百部科植物課件

1、Phytochemical Studies on Stemona aphylla: Isolation of a New Stemofoline Alkaloid and SixNew Stemofurans,Stemona aphylla百部科植物無葉百部屬的化學(xué)研究:分離得到一種新的Stemofoline百部葉堿和六種新Stemofurans,百部,STEMONAE RADIX 本品為百部科植物直立百部Stemona sessilifolia(Miq.)Miq、蔓生百部Stemona ja Ponica(Bl.)Miq.或?qū)θ~百部Stemona tuberosa Lour.的干燥塊根。春、

2、秋二季采挖，除去須根，洗凈，置沸水中略燙或蒸至無白心，取出，曬干。,【性味與歸經(jīng)】 甘、苦，微溫。歸肺經(jīng)。 【功能與主治】 潤肺下氣止咳，殺蟲滅虱。用于新久咳嗽，肺癆咳嗽，頓咳；外用于頭虱，體虱，蟯蟲病，陰癢。蜜百部潤肺止咳。用于陰虛勞嗽。,從Stemona aphylla根部提取物中分離出:一個(gè)新的stemofoline百部葉堿，(2S)hydroxy羥基 (11S，12R)dihydrostemofoline (3)二氫百部葉堿，新stemofurans MR(8 13)，已知stemofoline化合物(1)、(2S)hydroxystemofoline(2)，stemofuran E(

3、4)，stemofuran F(5)，stemofuran J(6)，stilbostemin F(7)。這些新化合物結(jié)構(gòu)和相對(duì)位置由光譜學(xué)資料和半合成研究確定。通過乙酰膽堿酯酶抑制活動(dòng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這些天然的和半合成的生物堿明顯低于1、2didehydrostemofoline本身，約10 20倍。 Stemofurans 4、6、8、11及13進(jìn)行了抗菌和殺真菌的實(shí)驗(yàn)。其中有三個(gè)對(duì)MRSA耐甲氧西林金黃色葡萄球菌有抗菌活性。MIC最低抑菌濃度測試值15.6 g/mL.,百部科生物堿用Pilli結(jié)構(gòu)分類法分成8類。這其中有六類的所有化合物常見pyrrolo吡咯并1，2 azepine吖庚因（氮雜）

4、母核。而百部科生物堿stemocurtisine類存在pyrido吡啶并1，2azepine環(huán)。一個(gè)由5種百部科生物堿雜合的種類也被證實(shí)。Greger格雷格爾基于生物合成的起源將百部科生物堿分成三個(gè)骨架類型.近年來，從百部科直立百部分離的兩種生物堿有一種不尋常的pyrido吡啶并1，2azonine偶單寧(氨基偶氮苯類的酸性染料)母核被認(rèn)為是一種新的百部科生物堿結(jié)構(gòu)類型。 從百部物種葉和根提取物中分離的純生物堿具有殺蟲、antifeedent，排外，鎮(zhèn)咳作用。該提取物抗真菌活性，然而，是由于stilbenoid Stilbene 1,2-二苯乙烯茋類化合物自然界中存在的茋類化合物,被稱為植物抗

5、毒素,是植物免疫系統(tǒng)在受到外界侵害(如細(xì)菌、病毒、光輻射等)時(shí)進(jìn)行特殊免疫應(yīng)答所產(chǎn)生的,具有多樣化的生理活性 分子包括2phenylbenzofuran 2苯基取代苯并呋喃(香豆酮)化合物， stemofurans（a k)。本文報(bào)告從Stemona aphylla根提取物分離和結(jié)構(gòu)鑒定的新的stemofoline百部葉堿(2S)hydroxy (11R，12R)dihydrostemofoline (3)， 新的2phenylbenzofurans，stemofurans MR(8 13)，即生物堿(1和2)，以及已知stilbenoids(stemofurans E，F(xiàn)和J和stilbos

6、temin F)。同時(shí)也對(duì)報(bào)道生物堿1 3及兩個(gè)衍生物對(duì)AChE乙酰膽堿酯酶的活性實(shí)驗(yàn)和5個(gè)stemofurans抗菌、抗真菌的活性實(shí)驗(yàn)。,S. aphylla的根于2009年4月在泰國南邦省某地采集，與我們以前對(duì)這科植物研究的種類不同。根的乙醇提取物(100.0g)分別用50MeOH和CH2Cl2萃取，得到CH2Cl2提取物的8.86g。其中4.0g原料柱層析（CC），并在某些情況下，制備薄層色譜法TLC或LC，得到已知的生物堿stemofoline百部葉堿（1）（395.0mg）和(2S) hydroxystemofoline（2）（70.0mg）和新的百部葉堿，(2S)hydroxy羥基

