湖北产石松千层塔烯(serratene)三萜化学成分的研究

引用本文	doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.24.004

杨国勋, 臧毅, 胡长玲, 熊娟, 胡金锋. 湖北产石松千层塔烯(serratene)三萜化学成分的研究[J]. 中草药, 2014, 45(24): 3524-3527. 复制到剪切板

YANG Guo-xun, ZANG Yi, HU Chang-ling, XIONG Juan, HU Jin-feng. Serratene triterpenoids in Lycopodium japonicum from Hubei province[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2014, 45(24): 3524-3527. 复制到剪切板

湖北产石松千层塔烯(serratene)三萜化学成分的研究

杨国勋, 臧毅, 胡长玲, 熊娟, 胡金锋

复旦大学药学院天然药物化学教研室, 上海 201203

收稿日期: 2014-10-16;

基金项目：国家自然科学基金(21472021,81273401,81202420);教育部高等学校博士学科点(博导类)基金(20120071110049);上海市科委科技支撑计划(12401901001)

作者简介：杨国勋,男,博士,副教授,研究方向为中草药活性成分.Tel: (021)51980106 E-mail: gxyang@fudan.edu.cn

通讯作者：胡金锋,男,博士,教授,研究方向为天然产物化学和化学生物学.Tel: (021)51980172 E-mail: jfhu@fudan.edu.cn

摘要：目的对产于湖北随州的石松Lycopodium japonicum的化学成分进行研究.方法用硅胶、反相硅胶、Sephadex LH-20柱色谱和半制备HPLC多种方法分离纯化,通过理化性质和波谱数据解析化合物的结构.结果从石松全草的甲醇提取物中分离得到8个化合物,分别鉴定为21-表千层塔烯二醇(1)、千层塔烯二醇(2)、α-芒柄花醇(3)、serrat-14-en-3β, 21β, 24-triol(4)、3β, 21α-dihydroxyserrat-14-en-16-one(5)、石松三醇(6)、石松四醇(7)、3α, 21β, 24-trihydroxyserrat-14-en-16-one(8).结论化合物1～8均为千层塔烯(serratene)三萜,为石松属植物中的特征性化学成分.化合物5为该植物中首次分得.

关键词：石松属石松千层塔烯三萜千层塔烯二醇石松三醇石松四醇

Serratene triterpenoids in Lycopodium japonicum from Hubei province

YANG Guo-xun, ZANG Yi, HU Chang-ling, XIONG Juan, HU Jin-feng

Department of Natural Products Chemistry, School of Pharmacy, Fudan University, Shanghai 201203, China

Abstract: Objective To investigate the chemical constituents in the whole plant of Lycopodium japonicum, native to Suizhou city, Hubei province for the first time. Methods The compounds were isolated and purified by a combination of silica gel, ODS, and Sephadex LH-20 column chromatography and prep-HPLC. Their chemical structures were established by their physicochemical properties and spectral data. Results Eight pentacyclic triterpenoids have been isolated and characterized from the methanol extract of the whole plant, they are 21-episerratenediol (1), serratenediol (2), α-onocerin (3), serrat-14-en-3β, 21β, 24-triol (4), 3β, 21α- dihydroxyserrat-14-en-16-one (5), lycoclavanol (6), lyclaninol (7), and 3α, 21β, 24-trihydroxyserrat-14-en-16-one (8). Conclusion Compounds 1—8 are all serretene triterpenoids, the characteristic chemical constituents in the plants of genus Lycopodium L. Compound 5 is isolated from this plant for the first time.

Key words: Lycopodium L. Lycopodium japonicum Thunb. serretene triterpenoids serratenediol lycoclavanol lyclaninol

