茎花山柚叶的化学成分研究

2023-03-13 07:41朱成豪唐健民孙志蓉史艳财
广西植物 2023年1期
关键词:花山柱层析层析

朱成豪, 邹 蓉, 唐健民, 韦 霄, 孙志蓉, 史艳财*

( 1. 北京中医药大学 中药学院, 北京 102488; 2. 广西壮族自治区中国科学院 广西植物研究所, 广西 桂林 541006 )

茎花山柚(Champereiamanillanavar.longistaminea)系山柚子科(Opiliaceae)台湾山柚属(ChampereiaGriff.)灌木或常绿小乔木植物,因茎上开花结果而得名,又名鳞尾木(覃海宁等,2010),别名甜菜树(云南富宁)、味精树或雷公菜(广西田林)、龙须菜(广西田东),是一种喀斯特地区特色木本经济植物(魏秋兰等,2020)。在我国主要分布在云南东南部和广西西南部,多生长在河谷密林或石缝间隙中(杜凌等,2018)。据报道,茎花山柚嫩茎叶中含有丰富的营养成分和活性物质,如维生素、锌、钙、铁和各种药效氨基酸,民间多采其嫩叶来饮食,以预防心脑血管疾病、高血压和糖尿病等症,具有良好的食用和药用价值(朱昌叁等,2018)。

目前,已有对茎花山柚在野生资源、育苗及栽培技术、生物学特性、果实特征、营养成分等方面的研究报道(杨超本,2008;韦堂灵等,2019;魏秋兰等,2020),初步证明可将其作为一种优良经济植物来开发应用。茎花山柚之所以味道鲜美是因为其谷氨酸和天冬氨酸的高含量(Tang et al., 2020)。茎花山柚嫩茎叶中的甜味功能因子艾杜醇可作为合成中间体应用于食品业和医药业(刘锡葵和肖建青,2009),开发前景广阔。但是,该植物的化学成分和药理作用的研究目前仍空白,严重限制了茎花山柚的进一步开发与利用。因此,为了深入认识该植物的药效物质基础,挖掘其更大的药用功效,本研究开展了茎花山柚叶95%乙醇提取物的化学成分研究,从中分离鉴定出了6个单体化合物。其中,化合物1-6均为首次从该植物中分离得到。

1 材料、仪器与试剂

茎花山柚叶采自广西百色市田林县(105°50′7″ E,24°22′39″ N,海拔399.1 m),由广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所韦霄研究员鉴定为茎花山柚(Champereiamanillanavar.longistaminea),其植物生境如图2所示,将材料于室内阴干。

核磁共振波谱仪(Bruker Avance-500,内标为TMS,瑞士);旋转蒸发仪(Eyela N-1100,上海爱朗仪器有限公司,中国);水浴锅(Eyela SB-1100,上海爱朗仪器有限公司,中国);循环水真空泵(Eyela N-1100,上海爱朗仪器有限公司,中国);高分辨电喷雾电离质谱仪(Thermo MAT95XP, Thermo Fisher Scientific公司,德国);高效液相色谱仪(Hitachi Primaide, Hitachi分公司,中国);红外光谱仪(Shimadzu IR Affinity-1, Shimadzu公司,日本)。

柱层析硅胶(60~100目、100~200目、200~300目、300~400目)、薄层层析硅胶板(TLC)购自中国青岛海洋化工厂,柱层析反相硅胶RP-18为Develosil ODS,50~70 μm规格。柱层析葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)由瑞典Amersham Biosciences 公司生产。制备型色谱柱型号为YMC ODS C18(20 mm × 250 mm,5 μm)。正己烷、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、甲醇、无水乙醇、浓硫酸等,采购自广州化学试剂厂和天津富宇试剂公司;HPLC制备的色谱纯试剂(甲醇、乙腈)由美国剑桥公司(CIL)生产。

2 提取与分离

取茎花山柚叶10 kg,阴干后用95%的工业乙醇在室温下浸提3次,合并浓缩后得棕褐色总浸膏1.6 kg。将浸膏混悬在5 L的纯水中,分别用正己烷、乙酸乙酯萃取到有明显分层,得到正己烷部(600 g),乙酸乙酯部(800 g)。对乙酸乙酯部浸膏用60~100目硅胶等量拌样(溶剂挥发后,经正相硅胶柱层析,以[V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=100∶0→0∶100]梯度洗脱,合并得到8个组分(Fr. a~Fr. h)。

