中草药  2016, Vol. 47 Issue (24): 4318-4321
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东北岩高兰中查耳酮类化学成分研究
赵明, 黄淑蕾, 王丹, 李军, 王金兰, 白丽明, 张树军     
齐齐哈尔大学化学与化学工程学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006
摘要: 目的 研究东北岩高兰Empetrum nigrum var. japonicum全草的查耳酮类化学成分。 方法 采用硅胶柱色谱和高效液相色谱等方法进行化学成分分离,并经波谱数据分析鉴定化合物的结构。用MTT法测试单体化合物对宫颈癌HeLa细胞的抑制活性。 结果 从东北岩高兰甲醇浸泡液正己烷萃取物中分离得到6个化合物,分别鉴定为2',5'-二羟基-3'-甲氧基-4',6'-二甲基二氢查耳酮(1)、4',5'-二羟基-2'-甲氧基-3',6'-二甲基二氢查耳酮(2)、2',4'-二羟基二氢查耳酮(3)、2',4'-二羟基查耳酮(4)、2'-甲氧基-4'-羟基二氢查耳酮(5)、2',4',β-三羟基二氢查耳酮(6)。 结论 化合物1、2为新化合物,命名为岩高兰素A和B,化合物5、6为首次从该植物中分离得到。化合物6具有一定的抗肿瘤活性。
关键词: 东北岩高兰     查耳酮     二氢查耳酮     HeLa细胞     岩高兰素     2'-5'-二羟基-3'-甲氧基-4'-6'-二甲基二氢查耳酮     4'-5'-二羟基-2'-甲氧基-3'-6'-二甲基二氢查耳酮    
Chalcones from Empetrum nigrum var. japonicum
ZHAO Ming, HUANG Shu-lei, WANG Dan, LI Jun, WANG Jin-lan, BAI Li-ming, ZHANG Shu-jun     
Institute of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from Empetrum nigrum var. japonicum. Methods Compounds were isolated from n-hexane fraction in the industrial methanol extract from E. nigrum var. japonicum by silica gel column chromatography and HPLC. The structures of the chemical constituents were identified by analysis on their spectral data. All the isolated compounds were evaluated using relevant in vitro antitumor assay against HeLa cell lines. Results Six compounds were isolated from n-hexane fraction in the ethanol extract from E. nigrum var. japonicum and identified as 2', 5'-dihydroxy-3'-methoxy-4', 6'-dimethyl-dihydrochalcone (1), 4', 5'-dihydroxy-2'-methoxy-3', 6'-dimethyl-dihydrochalcone (2), 2', 4'-dihydroxy-dihydrochalcone (3), 2', 4'-dihydroxy-chalcone (4), 2'-methoxy-4'-hydroxy-dihydrochalcone (5), and 2', 4', β-trihydroxy-dihydrochalcone (6). Conclusion Compounds 1 and 2 are new compounds, compounds 5 and 6 are obtained from the plants for the first time. Compound 6 exhibits the inhibitory activity.
Key words: Empetrum nigrum L. var. japonicum K. Koch     chalcone     dihydrochalcone     HeLa cell     empetrumnin     2'-5'-dihydroxy-3'-methoxy-4'-6'-dimethyl-dihydrochalcone     4'-5'-dihydroxy-2'-methoxy-3'-6'-dimethyl-dihydrochalcone    

东北岩高兰Empetrum nigrum L.var. japonicum K. Koch又名黑果子、夜明豆,为岩高兰科(Empetraceae)岩高兰属Empetrum L.常绿匍匐状小灌木,属药用珍稀植物,是岩高兰科在中国仅有的一个变种[1],全株可入药,具有补脾胃、滋阴保肝、明目等功能,用于治疗肚腹胀满和消化不良等症,还可作茶饮,具有助消化、提精神的养生功效[2-3]。为进一步发掘研究岩高兰的药用价值,对东北岩高兰全草甲醇提取液正己烷萃取物的化学成分进行了研究,从中分离得到6个查耳酮类化合物,分别鉴定为2′, 5′-二羟基-3′-甲氧基-4′, 6′-二甲基二氢查耳酮(2′, 5′-dihydroxy-3′-methoxy-4′, 6′-dimethyl-dihydrochalcone,1)、2′-甲氧基-4′, 5′-二羟基-3′, 6′-二甲基二氢查耳酮(4′, 5′-dihydroxy-2′-methoxy-3′, 6′-dimethyl-dihydrochalcone,2)、2′, 4′-二羟基二氢查耳酮(2′, 4′-dihydroxy-dihydrochalcone,3)、2′, 4′-二羟基查耳酮(2′, 4′-dihydroxy-chalcone,4)、2′-甲氧基-4′-羟基二氢查耳酮(2′-methoxy-4′-hydroxy-dihydrochalcone,5)、2′, 4′, β-三羟基二氢查耳酮(2′, 4′, β-trihydroxy-dihydrochalcone,6)。其中,化合物12为新化合物,命名为岩高兰素A和B;化合物56为首次从该植物中分离得到。

