玫瑰树生物碱化学成分研究

2018-01-04 21:56李国明易平
热带农业科学 2017年11期

李国明+易平

摘 要 玫瑰树生物碱是夹竹桃科萝芙木亚科玫瑰树属植物玫瑰树中特有的一类单萜吲哚生物碱及二聚体。本论文旨在对玫瑰属植物中具备抗肿瘤和抗炎等多种生理活性的单萜吲哚类生物碱化合物进行分析研究和结构鉴定。玫瑰树茎枝经甲醇提取的浸膏,依次采用不同极性的有机溶剂通过层析硅胶柱、RP-18反相柱、正相硅胶柱进行分离净化获得生物碱类化合物,再经高效液相色谱进行分离纯化得到玫瑰树单组分生物碱化合物,通过核磁共振仪获得每个组分的1H-NMR和13C-NMR数据,结合其它波谱分析技术,综合解析化合物的波谱数据,鉴定了其中两个生物碱成分的化学结构,两个化合物均为首次从该类玫瑰树中分离得到,为进一步解析鉴定其它生物碱成分提供了指导依据。

关键词 夹竹桃科 ;萝芙木亚科 ;玫瑰树 ;单萜吲哚生物碱 ;波谱分析技术

中图分类号 R284.1 文献标识码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.018

Study on Chemical Constituents of Alkaloids of Ochrosia borbonica

LI Guoming YI Ping

(Institute for Tropical Agriculture Scientific Research of De Hong, Yunnan Province, Ruili 678600)

Abstract Alkaloids of the Ochrosia borbonica were a class of special Monoterpenoid indole alkaloids and Dimer,which Included in the plant of Rose that Attributable to the subfamily of the Rauwolfia. This paper aimed to analyze the structure and identification of monoterpene indole alkaloid compounds with many biological activities , such as anti-tumor and anti-inflammatory, in the rose plants. The extractum extracted from the stem of the rose tree by methanol,organic solvents with different polarities were used successively by chromatography silica gel column、RP-18 reversed phase column and Positive phase silica gel column to isolate and purify the alkaloid compounds, the mono-component alkaloids of rose tree were separated and purified by high performance liquid chromatography, the 1H-NMR and 13C-NMR data of each component were obtained by nuclear magnetic analysis, the Spectral data of compounds to identify the chemical structures of two alkaloids and the two compounds were isolated from this Ochrosia borbonica for the first time,which provided the guidance for further identification of other alkaloids.

Keywords Apocynaceae ; subfamily of the Rauwolfia ; Ochrosia borbonica ; Monoterpenoid indole alkaloids ; Spectrum analysis technique

夾竹桃科(Apocynaceae)萝芙木亚科玫瑰树属植物玫瑰树(Ochrosia borbonica Gmelin),全世界约有39种,分布于马达加斯加到大洋洲的波利尼西亚[1],中国南方引入栽培玫瑰树(Ochrosia borbonica Gmelin)和古城玫瑰树(O. eliptica Labill)两种。树形、花朵美观,常作庭园绿化。玫瑰树属植物多数为民间药用植物,其枝叶提取液在抗肿瘤方面疗效显著[2]。

单萜吲哚生物碱是一类结构变化多样的天然产物,它是由色氨(tryptamine)和裂环马钱子甙(secologanin)缩合产生的异胡豆甙(strictosidine)经过一系列骨架变化(C-C、C-N、C-O键的形成和/或断裂)衍生而来的[3]。到目前为止,已有40余个骨架、2 000余个单萜吲哚生物碱被研究人员发现, 约占整个生物碱的1/4[4]。骨架的重排、延长、降解、聚合是单萜吲哚生物碱富于变化的基本条件,往往产生许多结构新奇的化合物如奎宁、alstoscholarine、vallesamine及长春碱类[5]。

在天然药物化学的研究历史上,单萜吲哚生物碱(monoterpenoid indole alkaloids)是植物源天然产物成药最高的类群之一,如抗癌药物长春碱类[5-6]和喜树碱(camptothecin)[7]、治疗偏瘫的士的宁[8](strychnine)、抗疟药奎宁[9](quinine)、抗高血压的利血平[10](reserpine)、治疗阳痿的育亨宾[11](yohimbine)等,临床应用的有数十个。另外,单萜吲哚生物碱活性机制多样,就抗肿瘤而言,如喜树碱及其衍生物是作用于DNA拓扑异构酶I(DNA topoisomerase I)[7];而长春碱类是作用于肿瘤细胞微管,还可以选择性地抑制和调控过度激活表达癌症基因、抑制肿瘤细胞血管的生长[12]。但是,这两类抗药物具有明显的不足,长春碱类在体内分布广、终末半衰期长,外周神经毒性,胃肠道副作用、骨髓抑制[13];喜树碱主要是对泌尿系统和消化系统产生毒性[14]。然而,并没有构效关系研究表明这是单萜吲哚生物碱自身不可逾越的问题,因此在单萜吲哚生物碱中寻找抗肿瘤新药候选分子是天然药物研究领域的一个重要课题。

