小叶臭黄皮Clausena excavata Burm. f. 是芸香科(Rutaceae)黄皮属Clausena Burm. f. 植物,主要分布在越南、老挝、柬埔寨、缅甸、印度和我国南方地区[1, 2]。其根、叶入药,用于治疗感冒发烧、痢疾、肠炎、尿道炎等[3]。该植物所含化学成分较为丰富,本课题组前期已经报道了其香豆素[4]、生物碱[5]、倍半萜[6]及苯环衍生物[7]。本实验对小叶臭黄皮根的化学成分进行进一步的研究,从中分离了13个咔唑生物碱,分别鉴定为2,3-二甲氧基-3-羧基咔唑生物碱(clausine K,1)、1-羟基-3-甲酸甲酯咔唑生物碱(clausine E,2)、7-羟基-3-醛基咔唑生物碱(3-formyl-7-hydroxyl-carbazole,3)、2,7-二甲氧基- 3-甲酸甲酯咔唑生物碱(clausine H,4)、7-羟基-3-甲酸甲酯咔唑生物碱(clausine M,5)、2-羟基-3-醛基咔唑生物碱(mukona,6)、1-羟基-3-醛基咔唑生物碱(O-demethylmurrayanine,7)、2,3-二羟基-3-醛基咔唑生物碱(clausine O,8)、3-醛基咔唑生物碱(3-formylcarbazole,9)、6-甲氧基-3-醛基咔唑生物碱(3-formyl-6-methoxy carbazole,10)、7-甲氧基- 3-甲酸甲酯咔唑生物碱(clausine C,11)、2-甲氧基- 3-羧基咔唑生物碱(2-methoxy-3-carboxylic acid- carbazole alkaloid,12)、1,6-二羟基-3-醛基咔唑生物碱(clausine Z,13)。其中9、10、12为首次从该种植物中分离得到,化合物1、2、7、8、10对3种人体肿瘤细胞(A549、HeLa和BGC-823)均有不同程度的杀伤作用,IC50为8.53~19.87 μg/mL。
1 仪器与材料Bruker AM-400型和DRX-500型核磁共振波谱仪(德国布鲁克公司);VG Autospec-3000质谱仪(英国VG公司);Agilent 1100高效液相色谱仪(美国安捷伦公司),Zorbax Eclipse XDB-C18色谱柱(安捷伦,250 mm×9.4 mm,2 mL/min);柱色谱硅胶(100~200,200~300目)、薄层色谱硅胶板均为青岛裕民源硅胶试剂厂产品;反向材料Lichroprep RP-18(40~63 μm)为Merk公司产品;所用试剂均为化学纯或分析纯。
小叶臭黄皮风干的根于2010年采自云南省西双版纳,植物标本由中国科学院昆明植物研究所税玉民研究员鉴定为芸香科黄皮属植物小叶臭黄皮Clausena excavata Burm. f.。
2 提取与分离风干的小叶臭黄皮根13 kg,经粉碎后,用95%的甲醇(20 L)在60 ℃下回流提取3次,每次3小时。提取液合并后经减压浓缩得到总浸膏。将总浸膏加水充分悬浮后,依次用石油醚、醋酸乙酯和正丁醇充分萃取,等体积各萃取3次,得到醋酸乙酯部分(596 g)。醋酸乙酯部分用氯仿-甲醇混合溶剂溶解吸附于等量硅胶(100~200目)上,在室温下挥干溶剂,用4 kg 100~200目硅胶湿法装柱并干法上样,以氯仿-甲醇梯度(100∶0、95∶5、9∶1、8∶2、7∶3、1∶1、0∶100)洗脱。用TLC进行检查,合并相同馏份,共得到5个部分:Fr 1~5。Fr. 2(61 g)经硅胶柱色谱,以石油醚-丙酮梯度(5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0∶1)洗脱,用TLC检测合并得到3个部分Fr. 2-1~Fr. 2-3。Fr. 2-2经反相RP-18色谱柱,以甲醇-水(40%~100%)梯度洗脱,在经反复硅胶柱色谱,最后经制备和半制备HPLC纯化得到化合物4(41 mg)、13(15 mg)。Fr. 3(90 g)经200~300目硅胶柱色谱,以石油醚-丙酮梯度(4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0∶1)洗脱,用TLC检测合并得到4个部分Fr. 3-1~Fr. 3-4。Fr. 3-1经反复硅胶柱色谱,再经过制备和半制备HPLC得到化合物9(10 mg)、10(11 mg)。Fr. 3-2经反相RP-18色谱柱,以甲醇-水(30~100%)梯度洗脱,再经过制备和半制备HPLC得到化合物5(21 mg)、11(8 mg)。Fr. 3-4经过制备和半制备HPLC得到化合物1(35 mg)、2(33 mg)、3(16 mg)。Fr. 4(45 g)经硅胶柱色谱,以石油醚-丙酮(4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0∶1)梯度洗脱,用TLC检测合并得到3个部分Fr. 4-1~Fr. 4-3。Fr. 4-1经反相RP-18色谱柱,以甲醇-水(30%~100%)梯度洗脱,再经过制备和半制备HPLC得到化合物6(14 mg)、12(10 mg)。Fr. 4-2经过制备和半制备HPLC得到化合物7(36 mg)、8(17 mg)。
