2. 山东中医药大学药学院,山东 济南 250014
2. College of Pharmacy, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250014, China
皂角刺Gleditsiae Spina又名皂荚刺、皂角针、天丁等,为豆科(Leguminosae)皂荚属Gleditsia L.植物皂荚Gleditsia sinensis Lam.的干燥棘刺,在我国分布广泛,以江苏和湖北为主要产地。全年均可采收,以9月至次年3月间为宜。其味辛、性温,归肝、胃经,具有消肿托毒、排脓、杀虫等功效[1]。现代研究表明,皂角刺中主要含有黄酮类、酚酸类、萜类、甾体类等多种化学成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、免疫调节等作用[2]。其中,皂角刺总黄酮对结肠癌[3]、肺癌[4]、肝癌[5]等癌细胞具有一定的抑制作用。为深入探究皂角刺抗肿瘤的药效物质基础,本实验对其化学成分进行系统研究,从皂角刺醋酸乙酯部位分离得到16个黄酮类化合物,分别鉴定为tricin(1)、甘草素(liquiritigenin,2)、7, 4′-二羟基-5, 3′-二甲氧基黄酮醇(7, 4′-dihydroxy-5, 3′-dimethoxyflavanonol,3)、鹰嘴豆醇(garbanzol,4)、7, 3′, 5′-三羟基二氢黄酮(7, 3′, 5′-trihydroxyflavanone,5)、7, 4′-二羟基黄酮醇(7, 4′-dihydroxyflavonol,6)、双氢山柰素(dihydrokaempferol,7)、紫铆查耳酮(butein,8)、(2S)-5, 7, 3′, 5′-四羟基-二氢黄酮[(2S)-5, 7, 3′, 5′-tetrahydroxyflavanone,9]、7, 3′, 5′-三羟基-5-甲氧基黄酮醇(7, 3′, 5′-trihydroxy-5-methoxyflavanonol,10)、槲皮素(quercetin,11)、黄颜木素(fustin,12)、fisetin(13)、leucorobinetinidin(14)、thevetiaflavon(15)、异牡荆素(isovitexin,16)。化合物1~6、8~10、14~15为首次从该属植物中分离得到,其中化合物8对MCF-7细胞具有明显的细胞毒活性。
1 仪器与材料Bruker AVIIIHD-600核磁共振波谱仪、Bruker-400核磁共振波谱仪(瑞士Bruker公司);Waters 2695高效液相色谱仪(美国Waters公司);EYELA N-1200A型旋转蒸发器(日本东京理化);半制备HPLC分析仪器为岛津LC-20A(日本岛津公司);薄层硅胶GF254、柱色谱硅胶(青岛海洋化工厂);HPLC用甲醇、乙腈为色谱纯(美国Tedia公司),娃哈哈纯净水;其余试剂均为分析纯;人乳腺癌细胞MCF-7(中国科学院上海生命科学院细胞库)。
皂角刺Gleditsiae Spina药材采购于安徽亳州市场,经山东中医药大学周洪雷教授鉴定为豆科皂荚属植物皂荚Gleditsia sinensis Lam.的干燥棘刺。样品标本(20130820)保存于山东省分析测试中心山东省中药质量控制技术重点实验室。
2 提取与分离干燥皂角刺8 kg粉碎,过40目筛。用95%乙醇64 L回流提取3次,每次2 h,合并、浓缩提取液。依次用等体积石油醚、醋酸乙酯萃取3次,浓缩得醋酸乙酯部位浸膏约230 g。醋酸乙酯部位经硅胶柱色谱分离,采用二氯甲烷-甲醇(100∶0→0∶100)梯度洗脱,经TLC检识合并得到15个馏份Fr. 1~15。
Fr. 6经硅胶柱色谱、Sephadex LH-20、HPLC制备液相色谱分离得到化合物1(8.5 mg);Fr. 7经硅胶柱色谱结合HPLC制备液相色谱分离得到化合物2(8.0 mg)、3(14.5 mg);Fr. 8经硅胶柱色谱、Sephadex LH-20,结合HPLC制备液相色谱、重结晶等手段得到化合物4(31.4 mg)、6(5.2 mg)、7(26.2 mg)、9(4.0 mg);Fr. 9经硅胶柱色谱结合Sephadex LH-20、HPLC制备液相色谱分离得到化合物5(33.4 mg)、6(5.2 mg)、8(8.0 mg)、9(6.0 mg);Fr. 10经硅胶柱色谱结合Sephadex LH-20分离得到化合物10(8.2 mg)、11(8.5 mg);Fr. 12经硅胶柱色谱、Sephadex LH-20、制备液相色谱分离得到化合物10(7.6 mg)、11(7.4 mg)、12(27 mg)、13(32.9 mg)、14(9.6 mg)、15(9.2 mg);Fr. 14经硅胶柱色谱结合RP-C18中压柱色谱、制备液相色谱分离得到化合物16(6.2 mg)。
3 结构鉴定化合物1:黄色针晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 331.0 [M+H]+ (C17H14O7);1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ: 12.97 (1H, s, 5-OH), 7.33 (2H, s, H-2′, 6′), 6.99 (1H, s, H-3), 6.57 (1H, d, J=1.2 Hz, H-8), 6.21 (1H, d, J=1.2 Hz, H-6), 3.89 (6H, s, 3′, 5′-OCH3);13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) δ: 182.2 (C-4), 164.6 (C-7), 164.1 (C-2), 161.8 (C-5), 157.8 (C-9), 148.6 (C-3′, 5′), 140.3 (C-4′), 120.8 (C-1′), 109.9 (C-2′, 6′), 104.8 (C-10), 104.2 (C-3), 104.0 (C-6), 94.6 (C-8), 56.8 (3′, 5′-OCH3)。以上数据与文献报道一致[6],故鉴定化合物1为tricin。