通过文献查询,发现国产夹竹桃科植物中11个属植物含有单萜吲哚生物碱,都分布在萝芙木亚科:山橙属(Melodinus)[15]、鸡骨常山属(Alstonia)[16]、狗牙花属(Tabernaemontana)[17]、仔榄树属(Hunteria)[18]、甘草属(Amsonia)[19]、萝芙木属(Rauvolfia)[20]、蕊木属(Kopsita)[21]以及栽培玫瑰树属(Ochrosia)、马铃果属(Voacanga)[22]、长春花属(Catharanthus)、蔓长春花属(Vinca)[23]。该亚科植物单萜吲哚生物碱类型多,二聚体吲哚生物碱在该亚科尤为特征。萝芙木亚科中萝芙木属、蕊木属、长春花属及蔓长春花属植物化学成分及活性研究较深入,马铃果属植物成分研究很多,我国资源较少。狗牙花属植物在我国5种,主要分布在西南地区。文献报道狗牙花属约有11个类型60余个生物碱聚合体,而该属报道过的单萜吲哚生物碱单体就有超过23个类型,新的多聚体的存在是可能的,如最近从该属植物中发现一个四聚体生物碱[17]。而从国产狗牙花属植物中共报道过单萜吲哚生物碱70个,其中的8个吲哚生物碱二聚体都是同一个类型,这和世界范围内的全属结构多样性研究结果存在差别,因此有再研究的必要[17]。仔榄树属和水甘草在我国仅一个种,虽然这2个属国内有学者报道了一些生物碱研究,但是分离的化合物数量较少,有必要继续研究。我国引种了3种玫瑰树属植物,以玫瑰树(O.borbonica)资源量较大,该属特征成分也是吲哚生物碱及二聚体[2]。玫瑰树的成分研究报道主要是在20世纪60年代,最近法国科学家从同属的莫氏玫瑰树(O. moorei)中发现玫瑰树碱(ellipticine) 能作用于蛋白激酶CK2, 这是吲哚生物碱作用机制研究取得的重要进展[24]。

法国国家科研中心的研究人员日前通过实验发现,“玫瑰树碱”的衍生物对多种癌症具有特别疗效,这些衍生物对蛋白激酶CK2具有特别的功效。蛋白激酶在乳腺癌和前列腺癌等多种癌症的扩散中起着关键作用,如能抑制它的活性,治疗癌症事半功倍。研究人员随后在試管内和实验鼠身上进行了测试,都取得成功。“玫瑰树碱”的这些衍生物能有效抑制肿瘤扩散,同时它们的目标性很强,产生的副作用比较小。这项研究成果将为癌症治疗开辟新途径[24]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器

Bruker 600 MHz核磁共振,API Qstar Pulsar I 质谱仪,Waters 600 高压液相色谱仪,Waters 2996 检测器和Waters 部分收集器,sunfineC18分析和制备柱(150×柱层析用硅胶)(60~80目,100~200目,200~300目,300~400目), 硅胶H(10~40 μm)(青岛海洋化工品厂产品),薄层层析硅胶(青岛海洋化工品厂产品),Sephadex LH-20(40~70 μm)(Pharmacia公司产品), RP-18反相柱(Pharmacia公司产品),氨基硅胶(20~45 μm),青岛海洋化工厂硅胶G(200~300 目),薄层层析板,Buchi反相柱,三用紫外分析仪(uv-iii),EYELAN-1100旋转蒸发仪。

1.1.2 试剂

甲醇、石油醚、丙酮、乙酸乙酯(均为为工业级)、氯仿、洗液、DMSO、三乙胺、浓Hcl等。

薄层层析通过碘化铋钾显色观察其斑点。生物碱显色剂为碘化铋钾(Dragendorff)试剂,其配制方法如下:

溶液Ⅰ:次硝酸铋0.85g溶于冰醋酸10mL和水40 mL中;

溶液Ⅱ:碘化钾8 g溶于20 mL水中;