石松又名伸筋草，为石松科石松属植物石松Lycopodium japonicum Thunb. 的干燥带根全草。主要分布于东北、华东、华南、西南及内蒙古、河南等地，有祛风除湿、舒筋活络、止咳、解毒、消肿等作用，主治关节痛、疮痈等症^{[1, 2, 3]}。由于在蛇足石杉Huperzia serrata (Thunb.) Trev.（千层塔Lycopodium serratum Thunb.）中发现了石杉碱甲，并且阐明它为强效、高选择性乙酰胆碱酯酶抑制剂^[4]，因而使得近缘植物石松属植物的化学成分研究受到广泛关注。除了石松生物碱类，石松属中同时发现含有另一类特征性的千层塔烯（serratene）五环三萜^{[5, 6]}。该种三萜不同于一般的五环三萜结构，C环为一个特征的七元环系（有时开环），一般在C-14和C-15间存在双键，3位和21位为含氧官能团，通常为羟基。serratene五环三萜是石松属植物中除生物碱外另一类被广泛关注的化学成分。已经发现serratene五环三萜类具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗乙酰胆碱酯酶、抑制白色念珠菌分泌的天冬氨酸蛋白酶^{[7, 8, 9]}等。到目前为止，化学成分研究较为充分的石松主要产自浙江省和云南省。为进一步阐明不同产地石松中化学成分的类型特征，本实验首次对产自湖北随州的石松进行了研究，从中得到8个serratene三萜，分别鉴定为21-表千层塔烯二醇（21-episerratenediol，1）、千层塔烯二醇（serratenediol，2）、α-芒柄花醇（α-onocerin，3）、serrat-14-en-3β, 21β, 24-triol（4）、3β, 21α-dihydroxy-serrat-14-en-16-one（5）、石松三醇（lycoclavanol，6）、石松四醇（lyclaninol，7）、3α, 21β, 24-trihydroxyserrat-14-en- 16-one（8）。结构见图 1。serratene三萜类的研究兴起于20世纪六七十年代，当时核磁共振技术处于起步阶段，因而许多常见serratene三萜缺少碳谱数据；即便是氢谱数据往往也是经转化后获得的serratene三萜乙酸酯的数据，使得结构解析时直接进行数据比对会有一定的困难。本课题组通过¹H-NMR、¹³C-NMR、MS分析并和文献数据比对，部分化合物结合DEPT及2D NMR（HSQC、HMBC、COSY）技术，对所分离到的8个serratene三萜的全部碳谱数据和氢谱的可归属甲基信号和特征质子信号进行了归属，以便为今后该类化合物结构解析提供参考。

图 1 化合物1～8的化学结构 Fig. 1 Chemical structures of compounds 1—8

1 仪器与材料

Bruker AVANCE DRX—500核磁共振仪；Bruker Daltonics micr OTOF质谱仪；Beckman公司半制备高效液相色谱仪（508自动进样器，126多溶剂输送泵，168紫外检测器，配备Sedex 80型ELSD检测器），YMC-pack ODS-A半制备柱（250 mm×10 mm，5 μm）；Sephadex LH-20为GE Healthcare Bio-Sciences AB公司产品；硅胶：200～300目，青岛亿基达公司；TLC用硅胶薄层色谱板（GF₂₅₄，0.25 mm）为烟台康必诺公司产品，以5%硫酸-乙醇溶液为显色剂。

药材于2010年5月采自湖北省随州市，由第二军医大学黄宝康教授鉴定为石松Lycopodium japonicum Thunb. 全草，标本（100521）保存于复旦大学药学院天然药化教研室。 2 提取分离

石松全草10 kg，粉碎，用70%甲醇（20 L）常温提取3次，并用80%乙醇（10 L）热回流提取3次，浓缩蒸去溶剂，得到深褐色浸膏（945.5 g）。总浸膏以水混悬，用石油醚（2.0 L×6）、醋酸乙酯（2.0 L×6）和正丁醇（2.0 L×6）依次萃取。醋酸乙酯萃取物浸膏230 g，首先通过硅胶柱色谱，石油醚-醋酸乙酯（15∶1→0∶1）和醋酸乙酯-甲醇（20∶1→4∶1），分为14个组分Fr. 1～14。Fr. 7通过硅胶柱色谱，以石油醚-醋酸乙酯（15∶1→0∶1）和醋酸乙酯-甲醇（20∶1→10∶1）梯度洗脱分为5个部分Fr. 7A～7E。Fr. 7C组分进一步通过Sephadex LH-20凝胶柱色谱，以二氯甲烷-甲醇（2∶1）作为流动相，得到化合物1（15.7 mg）、2（40.5 mg）和3（35.2 mg）。Fr. 7D组分通过硅胶柱色谱，以二氯甲烷-醋酸乙酯（1∶0→2∶1）和醋酸乙酯-甲醇（15∶1）梯度洗脱又分为4个部分Fr. 7D1～7D4。Fr. 7D2经过Sephadex LH-20柱色谱（二氯甲烷-甲醇2∶1），获得化合物5（23.5 mg）。Fr. 7D4组分先经固相萃取分离，对其85%甲醇/水洗脱组分进一步凝胶柱色谱纯化得到化合物4（10.1 mg）。Fr. 13经硅胶柱色谱（二氯甲烷-甲醇 60∶1→5∶1）梯度洗脱分为7个组分（Fr. 13A～13G），其中Fr. 13C组分经反复溶剂洗脱和滤过得到化合物 6（8.1 mg）。Fr. 13D组分先通过硅胶柱色谱（二氯甲烷-甲醇 10∶1）等度洗脱，并经半制备HPLC纯化（甲醇-水梯度洗脱，25 min内67%甲醇-水上升到78%甲醇-水；体积流量3 mL/min；t_R＝21.5 min）得到化合物8（3.0 mg）。Fr. 13E先经固相萃取分离（溶剂梯度：甲醇-水65%～75%～100%），其中75%甲醇-水洗脱组分经凝胶柱色谱（Sephadex LH-20，二氯甲烷-甲醇2∶1）纯化获得化合物7（6.2 mg）。 3 结构鉴定

