白葉瓜馥木中愈創(chuàng)木烷型倍半萜類化學(xué)成分研究

白葉瓜馥木中愈創(chuàng)木烷型蓓半萜化學(xué)成分研究摘要：白葉瓜馥木為番荔枝科瓜馥木屬的灌木植物，主要分布在中國(guó)廣西、廣東、福建、海南和臺(tái)灣，越南等地也有分布。白葉瓜馥木入藥較為溫和、味道微有苦澀，有治療風(fēng)濕、活血和止血的作用，通常被用于風(fēng)濕性骨痛、跌打損傷和月經(jīng)不調(diào)，外用可以治療骨折和創(chuàng)傷性出血；其提取物中含有的多種生物堿,酚類及蓓半萜類化合物，具有細(xì)胞毒活性,因此也有抗癌活性，可用于食管癌、胃癌、肺癌的輔助治療。本文從瓜馥木屬中分離鑒定得到了四個(gè)蓓半萜，分別鑒定為：dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)。關(guān)鍵詞:番荔枝科；白葉瓜馥木；愈創(chuàng)木烷型倍半萜目錄TOC\o"1-3"\h\u69251引言 4265551.1瓜馥木屬植物萜類化合物研究概況 475991.1.1瓜馥木屬中的萜類化合物 441091.1.2愈創(chuàng)木烷型蓓半萜類化學(xué)成分 59451.2立題依據(jù) 5292422實(shí)驗(yàn)部分 633782.1儀器、材料與試劑 6143782.2提取分離流程 639353結(jié)果 7139103.1化合物結(jié)構(gòu)解析 8291474結(jié)論 1319329參考文獻(xiàn) 13412致謝 157954附錄 16

1引言白葉瓜馥木為番荔枝科瓜馥木屬的灌木植物，主要分布于中國(guó)廣東、廣西、海南、福建和臺(tái)灣，在越南等地也有分布REF_Ref16674\r\h[1]。白葉瓜馥木除了作為觀賞植物外也可藥用。白葉瓜馥木入藥較為溫和、味道微有苦澀，有治療風(fēng)濕、活血和止血的作用；通常以根莖為藥材，臨床大多適用于風(fēng)濕性骨痛、跌打損傷，外用多用于骨折及創(chuàng)傷性出血的治療REF_Ref16732\r\h[2]；白葉瓜馥木根又名烏谷藤REF_Ref17585\r\h[3]，其提取物中含有的多種生物堿,酚類及蓓半萜類化合物，具有細(xì)胞毒活性,因此也有抗癌活性，可用于食管癌、胃癌、肺癌的輔助治療。本文對(duì)瓜馥木屬中愈創(chuàng)木烷型倍半萜類化學(xué)成分及其藥理作用進(jìn)行了概述。1.1瓜馥木屬植物萜類化合物研究概況瓜馥木屬植物中存在許多種類豐富的產(chǎn)物，目前已分離出生物堿類、黃酮類、糖苷類、酸性成分、揮發(fā)性成分和萜烯等REF_Ref17719\r\h[4]。蓓半萜類是近年來在瓜馥木屬中新發(fā)現(xiàn)的具有細(xì)胞毒性、抗炎及抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎活性的化合物，現(xiàn)報(bào)道有15個(gè)之多，來源于瓜馥木屬和F.villosissimumREF_Ref17719\r\h[4]。瓜馥木屬中的萜類化合物中藥瓜馥木中是一種富含萜類成分的天然產(chǎn)物REF_Ref17820\r\h[5]，在我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)藥中被廣泛應(yīng)用。萜類化合物是由異戊二烯單位通過頭尾相連的方式聚合而成的化合物，具有不同的結(jié)構(gòu)類型和活性，其中包括單萜、蓓半萜、二萜和三萜等主要成分。例如，瓜馥酸是瓜馥木屬植物中的一種單萜物質(zhì)，作為一種天然有機(jī)酸，含有豐富的羧基和羥基，具有抗炎、抗氧化、增強(qiáng)免疫和擴(kuò)血管等多種藥理作用REF_Ref17918\r\h[6]，臨床上被用于治療炎癥和感染性疾病，又由于其有出色的保濕和美白效果，在護(hù)膚品中也有多種應(yīng)用。瓜馥木內(nèi)酯（或瓜馥木酮），是瓜馥木屬中的二萜物質(zhì)，具有獨(dú)特的內(nèi)酯環(huán)和其他基團(tuán)，生物活性顯著，具有抗菌、抗炎及抗氧化作用，臨床用于治療骨質(zhì)疏松、促進(jìn)傷口愈合和預(yù)防感染及糖尿病等適應(yīng)癥REF_Ref18022\r\h[7]。