中草药  2015, Vol. 46 Issue (14): 2040-2044
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引用本文doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.14.003
郑庆霞, 马国需, 翟妞, 刘萍萍, 陈霞, 陈千思, 金立锋, 周会娜. 烟叶中1个新的开环西松烷二萜类化合物[J]. 中草药, 2015, 46(14): 2040-2044.
ZHENG Qing-xia, MA Guo-xu, ZHAI Niu, LIU Ping-ping, CHEN Xia, CHEN Qian-si, JIN Li-feng, ZHOU Hui-na. A new chain-like cembranoid diterpene from leaves of Nicotiana tabacum[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs, 2015, 46(14): 2040-2044.
烟叶中1个新的开环西松烷二萜类化合物
郑庆霞1, 马国需2, 翟妞1, 刘萍萍1, 陈霞1, 陈千思1, 金立锋1, 周会娜1     
1. 中国烟草总公司郑州烟草研究院, 河南 郑州 450000;
2. 中国医学科学院 北京协和医学院药用植物研究所, 中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室, 北京 100193
收稿日期: 2015-04-03;
基金项目： 烟草基因组重大专项项目:典型香型烟草品质形成的代谢特征研究(902014AA0530)
作者简介：郑庆霞(1984—),女,博士,研究方向为天然产物化学及植物代谢组学。Tel: (0371)67672088 E-mail: zhengqingxia916@126.com
通讯作者：周会娜,女,博士,主要从事植物代谢组学研究。Tel: (0371)67672093 E-mail: joanzhn@163.com
摘要：目的 研究烟草Nicotiana tabacum叶中的西松烷类化学成分。方法 采用硅胶柱色谱及高效液相色谱等方法进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据对化合物的结构进行鉴定。结果 从烟叶95%乙醇提取物中分离得到5个西松烷二萜类成分,分别鉴定为 (1S,2E,4R,6R,7E)-4,6,11-trihydroxy-1-isopropyl-4,8-dimethylpentadeca-2,7-dien-12-one(1)、(1S,2E,4R,6R, 7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol(2)、(1S,2E,4S,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol(3)、(1S,2E,4R,6R,7E,11S)-2,7,12(20)- cembratriene-4,6,11-triol(4)、(1S,2E,4S,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene-4,6,11-triol(5)。结论 化合物1为新化合物,命名为烟叶二萜A。
关键词： 烟草属    烟叶    西松烷二萜    开环    烟叶二萜A    
A new chain-like cembranoid diterpene from leaves of Nicotiana tabacum
ZHENG Qing-xia1, MA Guo-xu2, ZHAI Niu1, LIU Ping-ping1, CHEN Xia1, CHEN Qian-si1, JIN Li-feng1, ZHOU Hui-na1    
1. Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC, Zhengzhou 450000, China;
2. Key Laboratory of Bioactive Substances and Resources Utilization of Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education, Institute of Medicinal Plant Development, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100193, China
Abstract: Objective To study the cembranoid diterpenes from the leaves of Nicotiana tabacum. Methods The cembranoid diterpenes were isolated and purified by silica gel and preparative HPLC, and their structures were elucidated on the basis of their physicochemistry properties and spectral data. Results Five cembranoid diterpenes were obtained from the ethanol extract of the leaves of N. tabacum and identified as (1S,2E,4R,6R,7E)-4,6,11-trihydroxy-1-isopropyl-4,8-dimethylpentadeca-2,7-dien-12-one (1), (1S,2E,4R,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol (2), (1S,2E,4S,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol (3), (1S,2E,4R,6R,7E, 11S)-2,7,12 (20)-cembratriene-4,6,11-triol (4), and (1S,2E,4S,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene-4,6,11-triol (5). Conclusion Compound 1 is a new chain-like cembranoid diterpene named nicotiaditerpene A.
Key words: Nicotiana L.    Nicotiana tabacum L.    cembranoid diterpenes    chain-like diterpene    nicotiaditerpene A    

烟草Nicotiana tabacum L. 原产于南美洲，在我国南北各省广为栽培，是重要的经济作物。其全株亦可作农药杀虫剂使用。除此之外，也可药用，用作麻醉、发汗、镇静和催吐剂[1]。国内外学者从烟草中分离得到一些具有抗烟草花叶病毒的黄酮类成分[2, 3, 4]、抗HIV的多酚性成分[5]以及具有抗炎活性的二萜类化合物[6]。本课题组从烟叶95%乙醇提取物中分离得到5个西松烷二萜类化合物，分别鉴定为(1S,2E,4R,6R,7E)-4,6,11-trihydroxy-1-isopropyl-4,8- dimethylpentadeca-2,7-dien-12-one（1）、(1S,2E,4R,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol（2）、(1S,2E,4S,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene-4,6-diol（3）、(1S,2E,4R,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene-4,6,11-triol（4）、(1S,2E,4S,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene-4,6,11-triol（5）。化合物1为未见文献报道的新化合物，命名为烟叶二萜A。

