沙蓬地上部分化学成分的分离与鉴定 (I)

2012-11-02 08:20龚邦战凯璇周雨华张岚回业乾李玉山
中国现代中药 2012年10期
关键词:乙醇溶液波谱甾醇

龚邦,战凯璇,周雨华,张岚,回业乾,李玉山*

(1.沈阳药科大学 中药学院,辽宁 沈阳 110016;2.沈阳腾晔生物药业科技研发有限公司,辽宁 沈阳 110121)

中药科技

沙蓬地上部分化学成分的分离与鉴定 (I)

龚邦1,战凯璇1,周雨华1,张岚1,回业乾2,李玉山1*

(1.沈阳药科大学 中药学院,辽宁 沈阳 110016;2.沈阳腾晔生物药业科技研发有限公司,辽宁 沈阳 110121)

目的研究沙蓬药材的化学成分。方法采用反复硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱和半微量制备高效液相色谱分离纯化,根据MS、1H-和13C-NMR等谱学分析鉴定化学结构。结果从沙蓬干燥地上部分乙醇提取物的石油醚萃取物中分离得到10个单体化合物,分别鉴定为菠甾醇(spinasterol,1)、Δ7-豆甾烯醇(stigmast-7-en-3β-ol,2)、麦角甾-7,24(28)-二烯-3-醇[ergosta-7,24(28)-dien-3-ol,3]、星鱼甾醇(stellasterol,4)和胆甾-7-烯-3β-醇(cholest-7-en-3β-ol,5)、羽扇豆醇(lupeol,6)、β-香树脂醇(β-amyrin,7)、6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethoxycoumarin,8)、棕榈酸(palmitic acid,9)和顺-15-十八烯酸(cis-15-vaccenic acid,10)。结论化合物4、5、7、8、10为首次从藜科植物中分离得到,化合物1~3、6为首次从沙蓬属植物中分离得到。

沙蓬;甾醇类;三萜类;香豆素类;脂肪酸类;结构鉴定

蒙药沙蓬为藜科(Chenopodiaceae)植物沙蓬Agriophyllumsquarrosum(L.) Moq.的干燥地上部分,主产于内蒙古及西北、东北各省区,资源十分丰富。味苦、涩,性平;具有祛疫、消渴、清热、解毒、利尿的功效,民间亦用于治疗糖尿病[1-2]。经文献检索尚未见对该蒙药的药效物质基础和药理作用的研究报道。为了利用沙蓬资源开发研制治疗糖尿病的药物制剂,本研究小组首先对沙蓬的化学成分进行了系统的研究,从沙蓬干燥地上部分乙醇提取物的石油醚萃取物中分离得到5个甾醇(1~5)、2个三萜(6、7)、1个香豆素(8)和2个脂肪酸(9、10)类化合物。根据理化性质及波谱学数据鉴定了它们的化学结构。化合物1~5的化学结构式见图1。

图1 化合物1~5化学结构

1 仪器与材料

Shimadzu GCMS-QP5050A型质谱仪(日本Shimadzu公司);Bruker-ARX-300核磁共振波谱仪(瑞士Bruker 公司);LC-10AT高效液相色谱仪:UV-VIS紫外检测器,RID-10A示差折光检测器,YMC-pack ODS-AM色谱柱(300 mm × 10 mm,5 μm)(日本Shimadzu公司)。

薄层色谱用硅胶GF254(10~40 μm)和柱色谱用硅胶(48~75 μm)(青岛海洋化工厂); Sephadex LH-20(瑞典Amersham Biosciences公司)。高效液相色谱用甲醇(分析纯,天津恒兴化学试剂制造有限公司),经重蒸馏后与水按体积比配成流动相。常规用试剂均为AR级;10%硫酸乙醇溶液等显色剂均按《中草药有效成分提取分离》方法配制。