1 仪器与材料

X-6显微熔点测定仪(温度未校正,北京泰克仪器有限公司);傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪(美国PE公司);Waters Xevo QTOF质谱仪(美国沃特斯公司);Bruker-600 MHz核磁共振仪(德国Bruker公司);HITACHI L-7100高压液相色谱仪(日本日立公司);HITACHI L-3350示差检测器(GL SCIRNCES Inc.);Inertsil PREP-ODS(250 mm×10 mm,5 μm)和PREP-Sil(250 mm×10 mm,5 μm)不锈钢色谱柱;柱色谱用硅胶(200~300目)为青岛海洋化工厂产品;薄层色谱硅胶板为烟台化工厂生产。

药材于2013年8月购买于内蒙古自治区根河市,经齐齐哈尔大学裴世春教授鉴定为东北岩高兰Empetrum nigrum L. var. japonicum K. Koch,标本(YGL-201308)保存于齐齐哈尔大学天然产物研究室。

2 提取与分离

干燥的东北岩高兰全草7.5 kg粉碎后用甲醇室温浸泡提取4次,每次3 d,合并浸提液,浓缩,加水混悬,依次用正己烷、醋酸乙酯和正丁醇萃取4次,合并相同溶剂萃取液减压浓缩至恒定质量,得到正己烷萃取物384.2 g、醋酸乙酯萃取物598.5 g、正丁醇萃取物304.2 g。

取80.0 g正己烷萃取物,用硅胶柱色谱分离,依次用正己烷-醋酸乙酯8:2(8.0 L)、5:5(8.5 L)、0:1(6.0 L)梯度洗脱,得到13个组分Fr.1~13。Fr. 3(15.8 g)经硅胶柱色谱分离,正己烷-醋酸乙酯(9:1、8:2、0:1)梯度洗脱,得到9个组分Fr. 3-1~3-9。Fr. 3-4共3.7 g,取198.5 mg,经HPLC-SIL分离纯化得化合物1(43.2 mg)、2(9.8 mg)。Fr. 5(3.0 g)经硅胶柱色谱分离,正己烷-醋酸乙酯(8:2、7:3、0:1)梯度洗脱,得到8个组分Fr. 5-1~5-8。其中Fr. 5-3(562.1 mg)和Fr. 5-4(302.2 mg)重结晶后分别得到化合物3(126.1 mg)、4(123.3 mg)。Fr. 7(9.2 g)经硅胶柱色谱分离,正己烷-醋酸乙酯(8:2、7:3、0:1)梯度洗脱,得到9个组分Fr. 7-1~7-9。Fr. 7-7(430.9 mg)重结晶后得到化合物5(90.2 mg)。Fr. 7-5(482.7 mg)经HPLC-ODS分离纯化后得到化合物6(8.7 mg)。