1 仪器与材料

Bruker AVIII 600型核磁共振波谱仪（德国Bruker公司）；LTQ-Orbitrap Elite质谱仪（美国Thermo Fisher公司）；Perkin-Elmer 341旋光仪（美国Perkin-Elmer公司）；FTIR-8400S红外光谱仪（日本岛津公司）；Agilent 1260高效液相色谱仪（美国安捷伦公司）；Kromasil100-5 C18半制备色谱柱（250 mm×10 mm，5 μm，瑞典Kromasil公司）；薄层色谱用硅胶GF254和柱色谱用硅胶（青岛海洋化工有限公司）；常规试剂均为分析纯，流动相甲醇（美国Fisher公司）为色谱纯，屈臣氏纯净水。

烟叶样品于2013年9月采自河南省许昌市襄县，由中国烟草总公司郑州烟草研究院国家烟草基因研究中心金立锋博士鉴定为茄科烟草属植物烟草Nicotiana tabacum L. 的叶。

2 提取与分离

新鲜烟叶8kg，经真空冷冻干燥后打粉得烟叶粉末干品0.8 kg，乙醇（10 L×3）回流提取3次，每次2 h，提取液减压回收溶剂得浸膏19 g，浸膏分散于水中，依次用石油醚、氯仿、醋酸乙酯萃取，得到烟叶石油醚萃取物、氯仿萃取物和醋酸乙酯萃取物。氯仿萃取物（3.2 g）采用硅胶柱色谱，石油醚-丙酮（10∶0→0∶10）梯度洗脱，得到8个洗脱部分（Fr. A～H）。取Fr. C（石油醚-丙酮8∶1）洗脱部分，浓缩后经硅胶柱色谱，二氯甲烷-甲醇（100∶1、80∶1、60∶1、40∶1）梯度洗脱，得到4个洗脱部分（Fr. C1～C4）。取Fr. C1（二氯甲烷-甲醇100∶1）洗脱部分，经高效液相制备色谱分离，得到化合物3（4.1 mg）。取Fr. C2（二氯甲烷-甲醇80∶1）洗脱部分，经高效液相制备色谱分离，得到化合物2（3.6 mg）和4（5.2 mg）。取Fr. C3（二氯甲烷-甲醇60∶1）洗脱部分，经高效液相制备色谱分离，得到化合物1（5.1 mg）和5（5.2 mg）。

3 结构鉴定

化合物1：白色粉末，10%硫酸-乙醇溶液显紫红色。[α]25D＋38.0° (c 0.06,MeOH)；IR光谱给出羟基（3 423 cm-1）和羰基（1 702 cm-1）特征吸收峰。HR-ESI-MS给出准分子离子峰m/z: 363.251 07 [M＋Na]+（计算值C20H36O4Na，363.251 13），结合NMR数据，确定其分子式为C20H36O4，不饱和度为3。1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 谱（表 1）低场区给出3个烯氢质子信号δH 5.47 (1H,d,J = 15.6 Hz),5.31 (1H,dd,J = 9.6,15.6 Hz),5.23 (1H,d,J = 9.6 Hz)，1个连氧次甲基质子信号δH 4.76 (1H,td,J = 1.8,9.6 Hz) 和

表 1 化合物1的1H-NMR (600 MHz,CDCl3)、13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据和HMBC相关1个连氧亚甲基信号δH 3.59 (2H,t,J = 6.6 Hz)；高场区给出5个甲基信号δH 0.80 (3H,d,J = 6.6 Hz),0.85 (3H,d,J = 6.6 Hz),1.38 (3H,s),1.67 (3H,s) 和2.10 (3H,s)。13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 谱给出20个碳信号，高场区给出5个甲基信号δC16.6,19.4,21.2,30.2和31.2；5个亚甲基信号δC 26.7,30.7,35.8,42.2和47.4；2个次甲基信号δC 32.3和49.0；2个连氧次甲基信号δC 74.0和67.6；1个连氧亚甲基信号δC 62.7。低场区给出2组烯碳信号δC 137.9,137.8,130.0和127.9；1个羰基信号δC 209.9。根据以上数据，推测化合物1为二萜类化合物[7]。

表 1 化合物1的1H-NMR (600 MHz,CDCl3)、13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据和HMBC相关 Table 11H-NMR (600 MHz,CDCl3),13C-NMR (150 MHz,CDCl3) data and HMBC correlations of compound 1

在1H-1H COSY谱中，δH 0.80 (3H,d,J = 6.6 Hz) 与1.55 (1H,m) 存在相关，δH 0.85 (3H,d,J = 6.6 Hz) 与1.55 (1H,m) 存在相关，δH 1.55 (1H,m) 与1.76 (1H,m) 存在相关，δH 1.76 (1H,m) 与5.31 (1H,dd,J = 9.6,15.6 Hz) 存在相关，δH 5.31 (1H,dd,J = 9.6,15.6 Hz) 与5.47 (1H,d,J = 15.6 Hz) 存在相关，同时δH1.76 (1H,m) 与1.75 (2H,m) 存在相关，δH 1.75 (2H,m) 与2.35 (2H,m) 存在相关，以上关键COSY相关确定化合物1中存在着一个含异丙基的5碳脂肪链结构片段，指定该结构为片段A（图 1）。