3 结构鉴定化合物1:淡黄色粉末,C15H13NO4,ESI-MS m/z 294 [M+Na]+。1H-NMR (500 MHz,C5D5N) δ: 12.34 (COOH),9.16 (1H,d,J = 7.9 Hz,NH),8.71 (1H,s,H-4),8.10 (1H,d,J = 8.5 Hz,H-5),7.56 (1H,s,H-1),7.21 (1H,d,J = 2.2 Hz,H-8),7.05 (1H,d,J = 8.5,2.2 Hz,H-6),3.84 (3H,s,7-OCH3),3.73 (3H,s,2-OCH3);13C-NMR (125 MHz,C5D5N) δ: 169.2 (s,COOH),159.3 (s,C-2),158.8 (s,C-7),144.8 (s,C-8a),143.1 (s,C-1a),124.6 (d,C-4),120.9 (d,C-5),117.9 (s,C-4a),117.5 (s,C-5a),114.3 (s,C-3),108.8 (d,C-6),96.2 (d,C-8),94.9 (d,C-1),56.4 (q,2-OCH3),55.6 (q,7-OCH3)。以上数据与文献报道的一致[8, 9],所以鉴定化合物1为2,3-二甲氧基-3-羧基咔唑生物碱。
化合物2:淡黄色粉末,C14H11NO3,ESI-MS m/z 264 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,CD3OD) δ: 8.31 (1H,d,J = 1.1 Hz,H-4),8.02 (1H,d,J = 7.7 Hz,H-5),7.51 (1H,d,J = 8.0 Hz,H-8),7.48 (1H,d,J = 1.1 Hz,H-2),7.37 (1H,t,J = 7.7 Hz,H-7),7.16 (1H,t,J = 8.0 Hz,H-6),3.89 (3H,s,OCH3);13C-NMR (100 MHz,CD3OD) δ: 169.9 (s,COOCH3),144.1 (s,C-1a),141.8 (s,C-8a),134.6 (s,C-1),127.1 (s,C-3),125.2 (s,C-5a),124.8 (d,C-7),122.1 (d,C-5),121.2 (d,C-6),120.5 (d,C-4),115.7 (d,C-8),112.4 (d,C-2),111.3 (d,C-4a),52.4 (q,COOCH3)。以上数据与文献报道的一致[8, 9],所以鉴定化合物2为1-羟基-3-甲酸甲酯咔唑生物碱。
化合物3:淡黄色粉末,C13H9NO2,EI-MS m/z 211 [M]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.04 (1H,s,NH),8.54 (1H,d,J = 1.5 Hz,H-4),8.04 (1H,d,J = 8.4 Hz,H-1),7.85 (1H,dd,J = 1.5,8.4 Hz,H-2),7.55 (1H,d,J = 8.4 Hz,H-5),7.01 (1H,d,J = 2.1 Hz,H-8),6.84 (1H,dd,J = 2.1,8.4 Hz,H-6);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 192 (s,CHO),158.6 (s,C-7),144.8 (s,C-8a),143.4 (s,C-1a),129.9 (s,C-3),126.1 (d,C-5),124.7 (d,C-4),123.1 (s,C-4a),122.2 (s,C-5a),111.6 (d,C-2),111.5 (d,C-1),110.6 (d,C-6),97.9 (d,C-8)。