3 结构鉴定

化合物1:黄色粉末(正己烷-醋酸乙酯),三氯化铁反应呈暗绿色悬浊液。mp 75.5~76.7 ℃。HR-ESI-MS m/z: 301.145 5 [M+H]+(计算值301.144 0),确定分子式为C18H20O4。UVλmaxMeOH(nm): 210, 290;IRvmaxKBr(cm−1): 3 428, 3 026, 1 706, 1 613, 1 372。1H-NMR (600 MHz, CDCl3)中δ 7.29 (2H, t, J=7.2 Hz), 7.24 (2H, d, J=7.2 Hz), 7.19 (1H, t, J=7.2 Hz)处显示1组单取代苯的质子信号,δ 3.40 (2H, t, J=7.8 Hz), 3.03 (2H, t, J=7.8 Hz)处给出2个亚甲基信号峰,δ 3.67 (3H, s)处给出1个-OCH3δ 2.12 (3H, s), 2.10 (3H, s)给出2个与不饱和碳相连的甲基,δ 13.46 (1H, s), 5.34 (1H, s)给出2个羟基质子峰。13C-NMR (150 MHz, CDCl3)及DEPT数据显示有18个碳信号,其中有1个羰基碳信号,12个不饱和碳信号,1个甲氧基碳信号,2个甲基碳信号和2个亚甲基碳信号。初步推测该化合物为查耳酮骨架。根据HMBC中δ 13.46 (1H, s)处羟基质子与C-1′, 2′, 3′相关可推断2′-位有羟基存在;δ 3.67 (3H, s)处单峰甲基与C-3′相关可推断出甲氧基位于C-3′位;由δ 2.12 (3H, s), 2.10 (3H, s)处2个单峰甲基分别与C-3′, 4′, 5′及C-1′, 5′, 6′相关,以及δ 5.34 (1H, s)处羟基质子与C-4′, 6′相关可推断出C-4′, 6′位有甲基取代,C-5′位有羟基取代。另外,根据H-α与C=O,H-β与C-α, 1, 2之间存在相关性,确定了化合物1的结构为2′, 5′-二羟基-3′-甲氧基-4, 6′-二甲基二氢查耳酮(图 1)。经Scifinder数据库检索,确定为新化合物,命名为岩高兰素A,其1H-NMR和13C-NMR数据见表 1

图 1 化合物1, 2的主要HMBC相关图 Fig.1 Key HMBC correlations of compounds 1 and 2

表 1 化合物1和2的NMR数据 Table 1 MR data of compounds 1 and 2

化合物2:黄色片状结晶(甲醇),三氯化铁反应呈深绿色。mp 61.0~63.4 ℃。HR-ESI-MS m/z: 301.144 6 [M+H]+(计算值301.144 0),确定分子式为C18H20O4。UVλmaxMeOH (nm): 204, 281;IRvmaxKBr(cm−1): 3 441, 3 022, 1 706, 1 596, 1 374。1H-NMR (600 MHz, CDCl3)中δ 7.29 (2H, t, J=7.2 Hz), 7.25 (2H, d, J=7.2 Hz), 7.20 (1H, t, J=7.2 Hz)处显示1组单取代苯的质子信号,δ 3.45 (2H, t, J=7.8 Hz), 3.03 (2H, t, J=7.8 Hz)处显示2个亚甲基信号峰,δ 3.71 (3H, s)处给出1个-OCH3δ 2.11 (6H, s)给出2个与不饱和碳相连的甲基,δ 9.40 (2H, brs)处显示2个酚羟基质子信号。13C-NMR (150 MHz, CDCl3)及DEPT数据显示有18个碳信号,包括1个羰基碳信号,12个烯碳信号,2个甲基碳信号,1个甲氧基碳信号,2个亚甲基碳信号。化合物2与化合物1的波谱数据相似,推测也为二氢查耳酮骨架。HMBC中3′-CH3与C-2′, 3′, 4′,以及6′-CH3与C-1′, 5′, 6′的相关性可推断出3′、6′位有甲基取代;由δ 3.71处单峰甲基与C-2′相关可推断出甲氧基位于2′位。根据H-α与C=O、C-1,H-β与C=O、C-α、C-2之间存在相关性推断化合物2的结构为4′, 5′-二羟基-2′-甲氧基-3′, 6′-二甲基二氢查耳酮(图 1)。经Scifinder数据库检索,确定为新化合物,命名为岩高兰素B。其1H-NMR和13C-NMR数据见表 1

化合物3:黄色粉末(甲醇),mp 68.7~70.4 ℃。1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 12.73 (1H, s, 2′-OH), 7.64 (1H, d, J=8.7 Hz, H-6′), 7.31 (2H, t, J=7.2 Hz H-3, 5), 7.24 (2H, d, J=7.2 Hz, H-2, 6), 7.22 (1H, t, J=7.2 Hz, H-4), 6.38 (1H, d, J=2.4 Hz, H-3′), 6.36 (1H, dd, J=8.7, 2.4 Hz, H-5′), 3.22 (2H, t, J=9.6 Hz, H-α), 3.04 (2H, t, J=9.6 Hz, H-β);13C-NMR (150 MHz, CDCl3) δ: 140.8 (C-1), 128.4 (C-2), 128.6 (C-3), 126.3 (C-4), 128.6 (C-5), 128.4 (C-6), 39.7 (C-α), 30.3 (C-β), 203.7 (C=O), 113.9 (C-1′), 162.5 (C-2′), 103.6 (C-3′), 165.2 (C-4′), 107.7 (C-5′), 132.2 (C-6′)。以上数据与文献报道[4]基本一致,故鉴定化合物3为2′, 4′-二羟基二氢查耳酮。