瓜馥木是臨床上常用的傳統(tǒng)藥材，揮發(fā)油中主要的化學(xué)成分為萜類成分REF_Ref25070\r\h[8]，十八烷含量最多，萜烯次之，其含量占總萜類成分的71.59%，其他依次為十五烷醇、十八烯酸、二十烷酸和二十烷醇酯等REF_Ref26484\r\h[9]。瓜馥木屬植物具有多種生物活性化合物，其中以倍半萜類為主REF_Ref18502\r\h[10]。常見的骨架有愈創(chuàng)木烯（5/7融合環(huán)）、卡丁烷（6/6融合環(huán)）和巨豆烯（含13個(gè)碳的降倍半萜）REF_Ref18620\r\h[11]。愈創(chuàng)木烷型蓓半萜類化學(xué)成分愈創(chuàng)木烷型蓓半萜是蓓半萜中結(jié)構(gòu)較為豐富、種類較多的類型，愈創(chuàng)木烷型倍半萜骨架中含有典型的[5,7]并環(huán)結(jié)構(gòu)單元，由于側(cè)鏈位置的不同，[5,7]并環(huán)結(jié)構(gòu)的倍半萜還有偽愈創(chuàng)木烷(pseudoguaiane)型、廣藿香烷(patchoulane)型、carotane、lactarane、daucane等其他類型REF_Ref21553\r\h[12]。愈創(chuàng)木烷型倍半萜根據(jù)7位側(cè)鏈與其鄰位碳是否形成內(nèi)酯環(huán)及聚合單元數(shù)目，可分為簡(jiǎn)單愈創(chuàng)木烷型、愈創(chuàng)木內(nèi)酯型、二聚體及三聚體4種類型REF_Ref22212\r\h[13]。其中，簡(jiǎn)單愈創(chuàng)木烷型蓓半萜主要分布于菊科(蒿屬)、姜科(姜黃屬)、樟科(樟屬)等植物中，在念珠菌科等真菌的菌絲體及發(fā)酵產(chǎn)物中也有發(fā)現(xiàn)。近10年，近134個(gè)新的簡(jiǎn)單愈創(chuàng)木烷型倍半萜化合物被提取分離得到。愈創(chuàng)木烷倍半萜內(nèi)酯在菊科、姜科等植物中也有分布，近10年，共分離得到52個(gè)新的12,8型愈創(chuàng)木烷倍半萜內(nèi)酯類化合物REF_Ref22212\r\h[13]。愈創(chuàng)木烷型倍半萜二聚體相對(duì)分子質(zhì)量在440～580,主要存在于菊科(蒿屬、旋覆花屬)、番荔枝科(木瓣樹屬)中，是一類結(jié)構(gòu)新穎且活性突出的倍半萜聚合物REF_Ref22356\r\h[14]。近10年，分離鑒定了51個(gè)新的愈創(chuàng)木烷型倍半萜二聚體REF_Ref22212\r\h[13]。2018年，JINQ等從旋覆花Inulajaponica的花中提取分離得到inulajaponicolideA，該化合物為1個(gè)xanthanolide型倍半萜和2個(gè)愈創(chuàng)木烷型倍半萜內(nèi)酯經(jīng)Diels-Alder環(huán)加成反應(yīng)形成的新型碳骨架REF_Ref22438\r\h[16]。近年來分離得到的愈創(chuàng)木烷型蓓半萜都被證實(shí)有抗菌、抗炎、抗腫瘤及神經(jīng)保護(hù)作用等。1.2立題依據(jù)白葉瓜馥木為一種民間傳統(tǒng)的中藥材，具有多種藥用活性，其中抗炎和抗腫瘤活性較為顯著。這些藥用活性很大程度上與其化學(xué)成分相關(guān)，其中，蓓半萜類化合物是其重要的一類化學(xué)成分。因此，對(duì)白葉瓜馥木中蓓半萜化合物的研究具有重要科學(xué)意義和藥用價(jià)值，有助于揭示其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制，為其臨床應(yīng)用提供；有助于發(fā)現(xiàn)新的化合物和新的生物活性，為藥物研發(fā)提供新的候選物；同時(shí)有助于理解這些化合物如何在體內(nèi)發(fā)揮作用，為藥物設(shè)計(jì)提供優(yōu)化指導(dǎo)。