香茅中一个新羊毛脂烷类三萜化合物

时间:2022-07-04 01:54:39

[收稿日期] 2014-03-03

[基金项目] 国家“重大新药创制”科技重大专项(2011ZX09307-002-01)

[通信作者] *吉腾飞,E-mail:

[作者简介] 张孟孟,E-mail:

[摘要] 研究香茅Cymbopogon citratus的化学成分。采用硅胶,Sephadex LH-20和高效液相色谱法从中分离得到8个化合物,包括1个新化合物,通过理化性质和波谱数据分析鉴定其结构分别为3β-甲氧基羊毛甾-9(11)-烯-27-醇(1),3β-羟基羊毛脂- 9(11)-烯(2),(24S)-3β-甲氧基羊毛甾-9(11),25-二烯-24-醇(3),8-羟基-新薄荷醇(4),(2E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯-1,6-二醇(5),(+)-香茅醇(6),7-羟基薄荷醇(7)和十九烷酸乙酯(8)。其中化合物1为新化合物,化合物2~3为首次从该植物中分离得到。

[关键词] 香茅;化学成分;羊毛脂烷类

香茅Cymbopogon citratus(DC.)Stapf.,又被称为柠檬香草,是精油的来源之一,在热带和亚热带国家几乎都有种植,其地上部分作为民间药物被广泛使用,用来治疗消化紊乱、炎症、糖尿病、神经紊乱、发热以及其他健康问题[1]。香茅又为传统维吾尔药材,用于祛风除湿,消肿止痛[2]。据文献报道,已从香茅中分离得到黄酮类[3]、酚类[3]、三萜类[4-5]和倍半萜类[6-7]等化学成分。本实验对香茅地上部分的95%乙醇提取物进行了化学成分研究,从中分离并鉴定了8个化合物,其中化合物1为新化合物,化合物2~3为首次从该植物中分离得到。

1 材料

XT4-100显微熔点测定仪(温度未校正),Agilent 1100 系列LC/MSD Trap-SP 型质谱仪,Mercury-300,Vairan Inova-500 核磁共振波谱仪,Agilent 1200 型高效液相色谱仪。Sephadex LH-20(Pharmacia 公司),Rp C18(日本YMC 公司),色谱级甲醇(百灵威化学技术有限公司),实验室所用其他试剂均为分析纯。柱色谱硅胶(160~200,200~300目)、薄层色谱用硅胶GF254及薄层色谱用硅胶H(青岛海洋化工厂生产)。

香茅于2011年8月购买自安徽亳州,由中国医学科学院&北京协和医学院药物研究所马林副教授鉴定为香茅C. citratus,标本存放于中国医学科学院&北京协和医学院药物研究所标本室(标本号为ID-S-2544)。

2 提取与分离

香茅地上部分50.0 kg用95%乙醇浸渍提取3次,每次3 h,提取液合并,减压回收溶剂得浸膏3.0 kg,将浸膏混悬于12 mL水中再分别用等体积的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取。取石油醚萃取物(118.0 g)过减压柱(200~300目,9.0 cm×13 cm,280 g),依次用石油醚-乙酸乙酯(100∶0~100∶1~20∶1~10∶1~4∶1~2∶1)洗脱,得到13个流分(命名为A1~A13)。其中,A10(24.039 g)经反复硅胶柱色谱,最后用凝胶(氯仿-甲醇-水 5∶5∶1)纯化得化合物1(3 mg)和6(43 mg);A12(22.896 g)经反复硅胶柱色谱,最后用凝胶(氯仿-甲醇-水 5∶5∶1)纯化得化合物2(58 mg);A9(10.688 g)经反复硅胶柱色谱得化合物3(72 mg);A2(48.736 g)经反复硅胶柱色谱,最后用制备薄层色谱(石油醚-乙醚 40∶1展开)得化合物8(26 mg)。取乙酸乙酯萃取部分(200.0 g)过减压柱(200~300目,9.0 cm×13 cm,280 g),流动相依次用石油醚、氯仿、氯仿-甲醇(20∶1~9∶1~4∶1)、氯仿-甲醇-水(7∶3∶0.5)洗脱,得到13个流分。第3流分(2.302 g)经硅胶柱色谱(200~300目,4.4 cm×40 cm,210 g)用石油醚-乙酸乙酯(3∶1)洗脱得到11个流分(命名为B1~B11),其中,B6(1.139 g)经反复硅胶柱色谱得化合物4(60 mg);B7(0.896 g)用反相HPLC制备色谱 (42%甲醇)得化合物5(2 mg,tR=39 min)。第6流分(2.302 g)经硅胶柱色谱(200~300目,4.4 cm×40 cm,210 g)用氯仿-甲醇(20∶1)洗脱得到4个流分(命名为C1~C4),其中C3(9.787 g)经反复硅胶柱色谱,最后用凝胶(氯仿-甲醇-水 5∶5∶1)纯化得化合物7(11 mg)。