图 1 化合物1的结构片段Fig.1 Structure fragments of compound 1

进一步分析1H-1H COSY谱，发现δH 1.80 (1H,d,J = 9.6 Hz),2.04 (1H,d,J = 1.8 Hz) 与4.76 (1H,td,J = 1.8,9.6 Hz) 存在相关，δH 4.76 (1H,td,J = 1.8,9.6 Hz) 与5.23 (1H,d,J = 9.6 Hz) 存在相关，提示化合物1中存在一个含羟基的3碳脂肪链，即C-5-C-6 (OH)-C-7，指定该结构为片段B。另外，1H-1H COSY谱中，δH 3.59 (2H,t,J = 6.6 Hz) 与1.74 (2H,m) 相关，δH 1.74 (2H,m) 与1.55 (1H,m)、2.30 (1H,m) 相关，提示化合物1中存在另外1个含羟基的3碳脂肪链，即C-9-C-10-C-11 (OH)，指定该结构为片段C。如图 1所示。

在HMBC谱中，δH 5.47 (1H,d,J = 15.6 Hz) 与δC74.0存在相关，δH 1.80 (1H,d,J = 9.6 Hz),2.04 (1H,d,J = 1.8 Hz) 与δC74.0存在相关，提示片段A和片段B通过C-4相连。同时，在HMBC谱中，δH 2.35 (2H,m) 与δC 209.9存在相关，提示羰基与C-13连接。通过以上HMBC相关，确定化合物1为1个开环西松烷类二萜化合物[8]。此外，在HMBC谱中，δH 1.38 (3H,s) 与δC 74.0存在相关，δH 1.67 (3H,s) 与δC137.9存在相关，δH 2.10 (3H,s) 与δC 209.9存在相关，提示C-4、C-8和C-12位上均连有甲基。通过以上分析，确定了化合物1的平面结构，结果见图 2。研究发现，C-4位构型的改变会影响C-2、C-7和C-18的化学位移[9]。依据C-2 (δC 127.9),C-7 (δC 130.0) 和C-18 (δC 31.2) 的化学位移，确定C-4位为R型。综上所述，化合物1鉴定为 (1S,2E,4R,6R,7E)-4,6,11-trihydroxy-1-isopropyl-4,8- dimethylpentadeca-2,7-dien-12-one（1），该化合物为一新化合物，命名为烟草二萜A。

图 2 化合物1结构及1H-1H COSY、HMBC主要相关Fig.2 Structure and 1H-1H COSY and key HMBC correlations of compound 1

化合物2：白色粉末。ESI-MS m/z: 329.245 9 [M＋Na]＋，分子式为C20H34O2。1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据见表 2。以上数据与文献报道基本一致[8]，故鉴定化合物2为 (1S,2E,4R,6R,7E,11E)-2,7,11-cembradiene- 4,6-diol。

化合物3：白色晶体（甲醇-水）。ESI-MS m/z: 329.246 0 [M＋Na]＋，分子式为C20H34O2。1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据见表 2。以上数据与文献报道基本一致[10]，故鉴定化合物3为 (1S,2E,4S,6R,7E,11E)-2,7,11- cembratriene-4,6-diol。

化合物4：白色粉末。ESI-MS m/z: 345.240 9[M＋Na]＋，分子式为C20H34O3。1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据见表 3。以上数据与文献报道基本一致[9]，故鉴定化合物4为(1S,2E,4R,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene-4,6,11-triol。

表 2 化合物2和3的1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据 Table 21H-NMR (600 MHz,CDCl3) and 13C-NMR (150 MHz,CDCl3)dataof compounds 2and 3

表 3 化合物4和5的1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据 Table 31H-NMR (600 MHz,CDCl3) and 13C-NMR (150 MHz,CDCl3)dataof compounds 4and 5

化合物5：白色粉末。ESI-MS m/z: 345.241 2 [M＋Na]＋，分子式为C20H34O3。1H-NMR (600 MHz,CDCl3) 和13C-NMR (150 MHz,CDCl3) 数据见表 3。以上数据与文献报道基本一致[11]，故鉴定化合物5为 (1S,2E,4S,6R,7E,11S)-2,7,12(20)-cembratriene- 4,6,11-triol。

4 讨论

西松烷二萜是烟草中一类重要的二萜类成分，也是重要的致香前体物质，属于烟草中的特征性化学成分之一。近年来，西松烷二萜类成分广泛的细胞毒生物活性被众多学者报道，对该类成分的追踪研究亦受到研究者的关注。本实验对于进一步研究烟草中的西松烷二萜类成分具有重要意义。

参考文献
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