储备液:溶液Ⅰ和溶液Ⅱ等量混合(置于棕色瓶中可长期保存);

显色剂:储备液1 mL与冰醋酸2 mL和水10 mL混合,用前配制。

1.2 方法

1.2.1 生物碱提取分离与结构鉴定

1.2.1.1 生物总碱的富集

9 kg干燥的玫瑰树样品枝叶(采集于广州华南植物园,由叶华谷教授采集鉴定)粉碎,以工业CH3OH冷浸浸提3次,每次48 h,合并提取液经旋转蒸发仪减压浓缩回收CH3OH得初提浓缩浸膏。将浓缩浸膏加水稀释(3 L),用稀盐酸水溶液调节pH=2~3,于分液漏斗中用EtOAc萃取3次,经旋转蒸发仪减压浓缩回收EtOAc得非碱部分;酸水层加稀氨水调节pH=8~9,加入EtOAc萃取3次,经旋转蒸发仪减压浓缩回收EtOAc至无溶剂时得到总碱98 g。

1.2.1.2 生物总碱的粗分

按质量分数总碱∶硅胶=1∶1,称取100 g硅胶(200~300目)稀释总碱浸膏,将其充分拌样均匀。量取2.5 L氯仿及称好的1 kg柱层析硅胶均匀加入到分离柱中,再量取2.5 L氯仿采用多次加入的方式依次注入柱中至柱层析硅胶分散均匀静止沉降充分完成装柱。将拌好的样品均匀加入到分离柱中,并用柱中滤出的氯仿将柱壁上的样粉洗净,使其沉降均匀,完成上样。采用系列不同极性配比的氯仿—丙酮混合溶剂按极性由小至大的先后顺序[洗脱剂极性变化为纯氯仿→氯仿∶(氯仿+丙酮)=9∶1,6∶1,4∶1,2∶1→氯仿∶(氯仿+丙酮)=1∶1]依次冲洗上好样的分离柱,洗脱至TLC检测无试样为止即完成分离柱洗脱,从而完成总碱部分用正相硅胶的划段粗分。并将按极性顺序洗脱下的含样溶液每瓶1 000 mL作为一个样,将其溶剂浓缩尽后采用少量丙酮等适当溶剂依次溶解,并按顺序编号(1-97)转移至试样瓶中。用TLC及合适的展开剂(氯仿∶氯仿-丙酮为8∶1、5∶1、3∶1)检测发现1-5号可以合并,6-10、11-20、21-23、24-29、30-36、37-40、41-44、45-48、49-59、60-92、93-97可以合并,从而得到总碱的粗分样品。

1.2.1.3 生物總碱的细分

Buchi中压反相硅胶分离柱细分:

(1)将序号为1-5号的10 g浓缩样品用15 g反相(RP-18)(日本富士公司)硅胶拌样,待样品干燥后装柱。配制70%及90%的甲醇水点反相板展样后,确定用70%的甲醇水平衡反相柱,再分别用70%、77%、85%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中3至17为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现:洗脱液3-5均有三个共同点可以合并;6-7有一个共同点;11-14可以合并;15-17为洗出液检测没有明显的生物碱存在。

(2)将序号为5-10号的22 g浓缩样品用30 g反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。以70%及90%的甲醇水点反相板展样后,确定用70%的甲醇水平衡反相柱,再分别用70%、75%、85%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中3至17为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现:洗脱液8-11均有一个共同点可以合并;11-14可以合并;15-17为洗出液检测没有明显的生物碱存在。

(3)将序号为11-20号的10 g浓缩样品用20 g反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。以70%及90%的甲醇水点反相板后,确定用70%的甲醇水平衡反相柱,再分别用70%、80%、90%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中2至13为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现:洗脱液7-9可以合并;11-13没有明显的生物碱存在,却有熊果酸存在。

(4)将序号为21-24号的5g浓缩样品用10g反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。以70%及90%的甲醇水点反相板后,确定用70%的甲醇水平衡反相柱,再分别用70%、75%、85%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中3至17为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现:洗脱液5-10可以合并,浓缩液为Ⅳ-1;1-4、11-16可以合并,没有明显的生物碱存在。

(5)将序号为25-40号的15 g浓缩样品用35 g反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。分别用55%、65%、80%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中1至15为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现:洗脱液1-2、8可以合并,没有明显的生物碱存在; 10-15可以合并。

(6)将序号为40-59号的15 g浓缩样品用35 g反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。分别用55%、65%、80%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中1至15为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。TLC检测发现几乎不可以合并,依次采用高效液相色谱进行分析分离。

