中草药  2017, Vol. 48 Issue (1): 42-46
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狭叶金粟兰地上部分化学成分研究
杜晓英2, 王璐丰1, 李有志1, 丁文兵1     
1. 湖南农业大学植物保护学院, 湖南 长沙 410128;
2. 长江大学农学院, 湖北 荆州 434025
摘要: 目的 研究狭叶金粟兰Chloranthus angustifolius地上部分的化学成分。 方法 使用多种柱色谱技术进行分离纯化,根据理化性质和波谱数据鉴定化合物的结构。 结果 从狭叶金粟兰地上部分甲醇提取物的醋酸乙酯萃取部位分离得到8个化合物,分别鉴定为1-乙酰氧基-2,3,4,5-四羟基-5-对甲氧基苯基戊烷(1)、(E)-5-(4-甲氧基苯基)-4-烯-1,2,3-三羟基戊醇(2)、异嗪皮啶(3)、(-)-二氢脱氢二松柏醇(4)、(±)-赤式-愈创木酚基甘油-4'-二氢松柏醇醚(5)、(-)-rosiridol(6)、(4S)-对薄荷烯-4,7-二醇(7)、地芰普内酯(8)。 结论 化合物12为新化合物,分别命名为金粟兰戊醇和金粟兰烯醇,化合物3~8均为首次从该植物中分离得到。
关键词: 狭叶金粟兰     苯基多元醇     单萜     木脂素     金粟兰戊醇     金粟兰烯醇    
Chemical constituents from aerial parts of Chloranthus angustifolius
DU Xiao-ying2, WANG Lu-feng1, LI You-zhi1, DING Wen-bing1     
1. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou 434025, China
Abstract: Objective To study the chemical constituents from the aerial parts of Chloranthus angustifolius. Methods The chemical constituents were isolated by various chromatography techniques and their structures were elucidated on the basis of physiochemical properties and spectrascopic analysis. Results Eight compounds were isolated and identified as 1-acetoxy-2, 3, 4, 5-tetrahydroxy-5-p-metoxyphenylpentane (1), (E)-5-(4-methoxyphenyl) pent-4-ene-1, 2, 3-trihydroxyamyl (2), isofraxidin (3), (-)-dihydrodehydrodiconiferyl alcohol (4), (±)-erythro-guaiacyl-glycerol-β-O-4'-dihydroconiferyl ether (5), (-)-rosiridol (6), (4S)-p-menth-1-ene-4, 7-diol (7), and loliolide (8), respectively. Conclusion Compounds 1 and 2, named chloranthus pentitol and chloranthus enol, are two new p-methoxyphenyl pentitol derivatives, while compounds 3-8 are obtained from C. angustifolius for the first time.
Key words: Chloranthus angustifolius Oliv.     p-phenyl polyol     monoterpenoids     lignans     chloranthus pentitol     chloranthus enol    

狭叶金粟兰Chloranthus angustifolius Oliv.为金粟兰科(Chloranthaceae)金粟兰属Chloranthus Swartz多年生草本植物,产于湖北、四川地区,生于海拔650~1 200 m的山坡林下或岩石下的荫湿地[1]。该植物是著名中药“四块瓦”的常用种,全草入药,具有解毒消肿、活血散瘀功效,可用于治疗风湿性关节炎、菌痢等症[2]。全草提取物对家蝇成虫、卷库蚊4龄幼虫具有毒杀活性,对斜纹夜蛾具有拒食活性[3]。目前针对狭叶金粟兰化学成分的研究报道非常少,仅见4个桉叶烷型倍半萜和7个乌药烷型倍半萜二聚体被报道[4]。本课题组对狭叶金粟兰甲醇提取物的化学成分进行了深入研究,已报道了13个化合物,并讨论了其在金粟兰属的化学分类学意义[5]。本实验在前期研究的基础上继续进行了分离纯化,共得到8个化合物,分别鉴定为1-乙酰氧基-2, 3, 4, 5-四羟基-5-对甲氧基苯基戊烷[1-acetoxy-2, 3, 4, 5-tetrahydroxy-5-p-metoxyphenylpentane,1]、(E)-5-(4-甲氧基苯基)-4-烯-1, 2, 3-三羟基戊醇[(E)-5-(4-methoxyphenyl)-4-ene-1, 2, 3-trihydroxyamyl,2]、异嗪皮啶(isofraxidin,3)、(−)-二氢脱氢二松柏醇[(-)-dihydrodehydrodiconiferyl alcohol,4]、(±)-赤式-愈创木酚基甘油-4′-二氢松柏醇醚[(±)-erythro-guaiacyl-glycerol-β-O-4′-dihydroconiferyl ether,5]、(−)-rosiridol(6)、(4S)-对薄荷烯-4, 7-二醇[(4S)-p-menth-1-ene-4, 7-diol,7]、地芰普内酯(loliolide,8)。其中化合物12为新化合物,分别命名为金粟兰戊醇和金粟兰烯醇,3~8为首次从狭叶金粟兰中分离得到,包括1个香豆素类(3)、2个木脂素类(45)和3个单萜类(6~8)。