以上数据与文献报道的一致[10],所以鉴定化合物3为7-羟基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物4:淡黄色粉末,C16H16NO4,EI-MS m/z 285 [M]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.34 (1H,brs,NH),8.40 (1H,s,H-4),7.94 (1H,d,J = 9.0 Hz,H-5),7.10 (1H,s,H-1),7.02 (1H,d,J = 2.2 Hz,H-8),6.82 (1H,dd,J = 9.0,2.2 Hz,H-6),3.90 (3H,s,2-OCH3),3.85 (3H,s,7-OCH3),3.83 (3H,s,CO2CH3);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 167.3 (s,CO),159.5 (s,C-7),158.7 (s,C-2),144.5 (s,C-la),142.6 (s,C-8a),123.6 (d,C-4),120.9 (d,C-5),117.5 (s,C-5a),117.0 (s,C-4a),113.3 (s,C-3),109.0 (d,C-6),95.8 (d,C-8),94.8 (d,C-1),51.4 (q,COOCH3),56.2 (q,7-OCH3),55.6 (q,2-OCH3)。以上数据与文献报道的一致[11],所以鉴定化合物4为2,7-二甲氧基-3-甲酸甲酯咔唑生物碱。
化合物5:淡黄色粉末,C14H11NO3,EI-MS m/z 241 [M]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.48 (11H,brs,NH),8.64 (1H,d,J = 1.4 Hz,H-4),8.51 (1H,s,7-OH),8.01 (1H,d,J = 8.5 Hz,H-5),7.96 (1H,dd,J = 8.4,1.4 Hz,H-2),7.46 (1H,d,J = 8.4 Hz,H-1),6.97 (1H,d,J = 2.2 Hz,H-8),6.81 (1H,dd,J = 8.5,2.2 Hz,H-6);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 168.1 (s,CO),158.2 (s,C-7),143.8 (s,C-8a),143.3 (s,C-1a),126.4 (d,C-2),124.3 (s,C-3),122.0 (d,C-5),121.9 (d,C-4),121.7 (s,C-4a),116.9 (s,C-5a),110.9 (d,C-1),110.3 (d,C-6),97.8 (d,C-8),51.9 (q,3-COOCH3)。以上数据与文献报道的一致[11],所以鉴定化合物5为2-羟基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物6:淡黄色粉末,C13H9NO2,ESI-MS m/z 234 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.8 (1H,brs,NH),9.98 (1H,s,H-4),8.41 (1H,s,H-1),7.58 (1 H,d,J = 7.7 Hz,H-5),7.05 (1H,t,J = 7.7 Hz,H-7),6.94 (1H,d,J = 7.2 Hz,H-8),6.89 (1H,t,J = 7.2 Hz,H-6);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 196.6 (s,CHO),161.7 (s,C-2),146.8 (s,C-1a),143.9 (s,C-8a),131.1 (s,C-5a),128.7 (d,C-4),125.8 (s,C-4a),121.9 (d,C-5),119.0 (d,C-6),116.2 (s,C-3),111.9 (d,C-7),111.8 (d,C-8),97.4 (d,C-1)。以上数据与文献报道的一致[9],所以鉴定化合物6为2-羟基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物7:淡黄色粉末,C13H9NO2,ESI-MS m/z 234 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.80 (1H,brs,NH),10.00 (1H,s,CHO),8.26 (1H,s,H-4),8.21 (1H,d,J = 7.8 Hz,H-5),7.64 (1H,d,J = 8.1 Hz,H-8),7.50 (1H,t,J = 7.8 Hz,H-6),7.42 (1H,s,H-2),7.30 (1H,t,J = 8.1 Hz,H-7);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 191.3 (s,CHO),144.4 (s,C-1),141.3 (s,C-8a),134.8 (s,C-1a),131.2 (s,C-3),127.1 (d,C-7),125.1 (s,C-5a),124.5 (s,C-4a),121.3 (d,C-5),120.8 (d,C-6),119.2 (d,C-4),112.7 (d,C-8),108.3 (d,C-2)。