化合物4:黄色粉末(甲醇),mp 151.4~152.1 ℃。1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 13.36 (1H, s, 2′-OH), 7.89 (1H, d, J=15.4 Hz, H-β), 7.85 (1H, d, J=8.5 Hz, H-6′), 7.66 (2H, m, H-3, 5), 7.59 (1H, d, J=15.4 Hz, H-α), 7.43 (3H, m, H-2, 4, 6), 6.46 (1H, dd, J=8.5, 2.5 Hz, H-5′), 6.44 (1H, d, J=2.5 Hz, H-3′);13C-NMR (150 MHz, CDCl3) δ: 134.7 (C-1), 129.0 (C-2), 128.6 (C-3), 130.8 (C-4), 128.6 (C-5), 129.0 (C-6), 120.3 (C-α), 144.7 (C-β), 192.0 (C=O), 114.6 (C-1′), 166.5 (C-2′), 103.8 (C-3′), 162.7 (C-4′), 107.8 (C-5′), 132.1 (C-6′)。以上数据与文献报道[5]基本一致,故鉴定化合物4为2′, 4′-二羟基查耳酮。

化合物5:黄色粉末(甲醇),mp 131.4~133.7 ℃。1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 7.74 (1H, d, J=9.2 Hz, H-6′), 7.28 (2H, t, J=7.2 Hz, H-3, 5), 7.23 (2H, d, J=7.2 Hz, H-2, 6), 7.17 (1H, t, J=7.2 Hz, H-4), 6.45 (1H, dd, J=9.2, 2.2 Hz, H-5′), 6.44 (1H, d, J=2.2 Hz, H-3′), 3.83 (3H, s, 2′-OMe), 3.28 (2H, t, J=7.5 Hz, H-α), 3.00 (2H, t, J=7.5 Hz, H-β);13C-NMR (150 MHz, CDCl3) δ: 141.8 (C-1), 128.5 (C-2), 128.4 (C-3), 125.9 (C-4), 128.4 (C-5), 128.5 (C-6), 30.7 (C-α), 45.3 (C-β), 200.3 (C=O), 120.5 (C-1′), 161.5 (C-2′), 99.0 (C-3′), 161.3 (C-4′), 108.0 (C-5′), 133.0 (C-6′), 55.4 (2′-OMe)。以上数据与文献报道[5]基本一致,故鉴定化合物5为2′-甲氧基-4′-羟基二氢查耳酮。

化合物6:无色粉末(甲醇),mp 165.5~167.0 ℃。1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 7.87 (1H, d, J=8.4 Hz, H-6′), 7.47 (2H, d, J=7.2 Hz, H-2, 6), 7.43 (2H, t, J=7.2 Hz, H-3, 5), 7.39 (1H, t, J=7.2 Hz, H-4), 6.54 (1H, dd, J=8.4, 2.4 Hz, H-5′), 6.47 (1H, d, J=2.4 Hz, H-3′), 5.47 (1H, dd, J=13.2, 3.0 Hz, H-β), 3.04 (1H, t, J=16.8, 13.2 Hz, H-α), 2.84 (1H, dd, J=16.8, 3.0 Hz, H-α);13C-NMR (150 MHz, CDCl3) δ: 138.7 (C-1), 128.9 (C-2), 128.8 (C-3), 126.2 (C-4), 128.8 (C-5), 128.9 (C-6), 44.3 (C-a), 79.9 (C-β), 190.8 (C=O), 115.2 (C-1′), 162.7 (C-2′), 103.5 (C-3′), 163.6 (C-4′), 110.6 (C-5′), 129.4 (C-6′)。根据其1H-NMR、13C-NMR及HMBC等波谱数据鉴定化合物6为2′, 4′, β-三羟基二氢查耳酮。经查阅文献,只报道了该化合物的结构[6],未报道其波谱数据。

4 体外抗肿瘤活性

为研究东北岩高兰中查耳酮类化合物的抗肿瘤活性,采用MTT法,测试了6种查耳酮类单体化合物对人宫颈癌细胞HeLa体外增殖抑制作用,结果显示,化合物6有一定抑制作用,IC50值为49.8 μg/mL,其余化合物无明显抑制作用。

参考文献
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