1 仪器与材料

Perkin-Elmer 341旋光仪(美国PerkinElmer公司);SGW X-4显微熔点仪(上海精密仪器有限公司);Bruker DRX-400型核磁共振仪测定(瑞士Bruker公司);API 4000质谱仪(美国Agilent公司);UVmini-1240紫外光谱仪(日本岛津公司);Waters 1525串2414检测器半制备液相(美国Waters公司);YMC-Pack ODS-A半制备型色谱柱(日本岛津公司,250 mm×10 mm,5 μm);色谱用硅胶、薄层色谱用预制GF254硅胶板为青岛海洋化工厂出品;Sephadex LH-20为日本三菱化学公司产品。

狭叶金粟兰地上部分于2010年5月采自湖北三峡,经吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室张代贵教授鉴定为金粟兰科金粟兰属狭叶金粟兰Chloranthus angustifolius Oliv.,凭证标本(LBT20100501)保存于湖南农业大学植物保护学院。

2 提取与分离

狭叶金粟兰地上部分15.0 kg,阴干后粉碎,用甲醇浸泡提取3次,合并提取液,滤液减压浓缩,得到甲醇浸膏1.5 kg。取浸膏600.0 g混悬于温水后,依次用石油醚、醋酸乙酯萃取,回收溶剂后得到石油醚部分200.0 g,醋酸乙酯部分68.0 g。将醋酸乙酯部分经硅胶柱色谱分离,石油醚-醋酸乙酯(100:0→80:20)转氯仿-甲醇(95:5→60:40)梯度洗脱,得到8个流分Fr. A~H。Fr. C(5.4 g)经中压反相柱色谱分离,甲醇-水(30:70→90:10)梯度洗脱,得到7个部分Fr. C-1~C-7。Fr. C-2(200.0 mg)经凝胶柱色谱纯化得化合物3(10.0 mg);Fr. C-3(160.0 mg)经甲醇重结晶得到化合物8(11.0 mg)。Fr. D(7.4 g)先经中压反相柱色谱分离,甲醇-水(30:70→90:10)梯度洗脱得到7个部分Fr. D-1~D-7。Fr. D-3(415.0 mg)经凝胶柱色谱纯化后,再经制备HPLC(甲醇-水1:1,体积流量3.0 mL/min)分离得化合物6(17.0 mg)和7(15.0 mg)。Fr. E(6.0 g)和Fr. G(5.7 g)先依次经中压反相柱色谱分为7个部分,再将各亚组分经凝胶柱色谱纯化处理。Fr. E-1中重结晶得到化合物1(16.0 mg);Fr. E-2中经HPLC(甲醇-水2:3)制备得到化合物5(28.0 mg);Fr. E-3经HPLC(甲醇-水45:55)制备得到化合物4(35.0 mg);Fr. G-2经HPLC(甲醇-水2:3)得到化合物2(20.0 mg)。化合物1~8的结构见图 1

图 1 化合物1~8的结构 Fig.1 Structures of compounds 1-8

3 结构鉴定

化合物1:白色固体(甲醇),mp 171~172 ℃,[α]25D−9.6° (c 1.0, MeOH);IR vmaxKBr(cm−1): 3 445, 1 742, 1 727, 1 704, 1 660, 1 176, 1 035。HR-ESI-MS m/z: 323.109 7 [M+Na]+(C14H20O7Na计算值为323.110 1),结合13C-NMR谱确定分子式为C14H20O7,相对分子质量为300,不饱和度为5。化合物11H-NMR和13C-NMR谱中(表 1),δH 3.64 (3H, s)和δC 54.9表明结构中含有1个甲氧基(-OCH3);δH 1.86 (3H, s)和δC 170.6, 20.5表明含有1个乙酰基(-COCH3)。1H-NMR在低场区显示1对相互偶合的、积分为2的芳香氢δH 7.72 (2H, J=8.6 Hz, H-2′, 6′)和6.96 (2H, J=8.6 Hz, H-3′, 5′),结合碳谱中仅有6个芳香碳信号,鉴定为1个典型的对位取代苯环。剩余5个连氧碳,通过1H-1H COSY相关和HMBC远程相关信号分析,表明为1个开链五元戊醇片段。以上片段进一步通过HMBC远程相关进行了连接(图 2),其中甲氧基氢δH 3.64与苯环碳δC 158.8 (C-4′)相关,五元戊醇末端(-CH2OH)氢δH 4.82, 4.70与乙酰基羰基碳δC 170.6相关,五元戊醇另1末端氢信号δH 5.80 (brs, H-5)与苯环中的C-1′、C-2′、C-6′相关,最终确定化合物1的结构为1-乙酰氧基-2, 3, 4, 5-四羟基-5-对甲氧基苯基戊烷,如图 1所示,而结构中4个手性碳C-2、3、4、5的构型还需进一步通过衍生化、X-Ray单晶衍射等方法及其他相关数据进行确定。