以上数据与文献报道的一致[8],所以鉴定化合物7为1-羟基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物8:淡黄色粉末,C13H9NO3,ESI-MS m/z 250 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,C5D5N) δ: 11.42 (1H,s,2-OH),10.46 (1H,brs,NH),9.95 (1H,s,CHO),8.46 (1H,s,7-OH),8.26 (1H,s,H-4),7.86 (1H,d,J = 8.0 Hz,H-5),6.93 (1H,d,J = 2.4 Hz,H-8),6.82 (1H,s,H-1),6.77 (1H,dd,J = 8.0,2.4 Hz,H-6);13C-NMR (100 MHz,C5D5N) δ: 195.1 (s,CHO),160.9 (s,C-2),158.6 (s,C-7),147.4 (s,C-8a),144.1 (s,C-1a),125.6 (d,C-4),121.4 (d,C-5),119.0 (s,C-3),116.6 (s,C-4a),115.9 (s,C-5a),110.6 (d,C-6),98.6 (d,C-1),97.2 (d,C-8)。以上数据与文献报道的一致[8],所以鉴定化合物8为2,3-二羟基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物9:淡黄色粉末,C13H9NO,ESI-MS m/z 218 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.89 (1H,brs,NH),10.09 (1H,s,CHO),8.69 (1H,d,J = 1.4 Hz,H-4),8.25 (1H,d,J = 8.0 Hz,H-5),7.96 (1H,dd,J = 8.4,1.4 Hz,H-3),7.65 (1H,d,J = 8.4 Hz,H-1),7.59 (1H,d,J = 8.0 Hz,H-8),7.48 (1H,m,H-6),7.31 (1H,m,H-7);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 191.9 (s,CHO),144.6 (s,C-8a),141.6 (s,C-3),129.9 (s,C-1a),127.5 (d,C-4),127.2 (d,C-5),124.8 (d,C-7),124.1 (s,C-5a),123.9 (s,C-4a),121.4 (d,C-6),120.9 (d,C-2),112.3 (d,C-1),112.1 (d,C-8)。以上数据与文献报道的一致[12],所以鉴定化合物9为3-醛基咔唑生物碱。
化合物10:淡黄色粉末,C14H11NO2,ESI-MS m/z 248 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.93 (1H,brs,NH),10.04 (1H,s,CHO),8.32 (1H,s,H-4),8.19 (1H,d,J = 7.8 Hz,H-1),7.65 (1H,d,J = 8.2 Hz,H-8),7.48 (1H,m,H-2),7.44 (1H,s,H-5),7.30 (1H,m,H-7),4.07 (3H,s,3-OCH3);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 191.8 (s,CHO),147.2 (s,C-6),141.2 (s,C-3),134.9 (s,C-8a),131.1 (s,C-1a),127.2 (d,C-4),124.4 (s,C-5a),124.3 (s,C-4a),121.3 (d,C-2),120.9 (d,C-7),120.4 (d,C-8),112.8 (d,C-1),104.1 (d,C-5),56.1 (q,5-OCH3)。以上数据与文献报道的一致[12],所以鉴定化合物10为6-甲氧基-3-醛基咔唑生物碱。