化合物2:黄色结晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 256.8 [M+H]+ (C15H12O4);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 10.56 (1H, s, 7-OH), 9.58 (1H, s, 4′-OH), 7.65 (1H, d, J=8.8 Hz, H-5), 7.32 (2H, dd, J=2.4, 8.8 Hz, H-2′, 6′), 6.79 (2H, dd, J=2.0, 8.4 Hz, H-3′, 5′), 6.51 (1H, dd, J=2.4, 8.8 Hz, H-6), 6.33 (1H, d, J=2.4 Hz, H-8), 5.44 (1H, dd, J=2.8, 12.8 Hz, H-2), 3.16 (1H, dd, J=3.6, 16.8 Hz, H-3a), 2.62 (1H, dd, J=2.8, 16.8 Hz, H-3b);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 190.5 (C-4), 165.1 (C-7), 163.6 (C-9), 158.1 (C-4′), 129.8 (C-1′), 128.9 (C-5), 128.7 (C-2′, 6′), 115.6 (C-3′, 5′), 114.0 (C-10), 110.9 (C-6), 103.0 (C-8), 79.4 (C-2), 43.6 (C-3)。以上数据与文献报道一致[7],故鉴定化合物2为甘草素。
化合物3:黄色针晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 333 [M+H]+;1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.06 (1H, d, J=2.0 Hz, H-2′), 6.88 (1H, dd, J=2.0, 8.0 Hz, H-6′), 6.77 (1H, d, J=8.0 Hz, H-5′), 6.04 (1H, d, J=1.6 Hz, H-6), 5.88 (1H, d, J=1.6 Hz, H-8), 4.91 (1H, d, J=11.6 Hz, H-2), 4.35 (1H, d, J=11.2 Hz, H-3), 3.77 (6H, s, 5, 3′-OCH3);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 190.2 (C-4), 165.2 (C-7), 164.2 (C-9), 162.6 (C-5), 147.8 (C-3′), 147.4 (C-4′), 130.1 (C-1′), 121.4 (C-6′), 115.4 (C-5′), 112.6 (C-2′), 102.1 (C-10), 96.1 (C-8), 94.1 (C-6), 83.0 (C-2), 72.8 (C-3), 56.1 (5, 3′-OCH3)。以上数据与文献报道一致[8],故鉴定化合物3为7, 4′-二羟基-5, 3′-二甲氧基黄酮醇。
化合物4:黄色粉末,ESI-MS m/z: 273 [M+H]+ (C15H12O5);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.64 (1H, d, J=8.4 Hz, H-5), 7.32 (2H, d, J=8.4 Hz, H-2′, 6′), 6.79 (2H, d, J=8.4 Hz, H-3′, 5′), 6.53 (1H, dd, J=2.0, 8.4 Hz, H-6), 6.29 (1H, d, J=2.0 Hz, H-8), 5.03 (1H, d, J=11.6 Hz, H-2), 4.49 (1H, d, J=11.6 Hz, H-3);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 192.9 (C-4), 165.5 (C-7), 163.3 (C-9), 158.1 (C-4′), 130.0 (C-2′, 6′), 129.1 (C-5), 128.4 (C-1′), 115.3 (C-3′, 5′), 112.5 (C-10), 111.4 (C-6), 102.9 (C-8), 83.8 (C-2), 72.9 (C-3)。以上数据与文献报道一致[9],故鉴定化合物4为鹰嘴豆醇。
