蒋崇云,李淑聪,武 倩,周港忠,张春磊
(中国药科大学中药学院,南京 211198)
石椒草(Boenninghausenia sessilicarpa)为芸香科(Rutaceae)石椒草属,主要分布于云南东北部、四川西南部,多见于海拔较高的山地;具有疏风解表、清热解毒、行气活血等功效,可用于治疗支气管炎、肺炎、胃痛腹胀、泌尿系统感染等[1-2];目前针对石椒草的化学成分研究较少,从石椒草中分离得到化学成分主要为香豆素、生物碱类等[2]。现代药理研究表明石椒草具有抗炎、镇痛、解热等功效[3]。为深入研究石椒草药效物质基础,本研究对石椒草的化学成分进行了系统的研究。从石椒草中分离得到15个香豆素类化合物,分别鉴定为:欧芹烯酮酚甲醚(1)、九里香素(2)、3-(1,1-二甲基烯丙基)-7-羟基-8-甲氧基香豆素(3)、花椒毒素(4)、异茴芹素(5)、状芸香素(6)、异去甲基呋喃羽叶芸香素(7)、欧前胡素(8)、珊瑚菜内脂(9)、白芷脑素(10)、白当归素(11)、新比克白芷内酯(12)、chalepin(13)、鲁望桔内酯(14)、3-(1,1-二甲基烯丙基)-花椒内酯(15),其中化合物1 ~ 3、6 ~ 10 和14 ~ 15均首次从石椒草中分离得到。
1260 分析及制备型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);LC-20AT高效液相色谱仪、紫外检测器(日本岛津公司);AV-300/AV-500 型核磁共振仪(德国布鲁克公司);100 ~ 200、200 ~ 300 目硅胶,GF254硅胶(青岛海洋化工有限公司);RP-C18反相柱色谱填料(上海月旭科技公司);Sephadex LH-20(英国GE healthcare Bio-Sciences AB 公司);氘代试剂(美国剑桥同位素实验室);所用试剂均为分析纯或色谱纯。
实验所需的石椒草植物于2019 年9 月采集于云南省,经江苏省南京市中国药科大学中药学院中药资源系谢国勇副教授鉴定为芸香科石椒草属植物石椒草(Boenninghausenia sessilicarpa),植物标本保存于江苏省中药评价与转化重点实验室。
干燥的石椒草(15.0 kg)全草粉碎,经95%乙醇回流提取3 次,合并提取液,减压浓缩得到浸膏1 079.9 g,加蒸馏水混悬后,依次用石油醚、乙酸乙酯、氯仿和正丁醇萃取,减压浓缩得到石油醚部位(273.4 g)、氯仿部位(351.4 g)、乙酸乙酯部位(104.3 g)、正丁醇部位(117.6 g)。石油醚部位(273.4 g)采用硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(100∶0→0∶1)以及丙酮-甲醇(10∶1→0∶1)梯度洗脱,得到Fr.1 ~ 6。Fr.1采用硅胶柱色谱分离,以氯仿-甲醇(100∶0 → 1∶1)梯度洗脱,得到Fr. 1.1 ~ 1.4。Fr. 1.1 经ODS 柱色谱分离,以甲醇-水(10% →100%)进行梯度洗脱,得到组分Fr.1.1.1 ~ 1.1.4。Fr.1.1.3 通过Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)分离纯化后得到化合物11(20.4 mg);Fr.1.1.4 经硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(30∶1→0∶1)梯度洗脱,再通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,47∶53)分离纯化得到化合物14(38.2 mg,tR= 35.8 min)。Fr. 1.2 经ODS 柱色谱分离,以甲醇-水(10% → 100%)进行梯度洗脱,得到组分Fr. 1.2.1 ~ 1.2.7。Fr. 1.2.2 经Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)分离纯化得到化合物12(8.2 mg);Fr.1.2.4 经Sephadex LH-20 柱色谱(氯仿-甲醇1∶1)和制备型HPLC(甲醇-水,64∶36)分离纯化得到化合物5(10.1 mg,tR= 17.2 min);Fr. 1.2.6经Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(甲醇-水,78∶22)分离纯化得到化合物15(20.2 mg,tR= 22.3 min)。Fr. 1.3 经ODS 分离得到组分Fr. 1.3.1 ~ 1.3.5,其中Fr. 1.3.4 经Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,27∶73)分离得到化合物10(13.7 mg,tR= 27.3 min)。Fr. 1.4 经ODS 柱色谱分离得到组分Fr. 1.4.1 ~1.4.5,其中Fr. 1.4.1 经Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)洗脱,之后经过制备型HPLC(乙腈-水,24∶76)分离得到化合物3(17.2 mg,tR= 21.1 min);Fr. 1.4.2 经硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(100∶0 → 0∶1)梯度洗脱,再通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)洗脱后得到化合物6(6.3 mg);Fr. 1.4.4 经硅胶柱色谱分离,以氯仿-甲醇(20∶1 → 0∶1)梯度洗脱,再通过Sephadex LH-20柱色谱(氯仿-甲醇1∶1)和制备型HPLC(乙腈-水,47∶53)分离纯化得到化合物8(6.3 mg,tR= 25.1 min)。