化合物11:淡黄色粉末,C15H13NO3,ESI-MS m/z 256 [M+H]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 8.70 (1H,s,H-4),8.23 (1H,brs,NH),8.06 (1H,d,J = 8.5 Hz,H-2),7.98 (1H,d,J = 8.5 Hz,H-5),7.38 (1H,d,J = 8.5 Hz,H-1),6.93 (1H,brd,J = 1.9 Hz,H-8),6.90 (1H,dd,J = 8.5,1.9 Hz,H-6),3.96 (3H,s,COOCH3),3.90 (3H,s,7-OCH3);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 168.0 (s,CO),159.6 (s,C-7),142.3 (s,C-1a),141.3 (s,C-8a),126.3 (d,C-2),123.3 (s,C-4a),121.9 (d,C-4),121.5 (s,C-3),121.4 (d,C-5),117.1 (s,C-5a),109.8 (d,C-1),109.0 (d,C-6),95.1 (d,C-8),55.6 (q,7-OCH3),51.9 (q,COOCH3)。以上数据与文献报道的一致[12, 13, 14],所以鉴定化合物11为7-甲氧基-3-甲酸甲酯咔唑生物碱。
化合物12:淡黄色粉末,C14H11NO3,ESI-MS m/z 264 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,Acetone-d6) δ: 10.66 (1H,brs,NH),8.76 (1H,s,H-4),8.14 (1H,d,J = 7.6 Hz,H-8),7.52 (1H,d,J = 7.9 Hz,H-5),7.40 (1H,t,J = 7.6 Hz,H-7),7.27 (1H,s,H-1),7.23 (1H,t,J = 7.9 Hz,H-6),4.12 (3H,s,OCH3);13C-NMR (100 MHz,Acetone-d6) δ: 166.6 (s,COOH),158.9 (s,C-2),145.0 (s,C-1a),141.6 (s,C-8a),126.3 (d,C-4),126.2 (d,C-7),123.9 (s,C-5a),120.8 (d,C-5),120.7 (d,C-6),118.1 (s,C-4a),111.8 (d,C-8),105.1 (s,C-3),94.5 (d,C-1),56.7(q,OCH3)。以上数据与文献报道的一致[15],所以鉴定化合物12为2-甲氧基-3-羧基咔唑生物碱。
化合物13:淡黄色粉末,C13H9NO3,ESIMS m/z 250 [M+Na]+。1H-NMR (400 MHz,CD3OD) δ: 10.87 (1H,s,CHO),9.82 (1H,s,NH),8.03 (1H,s,H-4),7.48 (1H,brs,H-5),7.35 (1H,d,J = 8.6 Hz,H-8),7.28 (1H,s,H-2),6.92 (1H,dd,J = 8.6,2.3 Hz,H-7);13C-NMR (100 MHz,CD3OD) δ: 194.1 (d,CHO),152.4 (s,C-6),145.1 (s,C-1),136.7 (s,C-3),136.0 (s,C-8a),130.3 (s,C-1a),125.7 (s,C-5a),125.1 (s,C-4a),120.8 (d,C-4),116.7 (d,C-7),113.3 (d,C-8),109.2 (d,C-2),105.9 (d,C-5)。 以上数据与文献报道的一致[16],所以鉴定化合物13为1,6-二羟基-3-醛基咔唑生物碱。
4 抗肿瘤活性研究参考文献采用SRB法测定化合物1、2、7、8、10对3种人体肿瘤细胞株A549、HeLa和BGC-823的细胞毒活性[17]。以紫杉醇为阳性对照,结果如表 1所示,化合物7对A549、HeLa和BGC-823细胞株均有细胞毒活性,其IC50值为13.88~14.52 μg/mL;化合物1、2、8对HeLa和BGC-823细胞株均有细胞毒活性,其IC50值为8.53~16.17 μg/mL;化合物10对A549和HeLa细胞株均有细胞毒活性,其IC50值分别为14.44 μg/mL和19.87 μg/mL。
![]() | 表 1 化合物1、2、7、8、10的细胞毒活性(n = 3) Table 1Cytotoxicity of compouds 1, 2, 7, 8, and 10 (n = 3) |
[1] | 中国科学院昆明植物研究所. 云南植物志8(种子植物)[M]. 北京:科技出版社, 1997. |
[2] | 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M]. 北京:科学出版社, 1999. |
[3] | 中国科学院昆明植物研究所. 云南植物志6(种子植物)[M]. 北京:科技出版社, 1995. |
[4] | Peng W W, Zheng Y Q, Chen Y S, et al. Coumarins from roots of Clausena excavata[J]. J Asian Nat Prod Res, 2013, 15(3):215-220. |