组分g (6 g)经反相硅胶柱(RPC18)层析,洗脱溶剂为MeOH(体积分数为70%~100%),得到9个组分(g1~g9)。g 9经正相硅胶柱层析 [CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=20∶1~1∶1],得到化合物1(221.4 mg)。

图 1 化合物1-6结构Fig. 1 Structures of compounds 1-6

图 2 茎花山柚生境和样品处理Fig. 2 Habitat and sample handling of Champereia manillana var. longistaminea

组分e (1.4 g)经反相硅胶柱(RPC18)层析,洗脱溶剂为MeOH(体积分数为70%~100%),得到3个组分(e1~e3)。其中,e1(631 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到化合物2(13.2 mg);e3(261 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到3个次级组分(e3-1、e3-2、e3-3)。e3-1(125.1 mg)经正相硅胶柱层析[CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=10∶1~1∶1]得到化合物3(43.4 mg)。

组分d(1.4 g)经反相硅胶柱(RPC18)层析,洗脱溶剂为MeOH(体积分数为70%~100%),得到4个组分(d1~d4)。其中,d2(87.3 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到2个次级组分(d2-1、d2-2)。d2-1(48.9 mg)经正相硅胶柱层析[CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=5∶1~1∶1]得到化合物4(10.5 mg)。d3(52.7 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到2个次级组分(d3-1、d3-2)。d3-1(34.3 mg)经正相硅胶柱层析[CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=5∶1~1∶1]得到化合物4(10.5 mg)。

组分h(3.3 g)经反相硅胶柱(RPC18)层析,洗脱溶剂为MeOH(体积分数为70%~100%),得到8个组分(h1~h8)。其中,h4(542.5 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到3个次级组分(h4-1、h4-2、h4-3)。h4-1(87.9 mg)经正相硅胶柱层析[CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=10∶1~1∶1]得到化合物5(43.2 mg)。

组分f(3.2 g)经反相硅胶柱(RPC18)层析,洗脱溶剂为MeOH(体积分数为70%~100%),得到4个组分(f1~f4)。其中,f2(169.6 mg)经凝胶柱(Sephadex LH-20)层析[V(氯仿)∶V(甲醇)=1∶3]得到3个次级组分(f2-1、f2-2、f2-3)。f2-1(39.5 mg)先经正相硅胶柱层析[CC200~300目V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=5∶1~1∶1]得到f2-1-1(32 mg),再经反相硅胶RP-HPLC(YMC-Pack C18)55%乙腈梯度洗脱得到化合物6(6.2 mg)。化合物1-6的化学结构式如图1所示。

3 化合物的结构鉴定

化合物1白色针状结晶(氯仿)。ESI-MSm/z: 425. 3 [M-H]-,C30H50O;1H-NMR (500 MHz,CDCl3)δ: 5.51 (1H, dd,J= 8.3, 3.1 Hz, H-15), 3.17(1H, dd,J= 11.3, 4.1 Hz, H-3), 2.01 (1H, dt,J= 12.7,3.1 Hz, H-19), 1.91 (1H, dd,J= 14.4, 2.8 Hz, H-18),1.07 (3H, s, H-27), 1.00 (3H, s, H-26), 0.93 (3H, s,H-25), 0.92 (3H, s, H-29), 0.91 (6H, s, H-23, 30), 0.82(3H, s, H-28), 0.80 (3H, s, H-24);13C-NMR (125 MHz, CDCl3)δ: 158.08 (C-14), 116.87 (C-15), 79.07(C-3), 55.53(C-5), 49.28 (C-18), 44.3 (C-9), 41.32(C-19), 40.0 (C-4), 38.76 (C-8), 37.74 (C-10, 17), 37.57(C-13), 36.67 (C-16), 35.78 (C-12), 35.12 (C-7), 33.70(C-1, 21), 33.35 (C-29), 33.09(C-22), 30.0 (C-26), 29.82(C-28), 28.80 (C-20), 27.99 (C-23), 27.14 (C-2), 25.90(C-27), 21.31 (C-30), 18.80 (C-6), 17.50 (C-11), 15.45(C-24, 25)。以上数据与文献(Corbett et al., 1972)报道基本一致,故鉴定化合物1为蒲公英赛醇(taraxerol)。

