Q IN M J
秦民坚,王衡奇
(中国药科大学中药资源学教研室,江苏南京210038)
摘 要: 对芸香科植物黄皮树(Phellodendron chinense Schneid)树皮的化学成分进行了研究。其方法:取药材2.5kg,加8倍量水回流煎煮3次,每次2h 。加入工业酒精至含醇量为80%,抽滤,滤液回收乙醇至无醇味。依次用乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,回收溶剂。通过反复硅胶柱层析,从不同极性部位共分得6个化合物,经理化及光谱方法鉴定分别为:黄柏酮(I )、黄柏内酯(II )、小檗碱(III )、巴马亭(IV ),胡萝卜苷(V )和(+) 5 O 阿魏酰基奎宁酸乙酯(VI ),其中化合物VI 为新化合物,化合物I 为首次从该植物中得到。关键词: 黄皮树;(+) 5 O 阿魏酰基奎宁酸乙酯
中图分类号:Q 949.752.7;S7.1 文献标识码:A 文章编号:0253-2417(2003)04-0042-05
ST U DIES ON CHEM ICA L CON ST IT U ENT S OF PH EL L ODEN D RON
CH IN EN SE SCHN EID BARK
QIN M in jian,WANG Heng qi
(Dep ar tment o f Resources Science of Chinese M edicinal Mater ials ,China Pharmaceutical
Univer sity ,N anj ing 210038,China)
Abstract:Chemical constituents of bark o f Phellodendron chinense Schneid(Chuan Huang Bo),used as one kind of tr aditional Chinese medicine,were studied.T wo point fiv e kg powder of the barks of P.chinense w ere extracted w ith w ater (8t imes of the materials)for 3times,and each time for 2h.T hen,add ethanol to ex tracts until the et hanol concentr at ion about 80%,filt in vacuum,concentrate t he filtrate and remove ethanol completely.T he r esidue were ex tracted successiv ely wit h et her,ethyl acetate and n BuOH,and the solutions were recovered.Column chromato gr aphy was used fo r separation and pur ificatio n.T he structur e of compounds were elucidated by spectral analysis.Six compounds w ere i solated and identified as obacunone(I ),obaculactone(II ),berberine(III ),palmatine(IV ),daucos terol(V )and (+) ethy l 5 O feruloyquinate(VI ).Compound VI is a novel compound and compound I w as first ob tained from this plant.
Key words:Phellodendron chinense Schneid;(+) ethyl 5 O ferulo yquinate
黄柏为常用中药,其基源之一为芸香科植物黄皮树(Phellodendron chinense Schneid)的干燥树皮,具有清热、抗炎、抑菌等作用,用于治疗湿热泻痢、黄疸、热淋、骨蒸痨热、疮疡肿毒等症[1]。关于黄皮树树皮的化学成分研究很少[2]。作者对黄皮树树皮的化学成分进行了系统研究,以期为合理开发利用这一资源提供依据。
收稿日期:2003-05-12
作者简介:秦民坚(1962-),男,江苏无锡人,副教授,博士,硕士生导师,主要从事中药资源的开发研究。
E mail:minjianqin@sohu.com
第23卷第4期2003年12月
林 产 化 学 与 工 业
Chemistry and Industry of Forest Products
Vol.23No.4Dec.2003
1 实验材料与仪器
1.1 实验材料
药材来源于湖北宜昌,经秦民坚博士鉴定为芸香科植物黄皮树(P.chinense S.)的干燥树皮。1.2 仪器
熔点用X4显微熔点测定仪测定(北京光电设备厂,温度计未经校正);IR 光谱用Perkin Elmer 983红外光谱仪测定(KBr 压片);紫外光谱用Shimadzu U V 2501PC 型仪器测定;旋光用Pekin Elmer 241M C 旋光仪测定;NMR 谱用Bruker ACF 300(300MHz)型及ACF 500(500MH z)型核磁共振仪测定,TM S 为内标;MS 用Appli M S 型质谱仪。1.3 试剂
薄层层析及柱层析用硅胶为青岛海洋化工厂产品;其余试剂均为分析纯。
2 实验方法和结果
2.1 提取分离
图1 黄皮树提取分离流程图
F ig.1 Extr action and pur ification procedur es o f P.chinense