綜上所述，對(duì)白葉瓜馥木中蓓半萜類化合物的研究具有重要立題依據(jù)，有助于推動(dòng)中藥材的現(xiàn)代化和科學(xué)化的發(fā)展。2實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器、材料與試劑植物材料白葉瓜馥木原材料于2018年6月在海南省昌江黎族自治縣采集得到。1.試劑儀器名稱純度生產(chǎn)廠家石油醚（60-90℃）AR氯仿AR乙酸乙酯AR廣東西隴化工股份有限公司丙酮AR甲醇AR硅膠（柱層析用）200-300目青島化工股份有限公司ODS反相硅膠12nm-50μm日本東京YMC公司TLC薄層色譜板GF254Merk公司TCL顯色劑香草醛-14%濃硫酸顯色劑鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司色譜試劑：乙腈/甲醇色譜純2.儀器儀器設(shè)備型號(hào)生產(chǎn)廠家旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀EYELA1100日本東京理化器械株式會(huì)社冷卻水循環(huán)裝置EYELACOOLACECA-Ⅲ日本東京理化器械株式會(huì)社循環(huán)水式多用真空泵SHB-III鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司紫外分析暗箱YOKO-ZX上海越眾儀器設(shè)備有限公司超聲波清洗器SR5200-LH南京先歐儀器制造有限公司玻璃色譜柱各種不同規(guī)格型號(hào)北京欣維爾有限公司超導(dǎo)核磁共振儀AV-400德國(guó)bruker公司2.2提取分離流程按照常規(guī)提取方法，將采集的白葉瓜馥木的根莖經(jīng)過風(fēng)干和粉碎后(4.2kg)，在室溫下用75%乙醇（3×15L,每次6天）提取三次。經(jīng)減壓濃縮后，水溶性的殘?jiān)来斡檬兔押鸵宜嵋阴ミM(jìn)行分離。組合的石油醚層在減壓下蒸發(fā)至干燥，可得到石油醚提取物（96g)。石油醚部位經(jīng)各柱色譜如硅膠、凝膠、ODS以及HPLC純化得到4個(gè)倍半萜化合物，分其中化合物1(1.8mg)、化合物2(8mg)、3（2.3mg）和4（32mg）。3結(jié)果對(duì)于上述分離純化得到的4個(gè)化合物進(jìn)行核磁以及質(zhì)譜表征，最后通過解析以及與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，分別鑒定為：dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)（圖1）。w圖1.化合物1-4的結(jié)構(gòu)3.1化合物結(jié)構(gòu)解析化合物1化合物1是一種無色油狀物，通過HRESIMS譜圖，再對(duì)比碳譜和氫譜數(shù)據(jù)，分析得到其分子式為C15H24O3?；衔?氫譜表明，有一個(gè)烯烴質(zhì)子，其化學(xué)位移為5.33（1H,d,J=7.6Hz,H-8）;一個(gè)羥甲基，化學(xué)位移為4.29/3.96(2H,d,J=12.0Hz,H-14);兩個(gè)氧化的亞甲基質(zhì)子，化學(xué)位移分別為4.38(1H,d,J=9.6,Hz,H-5)和3.65(1H,dd,J=9.6,5.2Hz,H-10);同時(shí)存在三個(gè)甲基信號(hào)，化學(xué)位移分別為1.33(3H,s,H-13)，1.26(3H,s,H-12)和1.04(3H,s,H3-15)。此外，15碳的化學(xué)信號(hào)由碳譜可見（表1），包括兩個(gè)烯烴碳化學(xué)位移分別為145.0（C-7）和122.3（C-8），一個(gè)氧化季碳在化學(xué)位移83.6（C-11）處有顯示，兩個(gè)氧化的次甲基碳，化學(xué)位移分別為75.4（C-6）和78.7（C-10），一個(gè)氧化的亞甲基碳，化學(xué)位移為67.1（C-14），以及三個(gè)亞甲基碳和甲基碳。