⁃6),173.4(s,C⁃7),52.0(q,⁃OCH3),24.2(q,⁃CH3)。以上数据与文献[8]对照基本一致,故鉴定为methyl orsellinate。
化合物2:白色结晶(丙酮),HR⁃ESI⁃MSm/z:193.113 2[M+H]+,分子式C10H8O4。1H⁃NMR(CD3OD,600 MHz)δ:7.77(1H,d,J=9.2,H⁃4),6.86(1H,s,H⁃5),6.52(1H,s,H⁃8),5.94(1H,d,J=9.2,H⁃3),3.82(3H,s,6⁃OCH3);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:165.7(C⁃2),107.2(C⁃3),146.8(s,C⁃4),108.1(s,C⁃5),150.4(C⁃6⁃OCH3),163.2(C⁃7),104.7(s,C⁃8),109(C⁃4a),153.7(C⁃8a),56.2(⁃OCH3)。以上数据与文献[9]对照基本一 致,故鉴定为7⁃hydroxy⁃6⁃methoxy⁃2H⁃1⁃benzopyran⁃2⁃one。
化合物3:白色针晶(甲醇),HR⁃ESI⁃MSm/z:413.231 1[M+H]+,分子式C29H48O。1H⁃NMR(CD3OD,600 MHz)δ:5.70(1H,s,H⁃4),1.21(3H,s,18⁃CH3),0.94(3H,d,J=6.4 Hz,26⁃CH3),0.89(3H,t,29⁃CH3),0.83(3H,d,J=8.2 Hz,29⁃CH3),0.81(3H,d,21⁃CH3),0.71(3H,s,19⁃CH3);13C⁃NMR(150 MHz,CD3OD)δ:37.4(C⁃1),35.0(C⁃2),202.4(C⁃3),124.1(C⁃4),175.4(C⁃5),29.3(C⁃6),33.4(C⁃7),36.9(C⁃8),55.4(C⁃9),34.0(C⁃10),22.1(C⁃11),41.0(C⁃12),43.6(C⁃13),57.3(C⁃14),25.2(C⁃15),28.1(C⁃16),57.4(C⁃17),12.4(C⁃18),17.7(C⁃19),19,4(C⁃21),27.2(C⁃23),47.3(C⁃24),30.3(C⁃25),20.2(C⁃26),19.3(C⁃27),24.2(C⁃28),12.4(C⁃29)。以上数据与文献[10]对照基本一致,故鉴定为豆甾⁃4⁃烯⁃3⁃酮。
化合物4:淡黄色油状物(丙酮),HR⁃ESI⁃MSm/z:209.112 1[M+H]+,分子式C11H12O。1H⁃NMR(CDCl3,600 MHz)δ:7.60(1H,d,J=16 Hz,H⁃7),7.15(1H,d,J=1.6 Hz,H⁃8),7.09(1H,t,H⁃1),7.04(1H,t,H⁃2),6.77(1H,d,J= 8 Hz,H⁃5),3.87(3H,s,⁃OCH3),3.75(3H,s,⁃CH3);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:127.0(C⁃1),112.4(C⁃2),149.7(C⁃3⁃OH),147.0(C⁃4),116.7(C⁃5),123.5(C⁃6),111.6(C⁃8),169.8(C⁃9),56.8(⁃OCH3)。以上数据与文献[11]对照基本一致,故鉴定为阿魏酸甲酯。
化合物5:白色结晶(甲醇),碘化铋钾反应性,HR⁃ESI⁃MSm/z:340.051 1[M+H]+,分子式C19H17NO5。1H⁃NMR(CH3OD,600 MHz)δ:8.16(1H,d,J=5.8 Hz,H⁃3),7.56(1H,s,H⁃8),7.52(1H,d,J=5.8 Hz,H⁃4),7.17(1H,s,H⁃5),6.52(1H,d,J=8.6 Hz,H⁃6),6.32(1H,d,J=8.6 Hz,H⁃5),4.40(2H,s,H⁃9),3.79(3H,s,H⁃OCH3),3.74(3H,s,H⁃OCH3);13C⁃NMR(CH3OD,150 MHz)δ:160.2(s,C⁃1),140.6(d,C⁃3),121.0(d,C⁃4),103.0(d,C⁃5),152.7(s,C⁃6),150.4(s,C⁃7),103.9(d,C⁃8),35.5(t,C⁃a),134.7(s,C⁃1′),149.2(s,C⁃2′),137.0(s,C⁃3′),153.1(s,C⁃4′),104.5(d,C⁃5′),120.3(d,C⁃6′),125.0(d,C⁃4a),120.4(s,C⁃8a),56.3(q,⁃OCH3),61.1(q,⁃OCH3),103.4(t,⁃O⁃C⁃O⁃)。以上数据与文献[12]对照基本一致,故鉴定为berbithine。
