苍耳化学成分的研究(Ⅱ)

2023-10-30 06:12许俊申盛天露刘文琴陈钟文
中成药 2023年10期
关键词:分子式苍耳石油醚

许俊申,盛天露,刘文琴,陈钟文,刘 峰,刘 华*

(1.江西中医药大学药学院,江西 南昌 330004; 2.江西中医药大学附属医院,江西 南昌 330006)

苍耳XanthiummongolicumKitag.为菊科苍耳属一年生草本植物,临床常被用于治疗类风湿性关节炎、鼻炎、疱疹、癌症等[1],其味苦、性寒,有小毒,具有散风寒、祛风湿、解毒杀虫的功效。现代研究表明,苍耳草具有抗菌、抗肿瘤、抗炎镇痛、抗氧化等药理活性[2]。课题组前期在美国得州大学西南医学中心发现,江西地产苍耳草乙醇提物经大孔树脂乙醇洗脱部位具有抑制程序性细胞坏死的生理活性[3],并对其有效部位进行系统的化学成分分离,经NMR、MS 等波谱技术鉴定其结构。在课题组此前已报道分离了14 个化合物的基础上,本实验分离得到了12 个脂肪族类化合物。

1 材料

Waters 2695 Alliance Separations Module 型高效液相色谱仪、Waters 1525 型制备高效液相色谱仪、Lichrospher C18制备色谱柱(30 mm× 250 mm,10 μm) (美国Waters 公司); Inova-600 型超导核磁共振波谱仪 (美国Varian 公司); Triple QUAD 4500 型质谱仪(美国AB Sciex 公司); WFH-203(ZF-1) 型三用紫外分析仪(上海精科实业有限公司); AE100 型电子分析天平(瑞士梅特勒-托利多公司)。

LH-20 羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20,美国GE Healthcare 公司); 200 目薄层色谱用硅胶(青岛海洋化工厂)。甲醇为色谱纯(西陇化工股份有限公司); 其他试剂均为分析纯; 水为纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)。

苍耳于2017 年7 月采于江西南昌,经江西中医药大学刘贤旺教授鉴定为菊科苍耳属植物苍耳XanthiummongolicumKitag.的地上部分。凭证标本保存于江西中医药大学标本室(编号ZY-20170701)。

2 提取与分离

自然阴干的10 kg 苍耳粉碎后过筛,95%乙醇冷浸提取,每次7 d,提取3 次,合并提取液,减压回收溶剂后得到提取物总浸膏800 g,以适量乙醇溶解,拌样,装入已处理好的大孔树脂柱中,依次以不同体积分数乙醇梯度洗脱,得到水洗脱部位(Fr.A,200 g)、30% 乙醇洗脱部位 (Fr.B,80 g)、50%乙醇洗脱部位(Fr.C,120 g)、70%乙醇洗脱部位 (Fr.D,60 g)、90% 乙醇洗脱部位(Fr.E,150 g)。Fr.E 经硅胶柱分离,以石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇洗脱,减压回收溶剂,得到石油醚部分(Fr.E1,0.67 g)、二氯甲烷部分(Fr.E2,47.28 g)、乙酸乙酯部分 ( Fr.E3,59.67 g)、甲醇部分(Fr.E4,20.92 g)。Fr.E2 经硅胶柱分离,以石油醚-乙酸乙酯(100 ∶1 ~0 ∶1)梯度洗脱,得到Fr.E2-1~Fr.E2-12。Fr.E2-1 经硅胶柱分离,以石油醚-丙酮(15 ∶1 ~0 ∶1) 梯度洗脱,再经硅胶柱分离,以石油醚-乙酸乙酯(100 ∶1 ~0 ∶1) 梯度洗脱,得到化合物8 (1.25 g)。Fr.E2-2 经硅胶柱分离,以石油醚-丙酮(10 ∶1 ~0 ∶1) 梯度洗脱,得到化合物12 (8.9 mg)。Fr.E2-5 经制备HPLC 纯化,以甲醇-水(90 ∶10)洗脱(体积流量2.5 mL/min,检测波长254 nm),得到化合物6 (6.3 mg,tR=14.8 min)、7 (6.8 mg,tR=18.4 min)。Fr.E2-6 经制备HPLC 纯化,以甲醇-水(92 ∶2) 洗脱(体积流量2.5 mL/min,检测波长254 nm),得到化合物2 (4.5 mg,tR=12.5 min)、4 (5.3 mg,tR=19.3 min)、5 (6.0 mg,tR=26.8 min)。Fr.E2-7 经制备HPLC 纯化,以乙腈-水(85 ∶5 ~100 ∶0) 洗脱(体积流量2.5 mL/min,检测波长232 nm),得到化合物9 (4.8 mg,tR=9.8 min)、10 (6.2 mg,tR=13.9 min)。Fr.E2-11 经制备HPLC 纯化,以乙腈-水(85 ∶5 ~95 ∶5) 洗脱(体积流量2.5 mL/min,检测波长220 nm),得到化合物1 (5.0 mg,tR=6.8 min)、3 (5.6 mg,tR=10.9 min)、11 (4.3 mg,tR=15.7 min)。