7、 (11S，12R)dihydrostemofoline二氫百部葉堿(3)（14.0mg）。也分離出（圖1），已知phenylbenzofurans苯基香豆酮，stemofuran E（4）（13.2mg），stemofuran F（5）（1.8mg），并stemofuran J（6）（33.9mg），已知的dihydrostilbene stilbostemin F（7）（0.8mg），以及六種新phenylbenzofurans，stemofuran M（8）（6.4mg），stemofuran N（9）（0.9mg），stemofuran O（10）（0.6mg），stemofuran

8、P（11）（5.8mg），stemofuran Q（12）（為2.0mg）和stemofuran R（13）（12.8mg）。本文對(duì)兩個(gè)已知的生物堿和四個(gè)已知stilbenoids進(jìn)行了光譜測定，確定了它們的光譜/光譜數(shù)據(jù)（NMR和MS）。,3的HRESIMS（m/z為406.2216 MH +，計(jì)算值406.2230），表明它的分子式C22H32NO6，與2二氫衍生物一致。1H NMR 和13C NMR表明3存在stemofoline（1）多環(huán)系統(tǒng)，C2位連有一個(gè)OH與(2S) hydroxystemofoline（2）中的相似。然而，2和3的13C/DEPT NMR比較顯示了3 的C11和

9、C 12是次甲基碳，而不是如2所示的季碳。3的1H NMR在3.78(dd， J10，11=9.0 Hz， J11，12=2.5 Hz， H11)和4.58(br s， W1/2=2.5 Hz， H12)顯示了兩個(gè)相互耦合次甲基質(zhì)子信號(hào)。同時(shí)，這也表明，化合物3是一種11，12dihydrostemofoline生物堿。NOESY實(shí)驗(yàn)顯現(xiàn)著的C 10上的甲基質(zhì)子（H17）和H 11之間的交叉峰信號(hào)，指明其合成的立體化學(xué)關(guān)系。因此，假設(shè)3 的AC環(huán)的絕對(duì)構(gòu)型和stemofoline（1）相同，化合物3中11是S構(gòu)型。,后來證實(shí)，此構(gòu)型3是2通過兩個(gè)步驟半合成。但是3的NMR，并沒有顯示C 12的

10、構(gòu)型，2004年，Mungkornasawakul報(bào)道從百部Stemona burkillii Prain分離出（11S，12R） dihydrostemofoline,并由stemofoline（1）加氫半合成（11S， 12S）dihydrostemofoline。這些化合物的1H 和13C NMR相似但不完全相同。事實(shí)上，有一個(gè)在化學(xué)位移顯著差異，在這兩種化合物的1H NMR的H11和H12，尤其是J11，12,在（11S，12R）dihyrostemofoline的偶合常數(shù)是3Hz，而在（11S，12S） dihydrostemofoline 是7Hz。在這些差異的基礎(chǔ)上，我們判斷3的

11、12位是R構(gòu)型。,如方案1所述，從2半合成 3推出2是S構(gòu)型。化合物2異構(gòu)物ZE氯仿和苯乙酮1:1混合溶液，在500瓦日光燈輻射下，曝光4小時(shí)得到了2和14，其中用CC分離，產(chǎn)量分別為47和44，（方案1）。 2在乙酸乙酯Pd / C催化加氫得到的（11S，12S） dihydrostemofoline衍生15（d，J11，12=6.5Hz），同樣方法天然產(chǎn)品3制得14（方案2）。 在比較化合物的合成1H 和13C核磁共振化學(xué)位移的基礎(chǔ)，生物堿3被確定為(2S) hydroxy羥基（11S，12R） dihydrostemofoline。,3和15完全的1H 和13C核磁共振的COSY，NOE

12、SY譜，HSQC，和HMBC實(shí)驗(yàn) 信息見附表24。,苯并呋喃化合物813的的特點(diǎn)是由苯并呋喃的呋喃環(huán)分開的兩個(gè)獨(dú)立的芳香系統(tǒng)。 H / HCOSY實(shí)驗(yàn)確定其連通性是質(zhì)子直接耦合的。A環(huán)或B環(huán)甲基和甲氧基是由NOESY實(shí)驗(yàn)鑒定（支持信息摘要表S1，）。HSQC和HMBC等實(shí)驗(yàn)證實(shí)了結(jié)構(gòu)，并確定在13C NMR譜（見附表）的季碳原子的任。 HRESIMS確定了813化合物的分子式。,化合物8的分子式C17H16O5。1H核磁共振光譜顯示，三個(gè)苯并呋喃質(zhì)子分別是7.01（s，1H，H1 ），6.69（br s，1H，H5）和6.35（d，J=1.5Hz，1H，H3），在8.73（br，1H，-OH）