化合物2红褐色针晶(乙酸乙酯)。薄层色谱用10%香草醛硫酸显色为橘红色。ESI-MSm/z: 160.1 [M-H]-, 115.9 [M-COO]-,C9H7NO2;1H-NMR(DMSO-d6, 500 MHz)δ:7.17(2H, m, H-6, 7), 7.42(1H, br d,J=7.5 Hz, H-8), 7.99(1H, br d,J=7.5 Hz, H-5 ), 8.01 (1H, s, H-2), 10.9(1H, s, COOH);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz)δ:132.69(C-2), 107.76(C-3), 121.40(C-4), 122.55(C-5), 112.67(C-6), 121.01(C-7), 126.45(C-8), 136.88 (C-9), 166.38(COOH)。以上数据与文献(张朝凤等,2009)报道一致,故确定化合物2为吲哚-3-甲酸(1H-indole-3-carboxylic acid)。

化合物3无色结晶(氯仿)。ESI-MSm/z: 461.0 [M+H]+, C30H52O3;1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ: 3.34(1H, m, H-24α), 3.27 (1H, dd,J= 10.5, 3.5 Hz, H-3α), 1.21,1.15 (each 3H, s, H-26, 27), 0.95 (3H, s, H-18), 0.95 (3H, s,H-28), 0.88 (3H, s, H-30), 0.80 (3H, s, H-29), 0.54 (1H, d,J= 4.0 Hz, H-19), 0.32 (1H, d,J= 4.1 Hz, H-19);13C-NMR(CDCl3, 125 MHz)δ: 31.9 (C-1), 30.3 (C-2), 78.8 (C-3),40.5 (C-4), 47.1 (C-5), 21.1 (C-6), 28.1 (C-7), 48.0 (C-8),19.9 (C-9), 26.1 (C-10), 26.0 (C-11), 35.9 (C-12), 45.3(C-13), 48.8 (C-14), 32.9 (C-15), 26.4 (C-16), 52.4 (C-17),18.1 (C-18), 29.9 (C-19), 36.4 (C-20), 18.4 (C-21), 33.1(C-22), 28.7 (C-23), 78.8 (C-24), 73.2 (C-25), 23.2 (C-26),26.5 (C-27), 25.4 (C-28), 14.0 (C-29), 19.3 (C-30)。以上数据与文献(周劲松等,2009)报道基本一致,故鉴定该化合物3为(24R)-环菠萝蜜烷-3β,24,25-三萜[(24R)-cycloartane-3β,24,25-triol]。

化合物4无色固体(氯仿)。ESI-MSm/z: 439.3 [M+H]+, C31H52O2;1H-NMR (500 MHz, CDCl3)δ:3.26(1H, dd,J=11.3, 4.4 Hz, H-3), 1.48(1H, dd,J=12.0, 4.9 Hz, H-8), 1.24(1H, dd,J=11.3, 4.4 Hz, H-5), 0.93,0.90(3H, d, H-26, 27), 0.84(1H, d,J=6.6 Hz, H-21);13C-NMR(CDCl3, 125 MHz)δ: 32.0 (C-1), 30.4 (C-2), 78.8 (C-3),40.5 (C-4), 47.1 (C-5), 21.1 (C-6), 26.0 (C-7), 48.0 (C-8), 20.0 (C-9), 26.1 (C-10), 26.4 (C-11), 32.9 (C-12), 45.3(C-13), 48.8 (C-14), 32.9 (C-15), 28.5 (C-16), 52.3 (C-17),18.1 (C-18), 29.9 (C-19), 36.3 (C-20), 17.9 (C-21), 30.7(C-22), 28.1 (C-23), 62.8 (C-24), 32.06 (C-25), 19.4 (C-26),18.3 (C-27), 25.4 (C-28), 14.0 (C-29), 19.3 (C-30), 50.5(C-31)。以上数据与文献(Kuang et al., 2014)报道基本一致,故鉴定该化合物4为(24R,S)-3β-24,31-环氧-24-甲基环烷[(24R,S)-3β-24,31-epoxy-24-methylcycloartane]。