取药材2.5kg,加8倍量水回流煎煮3次,每次2h,趁热过滤,滤液合并。常压水浴到80 ,浓缩至相当于每毫升含1g 生药材,放冷,边搅拌边缓慢加入工业酒精至含醇量为80%,低温放置过夜,抽滤,滤液回收乙醇至无醇味。依次用乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,回收溶剂。乙醚部分用石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱得化合物I (25mg)和II (12mg);乙酸乙酯部分用石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱得化合物II (21mg);正丁醇部分用石油醚和乙酸乙酯梯度洗脱得化合物III (63mg)、IV (32mg )、V (44mg )和VI (23mg)(见图1)。
2.2 结构鉴定
2.2.1 新化合物结构鉴定 化合物VI :无色针晶,m.p.84~86 ,[ ]20D +61.86 (C =0.1,MeOH )。U V max (nm ):204,217,235,323;IR (KBr ) max (cm -1):3418,2977,2938,1727,1677,1628,1604,
1517,1282,1271,1119,1030,984;E I MS (m /z ):
396(M +),194,177,145;1H NMR 及13C NM R 数据及归属见结构解析部分。
化合物VI 红外光谱显示有羟基3418cm -1
,宽峰;苯环1604,1517cm -1;双键1628,984cm -1
;不饱和酯羰基(1667cm -1)和饱和酯羰基(1727cm -1)的吸收峰。紫外光谱显示有苯环共轭系统(204,217,235,323nm)。
1H NM R[500MH z,二甲基亚砜(DM SO D 6)]显示有3个芳香质子: 6.79(1H,d,J =8.3Hz),7.09(1H,dd,J =8.3,2.0H z),7.29(1H,d,J =2.0H z),由其偶合常数可以推断苯环为1,2,4 三取代形式;有两个反式双键上质子 6.44(1H ,d,J =15.8Hz),7.54(1H ,d,J =15.8H z),由化学位移可判断该双键与苯环形成共轭体系, 9.0(1H,s)的单峰信号为酚羟基质子。
13
C NM R(DM SO
D 6)显示有19个碳,其中6个芳香碳,2个烯碳,1个不饱和酯羰基碳,1个饱和酯羰基碳及9个脂肪族碳,由此推断该化合物可能是3,4 二取代反式苯丙烯酸的酯类衍生物。为了方便起见,将其分成两个片段说明。
苯丙烯酰基结构片段信号确认:从偶合相关谱(C H COSY)(300MH z,DM SO D 6)中可以很容易找
第4期秦民坚,等:黄皮树树皮的化学成分研究43
到连接相关的碳氢信号, 145.0(7.54),123.5(7.09),116.2(6.79),111.8(7.29),116.1(6.42),异核多键相关谱(HMBC)(500MH z,DM SO D 6)中 9.54(s)的酚氢与 116.2,148.6及149.8的芳香碳相关, 7.29(d)的芳香氢与 123.5,126.5,148.6及149.8的芳香碳相关, 6.79的芳香氢与 126.5,148.6和149.8的芳香碳相关, 7.54(d)的反式双键氢与 111.8和116.1的烯碳、 123.5和126.5的芳香碳及 166.7的羰基碳相关, 6.42(d)双键氢与 126.5烯碳和 166.7羰基碳相关。另外,从HM BC(500MHz,DMSO D 6)中还可以找出 148.6芳香碳与 3.82(s)相关,C H COSY 谱上 56.4的碳与 3.82(s)氢相关。据此可从以上信号推断该结构片段为3 甲氧基 4 羟基 反式苯丙烯酰基,即阿魏酸酰基,如图2A 所示。
醇部分结构确定:由1
H NMR,13
C NMR(500MH z,DMSO
D 6)谱和C H COSY (300MH z,DMSO D 6)谱可知,该醇片段应该含有1个C O 、1个 OCH 2CH 3、1个饱和 C 、3个 CH 、2个 CH 2。根据EI MS 给出分子离子峰m /z 396(M +)及已确定的阿魏酸酰基(C 10H 9O 3)m /z 177片段,可推出醇部分为C 9H 15O 6,计算其不饱和度 =2,减去一个羰基,据此推断醇部分为环状结构。
从C H COSY (300MHz,DM SO D 6)谱中找到醇部分的直接相关碳氢信号, 71.1(5.20),70.8(3.62),68.4(3.82),60.6(4.05),35.5(2.05,1.88),39.1(1.97,1.83)。
图2 化合物VI 的HMBC 相关
Fig.2 Key HM BC corr elation of two fragments of compound VI
A.阿魏酸酰基feruloyl;
B.醇部分acoholic fragment
HM BC 谱中, 5.37醇羟基与 35.5,39.1及73.4的脂肪族碳及 174.4的羰基碳相关,可以推断有如下片段: 4.05(2H )与 14.5的甲基碳以及 174.4的羰基碳相关,据此可推断 OCH 2CH 3与羰基直接相连, 2.07(1H,dd,J = 3.7,12.9Hz),1.(1H,dd,J =9.3,12.6Hz)的亚甲基与 39.1,71.1,73.4脂肪族碳及 174.3羰基碳相关, 1.98(1H ,dd,J =5.7,13.2H z),1.84(1H ,dd,J = 3.1,13.2Hz)的亚甲基氢与 35.5,70.8,68.4,73.