13、是一個(gè)OH信號(hào)，在3.82（，3，4-O-CH）是甲氧基。芳香質(zhì)子H3和H5之間的耦合和這些芳香質(zhì)子之間的NOESY譜共振相關(guān)和C4甲氧基都證實(shí)了苯并呋喃結(jié)構(gòu)。8的取代苯基有二組芳香質(zhì)子信號(hào)6.88（，J2.5Hz，1H，6）和6.53（，J2.5Hz，1H，H4），芳香甲基共振在2.35（，3，2甲基），一個(gè)OH的共振在8.73（br，1H，3OH），以及在3.79（，3，5OCH3 ）的OCH3信號(hào)。芳香質(zhì)子H4和H6之間的耦合和芳香質(zhì)子之間的共振和C5OCH3基團(tuán)以及H1 和C2之間的甲基取代的NOESY譜的相關(guān)性都證實(shí)了苯基取代基結(jié)構(gòu)。,化合物9有分子式C17H16O5。1H NMR顯

14、示，三個(gè)苯并呋喃質(zhì)子，一，一OCH3共振。這表明化合物8和9有同樣的苯并呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)。 9取代苯基的有三組單芳香質(zhì)子信號(hào)7.01（s，2H，2H和6H）和6.67（s，1H，4H）的和兩個(gè)OCH3組信號(hào)在3.87（3和5）。H1和H2和H6的NOESY譜相關(guān)性表明，后者的兩個(gè)質(zhì)子取代苯環(huán)上的鄰位相對(duì)苯并呋喃環(huán)。,化合物10（C19H20O4）的核磁共振光譜表示，化合物6和10具有相同的苯并呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)。對(duì)稱的完全取代苯基組顯示10在2.27（s，3H，4甲基）和2.10（s，6H，2CH3和6CH3）的芳香甲基信號(hào)及兩個(gè)相同共振OCH3在3.72（3和5）。H1和2.10兩個(gè)相同甲基之間的NOES

15、Y譜相關(guān)表示，兩個(gè)甲基在C2和C6。，從NOESY譜相關(guān)性確定了C2和C4，和C6甲基，因此OCH3在C3和C5 。,化合物11的HRESIMS表示的分子式是C18H18O5。1H NMR顯示有三個(gè)苯并呋喃質(zhì)子，在8.98（br s,1H,2-OH）OH共振，以及在3.82（s，3，4-O-CH）OCH3信號(hào)。這表明，化合物核磁共振8，9，11具有相同的苯并呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)。 11的取代苯基顯示芳香質(zhì)子信號(hào)在6.92（，J2.0Hz，1H，H-6），6.49（，J2.0Hz，H4），芳香甲基共振在2.31（s，3，2 CH3），和兩個(gè)甲氧基在3.87（3）和3.84（5）。2CH3和H1 和3-OC

16、H3之間的NOESY譜相關(guān)信號(hào)表明，化合物11是化合物9的C2甲基類似物。,化合物12的分子式C18H18O5。1H-NMR顯示苯并呋喃質(zhì)子在7.13（s，1H,H1 ）和6.76（s，1H,H-5），在8.47（br s,1H,2-OH）處有一OH共振信號(hào)，一CH3共振在2.15（s，3H，3-CH3），以及在3.89（s，3H，4OCH3）OCH3信號(hào)。3CH3和2OH和4-OCH3之間的苯并呋喃環(huán)的NOESY譜相關(guān)表明，化合物12是化合物8 C -3甲基類似物。 12的取代苯基發(fā)現(xiàn)在芳香質(zhì)子信號(hào)6.89（d，J=2.5Hz，1H，H-6）和6.52（d，J=2.5Hz,1H,H-4），芳

17、香甲基共振在2.34（s，3H，2CH3），在8.47（br s，1H，3 OH）羥基共振，在3.79（s，3H，5OCH3）甲氧基信號(hào)。核磁共振表明，化合物8和12具有相同苯環(huán)結(jié)構(gòu)。,化合物13的分子式C19H20O5。1H-NMR顯示，三個(gè)苯并呋喃質(zhì)子共振信號(hào)7.02（， H-1 ），6.70（br s， H-5）和6.36（br s， H-3），一個(gè)OH在8.95（br s，2-OH），在3.82（，3H，4-O-CH3）甲氧基。這表明，化合物8，9，11和13具有相同的苯并呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)。13的取代苯基出現(xiàn)了一個(gè)單芳香質(zhì)子信號(hào)在7.16（H-6），兩個(gè)甲基共振芳香在2.41（s，2-CH3