化合物1：白色无定形粉末。HR-ESI-MS显示其准分子离子峰为m/z 465.373 1 (计算值465.370 3，C₃₀H₅₀O₂Na)。¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 0.80 (3H, s, 23-CH₃), 0.89 (3H, s, 24-CH₃), 0.77 (3H, s, 25-CH₃), 0.84 (3H, s, 26-CH₃), 0.69 (3H, s, 28-CH₃), 0.93 (3H, s, 29-CH₃), 0.97 (3H, s, 30-CH₃), 3.18 (1H, dd, J = 11.6, 4.7 Hz, H-3), 3.45 (1H, brs, H-21), 5.33 (1H, brs, H-15)；¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 见表 1，与Chernenko等^[10]报道的21-表千层塔烯二醇（21-episerratenediol）的数据基本吻合，进一步查阅文献报道^[11]并结合化合物2、4～8的碳谱数据，将11位碳和12位碳的数据进行了对调。

表 1 化合物1～8的¹³C-NMR数据 Table 1 ¹³C-NMR spectral data of compounds 1—8

碳位	1	2	3	4	5	6	7	8
1	38.6	38.7	37.0	39.2	38.5	34.6	34.3	34.5
2	27.2	27.3	28.0	29.0	26.5	26.6	26.9	27.3
3	78.8	78.9	78.9	80.3	78.6	70.1	70.1	70.3
4	38.2	38.3	39.1	44.1	37.2	44.3	44.3	44.6
5	55.7	55.8	54.7	56.8	55.6	50.3	50.4	50.5
6	18.9	19.0	24.0	20.0	18.7	19.5	19.8	19.9
7	45.2	45.2	38.3	46.1	45.0	46.1	46.1	46.2
8	37.4	36.2	148.4	38.3	38.2	37.9	37.9	38.6
9	62.9	63.0	57.6	63.3	62.6	63.0	63.1	63.1
10	39.0	39.0	39.3	38.5	37.8	38.4	39.0	38.9
11	25.2	25.4	22.6	25.8	25.0	25.6	25.7	25.6
12	27.5	27.5	22.6	28.1	27.4	27.6	27.7	27.1
13	56.8	57.3	57.6	57.5	58.8	57.4	57.8	59.5
14	138.5	138.2	148.4	139.3	163.5	139.2	139.1	164.1
15	122.1	122.3	38.3	123.1	128.8	122.6	122.8	129.4
16	24.0	24.1	24.0	24.9	199.7	24.5	24.5	201.7
17	43.4	49.6	54.7	43.7	63.7	43.7	43.4	60.0
18	35.9	37.2	39.3	36.7	44.5	36.3	37.8	45.1
19	31.2	29.7	37.0	32.2	37.8	31.9	41.4	32.4
20	25.4	27.6	28.0	26.8	26.6	26.5	66.6	26.3
21	76.2	79.2	78.9	75.6	79.0	75.1	79.7	76.3
22	37.1	38.9	39.1	37.7	38.9	37.7	38.7	38.0
23	28.1	28.1	28.3	24.0	28.1	23.4	23.7	24.1
24	15.4	15.4	15.4	64.8	15.7	65.9	65.9	66.2
25	15.7	15.7	14.5	16.8	15.4	16.5	16.7	17.0
26	19.8	19.8	106.7	20.3	19.9	20.1	20.2	20.4
27	56.2	56.1	106.7	56.9	55.6	56.9	56.8	56.4
28	13.3	13.4	14.5	14.1	14.7	13.8	14.8	15.6
29	21.8	14.6	15.4	22.5	14.6	22.0	21.8	22.5
30	27.7	27.8	28.3	29.1	28.2	28.5	28.9	29.4

表 1 化合物1～8的¹³C-NMR数据 Table 1 ¹³C-NMR spectral data of compounds 1—8

化合物2：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 465 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 0.80 (3H, s, 23-CH₃), 0.83 (3H, s, 24-CH₃), 0.77 (3H, s, 25-CH₃), 0.83 (3H, s, 26-CH₃), 0.67 (3H, s, 28-CH₃), 0.96 (3H, s, 29-CH₃), 0.97 (3H, s, 30-CH₃), 3.19 (1H, dd, J = 11.5, 4.1 Hz, H-3), 3.23 (1H, dd, J = 11.4, 4.1 Hz, H-21), 5.32 (1H, brs, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 数据见表 1。以上数据与文献报道基本一致^[11]，故鉴定化合物2为千层塔烯二醇。