化合物6:黄色结晶(氯仿),HR⁃ESI⁃MSm/z:299.150 3[M+H]+,分子 式C17H14O。1H⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:12.5(1H,s,5⁃OH),9.70(1H,s,7⁃OH),9.50(1H,s,3⁃OH),8.15(2H,d,J=8.0 Hz,H⁃2),7.45~7.66(3H,m,H⁃3);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:145.5(C⁃2),136.8(C⁃3),176.0(C⁃4),155.3(C⁃5),106.4(C⁃6),159.5(C⁃7),103.2(C⁃8),151.5(C⁃9),101.6(C⁃10),131.0(C⁃1a),128.5(C⁃2a,6a),127.5(C⁃3a,5a),129.8(C⁃4a)。以上数据与文献[13]对照基本一致,故鉴定为3,5,7⁃三羟基⁃6,8⁃二甲基黄酮。
化合物7:浅黄色油状液体(丙酮),HR⁃ESI⁃MSm/z:155.122 0[M+H]+,分子式C8H10O3。1H⁃NMR(CDCl3,600 MHz)δ:7.45(1H,d,J=7.6 Hz,H⁃5),7.30(1H,d,J=2.0 Hz,H⁃2),6.82(1H,dd,J=8.0 Hz,H⁃6),4.15(2H,t,J=7.1 Hz,H⁃8),3.14(2H,t,J=7.5 Hz,H⁃7);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:132.6(C⁃1),118.5(C⁃2),147.6(C⁃3),146.7(C⁃4),117.5(C⁃5),121.5(C⁃6),40.7(C⁃7),65.4(C⁃8)。以上数据与文献[14]对照基本一致,故鉴定为3,4⁃二羟基苯乙醇。
化合物8:黄色粉末(甲醇),HR⁃ESI⁃MSm/z:352.131 4[M+H]+,分子式C20H17NO5。1H⁃NMR(CD3OD,150 MHz)谱中可见5个芳香氢质子信号δ:7.44(1H,d,J=8.82 Hz,H⁃4),7.21(1H,d,H⁃1),6.0(2H,t,O⁃CH2⁃O),4.29(2H,t,H⁃5),3.95(3H,d,J=7.44 Hz,9⁃OCH3),3.87(3H,s,10⁃OCH3);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:104.7(C⁃1),147.3(C⁃2),148.4(C⁃3),107.9(C⁃4),28.6(C⁃5),39.4(C⁃6),160.2(C⁃8),151.4(C⁃9),149.5(C⁃10),118.9(C⁃11),122.3(C⁃12),101.2(C⁃13),135.6(C⁃14),101.3(C⁃15),119.4(C⁃4a),132.3(C⁃8a),130.0(C⁃12a),123.7(C⁃14a),56.8(C⁃9⁃OCH3),61.6(C⁃10⁃OCH3)。以上数据与文献[15]对照基本一致,故鉴定为8⁃oxyberberine。