Fr.3经ODS柱色谱分离后得到组分Fr.3.1 ~3.5,其中Fr.3.3 经Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,52∶48)分离得到化合物7(40.7 mg,tR= 35.1 min)。Fr.4 经ODS 柱色谱分离后得到组分Fr.4.1 ~ 4.7,其中Fr.4.2 通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)洗脱后分离得到化合物2(7.3 mg);Fr.4.3 经硅胶柱色谱分离,以氯仿-甲醇(20∶1 → 0∶1)梯度洗脱,再通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,64∶36)分离纯化得到化合物4(6.3 mg,tR= 14.1 min);Fr. 4.5 经硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(30∶1 → 0∶1)梯度洗脱,再通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,47∶53)纯化得到化合物1(70.3 mg,tR= 18.1 min);Fr.4.6经硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(30∶1 → 0∶1)梯度洗脱,通过Sephadex LH-20 柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,43∶57)分离得到化合物9(22.1 mg,tR= 43.1 min);Fr. 4.7 经硅胶柱色谱分离,以石油醚-丙酮(20∶1 → 0∶1)梯度洗脱,通过Sephadex LH-20柱色谱(甲醇)和制备型HPLC(乙腈-水,58∶42)分离得到化合物13(27.4 mg,tR= 24.3 min)。化合物1 ~ 15的结构见图1。
Figure 1 Chemical structure of compounds 1-15
化合物1 无色结晶,ESI-MSm/z245.08 [M+H]+。分子式为C14H12O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.98(1H,d,J= 16.8 Hz,H-1′),7.67(1H,d,J= 9.4 Hz,H-4),7.47(1H,d,J= 8.7 Hz,H-5),7.35(1H,d,J= 16.8 Hz,H-2′),6.93(1H,d,J= 8.7 Hz,H-6),6.31(1H,d,J= 9.4 Hz,H-3),4.00(3H,s,OCH3),2.43(3H,s,CH3);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:199.4(C-3′),161.9(C-7),160.0(C-2),154.1(C-9),143.5(C-4),132.8(C-1′),131.3(C-2′),130.1(C-5),113.8(C-10),113.2(C-3),107.9(C-6),112.1(C-8),56.5(OCH3),27.8(C-4′)。该化合物的波谱数据与文献[4]报道的基本一致,故鉴定化合物1 为欧芹烯酮酚甲醚(osthenon)。
化合物2 无色结晶,ESI-MSm/z277.10 [M+H]+。分子式为C15H16O5。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.63(1H,d,J= 9.5 Hz,H-4),7.40(1H,d,J= 8.7 Hz,H-5),6.88(1H,d,J= 8.7 Hz,H-6),6.25(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),5.32(1H,d,J= 8.5Hz,H-1′),4.64(2H,q,J= 1.7 Hz,H-4′),4.55(1H,d,J= 8.5 Hz,H-2′),3.97(3H,s,OCH3),1.77(3H,s,H-5′);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.5(C-2),160.3(C-7),153.0(C-9),144.0(C-3′),143.9(C-4),128.7(C-5),116.2(C-10),113.7(C-4′),113.4(C-3),113.1(C-8),108.0(C-6),78.4(C-2′),69.6(C-1′),56.3(OCH3),17.5(C-5′)。该化合物的波谱数据与文献[5]报道的基本一致,故鉴定化合物2为九里香素(murrangatin)。
化合物3 黄色固体,ESI-MSm/z261.11 [M+H]+。分子式为C15H16O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.63(1H,s,H-4),7.01(1H,d,J= 8.6Hz,H-5),6.90(1H,d,J= 8.6 Hz,H-6),6.15(1H,dd,J= 17.3,10.9 Hz,H-2′),5.06(2H,dd,J=17.1,1.1 Hz,H-3′),3.92(3H,s,OCH3),1.43(3H,s,H-4′),1.43(3H,s,H-5′);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.3(C-2),150.1(C-7),142.0(C-2′),145.6(C-9),139.0(C-4),133.1(C-8),131.1(C-3),123.7(C-5),114.1(C-10),111.0(C-6),108.2(C-3′),60.6(OCH3),39.9(C-1′),25.3(C-4′),25.3(C-5′)。该化合物的波谱数据与文献[6]报道的基本一致,故鉴定化合物3 为3-(1,1-二甲基烯丙基)-8-羟基-7-甲氧基香豆素[3-(1,1-dimethylallyl)-8-hydroxy-7-methoxycoumarin]。