(7)将序号为Ⅳ-9号的浓缩样品用反相硅胶(RP-18)拌样,待样品干燥后装柱。分别用35%、45%、50%的甲醇水以及甲醇、冲洗液依次冲洗样品,保留出峰后的流出液(其中1至20为出峰后的流出液),按顺序浓缩样品并回收甲醇水。

TLC检测发现可以合并,浓缩液编号为Ⅳ-9-1,Ⅳ-9-2。

1.2.2 正相硅胶分离柱细分

①对编号为I-3号样品,根据样品量称取1 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚:丙酮(3∶1、9∶1、12∶1)以及石油醚:丙酮为12∶1的流动相冲洗样品(1-24)。TLC检测发现:洗脱液1-4未发现生物碱,进行合并;5-19 可以合并,其浓缩液编号为Ⅰ-3-1;19-24检测没有明显的生物碱存在。

② 对编号为Ⅰ-4号样品,根据样品量称取1g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(3∶1、9∶1、12∶1)以及石油醚∶丙酮为10∶1的流动相冲洗样品(1-24)。TLC检测发现:洗脱液3-5可以合并,其浓缩液编号为Ⅰ-4-1;6-11 可以合并,其浓缩液编号为Ⅰ-4-2;12-16检测没有明显的生物碱存在;17-23可以合并,其浓缩液编号为Ⅰ-4-3;23-30检测没有明显的生物碱存在。

③ 对编号为Ⅲ-6号样品,根据样品量称取2 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(3∶1、9∶1、12∶1)以及石油醚∶丙酮为10∶1的流动相冲洗样品(1-40),其余为丙酮冲洗液。TLC检测发现:洗脱液1-7可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-6-1;8-40可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-6-2;丙酮冲洗液,浓缩液编号为Ⅲ-6-3。

④ 对编号为Ⅲ-4号样品,根据样品量称取1 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(3∶1、9∶1、12∶1)以及石油醚∶丙酮为10∶1的流动相冲洗样品(1-27),其余为丙酮冲洗液。TLC检测发现:洗脱液1-5可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-1;6-8可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-2;9-10可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-3;11-27可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-4;丙酮冲洗液浓缩液没有明显的生物碱存在。

⑤ 对编号为Ⅱ-3号样品,根据样品量称取1g正相硅胶拌样,配制极性配比为石油醚∶乙酸乙酯为4∶1的流动相冲洗样品第一个点(1-28)。TLC检测发现:洗脱液10-14可以合并,浓缩液编号为Ⅱ-3-1;1-9、14-28检测没有明显的生物碱存在。配制极性配比为母液(石油醚∶丙酮=10∶1)∶乙酸乙酯为9∶1的流动相冲洗样品第二个点(1-30)。TLC检测发现:洗脱液1-17、27-28合并,没有明显的生物碱存在;18-26可以合并,浓缩液编号为Ⅱ-3-2。

⑥ 对编号为Ⅲ-4号样品,根据样品量称取1 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(9∶1、12∶1)为流动相冲洗样品(1-40),之后用氯仿-丙酮冲洗。TLC检测发现:洗脱液1-15可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-1;15-34可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-4-2;氯仿-丙酮冲洗液,浓缩液编号为Ⅲ-4-3。

⑦ 對编号为Ⅳ-8号样品,根据样品量称取1 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(6∶1、8∶1、10∶1)为流动相冲洗样品(1-30)。TLC检测发现:洗脱液1-15可以合并,浓缩液编号为Ⅳ-8-1;15-34可以合并,浓缩液编号为Ⅳ-8-2。

⑧ 对编号为Ⅳ-11号样品,根据样品量称取3 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(2∶1、5∶1、8∶1、9∶1)为流动相冲洗样品(1-18)。TLC检测发现:洗脱液1-3可以合并,浓缩液编号为Ⅳ-11-1;4-18可以合并,浓缩液编号为Ⅳ-11-2。

⑨ 对编号为Ⅲ-1号样品,根据样品量称取2 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(3∶1、6∶1、9∶1)为流动相冲洗样品(1-22)。TLC检测发现:洗脱液1-13可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-1-1;其余不含样品。

⑩ 对编号为Ⅲ-6号样品,根据样品量称取2 g正相硅胶拌样,配制不同极性配比的石油醚∶丙酮(2∶1、3∶1、5∶1、8∶1)为流动相冲洗样品(1-22)。TLC检测发现:洗脱液1-13可以合并,浓缩液编号为Ⅲ-6-1;其余不分别合并的为Ⅲ-6-2,Ⅲ-6-3,Ⅲ-6-4,Ⅲ-6-4,Ⅲ-6-5。