化合物9:橙红色针晶(甲醇),碘化铋钾反应阳性,HR⁃ESI⁃MSm/z:339.320 3[M+H]+,分子式C20H20NO4。1H⁃NMR(CDCl3,600 MHz)δ:9.74(1H,s,H⁃8),8.76(1H,H⁃13),8.12(1H,d,H⁃12),8.04(1H,d,H⁃11),7.65(1H,s,H⁃4),6.85(1H,s,H⁃1),4.92(2H,t,H⁃6),4.20(3H,s,⁃OCH3),4.15(3H,s,⁃OCH3),4.05(3H,s,⁃OCH3),3.25(2H,m,H⁃5);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:107.8(C⁃1),150.3(C⁃2),149.5(C⁃3),110.3(C⁃4),25.2(C⁃5),54.8(C⁃6),144.5(C⁃8),148.9(C⁃9),147.5(C⁃10),122.6(C⁃11),125.8(C⁃12),119.3(C⁃13),119.0(C⁃1a),130.2(C⁃4a),120.8(C⁃8a),135.2(C⁃12a),140.9(C⁃13a),54.6(⁃OCH3),55.8(⁃OCH3),60.7(⁃OCH3)。以上数据与文献[16]对照基本一致,故鉴定为药根碱。
化合物10:黄色针晶(甲醇),碘化铋钾反应阳性,HR⁃ESI⁃MSm/z:369.42[M+H]+,分子式C21H22NO4。1H⁃NMR(CDCl3,600 MHz)δ:9.70(1H,s,H⁃8),8.85(1H,s,H⁃13),8.17(1H,d,H⁃12),8.07(1H,d,H⁃12),7.64(1H,s,H⁃4),7.04(1H,s,H⁃1),4.95(2H,t,H⁃6),4.25(3H,s,⁃OCH3),4.15(3H,s,⁃OCH3),3.95(3H,s,⁃OCH3),3.92(3H,s,⁃OCH3),3.20(2H,t,H⁃5);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:108.4(C⁃1),152.5(C⁃2),150.1(C⁃3),110.5(C⁃4),27.0(C⁃5),60.8(C⁃6),145.5(C⁃8)149.2(C⁃9),143.5(C⁃10),119.7(C⁃11),122.7(C⁃12),126.5(C⁃13),138.5(C⁃14),128.5(C⁃4a),119.4(C⁃8a),133.5(C⁃12a),122.3(C⁃14a),54.9(C⁃2⁃OCH3),55.4(C⁃3⁃OCH3),55.7(C⁃9⁃OCH3),55.9(C⁃10⁃OCH3)。以上数据与文献[17]对照基本一致,故鉴定为巴马汀。
化合物11:黄色针晶(甲醇),碘化铋钾反应阳性,HR⁃ESI⁃MSm/z:337.110 2[M+H]+,分子式C20H18NO4。1H⁃NMR(CDCl3,600 MHz)δ:9.75(1H,s,H⁃8),8.70(1H,sH⁃13),8.15(1H,d,H⁃12),8.04(1H,d,H⁃11),7.25(1H,s,H⁃4),6.70(1H,s,H⁃1),6.20(2H,s,O⁃CH2⁃O),4.90(2H,t,H⁃6),4.51(3H,s,⁃OCH3),4.11(3H,s,⁃OCH3),3.30(2H,m,H⁃5);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:104.5(C⁃1),147.3(C⁃2),149.7(C⁃3),107.5(C⁃4),25.7C⁃5),54.7(C⁃6),144.7(C⁃8),143.5(C⁃9),149.2(C⁃10),122.5(C⁃11),125.5(C⁃12),119.6(C⁃13),119.45(C⁃1a),129.5(C⁃4a),120.8(C⁃8a),132.5(C⁃12a),136.7(C⁃13a),55.9(⁃OCH3),60.7(⁃OCH3),101.4(O⁃CH2⁃O)。以上数据与文献[18]对照基本一致,故鉴定为表小檗碱。