化合物4 黄色针状结晶,ESI-MSm/z217.05[M+H]+。分子式为C12H8O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.78(1H,d,J= 9.0 Hz,H-4),7.71(1H,d,J= 2.5 Hz,H-2′),7.37(1H,s,H-5),6.84(1H,d,J= 2.5 Hz,H-3′),6.39(1H,d,J= 9.0 Hz,H-3),4.32(3H,s,OCH3);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.5(C-2),147.9(C-7),146.8(C-2′),144.4(C-9),143.2(C-4),133.0(C-8),126.3(C-6),116.7(C-5),115.0(C-3),113.2(C-10),106.9(C-3′),61.5(OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[7]报道的基本一致,故鉴定化合物4 为花椒毒素(xanthotoxin)。
化合物5 黄色固体,ESI-MSm/z247.06 [M+H]+。分子式为C13H10O5。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:8.14(1H,d,J= 9.5 Hz,H-4),7.65(1H,d,J= 2.4 Hz,H-2′),7.01(1H,d,J= 2.4 Hz,H-3′),6.30(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),4.19(3H,s,8-OCH3),4.18(3H,s,5-OCH3);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.5(C-2),150.2(C-7),145.3(C-2′),144.5(C-5),143.9(C-9),139.5(C-4),128.4(C-8),115.0(C-6),113.0(C-3),107.8(C-10),105.2(C-3′),61.8(8-OCH3),61.0(5-OCH3)。该化合物的波谱数据与文献[8]报道的基本一致,故鉴定化合物5为异茴芹素(isopimpinellin)。
化合物6 黄色固体,ESI-MSm/z255.10 [M+H]+。分子式为C16H14O3。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.70(1H,s,H-4),7.69(1H,d,J= 2.3 Hz,H-2′),7.67(1H,s,H-5),7.46(1H,s,H-8),6.84(1H,d,J= 2.3 Hz,H-3′),6.24(1H,dd,J=17.2,11.0 Hz,H-2″),5.16(2H,d,J= 17.2 Hz,H-3″),1.54(3H,s,H-4″),1.54(3H,s,H-5″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:159.9(C-2),155.9(C-7),154.3(C-9),146.6(C-2′),145.5(C-2″),138.3(C-4),133.2(C-3),124.6(C-6),119.5(C-5),116.0(C-10),112.3(C-3″),106.3(C-3′),99.0(C-8),40.5(C-1″),26.2(C-4″),26.2(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[9]报道的基本一致,故鉴定化合物6为状芸香素(chalepensin)。
化合物7 黄色油状物,ESI-MSm/z285.11[M+H]+。分子式为C17H16O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:8.46(1H,d,J= 10.3 Hz,H-4),7.64(1H,d,J= 2.5 Hz,H-2′),7.24(1H,d,J= 2.5 Hz,H-3′),6.26(1H,d,J= 10.3 Hz,H-3),6.24(2H,d,J= 10.2 Hz,H-3″),4.20(3H,s,OCH3),3.95(1H,dd,J= 17.4,10.2 Hz,H-2″),1.70(3H,s,H-4″),1.70(3H,s,H-5″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:159.9(C-2),149.8(C-7),148.5(C-2′),145.2(C-4),144.3(C-9),132.8(C-8),131.5(C-2″),126.3(C-6),124.5(C-5),114.6(C-3),112.1(C-10),111.9(C-3″),108.3(C-3′),61.5(OCH3),44.2(C-1″),32.2(C-4″),32.2(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[10]报道的一致,故鉴定化合物7为异去甲基呋喃羽叶芸香素(isodemethylfuropinarine)。