3 结构鉴定

化合物1: 白色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z:279.232 7 [M-H]-,不饱和度2,推断其分子式C19H36O。1H-NMR 谱中显示2 个端甲基信号δ:0.88 (6H,t,J=6.9 Hz,H-1,19); 14 个亚甲基信号δ: 1.23 ~1.34 (24H,m,H-2 ~7,H-13 ~18),2.20 (2H,dd,J=7.3 Hz,H-12),2.52(2H,t,J=7.4 Hz,H-8); 2 个烯键质子信号δ:6.08 (1H,dt,J=15.8,1.5 Hz,H-10),6.82(1H,dt,J=15.8,6.9 Hz,H-11)。13C-NMR 谱中显示19 个信号,其中1 个酮羰基信号[δ: 201.0(C-9)],结合DEPT 谱显示2 个甲基[δ: 14.3(C-1),14.2 (C-19)]、2 个次甲基[δ: 130.4(C-10),147.7 (C-11)]、14 个亚甲基 [δ:24.2 (C-2),29.9 (C-3),29.0 (C-4),29.0(C-5),29.3 (C-6),24.7 (C-7),40.1 (C-8),32.6 (C-12),29.9 (C-13),29.5 (C-14),29.4(C-15),28.3 (C-16),32.0 (C-17),22.8 (C-18)],推测为烯酮类。HMQC 显示δH6.82 (C-11)、δH6.08 (C-10)、δH2.52 (C-8)、δH2.20(C-12)、δH0.88 (C-1)、δH0.88 (C-19) 等信息;HMBC 显示H-10 与C-9、C-12 相关,H-11 与C-9、C-12、C-13 相关,H-8 与C-7、C-9 相关,H-12 与C-10、C-11、C-13 相关,提示有碳碳双键与酮羰基相连的情况,其他信息均显示长链上的饱和碳的相关性,见图1,推测为 (E) -十九烷-10-烯-9-酮,是新天然产物,1H-NMR、13C-NMR 数据见表1。

表1 化合物1 的1H-NMR、13C-NMR 数据Tab.1 1H-NMR and 13C-NMR data on compound 1

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

化合物2: 无色油状(氯仿),HR-ESI-MSm/z:281.248 6 [M-H]-,分子式C18H34O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.88 (6H,d,J=6.6 Hz,H-17~18),1.25 ~1.31 (16H,m,H-4 ~9,14 ~15),1.62 (2H,m,H-3),2.10 (4H,m,H-10,13),2.21 (2H,t,J=7.4 Hz,H-2),5.35(2H,m,H-11~12);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 180.8 ( C-1),32.9 ( C-2),24.7 ( C-3),29.1 (C-4),29.2 (C-5),29.3 (C-6),29.5(C-7),29.7 (C-8),29.9 (C-9),27.4 (C-10),129.8 (C-11),130.1 (C-12),27.6 (C-13),27.3 (C-14),37.4 (C-15),27.9 (C-16),22.5(C-17),22.7 (C-18)。以上数据与文献[4] 报道基本一致,故鉴定为(Z) -16-甲基-11-十七碳烯酸。