化合物5:黄色结晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 273 [M+H]+ (C15H12O5);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.63 (1H, d, J=8.8 Hz, H-5), 6.89 (1H, brs, H-4′), 6.75 (2H, brs, H-2′, 6′), 6.49 (1H, d, J=9.2 Hz, H-6), 6.33 (1H, brs, H-8), 5.38 (1H, dd, J=2.0, 12.4 Hz, H-2a), 3.05 (1H, dd, J=12.7, 16.7 Hz, H-3a), 2.63 (1H, dd, J=2.2, 16.7 Hz, H-3e);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 190.5 (C-4), 165.5 (C-9), 163.6 (C-7), 146.1 (C-5′), 145.7 (C-3′), 130.4 (C-1′), 128.8 (C-5), 118.3 (C-2′), 115.8 (C-6′), 114.7 (C-10), 113.8 (C-4′), 111.1 (C-6), 103.1 (C-8), 79.4 (C-2), 43.7 (C-3)。以上数据与文献报道一致[10],故鉴定化合物5为7, 3′, 5′-三羟基二氢黄酮。
化合物6:黄色粉末,ESI-MS m/z: 271 [M+H]+ (C15H10O5);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 10.08 (1H, s, 4′-OH), 9.09 (1H, s, 7-OH), 7.92 (1H, d, J=8.4 Hz, H-5), 8.51 (1H, s, 3-OH), 8.05 (2H, d, J=8.8 Hz, H-2′, 6′), 6.93 (2H, d, J=8.6 Hz, H-3′, 5′), 6.92 (1H, d, J=1.2 Hz, H-8), 6.88 (1H, dd, J=1.2, 8.4 Hz, H-6);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 172.5 (C-4), 162.8 (C-7), 159.3 (C-4′), 156.8 (C-9), 145.5 (C-2), 137.6 (C-3), 129.7 (C-2′, 6′), 126.9 (C-5), 122.7 (C-1′), 115.8 (C-3′, 5′), 115.2 (C-6), 114.7 (C-10), 102.4 (C-8)。以上数据与文献报道一致[11],故鉴定化合物6为7, 4′-二羟基黄酮醇。
化合物7:黄色粉末,ESI-MS m/z: 289 [M+H]+ (C15H12O6);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 11.93 (1H, s, 5-OH), 7.31 (2H, d, J=8.4 Hz, H-2′, 6′), 6.78 (2H, d, J=8.4 Hz, H-3′, 5′), 5.88 (1H, brs, H-8), 5.83 (1H, brs, H-6), 5.03 (1H, d, J=11.4 Hz, H-2), 4.57 (1H, d, J=11.4 Hz, H-3);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 198.1 (C-4), 168.0 (C-7), 163.8 (C-5), 163.0 (C-9), 158.2 (C-4′), 129.9 (C-2′, 6′), 128.1 (C-1′), 115.4 (C-3′, 5′), 100.7 (C-10), 96.6 (C-6), 95.6 (C-8), 83.3 (C-2), 71.9 (C-3)。以上数据与文献报道一致[12],故鉴定化合物7为双氢山柰素。
化合物8:桔红色粉末,ESI-MS m/z: 273.2 [M+H]+ (C15H12O5);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 8.12 (1H, d, J=8.8 Hz, H-6′), 7.66 (2H, brs, H-α, β), 7.28 (1H, brs, H-2), 7.20 (1H, d, J=8.0 Hz, H-6), 6.81 (1H, d, J=8.0 Hz, H-5), 6.39 (1H, brd, J=8.8 Hz, H-5′), 6.27 (1H, d, J=2.0 Hz, H-3′);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 191.8 (C=O), 166.2 (C-2′), 165.6 (C-4′), 149.5 (C-4), 146.2 (C-3), 145.2 (C-β), 133.2 (C-6′), 126.6 (C-1), 122.9 (C-6), 117.7 (C-α), 116.2 (C-2, 5), 113.4 (C-1′), 108.7 (C-5′), 103.1 (C-3′)。以上数据与文献报道一致[13],故鉴定化合物8为紫铆查耳酮。