表 1 化合物1和2的1H-NMR和13C-NMR数据(400/100 MHz, C5D5N) Table 1 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic data for compounds 1 and 2 (400/100 MHz, C5D5N)

图 2 化合物1和2的主要1H-1H COSY和HMBC相关 Fig.2 Key of 1H-1H COSY and HMBC correlations of compounds 1 and 2

化合物2:片状晶体(甲醇),mp 75~77 ℃,[α]D25-0.8° (c 0.6, MeOH);vmaxKBr(cm−1): 3 285 (br), 2 930, 1 605, 1 510, 1 439, 1 245, 1 076。HR-ESI-MS m/z: 247.093 2 [M+Na]+(C12H16O4Na,计算值为247.094 1),结合13C-NMR谱图信息确定分子式为C12H16O4,相对分子质量为224,不饱和度为5。通比对化合物121H-NMR和13C-NMR谱数据(表 1),发现化合物2的结构中同样存在1个对甲氧基苯基的片段,不同之处主要是没有乙酰基信号,以及1中直链五元戊醇部分的2个连氧碳被1个反式双键的信号δC 126.4/131.2和δH 6.21 (dd, J=15.9, 7.0 Hz), 6.58 (d, J=15.9 Hz)所取代。双键的位置通过δH 6.21与4.19 (brt, J=5.9 Hz, H-3)的1H-1H COSY相关,及δH 6.58与苯环C-1′、C-2′、C-6′的HMBC远程相关(图 2)确定其在直链4,5位。综合以上信息及2D-NMR的确证,将化合物2的结构鉴定为(E)-5-(4-甲氧基苯基)-4-烯-1, 2, 3-三羟基戊醇(图 1)。同样,结构中手性碳C-2、3的构型还需进一步通过衍生化、X-Ray单晶衍射等方法及其他相关数据进行确定。

化合物3:淡黄色晶体(甲醇),溶于甲醇和DMSO。紫外灯365 nm下有蓝色荧光。ESI-MS m/z: 245 [M+Na]+1H-NMR (400 MHz, DMSO) δ: 7.91 (1H, d, J=9.4 Hz, H-4), 7.03 (1H, s, H-5), 6.25 (1H, d, J=9.4 Hz, H-3), 3.83 (3H, s, 5-OCH3), 3.83 (3H, s, 8-OCH3);13C-NMR (100 MHz, DMSO) δ: 160.7 (C-2), 146.1 (C-6), 145.3 (C-4), 144.5 (C-9), 143.4 (C-7), 135.1 (C-8), 112.5 (C-3), 110.7 (C-10), 104.9 (C-5), 61.2 (8-OCH3), 56.6 (5-OCH3)。以上波谱数据与文献报道[6]基本一致,故鉴定化合物3为异秦皮啶。

化合物4:淡黄色油状物,溶于甲醇,H2SO4-乙醇加热呈红色;[α]25D−15.0° (c 0.5, MeOH), ESI-MS m/z: 383 [M+Na]+1H-NMR (400 MHz, C5D5N) δ: 7.33 (1H, d, J=1.8 Hz, H-2), 7.20 (1H, d, J=1.8 Hz, H-5), 7.25 (1H, dd, J=1.8, 8.1 Hz, H-6), 6.06 (1H, d, J=6.8 Hz, H-7), 3.97 (1H, m, H-8), 4.21 (1H, m, H-9a), 4.27 (1H, m, H-9b), 6.92 (1H, brs, H-2′), 7.06 (1H, brs, H-6′), 2.87 (2H, t, J=7.6 Hz, H-7′), 2.09 (2H, m, H-8′), 3.92 (2H, t, J=6.4 Hz, H-9′), 3.63 (3H, s, 3-OCH3), 3.84 (3H, s, 3′-OCH3);13C-NMR (100 MHz, C5D5N) δ: 134.4 (C-1), 111.4 (C-2), 148.6 (C-3), 147.9 (C-4), 117.0 (C-5), 120.3 (C-6), 88.9 (C-7), 55.6 (C-8), 64.9 (C-9), 130.7 (C-1′), 114.2 (C-2′), 145.2 (C-3′), 147.9 (C-4′), 136.7 (C-5′), 118.1 (C-6′), 33.2 (C-7′), 36.5 (C-8′), 62.0 (C-9′), 56.3 (3-OCH3), 56.8 (3′-OCH3)。波谱数据与文献报道[7]基本一致,故鉴定化合物4为(-)-二氢脱氢二松柏醇。