1.2.3 生物碱单体的波谱测定及结构鉴定

选取编号为Ⅲ-6-3的样品,将其用反相硅胶拌样后,采用湿法装柱法上样到Rp-18中压反相硅胶分离柱中,以70%甲醇水平衡后,依次用70%,75%,85%的甲醇水洗脱,洗脱液经TLC检测合并后,浓缩液再分别拌样上样到正相分离柱中,采用极性配比为石油醚∶丙酮(2∶1、3∶1)的洗脱剂冲洗样品,得两份样品Ⅲ-6-3-1和Ⅲ-6-3-2。用高效液相色谱对此两份样品进行快速精细分离,得到两个纯的化合物,在此过程中,和已有的分离数据库对照(包括保留时间,紫外吸收),有效的实现去重复性,提高分离效率。对这两个纯化合物进行1D NMR(1H, 13C)、2D NMR(HSQC、HMBC、1H-1H COSY、ROESY、TOCSY)、MS、IR、UV、CD及X-ray等波谱数据测定,结合文献综合解析确定这两个化合物的结构。

主要实验流程如图1所示。

2 结果与分析

本论文对采集所得的玫瑰树茎杆部位进行了生物碱化学成分研究,通过提取分离得到了5个纯的生物碱化合物。通过波谱数据解析确定了其中2个生物碱的化学结构,并且所得2个化合物的骨架结构(图2)类型均为单萜吲哚类生物碱。

2.1 生物碱波谱数据解析

化合物(1):该化合物为白色粉末,对碘化铋钾显色试剂呈阳性反应,表明其为生物碱。由其13C NMR谱数据表明该化合物有18个C原子信号,具体归属(表1)为:其中含有一个CH3(δ=15.4,q);5个CH2,其中4个为-CH2-(δ=30.5,δ=46.2,δ=54.1,δ=55.1),1个为=CH2(δ=115.0);6个叔C原子,其中4个为含=CH-(δ=111.5,δ=119.2,δ=119.6,δ=123.3)的叔C原子;5个含双键的季C原子和1个与电负性较大的杂原子相连的季C原子,结合质谱数据分析确定其分子式为C18H20N2O,不饱和度U=10。由1H NMR谱数据可初步得知:δ=7.39(1H, d, J=8.0 Hz),δ=7.32(1H, d, J = 8.0 Hz),δ=7.11 (1H, t, J = 8.0 Hz)和δ=6.97 (1H, t, J = 8.0 Hz)为苯环上相互偶合的4个= CH- 吸收峰;δ=5.54(1H each, s)和δ=5.24 (1H each, s)可能为含有环外双键= CH2中的2个H吸收峰;δ=4.35(1H, d, J= 16.5 Hz)和δ=4.26(1H, d, J=16.5 Hz) 可能为与杂原子N相连且无其它偶合的-CH2-中的2个H的相互偶合吸收峰;δ=3.38 (2H, m)和δ=2.31(1H each, m)及δ=1.95(1H each, m)可能为具有偶合关系的-CH2--CH2-结构中4个H吸收峰;δ=3.20 (1H each, d, J= 15.0Hz)和δ=2.65(1H each, d, J= 15.0 Hz)可能为处于孤立体系的- CH2-中2个H吸收峰;δ=2.98 (1H, m)可能为与其它C有偶合的叔C原子中1个H吸收峰;δ=2.61(1H, q,J=5.5 Hz)和δ=1.02(3H, d, J=5.5 Hz)可能为叔C原子中的CH与1个-CH3的相互偶合吸收峰;δ=9.93(1H,s)可能为与N原子相连的1个H吸收峰。综合以上分析并与文献对比,1H-NMR和13C-NMR数据与文献[6][16-17]报道数据结构对比,确定该化合物结构式如图2所示。