化合物9:黄色粉末,ESI-MS m/z: 289.5 [M+H]+ (C15H12O6);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 12.15 (1H, s, 5-OH), 9.11 (2H, s, 3′, 5′-OH), 6.87 (1H, s, H-4′), 6.74 (2H, s, H-2′, 6′), 5.85 (2H, s, H-6, 8), 5.35 (1H, dd, J=3.2, 12.4 Hz, H-2), 3.17 (1H, dd, J=11.2, 18.4 Hz, H-3b), 2.67 (1H, dd, J=3.2, 18.4 Hz, H-3a);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 196.6 (C-4), 167.6 (C-7), 163.9 (C-5), 163.3 (C-9), 146.2 (C-3′), 145.7 (C-5′), 130.0 (C-1′), 118.4 (C-4′), 115.8 (C-6′), 114.8 (C-2′), 102.1 (C-10), 96.3 (C-6), 95.5 (C-8), 78.9 (C-2), 42.6 (C-3)。以上数据与文献报道一致[14],故鉴定化合物9为(2S)-5, 7, 3′, 5′-四羟基-二氢黄酮。
化合物10:黄色结晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 319.3 [M+H]+ (C16H14O7);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 6.85 (1H, s, H-4′), 6.73 (2H, s, H-2′, 6′), 6.08 (1H, d, J=1.6 Hz, H-6), 5.92 (1H, s, H-8), 5.19 (1H, brs, 3-OH), 4.87 (1H, d, J=10.8 Hz, H-2), 4.22 (1H, d, J=10.8 Hz, H-3), 3.77 (3H, s, 5-OCH3);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 190.4 (C-4), 165.2 (C-7), 164.2 (C-9), 162.6 (C-5), 146.1 (C-3′), 145.4 (C-5′), 128.8 (C-1′), 119.8 (C-4′), 115.7 (C-2′), 115.6 (C-6′), 102.9 (C-10), 95.9 (C-8), 93.8 (C-6), 82.9 (C-2), 73.1 (C-3), 56.2 (5-OCH3)。以上数据与文献报道一致[8],故鉴定化合物10为7, 3′, 5′-三羟基-5-甲氧基黄酮醇。
化合物11:黄色结晶(CH3OH),ESI-MS m/z: 303.7 [M+H]+ (C15H10O7);1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 12.50 (1H, s, 5-OH), 10.70 (1H, s, 7-OH), 9.40 (3H, brs, 3, 3′, 5′-OH), 7.68 (1H, s, H-2′), 7.55 (1H, d, J=7.2 Hz, H-6′), 6.90 (1H, d, J=8.0 Hz, H-5′), 6.41 (1H, s, H-8), 6.19 (1H, s, H-6);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 176.3 (C-4), 164.4 (C-7), 161.2 (C-9), 156.6 (C-2), 148.2 (C-5), 147.3 (C-4′), 145.5 (C-3′), 136.2 (C-3), 122.4 (C-1′), 120.4 (C-6′), 116.1 (C-5′), 115.5 (C-2′), 103.5 (C-10), 98.7 (C-6), 93.8 (C-8)。以上数据与文献报道一致[15],故鉴定化合物11为槲皮素。
化合物12:黄色粉末,1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.63 (1H, d, J=8.4 Hz, H-5), 6.89 (1H, s, H-6′), 6.75 (2H, m, H-2′, 5′), 6.52 (1H, d, J=7.2 Hz, H-6), 6.29 (1H, s, H-8), 4.96 (1H, d, J=11.2 Hz, H-2), 4.40 (1H, d, J=11.6 Hz, H-3);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 192.8 (C-4), 165.7 (C-7), 163.3 (C-9), 146.1 (C-3′), 145.4 (C-4′), 129.1 (C-1′), 128.9 (C-5), 119.8 (C-6′), 115.8 (C-2′), 115.6 (C-5′), 112.4 (C-10), 111.5 (C-6), 102.9 (C-8), 84.0 (C-2), 73.1 (C-3)。以上数据与文献报道一致[16],故鉴定化合物12为黄颜木素。
化合物13:黄色粉末,1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.93 (1H, d, J=9.6 Hz, H-5), 7.70 (1H, s, H-2′), 7.55 (1H, d, J=8.4 Hz, H-6′), 6.90 (3H, brs, H-2′, 5′, 6);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 172.4 (C-4), 162.8 (C-7), 156.8 (C-9), 147.7 (C-4′), 145.5 (C-3′), 137.6 (C-3), 126.9 (C-1′), 123.0 (C-5), 120.1 (C-6′), 116.0 (C-5′), 115.4 (C-2′), 115.2 (C-10), 114.6 (C-6), 102.3 (C-8)。以上数据与文献报道一致[16],故鉴定化合物13为fisetin。