化合物8 黄色固体,ESI-MSm/z271.09 [M+H]+。分子式为C16H14O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.76(1H,d,J= 2.5 Hz,H-2′),7.69(1H,d,J= 9.5 Hz,H-4),7.36(1H,s,H-5),6.81(1H,d,J= 2.5 Hz,H-3′),6.36(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),5.62(1H,d,J= 7.0 Hz,H-2″),5.00(2H,d,J= 7.0 Hz,H-1″),1.74(3H,s,H-5″),1.71(3H,s,H-4″);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:160.6(C-2),148.7(C-7),146.7(C-2′),144.6(C-9),144.5(C-4),139.8(C-3″),131.8(C-8),126.0(C-6),119.9(C-2″),116.6(C-10),114.8(C-3),113.2(C-5),106.8(C-3′),70.3(C-1″),25.9(C-4″),18.3(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[11]报道的基本一致,故鉴定化合物8为欧前胡素(imperatorin)。
化合物9 白色固体,ESI-MSm/z301.11 [M+H]+。分子式为C17H16O5。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:8.12(1H,d,J= 9.7 Hz,H-4),7.62(1H,d,J= 2.3 Hz,H-2′),7.00(1H,d,J= 2.3 Hz,H-3′),6.27(1H,d,J= 9.7 Hz,H-3),5.60(1H,t,J=7.3 Hz,H-2″),4.18(3H,s,OCH3),4.84(2H,d,J= 7. 3 Hz,H-1″),1.74(3H,s,H-5″),1.71(3H,s,H-4″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.6(C-2),150.9(C-7),145.2(C-2′),144.5(C-5),144.4(C-9),139.5(C-4),139.7(C-3″),127.0(C-8),114.7(C-6),120.0(C-2″),107.7(C-10),112.8(C-3),105.2(C-3′),70.5(C-1″),60.9(OCH3),25.9(C-4″),18.3(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[11]报道的基本一致,故鉴定化合物9为珊瑚菜内脂(phellopterin)。
化合物10 白色固体,ESI-MSm/z305.10 [M+H]+。分子式为C16H16O6。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.75(1H,d,J= 9.5 Hz,H-4),7.70(1H,d,J= 2.2 Hz,H-2′),7.37(1H,s,H-5),6.82(1H,d,J= 2.2 Hz,H-3′),6.35(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),4.76(2H,dd,J= 10.2,2.4 Hz,H-1″),3.95(1H,dd,J= 7.8,2.4 Hz,H-2″),1.34(3H,s,H-5″),1.30(3H,s,H-4″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.4(C-2),147.9(C-7),146.9(C-2′),144.4(C-4),143.3(C-9),131.7(C-8),126.2(C-6),116.5(C-10),114.8(C-3),13.7(C-5),106.9(C-3′),76.3(C-2″),75.7(C-1″),71.7(C-3″),26.6(C-5″),25.2(C-4″)。该化合物的波谱数据与文献[12]报道的基本一致,故鉴定化合物10 为白芷脑素(heraclenol)。
化合物11 黄色针状结晶,ESI-MSm/z335.11 [M+H]+。分子式为C17H18O7。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:8.17(1H,d,J= 9.8 Hz,H-4),7.81(1H,d,J= 2.3 Hz,H-2′),7.20(1H,d,J=2.3 Hz,H-3′),6.25(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),4.57(2H,dd,J= 10.2,2.8 Hz,H-1″),4.20(3H,s,OCH3),3.85(1H,dd,J= 8.0,2.7 Hz,H-2″),1.29(3H,s,H-5″),1.24(3H,s,H-4″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:162.6(C-2),151.6(C-7),146.9(C-2′),146.0(C-5),144.8(C-9),141.4(C-4),128.3(C-8),116.2(C-6),113.0(C-3),108.5(C-10),106.4(C-3′),78.3(C-2″),76.8(C-1″),72.7(C-3″),61.4(OCH3),26.2(C-5″),25.2(C-4″)。该化合物的波谱数据与文献[13]报道的基本一致,故鉴定化合物11为白当归素(byakangelicin)。
