毕业设计（论文）-三裂绣线菊中二萜类化学成分的结构研究.doc

三裂绣线菊中二萜类化学成分的结构研究目 录摘 要2关 键 词2abstract2keywords2一、前言3（一） 三裂绣线菊简介3（二）绣线菊属的药用作用3（三）绣线菊属的主要化学成分3（4） 三裂绣线菊中的萜类简介3二、 实验部分4（一）仪器与试剂5（二） 药品材料5（三）实验过程5三、结果与讨论6（一）化合物16（二）化合物28参考文献10附 录11谢 辞15摘 要 该论文对三裂绣线菊(spiraea trilobata) 的化学成分进行研究，通过柱层析法从其中分离得到了两个化合物，根据其理化性质并通过核磁共振波谱分析及对照文献数据的方法,最终确定其为nakamurol c以及negundoin e.两种二萜类化合物关 键 词三裂绣线菊 二萜类化合物 核磁共振abstract this article studied the chemical composition of spiraea trilobata. two sorts of compounds were isolated by column chromatography and their structures were identified by using nuclear magnetic resonance spectroscopy and physical and chemical properties and spectral data. finally，they were perceived as nakamurol c and negundoin e. , both of which are diterpenoids.keywordsspiraea trilobata，diterpenoids，nmr analysis1、 前言（1） 三裂绣线菊简介三裂绣线菊（spiraea trilobata），为蔷薇科绣线菊属下的一个种，灌木，高1-2米。小枝细，开展，幼时褐黄色，无毛，老时暗灰褐色或暗褐色。冬芽小，外被数枚鳞片。叶片近圆形、扁圆形或长圆形，长1.5-3厘米，宽1.5-3.5厘米，基部近圆形、近心形或广楔形，先端钝、通常3裂，边缘自中部以上有少数圆钝锯齿，两面无毛，背面灰绿色，具明显3-5出脉。伞形花序具总梗，无毛，有花15-30朵；花梗长8-13毫米，无毛；苞片线形或倒披针形，先端深裂成细裂片；花尖，内面有稀短柔毛；花瓣广倒卵形，先端常微凹，白色；雄蕊18-20，比花瓣短；花盘约有10个大小不等的裂片，排成圆环形；子房被短柔毛，花柱比雄蕊短。蓇葖果开展，沿腹缝微被短柔毛或无毛，花柱顶生稍倾斜，突存萼片直立。花期5-6月，果期7-8月。三裂绣线菊叶片变异较大，上部者多为长大于宽或长宽近相等，基部广楔形或圆形；下部者多为宽大于长，基部近圆形或浅心形。生于多岩石向阳坡地或灌木丛中，海拔450-2400米。分布于中国黑龙江、辽宁、内蒙古、山东、山西、河北、河南、安徽、陕西、甘肃和西伯利亚。可栽培供观赏。1,2,3,4（2） 绣线菊属的药用作用 微苦、平, 归肝、肺、大肠经, 具有消肿解毒、去腐生肌、止痛调经作用, 用于经闭、月经不调、便结腹胀、疮痈肿痛、骨髓炎等的治疗5 。作为民间草药, 苗医在治疗消化系统疾病时也把绣线菊作为常用药6 ; 以鹅不食草、羊耳草、凤香果、鱼腥草、大蓟、漆姑草、绣线菊等中药提炼制成的纯中药制剂鼻康片治疗慢性鼻窦炎40例, 其总有效率为82. 5% 7 。（3） 绣线菊属中的主要化学成分对绣线菊化学成分的研究始于1964 年，前苏联学者frolova 等816报道了该植物中的二萜生物碱成分,自此以后的30 多年间, 前苏联、日本及我国学者相继报道了数十个二萜生物碱及二萜成分。郝小江研究组自1987 年起对国产该复合群植物各变种的化学成分进行了系统的化学研究,先后分离鉴定了53 个新的二萜及二萜生物碱17 。本次试验主要是对其萜类化合物进行分离并对其结构进行研究。