3 结构鉴定

化合物 1 白色针状结晶(氯仿),熔点139~140 ℃。HR-ESI-MS m/z 481.412 4[M+Na]+ (C31H54 O2Na计算值:481.411 0),确定其分子式为C31H54O2,分子不饱和度为5。

1H-NMR和13C-NMR谱(表1)显示出1个三取代双键[δH 5.22,1H,br d(J=6.0 Hz)和δC 148.7(C),114.8(CH)]信号;1个仲醇亚甲基[δH 2.66,1H,dd(J=11.0,3.5 Hz)和δC 88.6(CH)]信号;2个甲基[δH 0.90,3H,d(J=7.5 Hz);0.87,3H,d(J=7.5 Hz)]信号和5个季碳甲基[ δH 0.80,0.98,0.75,0.66和1.06(均为 3H,s)]信号。分子式表明化合物1含5个不饱和度,而1含有一个双键,故1为四环三萜。从HMBC谱中可看到以下2,3键相关:H-3和C-(3-OMe);H-11和C-8,10,13;H-21和C-17;H-26和C-24;H-19和C-5,9;H-30和C-8,13,15;H-29和C-3,5;1个甲氧基(δH 3.37,3H,s)与 C-3[δC 88.6(CH)]相关(图1)。因为羊毛脂烷型三萜、甘遂烷型三萜及大戟烷型三萜有相同的平面结构,所以NOESY是区别这三类三萜的重要手段。化合物1的NOESY谱显示19位甲基与18,30位甲基相关,然而对于甘遂烷型三萜及大戟烷型三萜,19位的甲基只与30位甲基相关,因此判断化合物1是羊毛脂烷型三萜。H-3的耦合常数[2.66,1H,dd(J=11.0,3.5 Hz)]表明3位的羟基为e键,即3位羟基为β构型;A-D环上甲基和其他氢的相对构型根据NOESY来确定;21位甲基的化学位移(δH 0.90,3H,d,J= 7.5 Hz)以及化合物1的旋光值+45.4(c 0.11,CHCl3)为正,进一步证明化合物1属于羊毛脂烷型三萜。综合以上数据,鉴定化合物1为3β-甲氧基羊毛甾-9(11)-烯-27-醇。

化合物2 白色结晶(氯仿);ESI-MS m/z 429[M+H]+;1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ:5.22(1H,

图1 化合物1的结构和HMBC相关图

Fig.1 Structure and key HMBC of compound 1

d,J=6.0 Hz,H-11),3.20(1H,d,J=11.4,4.2 Hz,H-3),1.31(6H,s,26,27-Me),1.60(3H,s,27-Me),1.05(3H,s,19-Me),0.97(3H,s,29-Me),0.90(3H,d,J=7.5 Hz,H-21),0.80(3H,s,28-Me),0.74(3H,s,30-Me),0.65(3H,s,18-Me)。以上数据与文献[8]对照一致,鉴定化合物为3β-羟基羊毛甾-9(11)-烯。

化合物3 白色结晶(氯仿);HR-ESI-MS m/z 479.386 6[M+Na]+;1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ:5.22(1H,d,J=6.5 Hz,H-11),4.92,4.84(2H,s,H-26),4.02(1H,t,J=6.3 Hz,H-24),3.37(3H,s,3-OMe),2.65(1H,dd,J=11.5,4.0 Hz,H-3),1.72(3H,s,27-Me),1.04(3H,s,19-Me),0.97(3H,s,29-Me),0.90(3H,d,J=7.5 Hz,20-Me),0.80(3H,s,28-Me),0.73(3H,s,30-Me),0.64(3H,s,18-Me);13 C-NMR(CDCl3 ,125 MHz)δ:148.7(C-9),147.4(C-25),114.7(C-11),111.4(C-26),88.6(C-3),76.8(C-24),57.5(3-OMe),53.0(C-5),50.8(C-17),47.0(C-14),44.3(C-13),41.8(C-8),39.4(C-10),39.0(C-4),37.1(C-12),36.0(C-1),36.0(C-20),33.9(C-15),31.9(C-22),31.5(C-23),28.2(C-29),28.1(C-16),27.9(C-7),22.5(C-2),22.2(C-19),21.2(C-6),18.5(C-21),18.4(C-30),17.2(C-27),16.4(C-28),14.4(C-18)。以上数据与文献[9]对照一致,鉴定化合物为(24S)-3β-甲氧基羊毛甾-9(11),25-二烯-24-醇。

