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楤木叶中黄酮类化合物的分离和鉴定

2022-09-13黎冠兰王知斌吴林武常耀丹孙延平杨炳友匡海学黑龙江中医药大学教育部北药基础与应用研究重点实验室哈尔滨150040

中南药学 2022年8期
关键词:木叶粉末葡萄糖

黎冠兰,王知斌,吴林武,常耀丹,孙延平,杨炳友,匡海学(黑龙江中医药大学教育部北药基础与应用研究重点实验室,哈尔滨 150040)

楤木[Aralia elata(Miq.)Seem.]为五加科楤木属植物,叶为羽状复叶,小叶片较小[1]。楤木的药用价值始载于《千金方》:“又方截取檐头尖少许,烧灰,水和服,当作孔出脓血取愈”。现代药理学研究表明其具有“适应原”样,有保肝、抗癌等多种作用,具有十分广阔的开发前景[2]。但迄今为止对楤木的化学成分研究主要集中在皂苷类[3-4],对黄酮类化学成分的研究较少,因此为进一步阐明楤木叶的化学成分,充分利用楤木这一药用资源,本文对楤木叶的黄酮类化学成分展开研究。

1 材料

Triple TOF 5600液质联用仪(美国AB SCIEX公司);Bruker Avance Ⅲ-400核磁共振光谱仪(德国Bruker公司);Waters 2695-2998分析型HPLC(美国Waters公司);SHIMADZU LC-6AD制备型HPLC(岛津公司);反相ODS(YMC公司)、柱色谱硅胶(80~100目,200~300目)和薄层色谱用硅胶板(青岛海洋化工厂);色谱甲醇(美国默克公司);其余试剂均为分析纯。

楤木叶于2009年7月采摘于我国安徽省,经黑龙江中医药大学樊锐锋教授鉴定为五加科楤木属植物楤木[Aralia elata(Miq.)Seem.]的干燥叶。样品标本保存于黑龙江中医药大学中药化学教研室(20091110)。

2 提取与分离

取干燥的楤木叶3.5 kg研成粉末,95%乙醇回流提取3次,每次2.5 h,滤过,合并乙醇提取液;再以70%乙醇回流提取3次,每次2.5 h;滤过,合并乙醇提取液。将两种提取液合并,减压回收溶剂得乙醇提取物。将此提取物加水悬浮后,用正丁醇萃取,萃取液减压浓缩。取正丁醇萃取部位260.2 g,经硅胶柱色谱,以二氯甲烷-甲醇溶剂系统进行梯度洗脱,洗脱液经TLC薄层检识合瓶,将成分相近者合并,得到10个组分(Fr.1~10),再经ODS、Toyopearl反相柱色谱、制备型HPLC等现代分离技术分离纯化得到9个化合物。

3 结构鉴定

化合物1:黄色无定形粉末。UVλ(nm):209.2,276.4,314.4;(cm-1):1480,1650,3376;ESI-MS在m/z:457.1476处给出[M+Na]+离子峰(计算值:457.1475)。

在1H-NMR(400 MHz,C5D5N)谱中,δH7.24(2H,d,J=8.5 Hz,H-2,H-6)和7.34(2H,d,J=8.5 Hz,H-3,H-5)处信号呈现一个苯环AA'BB'偶合系统,提示为对位取代苯环,而δH6.67(1H,d,J=2.4 Hz,H-3'),6.59(1H,dd,J=2.4,9.0 Hz,H-5')和7.79(1H,d,J=9.0 Hz,H-6')处信号呈现一个苯环ABX偶合系统;δH3.23(2H,t,J=7.6 Hz,H-α)和3.00(2H,t,J=7.6 Hz,H-β)处存在两个亚甲基信号;δH3.70(3H,s,4'-OCH3)处存在一个甲氧基信号;此外,在δH5.62(1H,d,J=7.3 Hz,H-1'')处存在一个糖端基质子信号,根据耦合常数推断该糖苷键为β构型。酸水解:经1 mol·L-1盐酸溶解,水液处理后,用HPLC分析,旋光检测器检测,鉴定化合物1的糖基部分为D-葡萄糖。