化合物3: 无色油状(氯仿),HR-ESI-MSm/z:181.122 0 [M-H]-,分子式C13H26。1H-NMR (600 MHz,CDCl3)δ: 0.83 ~0.93 (6H,m,H-1,13),1.22 ~1.42 (14H,m,H-2 ~4,9 ~12),1.95~2.10 (4H,m,H-5,8),5.25~5.42 (2H,m,H-6 ~7);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ:14.3 (C-1),22.8 (C-2),29.9 (C-3),29.5(C-4),32.1 (C-5),129.9 (C-6),130.2 (C-7),32.0 (C-8),29.2 (C-9),29.3 (C-10),29.8 (C-11),22.6 (C-12),14.3 (C-13)。以上数据与文献[5] 报道基本一致,故鉴定为(E) -6-十三碳烯。

化合物4: 淡黄色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z: 229.120 0 [M +H]+,分子式C14H28O2。1HNMR (600 MHz,CDCl3)δ: 0.81 (3H,t,H-12),1.11~1.26 (19H,m,H-4 ~11,14),1.52(2H,q,J=7.3 Hz,H-3),2.17 (2H,t,J=7.5 Hz,H-2),4.01 (2H,q,J=7.1 Hz,H-13);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 173.5 (C-1),34.2 (C-2),24.9 (C-3),29.1 (C-4),29.3 (C-5),29.4 (C-6),29.5 (C-7),29.6(C-8),29.6 (C-9),29.7 (C-10),22.6 (C-11),14.1 (C-12),59.9 (13-OCH2),14.0 (C-14)。以上数据以上数据与文献[6] 报道基本一致,故鉴定为月桂酸乙酯。

化合物5: 无色油状(氯仿),HR-ESI-MSm/z:241.106 8 [M-H]-,分子式C15H30O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.87 (3H,t,J=7.1 Hz,H-14),1.20 ~1.30 (20H,m,H-4 ~13),1.60(2H,m,H-3),2.28 (2H,t,J=7.6 Hz,H-2),3.65 (3H,s,-OCH3);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 173.9 (C-1),34.2 (C-2),25.1 (C-3),28.8 (C-4),28.8 (C-5),28.8 (C-6),28.6 (C-7),28.6 (C-8),28.5 (C-9),28.4(C-10),28.3 (C-11),32.1 (C-12),22.6 (C-13),14.2 (C-14),51.4 (-OCH3)。以上数据与文献[7] 报道基本一致,故鉴定为肉豆蔻酸甲酯。

化合物6: 白色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z:255.256 5 [M-H]-,分子式C16H32O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.82 (3H,m,H-14),0.88 (3H,td,J=7.0,1.6 Hz,H-16),1.18 ~1.35 (20H,m,H-4 ~13),1.64 (2H,m,H-3),2.28 (2H,td,J=7.6,1.5 Hz,H-2),4.12(2H,m,H-15);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ:174.1 (C-1),34.6 (C-2),25.2 (C-3),29.8(C-4),29.8 (C-5),29.8 (C-6),29.8 (C-7),29.6 (C-8),29.5 (C-9),29.4 (C-10),29.3(C-11),32.1 (C-12),22.8 (C-13),14.3 (C-14),60.3 (-OCH2-),14.1 (C-16)。以上数据与文献[8] 报道基本一致,故鉴定为肉豆蔻酸乙酯。