化合物5:无色油状物,溶于甲醇。紫外灯254 nm下有暗斑,H2SO4-乙醇加热显色呈红色。ESI-MS m/z: 401 [M+Na]+1H-NMR (400 MHz, C5D5N) δ: 7.58 (1H, d, J=1.7 Hz, H-2), 7.24 (1H, d, J=8.0 Hz, H-5), 7.37 (1H, dd, J=8.1, 1.7 Hz, H-6), 5.98 (1H, brs, H-7), 5.61 (1H, t, J=4.3 Hz, H-8), 4.54 (1H, m, H-9a), 4.40 (1H, m, H-9b), 6.91 (1H, d, J=1.9 Hz, H-2′), 7.33 (1H, d, J=8.2 Hz, H-5′), 6.82 (1H, dd, J=8.1, 1.9 Hz, H-6′), 2.80 (2H, t, J=7.8 Hz, H-7′), 2.03 (2H, m, H-8′), 3.88 (2H, m, H-9′), 3.69 (3H, s, 3-OCH3), 3.72 (3H, s, 3′-OCH3);13C-NMR (100 MHz, C5D5N) δ: 134.4 (C-1), 118.1 (C-2), 148.2 (C-3), 146.9 (C-4), 115.8 (C-5), 120.4 (C-6), 73.4 (C-7), 86.3 (C-8), 61.1 (C-9), 136.6 (C-1′), 113.4 (C-2′), 151.0 (C-3′), 147.2 (C-4′), 111.7 (C-5′), 121.0 (C-6′), 32.1 (C-7′), 35.4 (C-8′), 61.4 (C-9′), 55.6 (3-OCH3), 55.7 (3′-OCH3)。以上数据与文献报道[8]基本一致,故鉴定化合物5为(±)-赤式-愈创木酚基甘油-4′-二氢松柏醇醚。

化合物6:无色油状物,易溶于氯仿、甲醇,H2SO4-乙醇加热呈红色;[α]25D−14.2° (c 0.5, CHCl3), EI-MS m/z: 170 [M]+1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 1.63, 1.67, 1.72 (各3H, s, 8, 10, 9-CH3), 2.26 (2H, m, H-5), 4.00 (1H, t, J=6.5, H-4), 4.20 (2H, dd, J=3.9, 6.4 Hz, H-1), 5.10 (1H, t, J=7.2 Hz, H-6), 5.64 (1H, t, J=6.6 Hz, H-2);13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 59.1 (C-1), 124.5 (C-2), 140.3 (C-3), 76.4 (C-4), 34.1 (C-5), 119.8 (C-6), 135.2 (C-7), 18.0 (C-8), 25.9 (C-9), 12.2 (C-10)。上述数据与文献报道[9]基本一致,故鉴定化合物6为(-)-rosiridol。

化合物7:无色无定形粉末,溶于氯仿、甲醇;[α]25D+18.0° (c 0.5, MeOH), ESI-MS m/z: 171[M+H]+1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 5.59 (1H, brs, H-2), 4.01 (2H, s, H-7), 0.94 (3H, d, J=6.9 Hz, H-9), 0.92 (3H, d, J=6.9 Hz, H-10);13C-NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 137.2 (C-1), 120.2 (C-2), 34.2 (C-3), 72.2 (C-4), 30.5 (C-5), 22.7 (C-6), 67.0 (C-7), 37.1 (C-8), 16.8 (C-9), 16.8 (C-10)。以上波谱数据与文献报道[10]基本一致,故鉴定化合物7为(4S)-对薄荷烯-4, 7-二醇。

化合物8:白色晶体(甲醇),ESI-MS m/z: 197 [M+H]+, 393 [2M+H]+1H-NMR (400 MHz, C5D5N) δ: 5.83 (1H, s, H-7), 4.35 (1H, m, H-3), 2.57 (1H, dt, J=13.3, 2.6, 2.6 Hz, H-4β), 2.01 (1H, dt, J=14.1, 2.5, 2.5 Hz, H-2β), 1.75 (1H, dd, J=13.3, 3.8 Hz, H-4α), 1.90 (1H, s, H-11), 1.39 (1H, dd, J=14.2, 3.6 Hz, H-2α), 1.50 (3H, s, H-10), 1.12 (3H, s, H-9);13C-NMR (100 MHz, C5D5N) δ: 36.0 (C-1), 47.5 (C-2), 65.7 (C-3), 46.2 (C-4), 86.8 (C-5), 171.6 (C-6), 112.8 (C-7), 182.7 (C-8), 26.3 (C-9), 27.1 (C-10), 30.4 (C-11)。以上数据与文献报道[11]基本一致,故鉴定化合物8为地芰普内酯。

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