在13C-NMR(100 MHz,C5D5N)谱中,共呈现22个碳信号,其中δC135.0(C-1)、130.0(C-2、C-6)、117.1(C-3、C-5)、157.2(C-4)处为对位取代苯环信号;δC114.1(C-1')、165.8(C-2')、101.7(C-3')、166.5(C-4')、107.8(C-5')、132.6(C-6')处为1'、2'、4'-三取代苯环的碳信号;δC102.3(C-1'')、75.0(C-2'')、78.9(C-3'')、71.3(C-4'')、78.6(C-5'')、62.4(C-6'')处存在一组β-D-葡萄糖基上的碳信号;此外,还有δC40.2(H-α)、29.6(H-β)处存在两个亚甲基碳信号,δC55.7(4'-OCH3)处存在一个甲氧基碳信号,δC204.4(C=O)处存在一个羰基碳信号,推测该化合物为二氢查尔酮类化合物。

化合物1苷元部分的核磁数据与4,2'-dihydroxy-4'-methoxydihydrochalcone基本一致,主要区别在于化合物1多出一组葡萄糖基碳氢信号[5]。通过HMBC谱确定化合物1中糖的连接位置。在HMBC谱中,δH5.62(1H,d,J=7.3 Hz,H-1'')和δC157.2(C-4)相关,表明葡萄糖连接在对位取代苯环的C-4位上。δH7.79(1H,d,J=9.0 Hz,H-6')和δC165.8(C-2')相关,δH3.70(3H,s,4'-OCH3)处甲氧基质子信号和δC166.5(C-4')处相关,表明甲氧基和1'、2'、4'-三取代苯环的C-4'位相连;δH7.79(1H,d,J=9.0 Hz,H-6')和δC204.4(C=O)相关,表明羰基连接在C-1'位上;此外,δH3.23(2H,t,J=7.6 Hz,H-α)和δC135.0(C-1)、204.4(C=O)相 关,δH3.00(2H,t,J=7.6 Hz,H-β)和δC130.0(C-2、C-6)、204.4(C=O)相关,可以推测-CH2-CH2-一端与羰基相连,另一端与对位取代苯环的C-1位相连。

综上,鉴定化合物1为4'-甲氧基-二氢查尔酮苷元-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,查阅SciFinder发现该化合物为新化合物。通过对1H-NMR谱、13C-NMR谱、1H-1H COSY谱、HMBC谱和DEPT-135谱对化合物1的碳氢数据进行了准确的归属(见表1)。化学结构见图1。

表1 化合物1的1H and 13C-NMR 谱数据(C5D5N 400/100 MHz)Tab 1 1H and 13C-NMR data of 1 (C5D5N 400/100 MHz)

图1 化合物1的关键HMBC和1H-1H COSY相关Fig 1 Key HMBC and 1H-1H COSY correlation of compound 1

化合物2:黄色无定形粉末。ESI-MSm/z:605.2 [M+Na]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:3.25(2H,t,J=7.4 Hz,H-α),2.96(2H,t,J=7.4 Hz,H-β),7.16(2H,d,J=8.7 Hz,H-2,H-6),7.00(2H,d,J=8.7 Hz,H-3,H-5),6.57(1H,d,J=2.4 Hz,H-3'),6.61(1H,dd,J=2.4,9.0 Hz,H-5'),7.80(1H,d,J=9.0 Hz,H-6'),4.84(1H,d,J=7.5 Hz,H-1''),3.24~3.90(6H,m,H-2''~6''),4.99(1H,d,J=7.4 Hz,H-1'''),3.24~3.90(6H,m,H-2'''~6''');13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:40.9(C-α),30.7(C-β),206.0(C=O),136.3(C-1),130.4(C-2),117.9(C-3),157.6(C-4),117.9(C-5),130.4(C-6),116.0(C-1'),165.8(C-2'),105.0(C-3'),165.1(C-4'),109.4(C-5'),133.4(C-6'),102.5(C-1''),74.9(C-2''),78.3(C-3''),71.4(C-4''),78.0(C-5''),62.5(C-6''),101.3(C-1'''),74.7(C-2'''),78.1(C-3'''),71.2(C-4'''),77.8(C-5'''),62.3(C-6''')。以上数据与文献[6]数据基本一致,故鉴定化合物2为4-O-β-D-吡喃葡萄糖-二氢查尔酮苷元-4'-O-β-D-吡喃葡萄糖苷,经SciFinder数据库检索表明该化合物为新的天然产物。