化合物7: 白色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z:241.217 1 [M-H]-,分子式C15H30O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.88 (3H,m,H-15),1.22~1.42 (22H,m,H-4 ~14),1.65 (2H,m,H-3),2.35 (2H,t,J=7.5 Hz,H-2);13C-NMR(150 MHz,CDCl3)δ: 177.9 (C-1),33.8 (C-2),24.9 (C-3),29.2 (C-4),29.5 (C-5),29.6 (C-6),29.7 (C-7),29.8 (C-8),29.8(C-9),29.8 (C-10),29.9 (C-11),29.4 (C-12),32.3 (C-13),22.9 (C-14),14.3 (C-15)。以上数据与文献[9] 报道基本一致,故鉴定为十五烷酸。

化合物8: 白色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z:269.139 3 [M-H]-,分子式C17H34O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.77 (3H,td,J=7.0,3.3 Hz,H-15),1.12 (3H,m,H-17),1.13 ~1.32 (22H,m,H-4 ~14),1.5 (2H,m,H-3),2.15 (2H,m,H-2),3.99 (2H,m,H-16);13CNMR (150 MHz,CDCl3)δ: 173.3 (C-1),34.2(C-2),24.9 (C-3),29.1 (C-4),29.4 (C-5),29.7 (C-6),29.7 (C-7),29.7 (C-8),29.6(C-9),29.6 (C-10),29.5 (C-11),29.3 (C-12),31.9 (C-13),22.6 (C-14),14.1 (C-15),59.8 (-OCH2-),14.0 (C-17)。以上数据与文献[10] 报道基本一致,故鉴定为十五烷酸乙酯。

化合物9: 白色粉末(氯仿),HR-ESI-MSm/z:255.822 5 [M-H]-,分子式C16H32O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.89 (3H,t,J=5.9 Hz,H-2),1.60 (24H,brs,H-4 ~15),2.08 (2H,m,H-3),2.29 (2H,t,J=5.9 Hz,H-2);13CNMR (150 MHz,CDCl3)δ: 173.7 (C-1),33.2(C-2),31.7 (C-14),29.6 (C-7 ~12),29.5(C-6),29.4 (C-13),29.3 (C-4),24.7 (C-3),22.4 (C-15),13.5 (C-16)。以上数据与文献[11] 报道基本一致,故鉴定为棕榈酸。

化合物10: 白色粉末 (氯仿),HR-ESI-MSm/z: 281.248 1 [M-H]-,分子式C18H34O2。1HNMR (600 MHz,CDCl3)δ: 0.87 (3H,t,H-18),1.21 ~1.35 (22H,m,H-3 ~7,12 ~17),1.58~1.66 (2H,m,H-11),2.01 (2H,s,H-8),2.34 (2H,t,H-2),5.35 (2H,s,H-9 ~10);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 180.6 (C-1),34.3 (C-2),23.1 (C-3),27.8 (C-4),29.5 (C-5),29.7 (C-6),29.9 (C-7),29.9(C-8),130.2 (C-9),129.9 (C-10),27.4 (C-11),29.8 (C-12),24.8 (C-13),32.1 (C-14),29.8 (C-15),29.9 (C-16),32.1 (C-17),14.3(C-18)。以上数据与文献[12] 报道基本一致,故鉴定为(E) -十八烷-9-烯酸。

化合物11: 无色油状 (氯仿),HR-ESI-MSm/z: 267.157 6 [M-H]-,分子式C18H36O。1HNMR (600 MHz,CDCl3)δ: 0.84 (6H,d,J=6.6 Hz,H-6a,10a),0.87 (6H,d,J=6.70 Hz,H-15,14a),1.05 ~1.53 (19H,m,H-4 ~14),2.13 (3H,s,H-1),2.40 (2H,t,J=6.6 Hz,H-3);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 30.0 (C-1),209.6 (C-2),44.3 (C-3),21.6 (C-4),36.6 (C-5),32.9 (C-6),19.9 (C-6a),37.4(C-7),24.9 (C-8),37.4 (C-9),32.8 (C-10),19.7 ( C-10a),37.5 ( C-11),24.6 ( C-12),39.5 ( C-13),28.1 ( C-14),22.8 ( C-14a),22.9 (C-15)。以上数据与文献[13] 报道基本一致,故鉴定为6,10,14-三甲基-2-十五酮。