化合物3：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 465 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 0.64 (6H, s, 25, 28-CH₃), 0.76 (6H, s, 24, 29-CH₃), 0.99 (6H, s, 23, 30-CH₃), 3.25 (2H, dd, J = 11.9, 4.1 Hz, H-3, 21), 4.56 (2H, brs, H-26, 27), 4.84 (2H, s H-26, 27)。¹³C- NMR (125 MHz, CDCl₃) 数据见表 1。以上数据与文献报道基本一致^{[12, 13]}，故鉴定化合物3为α-芒柄花醇。

化合物4：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 481 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, C₅D₅N) δ: 1.54 (3H, s, 23-CH₃), 0.83 (3H, s, 25-CH₃), 0.79 (3H, s, 26-CH₃), 0.80 (3H, s, 28-CH₃), 0.95 (3H, s, 29-CH₃), 1.17 (3H, s, 30-CH₃), 3.64 (1H, dd, J = 11.7, 4.4 Hz, H-3), 3.68 (1H, s, H-21), 3.71 (1H, d, J = 10.9 Hz, H-24b), 4.51 (1H, d, J = 10.9 Hz, H-24a), 5.47 (1H, s, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, C₅D₅N) 数据见表 1。以上数据与文献报道基本一致^[14]，故鉴定化合物4为serrat-14-en-3β, 21β, 24-triol。

化合物5：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 479 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 0.79 (3H, s, 23-CH₃), 0.87 (3H, s, 24-CH₃), 0.77 (3H, s, 25-CH₃), 0.82 (3H, s, 26-CH₃), 0.98 (3H, s, 28-CH₃), 1.09 (3H, s, 29-CH₃), 1.30 (3H, s, 30-CH₃), 3.20 (2H, d, J = 11.5 Hz, H-3, 21), 3.49 (1H, s, H-17), 5.73 (1H, s, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) 数据见表 1，以上数据与文献报道基本一致^{[14, 15]}，故鉴定化合物5为3β, 21α-dihydroxyserrat-14-en-16-one。

化合物6：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 481 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, C₅D₅N) δ: 1.60 (3H, s, 23-CH₃), 0.91 (3H, s, 25-CH₃), 0.84 (3H, s, 26-CH₃), 0.81 (3H, s, 28-CH₃), 0.94 (3H, s, 29-CH₃), 1.16 (3H, s, 30-CH₃), 3.67 (1H, brs, H-21), 3.87 (1H, d, J = 10.7 Hz, H-24), 4.11 (1H, d, J = 10.7 Hz, H-24), 4.45 (1H, brs, H-3), 5.45 (1H, brs, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, C₅D₅N) 数据见表 1，以上数据与文献报道基本一致^[11]，故鉴定化合物6为石松三醇。

化合物7：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 497 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, C₅D₅N) δ: 1.60 (3H, s, 23-CH₃), 0.90 (3H, s, 25-CH₃), 0.84 (3H, s, 26-CH₃), 0.83 (3H, s, 28-CH₃), 0.96 (3H, s, 29-CH₃), 1.21 (3H, s, 30-CH₃), 3.83 (1H, brs, H-21), 3.87 (1H, d, J = 10.6 Hz, H-24b), 4.11 (1H, d, J = 10.6 Hz, H-24a), 4.38 (1H, brd, J = 10.5 Hz, H-20), 4.45 (1H, brs, H-3), 5.45 (1H, s, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, C₅D₅N) 数据见表 1，以上数据与文献报道基本一致^[11]，故鉴定化合物7为石松四醇。

化合物8：白色无定形粉末，ESI-MS m/z: 495 [M＋Na]⁺。¹H-NMR (500 MHz, C₅D₅N) δ: 1.60 (3H, s, 23-CH₃), 0.90 (3H, s, 25-CH₃), 0.73 (3H, s, 26-CH₃), 0.89 (3H, s, 28-CH₃), 1.37 (3H, s, 29-CH₃), 1.70 (3H, s, 30-CH₃), 3.03 (1H, s, H-17), 3.59 (1H, brs, H-21), 3.87 (1H, d, J = 10.3 Hz, H-24b), 4.08 (1H, d, J = 10.3 Hz, H-24a), 4.44 (1H, brs, H-3), 5.94 (1H, s, H-15)。¹³C-NMR (125 MHz, C₅D₅N) 数据见表 1。以上数据与文献报道基本一致^[9]，故鉴定化合物8为3α, 21β, 24-trihydroxyserrat-14-en-16-one。

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中草药 2014, Vol. 45 Issue (24): 3524-3527	0	PDF