從碳譜數(shù)據(jù)中僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)不飽和度。另外，還有三個(gè)不飽和度存在，這表明有三個(gè)環(huán)的存在（圖2，環(huán)A，B，C）。環(huán)A含有五個(gè)碳原子。該化合物H-2/H-3、H-3/H-4和H-4/H-5的1H-1HCOSY相關(guān)性以及H3-15到C-1、2和5的HMBC相關(guān)性表明，環(huán)A是由C-1-C-5在內(nèi)的5個(gè)碳組成的。環(huán)B由七個(gè)C組成這個(gè)可由該化合物的HMBC譜和1H-1HCOSY相關(guān)性得以證實(shí)。H-5/H-6、H-8/H-9和H-9/H-10的1H-1HCOSY相關(guān)性與H-14到C-6、C-7和C-8的HMBC相關(guān)性;從H3-15到C-1、C-5和C-10表明環(huán)B由7個(gè)碳組成，包括C-1和C-5-C-10。H-4/H-5和H-5/H-6的1H-1HCOSY相關(guān)性結(jié)合H-6到C-11、H3-12到C-4和C-11的HMBC相關(guān)性表明，環(huán)C包含4個(gè)碳原子及1個(gè)氧原子。結(jié)合耦合常數(shù)和NOESY實(shí)驗(yàn)，得到了1的化學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)構(gòu)型。較大的3JH-5,H-6=9.6Hzand3JH-4,H-5=13.2Hz表明H-4與H-5、H-5與H-6具有跨軸關(guān)系。H-4/H-6、H-6/H-15和H-5/H-10的NOESY相關(guān)性表明，H-4、H-6和C-15甲基在同一面上;H-5和H-10在另一面。因此，化合物1被鑒定為含有五元醚環(huán)的罕見倍半萜類化合物。我們將化合物1命名為dysodensiolsJ。圖2.化合物1的二維相關(guān)信號(hào)表1化合物1的氫譜和碳譜數(shù)據(jù)position1δH(Multi.,JinHz)δC144.921.71(m)1.95(m)44.831.62(m)26.042.53(dd,13.6,9.6)54.552.31(dd,13.6,9.6)61.264.38(d,9.6)75.47145.085.33(d,7.6)122.392.24(m)2.44(m)36.0103.65(dd,9.6,5.2)78.711-83.6121.26(s)22.7131.33(s)30.3143.96(d,12.0)4.29(d,12.0)67.1151.04(s)14.5化合物2化合物2也是一種無色油狀物，觀察和分析HRESIMS，氫譜和碳譜數(shù)據(jù)(表2)，可以推斷出其分子式為C15H24O2。氫譜分析結(jié)果表明，存在3個(gè)甲基信號(hào)，化學(xué)位移分別為0.89(d,J=6.8Hz)、0.95(d,J=6.8Hz)和1.08(s)，1個(gè)烯烴質(zhì)子在化學(xué)位移5.75(d,J=2.8Hz)處有顯示。碳譜數(shù)據(jù)顯示有15個(gè)共振，包括1個(gè)羰基(δC217.7)，2個(gè)烯烴(δC129.9,142.4)。它的氫譜和碳譜與4-epi-isodauc6-ene-10β,14-diol非常相似REF_Ref22624\r\h[17]，除了在4-epi-isodauc6-ene-10β,14-diol的10號(hào)碳上缺少一個(gè)氧合碳信號(hào)(δC83.8)，而在化合物2的十號(hào)碳上確有一個(gè)羰基(δC217.7)的存在。經(jīng)NOESY實(shí)驗(yàn)，可得到化合物2的相對(duì)構(gòu)型。H-4/H3-15和H-5/H-11的NOESY相關(guān)性結(jié)果顯示，H-4和十五號(hào)碳的甲基在同一方向上;而H-5和11-iPr在其他方向上(圖3)。因此，鑒定出2的結(jié)構(gòu)如圖1所示。我們把化合物2命名為dysodensiolsL。