化合物12 黄色结晶,ESI-MSm/z317.10[M+H]+。分子式为C17H16O6。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:8.07(1H,d,J= 9.8 Hz,H-4),7.62(1H,d,J= 2.3 Hz,H-2′),7.01(1H,d,J= 2.3 Hz,H-3′),6.23(1H,d,J= 9.8 Hz,H-3),5.14(2H,s,H-4″),4.49(1H,dd,J= 8.5,2.9 Hz,H-2″),4.44(2H,dd,J= 10.0,2.9 Hz,H-1″),4.17(3H,s,OCH3),1.79(3H,s,H-5″);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.2(C-2),150.2(C-7),145.2(C-2′),144.8(C-5),143.9(C-3″),143.0(C-9),139.5(C-4),126.6(C-8),114.4(C-6),112.6(C-3),112.6(C-4″),107.3(C-10),105.3(C-3′),77.6(C-1″),73.8(C-2″),60.6(OCH3),18.9(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[14]报道的基本一致,故鉴定化合物12为新比克白芷内酯(neobyakangelicol)。
化合物13 白色固体,ESI-MSm/z315.16[M+H]+。分子式为C19H22O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.48(1H,s,H-4),7.20(1H,s,H-5),6.68(1H,s,H-8),6.16(1H,dd,J= 16.8,11.2 Hz,H-2″),5.10(2H,m,H-3″),4.72(1H,t,J= 9.3Hz,H-2′),3.20(2H,d,J= 9.3 Hz,H-3′),1.44(3H,s,H-4″),1.44(3H,s,H-5″),1.36(3H,s,H-6′),1.23(3H,s,H-5′);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:162.4(C-2),160.3(C-7),154.6(C-9),145.6(C-2″),138.2(C-4),130.8(C-3),124.7(C-6),123.3(C-5),113.1(C-10),112.1(C-3″),97.1(C-8),91.0(C-2′),71.7(C-4′),40.3(C-1″),29.6(C-3′),26.1(C-5″),25.9(C-4″),24.4(C-5′),24.4(C-6′)。该化合物的波谱数据与文献[15]报道的基本一致,故鉴定化合物13为chalepin。
化合物14 无色结晶,ESI-MSm/z259.09[M+H]+。分子式为C15H14O4。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.58(1H,d,J= 9.5 Hz,H-4),6.84(1H,s,H-5),6.33(1H,d,J= 10.0 Hz,H-4′),6.23(1H,d,J= 9.5 Hz,H-3),5.72(1H,d,J= 10.0 Hz,H-3′),4.17(3H,OCH3),1.52(3H,s,H-5′),1.52(3H,s,H-6′);13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ:160.5(C-2),149.4(C-7),148.5(C-9),143.5(C-4),131.3(C-3′),121.3(C-4′),119.2(C-5),119.1(C-6),113.4(C-10),113.2(C-2),77.9(C-2′),61.4(OCH3),28.3(C-5′),28.3(C-6′)。该化合物的波谱数据与文献[16]报道的基本一致,故鉴定化合物14为鲁望桔内酯(luvangetin)。
化合物15 无色结晶,ESI-MSm/z297.15[M+H]+。分子式为C19H20O3。1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.48(1H,s,H-4),7.04(1H,s,H-5),6.69(1H,s,H-8),6.35(1H,d,J= 12.0 Hz,H-4′),6.18(1H,d,J= 16.0 Hz,H-2″),5.68(1H,d,J=12.0 Hz,H-3′),5.11(3H,s,H-3″),1.45(3H,s,H-4″),1.45(3H,s,H-5″),1.46(3H,s,H-5′),1.46(3H,s,H-6′);13C NMR(125 MHz,CDCl3)δ:160.0(C-2),156.0(C-9),154.7(C-7),145.7(C-2″),137.7(C-5),131.8(C-3),131.1(C-3′),124.8(C-4),121.1(C-4′),118.4(C-6),113.2(C-10),112.2(C-3″),103.7(C-8),77.5(C-2′),40.5(C-1″),28.3(C-5′),28.3(C-6′),26.2(C-4″),26.2(C-5″)。该化合物的波谱数据与文献[17]报道的基本一致,故鉴定化合物15 为3-(1,1-二甲基烯丙基)-花椒内酯[3-(1,1-dimethylallyl)-xanthyletin]。
石椒草植物的化学成分十分丰富,包括香豆素、生物碱、挥发油、芳香化合物等[18]。其中,以香豆素类化合物和生物碱类化合物含量最高,相关文献表明,国内外学者陆续从中分离出了许多香豆素类及生物碱类成分,如umbelliferone、scopoletin、白藓碱等[2]。
本研究从石椒草95%乙醇提取物石油醚部位中共分离得到15 个化合物,香豆素类化合物是石椒草中的主要化合物。化合物1 ~ 3、6 ~ 10 和14~ 15 均为首次从该植物中分离得到,进一步丰富了石椒草的化学成分,为其药理活性研究提供了重要的物质基础。本课题组系统研究了石椒草的化学成分,从传统民族药石椒草95%乙醇提取物的石油醚、氯仿萃取部位共分离得到化合物85个,化合物类型主要为香豆素和生物碱,这为石椒草资源的进一步利用开发奠定了基础。