18、）和2.16（s，4-CH3）和甲氧基信號(hào)在3.90（s，5-OCH3）和3.72（s，3-OCH3）。核磁共振表明化合物6和13具有同一苯環(huán)結(jié)構(gòu)。,在對(duì)幾個(gè)吡咯并1，2 氮雜卓百部生物堿及其類似物抑制乙酰膽堿酯酶的活動(dòng)我們先前的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，1，2 didehydrostemofoline和（1R） hydroxystemofoline是最活躍的化合物，5ng最低抑菌濃度。這些化合物，但是，沒有積極為陽性對(duì)照加蘭他敏（最小抑菌濃度為1毫微g）?；衔?，2和14是最活躍在五個(gè)測試化合物的MIC為10ng，而化合物3和15個(gè)活躍，顯著低于50 MIC和100ng，分別，或許由于對(duì)C 11

19、C 12雙鍵的剛性不足。,Insecticidal殺蟲活動(dòng)由百部科植物根提取物顯示具有與乙酰膽堿酯酶（AChE）的抑制性活性密切相關(guān)的生物堿成分。相關(guān)化合物13，14和15因此篩選薄層bioautography生物自顯影法他們利用Hostettmann等人的方法乙酰膽堿酯酶抑制活性。加蘭他敏和1，2 didehydrostemofoline作為陽性對(duì)照。結(jié)果見表1。,化合物4，6，8，11和13對(duì)革蘭氏陰性菌大腸桿菌和肺炎克雷伯菌和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和化膿性鏈球菌的抗菌活性和確定對(duì)白色念珠菌和新生隱球菌的抗真菌活性。兩種抗生素，慶大霉素和兩性霉素B

20、被作為陽性對(duì)照，用于抗菌活性和抗真菌活性。該抗菌活性見表2。被測化合物的抗菌活動(dòng)一般弱到對(duì)革蘭氏陰性菌差。,化合物8，11和13顯示對(duì)S.aureaus金黃色葡萄球菌適度的活動(dòng)。所有化合物活性均小于陽性對(duì)照慶大霉素，除化合物4，6， 13對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，MIC15.6 g/ml，明顯低于對(duì)照45.0 g/ml 。這三種化合物結(jié)構(gòu)上都有一個(gè)2，3，4，5 四取代B環(huán)，化合物6和13B環(huán)是相同的?；衔?的3 羥基，而不是化合物6和13的3 甲氧基。雖然有一個(gè)更大的結(jié)構(gòu)的苯并呋喃化合物的測試將是完整的結(jié)構(gòu)活性得出結(jié)論需要，不過，看來B環(huán)上的取代模式是對(duì)MRSA的抗菌活性的重要。對(duì)苯并呋

21、喃11和13對(duì)白色念珠菌的抗真菌活性均相同為陽性對(duì)照兩性霉素B，化合物4，6和8活性稍弱（見表2）。所有苯并呋喃化合物，分別低于對(duì)新生隱球菌陽性對(duì)照活性?；衔?，6和11MIC值7.8 g/ml ，化合物8和13不太活躍。4和6的抗真菌活性均符合先前的研究結(jié)果，這表明對(duì)4 C. herbaru活性強(qiáng)，6個(gè)國家對(duì)P. grisea.活性強(qiáng)烈,試驗(yàn)部分,1H（500MHz），13C（125MHz），和2D-NMR統(tǒng)一記錄在瓦里安核子旋進(jìn)磁力儀500光譜儀。微量質(zhì)譜四極桿飛行時(shí)間2質(zhì)譜儀獲得了HRESIMS，使用電壓為30 V，并以聚乙二醇作為內(nèi)部參考。薄層色譜分析，鋁支持默克60 GF254硅膠

22、，紫外燈（254 nm）檢測或與Dragendorff試劑染色。柱層析（CC）是用默克熒光硅膠GF254（4063m）。制備薄層色譜法是用默克薄層層析硅膠60 F254（20 20cm）。制備液相色譜分析采用Waters PrepLC系統(tǒng)（Waters公司，米爾福德，MA，美國），Waters Prep脫氣，Waters 2489紫外/可見檢測器。進(jìn)行分離為 Phenomenex菲羅門 Gemini雙子座 C18柱（110 A，21.2 150mm，5m），其進(jìn)樣量10ml。溶劑A（水含0.1甲酸）和溶劑B（乙腈含0.1甲酸）作為流動(dòng)相。流速24.0ml/min等度洗脫到40的B。,植物材料,S. Aphylla的根，2009年4月，在泰國南邦省收集。植物標(biāo)本存放在清邁大學(xué)生物系（標(biāo)本編號(hào)09 111） 。植物材料是清邁大學(xué)生物系James F. Maxwell先生確定的 。,百部aphylla地面根， 50 C