（4） 三裂绣线菊中的萜类简介萜类化合物指的是具有(c5h8)n通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物,可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物。萜类化合物在自然界中是广泛存在的，在高等植物、真菌、微生物、昆虫、以及海洋生物中，都有萜类成分的存在，但在动物界为数甚少。它们除以萜烃的形式存在外，数目众多的是形成各种含氧衍生物，包括醇、醛、酮、羧酸、酯类以及甙的形式。其次尚有含氮的衍生物，少数含硫的衍生物存在。根据分子中包括异戊二烯单位的数目将萜类可分为：单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、三萜、四萜、多萜。对于一些在生源上由异戊二烯合成而来，但分子中碳原子数不是5整倍数的化合物，称之为类萜(terpenoid)18。在生命活动中，萜类化合物尤其在植物体内具有重要的功能，如赤霉素、脱落酸和昆虫保幼素是重要的激素，叶绿素和类胡萝卜素是重要的光合色素，质体醌和泛醌为光合链和呼吸链中重要的电子递体，甾醇是生物膜的重要组成成分等。一萜和倍半萜是挥发油的主要成分，二萜是形成树脂的主要物质，三萜是形成植物皂甙、树脂的重要物质，四萜主要是植物中广泛分布的一些脂溶性色素。在自然界中，萜类化合物分布很广，有些具有生理活性，如驱蛔素、山道年具驱蛔虫作用，青蒿素有抗疟作用，穿心莲内酯有抗菌作用。 萜类化合物是中草药中的一类比较重要的化合物，已经发现许多化合物是中草药中的有效成分，同时它们也是一类重要的天然香料，是化妆品和食品工业不可缺少的原料。一些化合物还是重要的工业原料，如多萜化合物橡胶是反式链接的异戊二烯长链化合物，是汽车工业和飞机工业的重要原料19。萜类化合物种类繁多、骨架庞杂、数量庞大，同分异构体多，理化性质差异较大，结构稳定性差，其提取和分离方法也因结构不同呈现多样化。常用的分离方法有压榨法、水蒸气蒸馏法、溶剂提取法、脂浸润法、超临界流体萃取法等20， 使用上述方法分离得到的萜类化合物是多种不同种类化合物的混合物，以萜类为主，杂混有非萜类的无环、脂环、芳香族、含氮或含硫的化合物。因此需做进一步分离提取，常用的方法有：1.化学法分离 利用化学试剂和萜类结合生成易分离的中间物，再从中间物中分离出目的萜类。常用的方法有：（1）与卤化氢生成结晶物进行分离；（2）生成亚硝酰氯加成物进行分离；（3）萜醇的分离；（4）醛酮类萜的分离。2.精密分馏法 由于萜类结构的差异而造成沸点的差异性，便可利用分馏分离法。一般来说，精密分馏后的某些物质纯度可以达到要求。3.色谱分离法 色谱法是利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。在萜类的使用常用的吸附剂有中性氧化铝、硅胶等，洗脱机常有正己烷。石油醚、含5%乙酸乙酯的石油醚等。实际中，常将这几种方法进行组合使用。二、实验材料及方法（一）仪器与试剂仪器：旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂zf7三用紫外分析仪 上海康华生化仪器制造有限公司超声波清洗器 上海科导超声仪器有限公司恒温水浴槽 上海森信实验仪器有限公司电热恒温干燥箱 上海森信实验仪器有限公司低温冷却液循环泵 郑州长城科工贸有限公司循环式真空泵 郑州长城科工贸有限公司分析天平、层析柱、圆底烧瓶、锥形瓶、展开缸、移液管、量筒、硅胶板、冷凝管、加压柱、研钵、蒸发皿、胶头滴管、铁架台、电吹风、氮气瓶等。试剂：甲醇 （分析纯） 天津市富宇精细化工有限公司生产；乙醚（分析纯） 中国莱阳市双双化工有限公司石油醚（分析纯） 莱阳经济技术开发区精细化工厂乙醇（分析纯） 莱阳经济技术开发区精细化工厂正己烷（分析纯） 天津市富宇精细化工有限公司乙酸乙酯（分析纯） 天津市永大化学试剂开发中心丙酮（分析纯） 烟台三和化学试剂有限公司氯仿（分析纯） 烟台市双双化工有限公司二氯甲烷（分析纯） 烟台市双双化工有限公司柱层析用硅胶(200-300目、300-400目）及薄层层析板用硅胶gf254均为青岛海洋化工工厂产品，辅以5%的h2so4-etoh溶液，反相柱层析硅胶(rp-18)、反相硅胶板为德国merck公司生产。