沙蓬药材于2010年7月采自内蒙古,经沈阳药科大学李玉山教授鉴定为藜科植物沙蓬Agriophyllumsquarrosum(L.)Moq.的干燥地上部分。药材标本保存在沈阳药科大学生药学教研室。

2 提取与分离

沙蓬干燥药材5 kg,粉碎,用体积分数为75%乙醇回流提取3次(3,2,2 h),合并提取液,回收溶剂得乙醇提取物(400 g)。将乙醇提取物混悬于水中,依次用等体积石油醚、乙酸乙酯及正丁醇各萃取3次,萃取液减压浓缩,得到石油醚萃取物30 g、乙酸乙酯萃取物 125 g、正丁醇萃取物152 g。取石油醚萃取物30 g,用硅胶柱色谱分离(石油醚-乙酸乙酯、乙酸乙酯-甲醇)得到13个流分(Fr.1~Fr.13)。采用反复硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱(二氯甲烷-甲醇)和半微量制备型HPLC(ODS柱,甲醇-水)分离纯化,从Fr.5得到化合物1(55.0 mg)、2(9.3 mg)、3(1.9 mg)、4(0.9 mg)和5(2.2 mg);从Fr.3得到化合物6(19.1 mg)和7(21.1 mg);从Fr.8得到化合物8(16.5 mg);从Fr.2得到化合物9(13.9 mg)和10(14.8 mg)。

3 结构鉴定

3.1 化合物1

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。ESI-MS给出准分子离子峰m/z435 [M + Na]+(Pos.)。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中,存在3个烯键质子信号δH5.16(1H,d,J=6.6 Hz,H-7)、5.15(1H,dd,J=16.9,8.7 Hz,H-22)和5.02(1H,dd,J=16.9,8.7 Hz,H-23),1个连氧碳上质子信号δH3.61(m,H-3),6个甲基质子信号δH1.04(3H,d,J=6.6 Hz,H3-21)、0.87(3H,d,J=6.4 Hz,H3-26)、0.80~0.82(9H,m,H3-19、H3-27和H3-29)、0.56(3H,s,H3-18)。13C-NMR(CDCl3,75 MHz)谱中给出1个连氧次甲基碳信号δC71.0(C-3),4个烯键碳信号δC117.5(C-7)、139.6(C-8)、138.2(C-22)和129.4(C-23)。以上数据提示化合物1具有Δ7,22-3β-羟基胆甾醇结构骨架。除了上述碳信号外还给出24个碳信号δC55.9(C-17)、55.1(C-14)、51.2(C-24)、49.4(C-9)、43.3(C-13)、40.8(C-20)、40.3(C-5)、39.5(C-12)、38.0(C-4)、37.1(C-1)、34.2(C-10)、31.9(C-25)、31.5(C-2)、29.6(C-6)、28.5(C-16)、25.4(C-28)、23.0(C-15)、21.4(C-21)、21.4(C-11)、21.1(C-26)、19.0(C-27)、13.0(C-19)、12.2(C-29)和12.0(C-18)。以上数据与文献[3]中菠甾醇的波谱数据一致,鉴定化合物1为菠甾醇(spinasterol)。

3.2 化合物2

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。ESI-MS给出准分子离子峰m/z437 [M + Na]+(Pos.)。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中,存在1个烯键质子信号δH5.16(1H,s,H-7),1个连氧碳上质子信号δH3.59(m,H-3),6个甲基质子信号δH0.92(3H,d,J=6.3 Hz,H3-21)、0.79~0.84(12H,m,H3-19、H3-26、H3-27和H3-29)、0.53(3H,s,H3-18)。13C-NMR(CDCl3,75 MHz)谱中给出1个连氧次甲基碳信号δC71.1(C-3),2个烯键碳信号δC117.4(C-7)与139.6(C-8)。以上数据提示化合物2具有Δ7-3β-羟基胆甾醇结构骨架。除了上述碳信号外碳谱还给出另外26个碳信号,即δC56.1(C-17)、55.0(C-14)、49.5(C-9)、45.8(C-24)、43.4(C-13)、40.3(C-5)、39.6(C-12)、38.0(C-4)、37.1(C-1)、36.6(C-20)、34.2(C-10)、33.9(C-22)、31.5(C-2)、29.6(C-6)、29.2(C-25)、28.0(C-16)、26.2(C-23)、23.3(C-15)、23.1(C-28)、21.5(C-11)、19.8(C-26)、19.0(C-27)、18.9(C-21)、13.0(C-19)、12.0(C-29)和11.8(C-18)。以上数据与文献[3]中Δ7-豆甾烯醇的波谱数据一致,鉴定化合物2为Δ7-豆甾烯醇(stigmast-7-en-3β-ol)。