化合物14:黄色粉末,1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.09 (1H, d, J=8.4 Hz, H-5), 6.63 (1H, s, H-6), 6.30 (1H, d, J=6.8 Hz, H-8), 6.09 (2H, s, H-2′, 6′), 4.90 (1H, s, H-2), 4.73 (1H, s, H-3), 4.06 (1H, s, H-4);13C-NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ: 159.4 (C-7), 154.1 (C-9), 148.2 (C-5′), 145.7 (C-3′), 140.0 (C-4′), 133.2 (C-1′), 117.2 (C-5), 111.3 (C-2′, 6′), 108.7 (C-10), 103.3 (C-6), 102.5 (C-8), 71.6 (C-2), 70.0 (C-3), 62.7 (C-4)。以上数据与文献报道一致[17],故鉴定化合物14为leucorobinetinidin。
化合物15:黄色粉末,1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ: 7.83 (2H, d, J=8.4 Hz, H-2′, 6′), 6.90 (2H, d, J=8.4 Hz, H-3′, 5′), 6.53 (1H, d, J=1.2 Hz, H-3), 6.51 (1H, s, H-8), 6.37 (1H, d, J=1.2 Hz, H-6), 3.79 (3H, s, 5-OCH3);13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) δ: 175.6 (C-4), 162.3 (C-7), 160.6 (C-4′), 160.4 (C-2), 159.8 (C-5), 159.0 (C-9), 127.7 (C-2′, 6′), 121.5 (C-1′), 115.8 (C-3′, 5′), 107.1 (C-3), 105.9 (C-10), 96.5 (C-6), 95.2 (C-8), 55.8 (5-OCH3)。以上数据与文献报道一致[18],故鉴定化合物15为thevetiaflavon。
化合物16:黄色粉末,1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ: 13.56 (1H, s, 5-OH), 10.42 (1H, brs, 7-OH), 7.93 (2H, d, J=8.4 Hz, H-2′, 6′), 6.93 (2H, d, J=8.4 Hz, H-3′, 5′), 6.78 (1H, s, H-3), 6.52 (1H, s, H-8), 4.59 (1H, d, J=5.6 Hz, H-1″);13C-NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 181.9 (C-4), 163.5 (C-7), 163.3 (C-2), 161.2 (C-4′), 160.6 (C-5), 156.2 (C-9), 128.4 (C-2′, 6′), 121.1 (C-1′), 116.0 (C-3′, 5′), 108.9 (C-6), 103.4 (C-10), 102.8 (C-3), 93.6 (C-8), 81.5 (C-5″), 78.9 (C-3″), 73.1 (C-1″), 70.6 (C-2″), 70.2 (C-4″), 61.5 (C-6″)。以上数据与文献报道一致[19],故鉴定化合物16为异牡荆素。
4 细胞毒活性研究采用SRB法测定细胞毒活性[20]。首先将MCF-7细胞接种于96孔板中培养24 h,然后同时加入不同浓度的受试药物(溶解在含0.3% DMSO的培养基中)200 μL/孔,使其终质量浓度分别为0.1(C1)、1(C2)、10(C3)、25(C4)、50(C5)和100 μmol/L(C6)。正常对照组加入等量含0.3% DMSO的培养基(C0),同时设顺铂阳性对照组(DDP),37 ℃,5% CO2培养箱中培养48 h。细胞在室温条件下经SRB溶液染色15 min,然后加入200 μL的Tris溶液,震摇至进入细胞的SRB试剂完全溶解后,用酶标仪在波长540 nm处测定各化合物的吸光度(A)值,重复测定3次,计算相应的抑制率和IC50值,见表 1。
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表 1 化合物7~16对MCF-7细胞活性的影响(x±s, n=6) Table 1 7—16 against MCF-7 cells (x±s, n=6) |
从表 1可以看出,化合物8对MCF-7细胞具有较高的细胞毒活性,其IC50值为28.53 μmol/L。
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