圖3.化合物2的二維相關(guān)信號(hào)表2化合物2的氫譜和碳譜數(shù)據(jù)position2δH(Multi.,JinHz)δC161.221.51(m)2.11(m)34.031.48(m)1.84(m)24.541.99(m)50.752.33(m)48.565.75(d,2.8)129.97142.482.21(m)2.28(m)26.992.54(m)39.910-217.7111.69(m)32.4120.89(d,6.8)18.8130.95(d,6.8)22.1144.09(s)67.5151.08(s)19.8化合物3化合物3同樣也是無色油，觀察HRESIMS數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)在m/z243.1366處(計(jì)算為243.1361)存在一個(gè)[M+Na]+離子峰，因此可推斷分子式為C14H20O2。氫譜分析表明，該化合物存在有3個(gè)不同的甲基化學(xué)位移，分別為0.81(d,J=6.8Hz)、1.02(d,J=6.8Hz)和1.41(s)，1個(gè)烯烴質(zhì)子化學(xué)位移為6.02(s)。碳譜數(shù)據(jù)結(jié)果表明，共有14個(gè)共振存在，其中包括2個(gè)羰基碳(δC200.4,211.5)和2個(gè)烯烴碳(δC124.4,168.0)，這是愈創(chuàng)木烷型倍半萜的特征信號(hào)。碳譜和氫譜數(shù)據(jù)(表3)與已報(bào)道的dysodensiolG非常相似REF_Ref22797\r\h[18]，對(duì)比dysodensiolG，化合物3中僅僅只是C-4的碳氧鍵信號(hào)(δC86.8)消失而變?yōu)榧谆?δC53.9)存在。這一差別說明羥基位被替換為氫。利用NOESY實(shí)驗(yàn)的相關(guān)性，可確定3的相對(duì)構(gòu)型。根據(jù)H-11/H3-15的NOESY實(shí)驗(yàn)相關(guān)性，可推斷H-11與H3-15處于同一面上（圖4）。因此，化合物3被確定為14-降碳愈創(chuàng)烷倍半萜。它于2021年首次合成REF_Ref22891\r\h[19]，并命名為dysodensiolK。圖4.化合物3的二維相關(guān)信號(hào)表3化合物3的氫譜和碳譜數(shù)據(jù)position3δH(Multi.,JinHz)δC11.84(m)1.95(m)61.521.55(m)1.74(m)36.132.74(m)21.44-53.956.02(s)168.061.84(m)1.95(m)124.47200.482.71(m)3.03(m)37.392.72(m)2.89(m)37.310-211.5112.11(m)28.7120.81(d,6.8)16.3131.02(d,6.8)21.614-1526.1已知化合物4（圖1）經(jīng)數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)對(duì)照鑒定為已知的愈創(chuàng)木烷型蓓半萜(+)-aphanamolII。REF_Ref684\r\h[20]4結(jié)論白葉瓜馥木是一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的天然產(chǎn)物。本文通過對(duì)所采集白葉瓜馥木，進(jìn)行化學(xué)成分系統(tǒng)化的分離和提純，分離鑒定得到了4個(gè)愈創(chuàng)木烷型倍半萜類化合物，分別為dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)，進(jìn)一步證實(shí)了瓜馥木屬化合物的復(fù)雜性和多樣性。該研究豐富了白葉瓜馥木的化學(xué)成分種類，不僅深入研究了其藥用價(jià)值，對(duì)發(fā)現(xiàn)更多活性蓓半萜成分有很好的指導(dǎo)和推動(dòng)作用，同時(shí)也可以推動(dòng)中藥材科學(xué)化及現(xiàn)代化發(fā)展。