化合物12:黄色微晶体(甲醇),HR⁃ESI⁃MSm/z:353.141 3[M+H]+,分子式C21H22NO4。1H⁃NMR(CD3OD,600 MHz)δ:9.76(1H,s,H⁃8),8.70(1H,s,H⁃13),8.12(1H,d,J=9.1 Hz,H⁃12),7.66(1H,s,H⁃1),6.96(1H,sH⁃4),6.10(2H,s,⁃OCH2O⁃),4.92(2H,t,J=6.2 Hz,H⁃6)4.20(3H,s,10⁃OCH3),4.10(3H,s,9⁃OCH3);3.24(2H,t,J=6.2 Hz,H⁃5);13C⁃NMR(CD3OD,150 MHz)δ:106.6(C⁃1),150.0(C⁃2),152.0(C⁃3),109.4(C⁃4),28.2(C⁃5),7.6(C⁃6),146.4(C⁃8),146.4(C⁃9),152.2(C⁃10),128.1(C⁃11),124.5(C⁃12),121.5(C⁃13),131.9(C⁃4a),123.4(C⁃8a),135.2(C⁃12a),139.7(C⁃13a),121.9(C⁃13b),62.5(C⁃9⁃OCH3),57.6(C⁃10⁃OCH3),103.7(⁃OCH2O⁃)。以上数据与文献[19]对照基本一致,故鉴定为小檗碱。
化合物13:黄色结晶(甲醇),HR⁃ESI⁃MSm/z:337.281 4[M+H]+,分子式C19H14NO5。1H⁃NMR(CH3OD,600 MHz)δ:8.50(1H,d,J=5.6 Hz,H⁃6),7.65(1H,d,J=5.6 Hz,H⁃5),7.35(1H,s,H⁃1),7.20(1H,d,J=9.0 Hz,H⁃12),7.09(1H,s,H⁃4),6.42(1H,d,J=9.0 Hz,H⁃11),6.11(2H,s,H⁃OCH2O),3.90(3H,s,H⁃9⁃OCH3),3.87(3H,s,H⁃10⁃OCH3);13C⁃NMR(CH3OD,150 MHz)δ:102.2(d,C⁃1),149.0(s,C⁃2),151.6(s,C⁃3),103.1(d,C⁃4),121.9(d,C⁃5),139.9(d,C⁃6),158.8(s,C⁃8),136.9(s,C⁃9),159.2(s,C⁃10),103.8(d,C⁃11),130.1(d,C⁃12),197.9(C⁃13),153.2(s,C⁃14),136.0(s,C⁃4a),114.8(s,C⁃12a),123.3(s,C⁃14a),61.1(q,C⁃9⁃OCH3),55.8(q,C⁃10⁃OCH3),102.0(t,C⁃OCH2O)。以上数据与文献[20]对照基本一致,故鉴定为coptisonine。
化合物14:黄色结晶(甲醇),HR⁃ESI⁃MSm/z:321.211 0[M+H]+,分子式C19H14NO4。1H⁃NMR(CH3OD,600 MHz)δ:9.69(1H,s,H⁃8),8.72(1H,s,H⁃13),7.84(1H,d,J=7.8 Hz,H⁃11),7.78(1H,d,J=7.8 Hz,H⁃12),7.62(1H,s,H⁃1),6.84(1H,s,H⁃4),6.45(2H,s,⁃OCH2O⁃),6.22(2H,s,⁃OCH2O⁃),4.87(2H,m,H⁃6),3.23(2H,m,H⁃5);13C⁃NMR(CH3OD,150 MHz)δ:105.2(d,C⁃1),148.0(s,C⁃2),149.1(s,C⁃3),107.6(d,C⁃4),27.5(t,C⁃5),55.8(t,C⁃6),144.8(d,C⁃8),143.9(s,C⁃9),151.4(s,C⁃10),120.1(d,C⁃11),122.6(d,C⁃12),120.7(d,C⁃13),131.5(s,C⁃4a),112.4(s,C⁃8a),132.4(s,C⁃12a),137.6(s,C⁃13a),121.8(s,C⁃13b),102.1(t,C⁃OCH2O),104.5(t,C⁃OCH2O)。以上数据与文献[21]对照基本一致,故鉴定为黄连碱。
4 讨论
本实验通过对云黄连根茎进行化学成分的分离鉴定,共得到14个化合物。其中生物碱类8个、酯类3个,还有甾醇、黄酮和醇类各一个。化合物5、12属于异喹啉生物碱[22],在抗炎症、镇痛、抗菌、抗肿瘤等方面起重要作用。化合物7又称羟基酪醇,属于多酚类,具有用于心血管药物的合成,有防癌抗癌作用,也可作为抗氧剂[23]。化合物2又名为东莨菪内酯,属于香豆素类,其具有抗神经退行性疾病、降血糖、降血压、抗肿瘤、抗真菌、消炎等药理作用[24]。化合物3属于甾醇类,可用于生产农业上的害虫杀虫剂。本研究丰富了云黄连化学成分的种类,以期为云黄连的药用价值的开发提供参考。