3.3 化合物3

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。EI-MS给出分子离子峰m/z398 [M]+和碎片离子峰m/z314、271、231、69和43等甾醇类特征信号峰(图2)。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中存在2个末端烯质子信号δH4.71(1H,s,Ha-28)和4.66(1H,s,Hb-28),1个烯键质子信号δH5.15(1H,m,H-7),1个连氧碳上质子信号δH3.60(1H,m,H-3),5个甲基质子信号δH1.02(6H,dd,J=6.8 Hz,1.5 Hz,H3-26和H3-27)、0.96(3H,s,H3-21)、0.79(3H,s,H3-19)和0.54(3H,s,H3-18)。以上数据与文献[4]中麦角甾-7,24(28)-二烯-3-醇的波谱数据一致,鉴定化合物3为麦角甾-7,24(28)-二烯-3-醇[ergosta-7,24(28)-dien-3-ol]。

3.4 化合物4

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。EI-MS给出分子离子峰m/z398 [M]+和碎片离子峰m/z271、231、43等甾醇类特征信号(图2)。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中存在3个烯质子信号δH5.14(3H,m,H-7、H-22和H-23),1个连氧次甲基质子信号δH3.58(1H,m,H-3),6个甲基质子信号δH0.98(3H,d,J=6.6 Hz,H3-21)、0.89(3H,d,J=6.7 Hz,H3-28)、0.82(3H,d,J=5.3 Hz,H3-27)、0.80(3H,d,J=5.3 Hz,H3-26)、0.77(3H,s,H3-19)和0.52(3H,s,H3-18)。以上数据与文献[5]中星鱼甾醇的波谱数据一致,鉴定化合物4为星鱼甾醇(stellasterol)。

3.5 化合物5

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。EI-MS给出分子离子峰m/z386 [M]+,碎片离子峰m/z314、271、231、43等甾醇类特征信号(图2)。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中,存在1个烯质子信号δH5.15(1H,m,H-7),1个连氧次甲基质子信号δH3.59(1H,m,H-3),5个甲基质子信号δH0.92~0.99(9H,m,H3-21、H3-26和H3-27)、0.78(3H,s,H3-19)和0.53(3H,s,H3-18)。以上数据与文献[6]中胆甾-7-烯-3β-醇的波谱数据一致,鉴定化合物5为胆甾-7-烯-3β-醇(cholest-7-en-3β-ol)。