參考文獻(xiàn)中國(guó)科學(xué)院《中國(guó)植物志》編輯委員會(huì)．中國(guó)植物志［Ｍ］.第三十卷第二分冊(cè).北京：科學(xué)出版社?1979：130．江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典[M].上海:上海人民出版社,1977:758.邢旺興,陳斌,宓鶴鳴,等.烏骨藤辨考[J].中藥材,2003,(07):524-526.DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2003.07.030.金晨,張凌,陳佳倩,等.瓜馥木屬植物化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J].中成藥,2020,42(10):2699-2708.周學(xué)明.石斛蘭和兩種瓜馥木屬植物化學(xué)成分及其藥理活性研究[D].海南師范大學(xué),2017.陳佳倩.長(zhǎng)柄瓜馥木化學(xué)成分及抗痛風(fēng)作用的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究[D].江西中醫(yī)藥大學(xué),2021.WuMeiZhu,XuBingQuan,ZhangXiaoZheng,LiuSha,LuoYouPing,ZhouXueMing,ChenGuangYing.Guaiane-typeSesquiterpenesfromthestemsofFissistigmaoldhamii[J].Chemistry&biodiversity,2023.DTT,VHL,CVD,etal.ChemicalconstituentsofessentialoilsfromtheleavesandstembarksoffourVietnamesespeciesofFissistigma(Annonaceae).[J].Naturalproductresearch,2014,28(3):174-84.ZhuChengCong,LuoYuXi,WuYou,YangJingYu,JiXinShu,ZhouXueMing.ANewN-cis-CoumaroyltyramineDerivativefromFissistigmaoldhamii[J].ChemistryofNaturalCompounds,2021,57(5).ChenJiaqian,JinChen,XuBolun,ShuJicheng,ShaoFeng,YuanChengjun,LiFengqin,HuangLiping,HuangHuilian.NewcompoundsfromthestemsofFissistigmaoldhamiivar.longistipitatumandtheircytotoxicactivities[J].Fitoterapia,2021,151.ZhouXue-Ming,ZhengCai-Juan,ZhangYu-Qin,ZhangXiao-Peng,SongXiao-Ping,XuWei,ChenGuang-Ying.Guaiane-TypeSesquiterpenoidsfromFissistigmaoldhamiiInhibittheProliferationofSynoviocytes.[J].Plantamedica,2017,83(3-04).FRAGABM.Naturalsesquiterpenoids[J].NatProdRep,2013,(30)9:1226.郭杰,王家平,彭博,等.天然愈創(chuàng)木烷型倍半萜類成分及其生物活性研究進(jìn)展[J].中國(guó)中藥雜志,2023,48(21):5727-5749.DOI:10.19540/ki.cjcmm.20230731.301.覃江江．四種旋覆花屬藥用植物中新型倍半萜的發(fā)現(xiàn)及生物活性研究[D]．上海：上海交通大學(xué)，2011．宋吉,戴偉鋒,向誠(chéng),等.小萼瓜馥木枝葉乙醇提取物石油醚部分的化學(xué)成分[J]