化合物12: 无色油状(氯仿),ESI-MSm/z:329.245 1 [M +Na]+,分子式C20H34O2。1H-NMR(600 MHz,CDCl3)δ: 0.94 (3H,t,J=7.4 Hz,H-18),1.22 (3H,t,J=7.3 Hz,H-20),1.23 ~1.28 (12H,m,6×CH2),1.58 (2H,m,H-3),2.25 (2H,t,J=7.5 Hz,H-2),2.77 (4H,m,H-11,14),4.07 (2H,q,J=7.3 Hz,H-19),5.20 ~5.40 (6H,m,H-9 ~10,12 ~13,15 ~16);13C-NMR (150 MHz,CDCl3)δ: 174.0 (C-1),34.3 (C-2),20.7 (C-3),25.1 (C-4),25.7 (C-5),25.8 (C-6),27.3 (C-7),29.3(C-8),130.4 (C-9),127.9 (C-10),29.7 (C-11),128.4 (C-12),128.4 (C-13),29.3 (C-14),127.3 (C-15),132.1 (C-16),25.0 (C-17),14.4 (C-18),60.3 (-OCH2-),14.4 (C-20)。以上数据与文献[14] 报道基本一致,故鉴定为亚麻酸乙酯。

4 讨论与结论

课题组从苍耳草中分离得到了12 个短链脂肪族化合物,包括2 个脂肪烯(酮) 类、10 个脂肪酸(酯) 类。通过查阅美国化学文摘、SCIE、中国知网、维普网等数据库发现,化合物1 仅有一篇文献报道过通过合成反应得到过[15],但未提供具体的核磁数据。本研究中将其作为新天然产物,首次从植物体中分离得到,并提供了完整的数据归属(表1)。另外,化合物2 仅在海洋生物海绵中被发现,为首次从植物体中分离得到,化合物3、6、8、10 为首次从苍耳属植物中分离得到。

苍耳属中植物富含脂肪族类化合物,且药理作用丰富。现代药理研究表明,短链脂肪酸有调节脂肪代谢、调节能量平衡、减轻炎症反应的作用[16],中长链脂肪酸有抗菌、抗病毒作用[17-18]。研究显示,苍耳子中的亚油酸具有降低人体胆固醇,降血压,软化血管,增加人体肌肉和心脏、心血管系统的机能等作用[19]。Hamid 等[12]研究发现,化合物10 对白血病癌K562、肝癌细胞WRL、结直肠癌均表现出抗增殖活性。Carballeira 等[4]研究发现,化合物2 对黑热病原虫具有抑制作用,IC50值为(165.5±23.4) μmol/L。化合物4 ~6 常在食品领域和日用化学品领域用于制作香料香精,但Manosroi 等[20]发现化合物5 对黑色素瘤细胞有较强的细胞毒性。Narasimhan 等[21]发现化合物5 ~6对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的抗菌活性良好。化合物7 可以抑制THP-1 细胞的促炎细胞因子从而发挥抗炎作用[22]。化合物9 通过促进IL-8 释放导致肝细胞的炎症反应[23]。Ferezou 等[24]发现化合物11 对甲壳类动物的生殖系统具有抑制作用。化合物12 可抑制细胞产生黑色素,IC50值为70 μmol/L[25]。

综上所述,本研究丰富了苍耳属的化学成分库,同时随着课题组对该属植物脂肪族类化合物研究的深入,后期将对其展开一系列药理活性筛选,为拓宽苍耳的药用价值奠定物质基础。

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