化合物4 黄色油状;ESI-MS m/z 173[M+H]+;1 H-NMR(CDCl3 ,500 MHz)δ:4.40(1H,s,H-3),1.22,1.26(6H,s,Me-9,10),0.87(3H,d,J=6.0 Hz,7-Me);13 C-NMR(CDCl3,125 MHz)δ:73.3(C-8),68.1(C-3),48.3(C-4),42.5(C-2),34.8(C-6),28.9(C-9),28.9(C-10),25. 6(C-1),22.2(C-7),20.2(C-5)。以上数据与文献[10]对照一致,鉴定化合物为8-羟基-新薄荷醇。

化合物5 无色油状;ESI-MS m/z 171[M+H]+;1 H-NMR(CDCl3 ,300 MHz)δ:5.45(1H,tq,J=6.9,1.2 Hz,H-2),4.95(1H,m,H-8b),4.85(1H,dd,J=1.5,1.2 Hz,H-8a),4.16(2H,d,J=6.9 Hz,H-1),4.06(1H,t,J=6.3 Hz,H-6),2.08(2H,m,H-4),1.73(3H,s,7-Me),1.70(3H,s,3-Me),1.60(2H,s,H-5);13 C-NMR(CDCl3 ,125 MHz)δ:147.3(C-7),139.4(C-3),123.6(C-2),111.2(C-8),75.5(C-6)59.3(C-1),35.5(C-4),32.8(C-5),17.6(7-Me),16.3(3-Me)。以上数据与文献[11]对照一致,鉴定化合物为(2E)-3,7-二甲基-2,7-辛二烯-1,6-二醇。

化合物6 无色油状;ESI-MS m/z 157[M+H]+;1 H-NMR(CDCl3 ,500 MHz)δ:5.11(1H,t,J=7.0 Hz,H-6),3.68(2H,t,J=7.0 Hz,H-1),1.98(2H,m,H-5),1.68(6H,s,7,10-Me),1.60(1H,m,H-3),0.90(3H,d,J=7.0 Hz,9-Me);13 C-NMR(CDCl3,125 MHz)δ:131.5(C-7),124.9(C-6),61.4(C-1),40.1(C-2),37.4(C-4),29.4(C-3),25.9(C-8),25.7(C-5),19.7(C-9),17.9(C-10)。以上数据与文献[12]对照一致,鉴定化合物为(+)-香茅醇。

化合物7 白色结晶(氯仿);ESI-MS m/z 173[M+H]+;1H-NMR(CDCl3 ,500 MHz)δ:3.72(1H,dt,J=4.0,10.5 Hz,H-1α),1.94(1H,α),1.70(1H,m,H-5α),1.68(1H,m,H-3α),1.64(1H,m,H-4β),1.38(1H,m,H-2β),1.22(6H,s,8,9-Me),1.08(1H,m,H-6β),1.02(1H,m,H-4α),0.95(1H,m,H-3β),0.92(3H,d,J=6.5 Hz,10-Me );13C-NMR(CDCl3,125 MHz)δ:74.8(C-7),72.6(C-1),53.2(C-2),44.4(C-6),34.3(C-4),31.1(C-5),29.9(C-9),26.8(C-3),23.4(C-8),21.7(C-10)。以上数据与文献[13]对照一致,鉴定化合物为7-羟基薄荷醇。

化合物8 黄色油状;(+)-ESI-MS m/z 349[M+Na]+,365.2[M+K]+;1H-NMR(CDCl3 ,500 MHz)δ:0.88(3H,t,J=6.5 Hz,H-2′),1.25(33H,m),2.28(2H,t,J=7.5 Hz,H-2),4.12(2H,q,J=7.0 Hz,H-1′)。以上数据与文献[14]对照一致,鉴定化合物为十九烷酸乙酯。

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