[5] | Peng W W, Zeng G Z, Song W W, et al. A new cytotoxic carbazole alkaloid and two new other alkaloids from Clausena excavata[J]. Chem Biodiver, 2013, 10(7):1317-1321. |
[6] | 彭文文, 宋卫武, 黄茂波, 等. 小叶臭黄皮中单萜和倍半萜类成分研究[J]. 中国中药杂志, 2014, 39(9):1620-1624. |
[7] | 彭文文, 宋卫武, 黄茂波, 等. 小叶臭黄皮中12个苯环衍生物[J]. 药学学报, 2014, 49(12):1689-1693. |
[8] | Songsiang U, Thongthoom T, Boonyarat C, et al. Claurailas A-D, cytotoxic carbazole alkaloids from the roots of Clausena harmandiana[J]. J Nat Prod, 2011, 74(2):208-212. |
[9] | Wu T S, Huang S C, Wu P L, et al. Carbazole alkaloids from Clausena excavata and their biological activity[J]. Phytochemistry, 1996, 43(1):133-140. |
[10] | Kong W, Fu C, Ma S. General Au-Catalyzed benzannula tion towards naturally occurring carbazole alkaloids from Methoxypropadiene[J]. Chem Eur J, 2011, 17(47):13134-13137. |
[11] | Wu T S, Huang S C, Wu P L, et al. Alkaloidal and other constituents from the root bark of Clausena excavata[J]. Phytochemistry, 1999, 52(3):523-527. |
[12] | Liu H, Li C J, Yang J Z, et al. Carbazole alkaloids from the stems of Clausena lansium[J]. J Nat Prod, 2012, 75(4):677-682. |
[13] | Wu T S, Huang S C, Wu P L. Carbazole alkaloids from stem bark of Clausena excavata[J]. Phytochemistry, 1996, 43(6):1427-1429. |
[14] | Thongthoom T, Songsiang U, Phaosiri C, et al. Biological activity of chemical constituents from Clausena harmandiana[J]. Arch Pharm Res, 2010, 33(5):675-680. |
[15] | Forke R, Krahl M P, Daebritz F, et al. Transition metals in organic synthesis. Part 87. An efficient palladium-catalyzed route to 2-oxygenated and 2,7-dioxygenated carbazole alkaloids-total synthesis of 2-methoxy-3-methylcarbazole, glycosinine, clausine L, mukonidine, and clausine V[J]. Syn Lett, 2008, 8(12):1870-1876. |
[16] | Sripisut T, Laphookhieo S. Carbazole alkaloids from the stems of Clausena excavata[J]. J Asian Nat Prod Res, 2010, 12(7):614-617. |
[17] | He W J, Chu H B, Zhang Y M, et al. Antimicrobial, cytotoxic lignans and terpenoids from the twigs of Pseudolarix kaempferi[J]. Planta Med, 2011, 77(17):1924-1931. |