4的脂肪族碳及 174.4羰基碳相关。同时结合上述氢信号的偶合常数与文献[2]对照,该醇部分的结构应为5 O 取代1,3,4 三羟基 1 环己烷羧酸乙酯,即5 O 取代奎宁酸乙酯(图2B)。
该结构部分共有4个手性碳。根据波谱学规律及1
H NMR 谱提供的偶合常数确定了其相对构型。在不同相对构型的六元环椅状构象中,相邻氢之间的二面角不同引起偶合常数有显著差异。在化合物VI 的1H NMR 谱中奎宁酸乙酯部分的质子偶和常数与文献[3]报道的奎宁酸衍生物中奎宁酸部分的质子偶和常数有显著差异,文献中奎宁酸部分J 5,6a = 5.5Hz,J 5,6e =3.5Hz 。该化合物中5 H 为平伏键,图3 化合物VI 的化学结构F ig.3 Chemical structure of co mpound VI
与2个6 H 之间的二面角相近,故其偶和常数也相差不大。而本化合物J 5,6a =9.3Hz,J 5,6e =3.7Hz,偶合常数有显著差异,这是因为5 H 与2个6 H 之间的二面角相差较大引起的,故5 H 应处于直立键。J 4,5=3.7H z,说明4 H 与5 H 之间的二面角较小,因此推断4 H 出于平伏键。同理J 2e,3= 3.1H z,J 2a,3=5.7H z,得出3 H 应该处于平伏键。文献[4]认为该片段应有图3的相对构象的结构。
根据上述两部分的分析,将化合物VI 确定为(+) 5 O 阿魏酸奎宁酸乙酯[(1 ,3 ,4 ,5 )(+)ethyl 5 O feruloy lquinate],此化合物迄今未见文献报道,为一新化合物。该化合物结构式如图3所示,碳氢信号归属见表1。
44 林 产 化 学 与 工 业第23卷
表1 化合物VI 的碳氢信号及其归属
(DMSO D 6500MHz)
T able 1 1H NM R and 13C NM R
data of compound V I
信号归属position 13
C NM R 1
H NM R 173.4
239.1 1.98(dd,13.0,5.7)1.84(dd,13.2,3.1)370.8 3.62(brs)468.4 3.82(brs)
571.1 5.20(dt,9.3,3.7)6
35.5 2.07(dd,13.1,3.7)1.(dd,12.6,9.3)
7174.4
1 OH 5.37(s)3 OH 4.78(brs)4 OH 4.94(brs)1 126.5
2 111.87.29(d,1.8)
3 148.6
4 149.8
5 116.2 6.79(d,8.1)
6 123.57.09(dd,8.1,1.8)
1 166.7
2 116.1 6.42(d,15.9)
3 145.07.54(d,15.9)3 OCH 356.
4 3.82(brs)4 OH
9.54
OCH 2CH 360.6 4.05(qd,7.1,1.8) OCH 2CH 3
14.5
1.20(t,7.1)
2.2.2 已知化合物的鉴定
2.2.2.1 化合物I 无色柱状晶(丙酮)m.p.234~236 ,C 25H 30O 7,1
H NM R(300MH z,CDCl 3): 7.42(1H,s,H -21)
,7.
40(1H,d,J =11.8H z,H -2),6.52(1H,d,J =11.8Hz,H -2),6.
37(1H ,s,H -22),5.96(1H,d,J =11.8H z,H -1),5.46(1H,s,
H -17),3.66(1H,s,H -15)
,3.00(1H,t,J =14.2Hz,H -5),2.60
(1H ,dd,J =4.9,14.4H z,H -6),2.29(1H ,dd,J =4.9,14.4Hz,H -6),2.14(1H,m),1.88(3H,m ),1.70(1H,brs),1.51(6H,
s),1.46(3H,s),1.25(3H ,s),1.13(3H,s)。13
C NMR(75MHz,
CDCl 3): 207.4(C O ,C -7),166.9(C
O ,C -3),166.6
(C
O ,C -16)
,156.7(C -1),143.2(C -21),141.0(C -23)
,122.9
(C -2),120.1(C -20)
,109.7(C -22),83.9(C -4),78.0(C -17)
,
65.0(C -14),57.3(C -5),53.5(C -15)
,53.0(C -8),49.2(C -9),43.