3.6 化合物6

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。EI-MS给出分子离子峰m/z426([M]+,84)和218(93)、207(83)、189(100)等碎片离子峰(图2)。1H-NMR(300 MHz,CDCl3)谱中存在2个烯质子信号δH4.69(1H,brs,Ha-29)和4.57(1H,brs,Hb-29),1个连氧次甲基质子信号δH3.19(1H,dd,J=10.8,5.4 Hz,H-3),7个甲基质子信号δH1.68(3H,s,H3-30)、1.03(3H,s,H3-28)、0.97(3H,s,H3-27)、0.95(3H,s,H3-26)、0.83(3H,s,H3-25)、0.79(3H,s,H3-24)和0.76(3H,s,H3-23)。13C-NMR(75 MHz,CDCl3)谱共给出30个碳信号δC151.0(C-20)、109.3(C-29)、79.0(C-3)、55.3(C-5)、50.5(C-9)、43.0(C-14)、48.3(C-19)、48.0(C-18)、43.0(C-17)、40.8(C-8)40.0(C-22)、38.9(C-4)、38.7(C-1)、38.1(C-13)、37.2(C-10)、35.6(C-16)、34.3(C-7)、29.9(C-21)、28.0(C-23)、27.5(C-15)、27.5(C-2)、25.2(C-12)、20.9(C-11)、19.3(C-30)、18.3(C-6)、18.0(C-28)、16.1(C-25)、16.0(C-26)、15.4(C-24)和14.6(C-27)。以上数据均提示化合物6为羽扇豆烷型三萜,与文献[7]中羽扇豆醇的波谱数据一致,鉴定化合物6为羽扇豆醇(lupeol)。

图2 化合物3~6的EI-MS关键片断

3.7 化合物7

白色针晶(三氯甲烷),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。EI-MS给出分子离子峰m/z426([M]+,7)和218(100)、205(4)、189(14)等碎片离子峰。1H-NMR(300 MHz,CDCl3)谱中存在1个烯键质子信号δH5.18(1H,t,H-12),1个连氧次甲基质子信号δH3.22(1H,dd,J=11.1,5.1 Hz,H-3),8个甲基质子信号δH1.14(3H,s,H3-30)、1.00(3H,s,H3-29)、0.97(3H,s,H3-28)、0.94(3H,s,H3-27)、0.89(3H,s,H3-26)、0.89(3H,s,H3-25)、0.83(3H,s,H3-24)和0.79(3H,s,H3-23)。13C-NMR(75 MHz,CDCl3)谱共给出30个碳信号,即δC145.2(C-13)、121.7(C-12)、79.0(C-3)、55.2(C-5)、47.7(C-9)、47.3(C-18)、46.9(C-19)、41.7(C-14)、39.8(C-8)、38.8(C-4)、38.6(C-1)、37.2(C-10)、37.0(C-22)、34.8(C-21)、33.3(C-29)、32.7(C-7)、32.5(C-17)、31.1(C-20)、28.4(C-30)、28.1(C-23)、27.3(C-2)、27.0(C-16)、26.2(C-15)、26.0(C-27)、23.7(C-28)、23.5(C-11)、18.4(C-6)、16.8(C-26)、15.6(C-25)和15.5(C-24)。以上数据与文献[9]中β-香树脂醇的波谱数据一致,鉴定化合物7为β-香树脂醇(β-amyrin)。

3.8 化合物8

无色粉末(三氯甲烷-甲醇),具有特殊刺激性气味。硅胶薄层色谱斑点紫外灯254 nm照射有强烈蓝色荧光。1H-NMR(CDCl3,300 MHz)谱中存在2个烯质子信号δH7.62(1H,d,J=9.5 Hz,H-4)和6.29(1H,d,J=9.5 Hz,H-3),2个芳香质子信号δH6.86(1H,s,H-8)和6.85(1H,s,H-5),2个甲氧基质子信号δH3.95(3H,s,H3-7)和3.93(3H,s,H3-6)。以上数据与文献[10]中6,7-二甲氧基香豆素的波谱数据一致,鉴定化合物8为6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethoxycoumarin)。

3.9 化合物9

白色颗粒状结晶(甲醇),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。1H-NMR(300 MHz,CDCl3)谱中存在1个脂肪酸羧基α位的亚甲基质子信号δH2.34(3H,t,J=7.5 Hz,H-2),1个羧基β位的亚甲基质子信号δH1.63(2H,m,H-3),12个亚甲基质子信号δH1.26(24H,m),1个末端甲基质子信号δH0.88(3H,t,J=6.7 Hz,H-16)。以上数据与文献[11]中棕榈酸的波谱数据一致,鉴定化合物9为棕榈酸(palmitic acid)。