化合物3:淡黄色粉末。ESI-MSm/z:419.1 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:7.59(1H,d,J=15.0 Hz,H-α),7.74(1H,d,J=15.0 Hz,H-β),7.64(2H,d,J=8.5 Hz,H-2,H-6),7.08(2H,d,J=8.5 Hz,H-3,H-5),6.23(1H,d,J=2.5 Hz,H-3'),6.34(1H,dd,J=2.5,9.0 Hz,H-5'),7.90(1H,d,J=9.0 Hz,H-6'),4.92(1H,d,J=7.5 Hz,H-1''),3.30~3.85(6H,m,H-2''~H-6'');13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:119.6(C-α),144.1(C-β),193.0(C=O),130.3(C-1)、133.0(C-2),117.6(C-3),160.6(C-4),117.6(C-5),133.0(C-6),114.5(C-1'),166.4(C-2'),103.5(C-3'),166.8(C-4'),109.0(C-5'),133.4(C-6'),101.3(C-1''),74.8(C-2''),78.0(C-3''),71.2(C-4''),77.9(C-5''),62.3(C-6'')。以上数据与文献[7]数据基本一致,故鉴定化合物3为异甘草苷。

化合物4:黄色无定形粉末。ESI-MSm/z:457.1 [M+Na]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:3.20(2H,t,J=7.4 Hz,H-α),2.77(2H,t,J=7.4 Hz,H-β),6.92(2H,d,J=8.7 Hz,H-2,H-6),6.58(2H,d,J=8.7 Hz,H-3,H-5),6.73(1H,d,J=2.3 Hz,H-3'),6.54(1H,dd,J=2.3,8.8 Hz,H-5'),7.50(1H,d,J=8.8 Hz,H-6'),3.74(3H,s,4'-OCH3),4.93(1H,d,J=7.3 Hz,H-1''),3.28(1H,m,H-2''),3.36(1H,m,H-3''),3.36(1H,m,H-4''),3.28(1H,m,H-5''),3.80(1H,dd,J=1.9,12.0 Hz,H-6''a),3.57(1H,dd,J=6.0,12.0 Hz,H-6''b);13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:46.0(C-α),30.4(Cβ),200.4(C=O),132.9(C-1),130.2(C-2),116.4(C-3),157.1(C-4),116.4(C-5),130.2(C-6),122.6(C-1'),159.7(C-2'),102.3(C-3'),164.8(C-4'),108.7(C-5'),132.5(C-6'),55.8(4'-OCH3),102.7(C-1''),75.0(C-2''),79.4(C-3''),71.5(C-4''),79.1(C-5''),62.6(C-6'')。以上数据与文献[8]数据基本一致,故鉴定化合物4为4'-O-methyldavidioside。

化合物5:黄色针状结晶。ESI-MSm/z:421.1 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:3.03(2H,t,J=7.4 Hz,H-α),2.96(2H,t,J=7.4 Hz,H-β),6.94(2H,d,J=8.6 Hz,H-2,H-6),6.61(2H,d,J=8.6 Hz,H-3,H-5),6.43(1H,d,J=2.4 Hz,H-3'),6.61(1H,dd,J=2.4,8.9 Hz,H-5'),7.69(1H,d,J=8.9 Hz,H-6'),5.75(1H,d,J=7.2 Hz,H-1''),3.21~3.86(6H,m,H-2''~H-6'');13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:40.7(C-α),29.8(C-β),204.8(C=O),131.9(C-1),130.1(C-2),116.4(C-3),157.4(C-4),116.4(C-5),130.1(C-6),115.1(C-1'),165.3(C-2'),104.7(C-3'),164.6(C-4'),108.8(C-5'),132.7(C-6'),101.5(C-1''),74.8(C-2''),78.2(C-3''),71.1(C-4''),78.5(C-5''),62.3(C-6'')。以上数据与文献[9]数据基本一致,故鉴定化合物5为confusoside。