1(C -10),40.0(C -6),37.4(C -13),32.7(C -12),32.0( CH 3),26.8( CH 3),21.1( CH 3),19.4( CH 3),17.0(C -11),16.4
( CH 3)。化合物I 的1H 、13
C NMR 数据与文献报道的黄柏酮[5]的1H 、13C NMR 数据相一致,故确定化合物I 为黄柏酮。
2.2.2.2 化合物II 无色柱状晶(乙酸乙酯),m.p.285~288 ,C 26H 30O 8,1
H NMR(300MHz,DM SO): 7.71(1H ,s,H -21)
,
7.65(1H,t,J =1.4H z,H -23),6.51(1H,d,J =1.2Hz,H -22),
5.48(1H ,s,H -17),4.92(1H ,d,J =13.0Hz,H -19)
,4.48(1H ,d,
J =13.0Hz,H -19)
,4.12(2H,s,H -1,15),3.13(1H,t,J =15.0
Hz),2.77(1H ,d,J =16.2Hz),2.63(1H,dd,J = 3.6,16.5
Hz),2.56(1H,brs),2.46(1H,dd,J =2.7,16.2Hz),2.28(1H,dd,J =2.9,14.7Hz),1.77(3H,m),1.
35(1H,m),1.19(3H ,s),1.12(3H,s),1.03(3H,s),1.01(3H,s)。13
C NMR(75MH z,DMSO): 208.1
(C O ,C -7),170.3(C O ,C -3),167.4(C O ,C -16),143.5( CH,C -23),141.9( CH,C -21),120.4
(C -14),65.0(C -19),58.2(C -5),54.0(C -15),46.7(C -9),45.5(C -10),37.8(C -13),36.3(C -6),35.8(C -2),29.9( CH 3),29.4(C -12),21.6( CH 3),19.8( CH 3),17.7(C -11)17.2( CH 3)。化合物II 与文献报道[5~
6]
的黄柏内酯的1H NMR 和13C NM R 数据相一致,故确定化合物II 为黄柏内酯。
2.2.2.3 化合物III 黄色针晶(甲醇),m.p.193~196 ,分子式为C 20H 18NO 4,生物碱反应阳性。IR
(KBr) max (cm
-1):1600,1505,1567,1633;1H NMR(300MHz,DMSO): 3.2(2H,t,J =6.0Hz),4.95(2H,t,J =6.0Hz),4.07(3H,s),4.10(3H ,s),6.18(2H,s),7.09(1H ,s),7.80(1H,s),8.0(1H,d,J
=9.0Hz),8.2(1H ,d,J =9.0Hz),8.98(1H ,s),9.92(1H,s)。13
C NMR(75MHz,DM SO): 150.5,149.9,147.8,145.6,143.8,137.6,133.2,130.8,126.9,123.7,121.5,120.6,120.4,108.6,105.6,102.2,62.1,57.2,55.3,26.5.经与文献的光谱数据及理化性质核对[7],鉴定此化合物为小檗碱。
2.2.2.4 化合物IV 黄色粉末,m.p.187~1 ,C 21H 22NO 4,易溶于甲醇,生物碱反应阳性。IR (KBr) max (cm -1
):2851,1524,1511,1577。1
H NM R(500MH z,CD 3OD): 3.95,4.00,4.12,4.22(12H,s,4 OCH 3),7.06(1H ,s),7.68(1H,s),8.03(1H,d,J =8.9H z),8.12(1H ,d,J =8.9Hz),8.81
(1H ,s),9.77(1H ,s)。13
C NM R(C
D 3OD): 26.6,55.4,55.9,56.2,56.5,61.3,109.1,111.2,119.3,
120.1,122.1,123.2,127.1,128.9,134.2,138.6,144.6,145.1,149.8,150.7,152.8。经与文献[8]理化性质与光谱数据核对,确定此化合物为巴马亭。
2.2.2.5 化合物V 白色粉末(CHCl 3 CH 3OH ),m.p.2~290 ;Liebermann Burchard 反应阳性。
第4期秦民坚,等:黄皮树树皮的化学成分研究45
13
C NMR 与1
H NM R 的信号与文献中胡萝卜苷的信号相一致[9]
。与对照品胡萝卜苷共薄层,R f 值及显色行为一致;混合熔点不下降。因此,确定化合物V 为胡萝卜苷。
3 结论
本实验从黄皮树树皮分得6个化合物,经理化常数和光谱分析分别鉴定为黄柏酮(I),黄柏内酯(II),小檗碱(III),巴马亭(IV),胡萝卜苷(V)和(+) 5 O 阿魏酰基奎宁酸乙酯(VI),其中化合物VI 经检索化学文摘(CA)和国际有机化合物文献库确认为新化合物,化合物I 为首次从该植物中得到。参考文献:
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