3.10 化合物10

白色蜡状固体(甲醇),硅胶薄层色谱喷雾10%硫酸乙醇溶液显紫色。1H-NMR(300 MHz,CDCl3)谱中,存在2个烯质子信号δH5.31~5.34(2H,m,H-15和H-16),1个脂肪酸羧基α位的亚甲基质子信号δH2.26(2H,t,J=7.4 Hz,H-2),1个亚甲基质子信号δH2.01(2H,m,H2-17),1个末端甲基质子信号δH0.88(3H,t,J=5.3 Hz,H3-18)。13C-NMR(75 MHz,CDCl3)共给出18个碳信号,即δC180.6(C-1)、130.5(C-15)、130.4(C-16)、34.6(C-2)、32.6(C-13)、30.4(C-12)、30.4(C-11)、30.3(C-10)、30.2(C-9)、30.0(C-8)、29.9(C-7)、29.9(C-6)、29.8(C-5)、29.8(C-4)、27.7(C-3)、25.7(C-14)、23.3(C-17)、14.0(C-18)。EI-MS给出分子离子峰m/z282([M]+,9),脂肪酸特征碎片离子峰227、213、199、185、171、167、157、143、129、115、111、101、97、87、83、73、69、59、55(100)。以上数据与文献[12]中顺-15-十八烯酸的波谱数据一致,鉴定化合物10为顺-15-十八烯酸(cis-15-vaccenic acid)。

4 结论

从沙蓬的乙醇提取物的石油醚萃取物中分离得到5个甾体类化合物菠甾醇(spinasterol,1)、Δ7-豆甾烯醇(stigmast-7-en-3β-ol,2)、麦角甾-7,24(28)-二烯-3-醇[ergosta-7,24(28)-dien-3-ol,3]、星鱼甾醇(stellasterol,4)、胆甾-7-烯-3β-醇(cholest-7-en-3β-ol,5);另外还得到羽扇豆醇(lupeol,6)、β-香树脂醇(β-amyrin,7)、6,7-二甲氧基香豆素(6,7-dimethoxycoumarin,8)、棕榈酸(palmitic acid,9)、顺-15-十八烯酸(cis-15-vaccenic acid,10)。化合物4、5、7、8、10为首次从藜科(Chenopodiaceae)植物中分离得到,化合物1~3、6为首次从沙蓬属(Agriophyllum)植物中分离得到。

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SeparationandIdentificationofChemicalConstituentsfromAgriophyllumsquarrosum(L.)Moq.

GONG Bang1,ZHAN Kai-xuan1,ZHOU Yu-hua1,ZHANG Lan1,HUI Ye-qian2,LI Yu-shan1

(1.SchoolofTraditionalChineseMateriaMedica,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China;2.ShenyangTengyeBio-pharmaceuticalR&DCo.Ltd.,Shenyang110121,China)

Objective:To study chemical constituents ofAgriophyllumsquarrosum(L.) Moq..MethodsThe chemical constituents were isolated by various chromatographic methods such as silica gel column chromatography,Sephadex LH-20 column chromatography and HPLC column chromatography.The structural identification employed chemical characters and spectroscopic analysis.ResultsTen compounds were obtained and they were identified as:spinasterol(1),stigmast-7-en-3β-ol(2),ergosta-7,24(28)-dien-3-ol(3),stellasterol(4),cholest-7-en-3β-ol(5),lupeol(6),β-amyrin(7),6,7-dimethoxycoumarin(8),palmitic acid(9) andcis-15-vaccenic acid(10).ConclusionCompounds4,5,7,8,10were isolated from Chenopodiaceae for the first time.Compounds1-3,6were isolated fromAgriophyllumfor the first time.

Agriophyllumsquarrosum;Sterides;Triterpenoids;Coumarins;Fatty acids;Structural identification

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李玉山,Tel:(024)23986496,E-mail:liyushan8888@yahoo.com.cn

2012-05-09)

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