化合物6:淡黄色粉末。ESI-MSm/z:441.1 [M+Na]+。1H-NMR(C5D5N,400 MHz)δ:5.51(1H,dd,J=3.0,13.0 Hz,H-2),2.86(1H,dd,J=3.0,16.5 Hz,H-3a),3.14(1H,dd,J=13.0,16.5 Hz,H-3b),8.14(1H,d,J=8.6 Hz,H-5),6.88(1H,dd,J=2.5,8.6 Hz,H-6),6.79(1H,d,J=2.5 Hz,H-8),7.55(2H,d,J=8.5 Hz,H-2',H-6'),7.38(2H,d,J=8.5 Hz,H-3',H-5'),5.62(1H,d,J=7.4 Hz,H-1''),4.07~4.48(6H,m,H-2''~H-6'');13C-NMR(C5D5N,100 MHz)δ:79.1(C-2),44.1(C-3),190.1(C=O),128.3(C-5),111.5(C-6),166.1(C-7),102.0(C-8),164.1(C-9),114.5(C-10),130.3(C-1'),128.2(C-2'),117.0(C-3'),158.4(C-4'),117.0(C-5'),128.2(C-6'),101.7(C-1''),74.5(C-2''),78.6(C-3''),71.1(C-4''),79.1(C-5''),62.1(C-6'')。以上数据与文献[10]数据基本一致,故鉴定化合物6为4'-羟基-二氢黄酮-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。

化合物7:黄色针状结晶。ESI-MSm/z:595.1 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:6.19(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),6.38(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),8.05(2H,d,J=8.0 Hz,H-2',H-6'),6.87(2H,d,J=8.0 Hz,H-3',H-5'),5.11(1H,d,J=7.4 Hz,H-1''),3.25~3.81(10H,m,H-2''~H-6'',H-2'''~H-5'''),4.51(1H,d,J=1.4 Hz,H-1'''),1.12(3H,d,J=6.2 Hz,H-6''');13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:159.4(C-2),135.5(C-3),179.4(C-4),163.0(C-5),100.0(C-6),166.2(C-7),95.0(C-8),159.4(C-9),105.6(C-10),122.8(C-1'),132.4(C-2'),116.2(C-3'),161.5(C-4'),116.2(C-5'),132.4(C-6'),104.6(C-1''),75.8(C-2''),78.2(C-3''),72.3(C-4''),77.2(C-5''),68.6(C-6''),102.4(C-1'''),72.1(C-2'''),71.5(C-3'''),73.9(C-4'''),69.7(C-5'''),17.9(C-6''')。以上数据与文献[11]数据基本一致,故鉴定化合物7为山柰酚-3-Oβ-D-芸香糖苷。

化合物8:黄色针状结晶。ESI-MSm/z:465.1 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ:6.14(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),6.32(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),7.64(1H,d,J=2.0 Hz,H-2'),6.84(1H,d,J=8.2 Hz,H-5'),7.62(1H,dd,J=2.0,8.2 Hz,H-6'),5.22(1H,d,J=7.0 Hz,H-1''),3.24~3.86(6H,m,H-2''~H-6'');13C-NMR(CD3OD,100 MHz)δ:158.4(C-2),135.7(C-3),179.4(C-4),163.0(C-5),100.0(C-6),166.1(C-7),94.8(C-8),159.0(C-9),105.6(C-10),123.1(C-1'),116.0(C-2'),145.9(C-3'),149.9(C-4'),117.6(C-5'),123.3(C-6'),104.5(C-1''),75.8(C-2''),78.3(C-3''),71.2(C-4''),78.1(C-5''),62.6(C-6'')。以上数据与文献[12]数据基本一致,故鉴定化合物8为槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。

化合物9:黄色针状结晶。ESI-MSm/z:303.0 [M+H]+。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz)δ:6.18(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),6.40(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),7.67(1H,d,J=2.4 Hz,H-2'),6.88(1H,d,J=8.4 Hz,H-5'),7.53(1H,dd,J=2.4,8.4 Hz,H-6');13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)δ:147.6(C-2),135.6(C-3),175.7(C-4),156.0(C-5),98.0(C-6),163.7(C-7),93.2(C-8),160.6(C-9),102.9(C-10),121.8(C-1'),114.9(C-2'),144.9(C-3'),146.7(C-4'),115.5(C-5'),119.8(C-6')。以上数据与文献[13]数据基本一致,故鉴定化合物9为槲皮素。

4 结论

本文对楤木叶的正丁醇萃取部分进行了深入的化学成分研究,共分离鉴定得到9个黄酮类化合物,其中,化合物1为未见报道的新化合物,化合物2为从植物中分离得到的新天然产物,化合物4、5为首次在楤木属中分离得到,化合物9为首次从楤木叶中分离得到。这进一步丰富了楤木的化学成分,为深入挖掘其潜在的生物活性成分和质量标志物奠定了基础。

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