化合物5油状固体(氯仿)。ESI-MSm/z: 513.3 [M+H]+, C27H45O9;1H-NMR(500 MHz, CDCl3)δ: 4.04 (1H, m, H-1a), 4.10 (1H, m, H-1), 5.33 (1H, s, H-2), 3.86 (1H, m,H-3a), 3.90 (1H, m, H-3b); linolenoyl-2.35 (2H, q,J=8.4 Hz, H-2), 1.63 (2H, m, H-3), 1.31 (6H, s, H-4, 5,6), 1.37 (2H, d,J=7.8 Hz, H-7), 2.08 (2H, m, H-8), 5.36, 5.43 (5H, H-9, 10, 12, 13, 15), 5.34 (1H, m, H-16),2.83 (4H, t, H-11, 14), 2.11 (2H, m, H-17), 1.00(3H, t,J=7.8 Hz, H-18); D-galactose- 4.31 (1H, d,J=7.8 Hz, H-1), 3.62 (1H, t, H-2), 3.60 (1H, dd, H-3), 4.02 (1H, s, H-4), 3.57 (1H, t, H-5), 3.88(1H, dd, H-6a), 3.98 (1H, dd, H-6b);13C-NMR(125 MHz, CDCl3)δ: 62.8 (C-1), 69.6 (C-2),69.7 (C-3); linolenoyl-173.4 (C-1), 34.1 (C-2), 24.9 (C-3), 29.0, 29.1, 29.2 (C-4, 5, 6, 7), 27.2 (C-8), 127.9 (C-9), 128.2 (C-10), 25.6 (C-11), 131.9 (C-12), 130.2 (C-13), 25.2 (C-14), 128.3 (C-15), 127.8 (C-16), 20.5 (C-17), 14.3 (C-18); D-galactose-101.1 (C-1), 71.9 (C-2),73.3 (C-3), 69.6 (C-4), 74.6 (C-4), 62.6 (C-6)。以上数据与文献(Kim et al., 2019)报道基本一致,故鉴定该化合物5为1-O-亚麻酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-sn-丙三醇(1-O-linolenoyl-3-O-β-D-galactospyranosyl-sn-glycerol)。

化合物6无色粉末(氯仿)。ESI-MSm/z: 540.5 [M+H]+, C34H68O4;1H-NMR (500 MHz, CDCl3):δ0.85 (3H, t,J= 6.4 Hz,H-31′), 1.27 (54H, s, H-4′~30′), 1.60 (2H, m,H-3′), 2.33 (2H, t,J= 7.5 Hz, H-2′), 3.60 (1H, dd,J=11.2, 3.5 Hz,H-3a), 3.70 (1H, dd,J= 11.2, 3.5 Hz,H-3b), 3.92 (1H, m,H-2) ,4.37(1H, dd,J= 11.2, 5.5 Hz), 4.40 (1H, dd,J= 11.2, 3.5 Hz);13C-NMR (125 MHz, CDCl3):δ14.0 (C-31′), 22.6(C-29′), 24.8 (C-3′), 29.2 (C-4′~28′), 32.8 (C-30′), 34.1 (C-2′), 63.4 (C-3), 65.1 (C-1), 70.3 (C-2), 174.3 (C, C-1′)。以上数据与文献(Nyongha et al., 2010)报道基本一致,故鉴定该化合物6为长烷基链甘油单酯(hyloglyceride)。

4 讨论与结论

本研究通过硅胶柱层析、葡聚糖凝胶柱层析、薄层色谱和高效液相色谱等方法,从茎花山柚叶中共分离纯化到6个单体化合物,根据其理化常数和波谱(质谱、碳谱和氢谱)数据将化合物1-6分别鉴定为蒲公英赛醇(taraxerol)、吲哚-3-甲酸(1H-indole-3-carboxylic acid)、(24R)-环菠萝蜜烷-3β,24,25-三萜[(24R)-cycloartane-3β,24,25-triol]、(24R,S)-3β-24,31-环氧-24-甲基环烷[(24R,S)-3β-24,31-epoxy-24-methylcycloartane]、1-O-亚麻酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-sn-丙三醇(1-O-linolenoyl-3-O-β-D-galactospyranosyl-sn-glycerol)、长烷基链甘油单酯(hyloglyceride),均为首次从该植物中分离得到,结构涉及萜类、脂肪酸类、羧酸类等类型,初步解析了该植物的化学成分。

现代药理学研究表明,萜类化合物具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎、降血压、防止血栓形成等作用(海广范等,2015),而脂肪酸类化合物具有抗癌、抗炎、保肝、降血糖、免疫调节等作用(马立红和王晓梅,2006),这与朱昌叁等(2018)报道的茎花山柚可预防高血压等心血管疾病相呼应,表明茎花山柚有进一步开发成药品的潜力。但是,具体的药效基础和活性机制还需进一步探讨。未来可从活性跟踪法入手,先筛选到具有降血压、降血糖的活性萃取部位,再进行细分以寻求更多具有活性的单体化合物。此外,化合物2(吲哚-3-甲酸)是一种重要的有机中间体,被广泛应用于医药与农药的合成(姜凡伟和康从民,2015)。刘锡葵和肖建青(2009)研究报道茎花山柚中还含有艾杜醇,同样可作为一种医药中间体应用于化学工业、化妆品、医药等领域。因此,通过对茎花山柚叶的化学成分研究,可逐步丰富该植物的物质基础,并为今后的进一步开发利用提供科学依据。

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