化合物(2):该化合物为白色粉末,对碘化铋钾显色试剂呈阳性反应,表明其为生物碱。由其13C NMR谱数据结合质谱数据分析确定其分子式为C18H22N2O,不饱和度U=9,至此可确知该化合物与化合物1具有相似的骨架结构。对于其1H NMR数据(表2):δ=10.65(1H, s) 可能为与N原子相连的1个H吸收峰;δ=7.31 (1H, d, J=8.0 Hz),δ=7.24 (1H, d, J=8.0 Hz),δ=7.06 (1H, t, J=8.0 Hz)和δ=6.90 (1H, t, J=8.0 Hz) 为苯环上相互偶合4个= CH-吸收峰;δ=5.58(1H each, s)和δ=5.28(1H each, s) 可能为含有环外双键=CH2中的2个H吸收峰;δ=5.19(1H, q, J=6.4Hz)和δ=1.43 (3H, t, J=6.4 Hz) 可能为叔C原子中的CH与1个-CH3的相互偶合吸收峰;δ=4.35 (1H, d, J=16.5 Hz)和δ=4.07(1H, d, J=16.5 Hz)可能为与杂原子N相连且无其它偶合的-CH2-中2个H的相互偶合吸收峰。综合以上分析并与文献对比,1H-NMR和13C-NMR数据与文献[6][16-17]报道数据结构对比,确定该化合物结构式如2图所示。

2.2 生物碱结构解析

在对玫瑰树(O. borbonica)生物碱成分进行提取分离的实验研究中,可以发现选择合适处理方法来富集总碱以去除非碱成分对目标化合物分离提纯的影响往往能起到事半功倍的效果,实验中主要采用酸碱处理法。单萜吲哚生物碱不同于其它类型生物碱,常用的无机酸、碱处理可能导致这类生物碱的结构性质变化,因此要避免使用强酸、强碱。而且分离过程中,应避免少用硅胶等正相分离材料,多用反相硅胶分离,以减少样品因分离材料的不可逆吸附而造成的损失。单萜吲哚生物碱都具有共轭体系(紫外吸收),紫外吸收为快速分离提供了方便。另外,紫外图谱上,二聚体和单体也是有区别的,除对称的聚合体,多聚体通常出现多个吸收峰或宽的吸收峰,这有助于初期识别。吲哚生物碱的还原、重排等化学变化会引起不同的紫外吸收,总结紫外图谱的特征吸收峰对化合物早期结构类型的归属很有帮助,如298和330 nm 往往是白坚木类及其它和N1共轭的不饱和酮(酯)化合物[24]。

分析鉴定每个结构类型化合物的核磁共振NMR图谱特点和层析特征,并将质谱及生源关系结合起来综合进行结构鉴定。单萜吲哚生物碱的结构类型繁多,因此结构解析有一定的难度,分析每个结构类型的核磁NMR特点有助于对未知化合物的快速鉴定。如13C NMR图谱高场中的季碳数量可以初步区分白坚木碱型(2或3个)、士的宁类(1或2个)、依博加类(1个)、柯南因和育亨宾类(0个)。甲酯基和亚甲基(C-17)常降解,但在白坚木碱类和依博加类,C-17作为骨架碳往往存在;N氧化的生物碱极性会显著的增加,同时相邻的碳化学位移向低场位移。骨架重排是这类化合物富于变化的重要原因,因此结合生源关系对骨架推理非常重要,同时对绝对构型的鉴定也很有帮助。部分化合物的13C NMR图谱上个别碳信号缺失,但是单萜吲哚生物碱在FAB和ESI等电离方式下分子离子峰很容易识别,可以由此确定分子式;对多聚体(如四聚体)MS上会出现m/2z离子峰是值得关注的。总之需要综合各种光谱、分离等信息进行结构鉴定,并从实践中积累结构鉴定的丰富经验[4]。

3 讨论

单萜吲哚生物碱是成药系数比较高的一类天然产物,目前已有数十个化合物应用于临床,特别是长春碱、喜树碱两个系列抗癌药物具有明确的作用机制及靶点,为从新颖吲哚生物碱中发现抗肿瘤先导化合物提供了思路[24]。玫瑰属植物中具备抗肿瘤和抗炎等多种生理活性的生物碱类化合物较之夹竹桃科其它属植物中的生物碱研究相对较少,可待研究的潜力较大,从中提取分离得到具有更多生理活性化合物的可能性很大。因此,相信随着对该属植物中不同种及亚种植物的深入研究,必定会得到许多具有特殊生理活性且兼具药用价值的生物碱类化合物。本实验在阶段性结束后,已经从该类植物中分离提取的了许多生物碱类化合物,虽然部分化合物的结构有待进一步的解析鉴定,但相信所得结果必定会如我们实验伊始所预期的那样结果颇丰,从从玫瑰树的果实中的提取分离实验亦必会得到许多生物碱,发现新的骨架结构的生物碱的概率也是很大的,对此我们满怀期待。

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