（2） 实验材料 三裂绣线菊（采自云南省嵩明县的干燥植物全株）（三）实验过程1.提取首先，称取8.5kg三裂绣线菊样品，用粉碎机对样品进行粉碎处理，将粉碎后的样品装在50l不锈钢罐中，向不锈钢罐中加入适量重蒸甲醇（约40l）来浸泡样品，浸泡7天后，将不锈钢罐中浸泡后的混合物过滤，将滤液收集，将药渣再次倒入之前的不锈钢罐中，用旋转蒸发仪对浸出液进行浓缩，蒸出的甲醇继续加入不锈钢罐中，并再次加入适量重蒸甲醇，对三裂绣线菊样品进行浸泡5天，再将上述过程重复两次，以尽量提取有效成分。将三次的浓缩液合并，然后用热水溶形成混悬物，依次用正己烷，氯仿萃取。将氯仿相进行浓缩，蒸馏浸膏汇总后称重约为300克。2.分离用适量丙酮溶解减压蒸馏后得到的浸膏，与450g硅胶（60-100目）搅拌均匀后置于通风橱中干燥，干燥后得到细沙状样品。取一根层析柱（直径12cm ，长度约200cm），事先用脱脂棉将底部塞好。用湿法慢慢从柱子上部加入2000 g，200-300目的硅胶，然后加入适量正己烷将硅胶压实，将柱子下部的开关打开，使正己烷能够从柱子底部顺利流出，待柱子压实后，计算得到该层析柱柱体积，将拌好的样品从顶部加入，为防止倒入洗脱液时将样品溅起，在样品上方加入高度3cm左右的石英砂。先用20:1的洗脱剂进行洗脱，收集15个柱体积，每个柱体积7000ml，每500ml减压蒸馏浓缩一次，收集于装样小瓶中，tlc板点样，点板后用显色剂显色，并在紫外灯照射下分析，对比其组分，合并组分相同的样品，并将合并后的样品进一步的分离纯化，共得到第一极性段样品75.4g；然后换用10:1的洗脱剂进行洗脱，收集20个柱体积（每个柱体积为7000ml），每500ml减压蒸馏浓缩一次，收集于装样小瓶中，用tlc板点样合并，共得到第二极性段样品19.8g；再换成5:1的洗脱剂进行洗脱，收集20个柱体积，每个柱体积7000ml，每500ml减压蒸馏浓缩一次，然后用丙酮溶解，收集于装样小瓶中，点样合并，得到第三极性段样品共18.1g；最后换成2:1的洗脱剂进行洗脱，收集15个柱体积，每个柱体积7000ml，每500ml减压蒸馏浓缩一次，收集于装样小瓶中，用tlc板点样合并，共得到第四极性段样品13.2g。最后用甲醇溶液冲柱子。3.纯化在本次实验中，只对于用正己烷-丙酮10：1的洗脱剂洗脱出来的部分进行分离纯化。用适量丙酮将其减压蒸馏后得到的浸膏溶解后，与硅胶（200-300目）拌样，然后用直径2-3cm，长度约100cm的层析柱装柱，以正己烷-乙酸乙酯（40：1，25：1，10:1）为洗脱剂梯度洗脱，进行进一步的分离。每约50ml为一馏分收集洗脱液，将收集的洗脱液用漏斗转移至烧瓶中进行蒸馏及减压蒸馏，得到浓缩的样品，将样品和少量粘附在烧瓶内壁上的物质用丙酮溶解下来，收集在小瓶中，编好序号。 将上一部得到的样品用少量丙酮溶解，将质量比为1.2：1的硅胶（60-100目）和样品拌样后放入通风橱内干燥。取直径约2cm，长度约50cm的柱子，底部用脱脂棉塞好后，以正己烷均匀混合硅胶（200-300目）后倒入柱内湿法装柱进行层析分离，待沉降均匀后将加入拌好的样品，用配比为40：1，25：1，10：1的正己烷-乙酸乙酯进行梯度洗脱，大约每50ml为一馏分收集洗脱液，减压蒸馏并浓缩后，以丙酮溶解装入样品小瓶（若不能完全溶解可适当加入少许甲醇）并进行薄层层析，显色对比后合并组分相同的样品。将合并后的样品减压浓缩后放入通风厨内，待样品干燥后，发现部分样品小瓶内出现晶体，选取有晶体的样品用少量乙醚进行多次清洗，不断用细长的胶头滴管吸出有色可溶物清洗，直至瓶内只留有无色晶体，将晶体用丙酮溶解，并进行薄层层析，显色后观察到其为一纯净物，经核磁鉴定分析为化合物1。其余样品无法洗出纯净物，对这部分样品进行进一步的分离纯化。为进行进一步的柱层析，首先需进行薄层层析，选取适宜的洗脱剂的体系。经过对比分析，由于石油醚-丙酮体系的展开效果较其他体系的好，利于分离，则选取这个体系作为洗脱剂。接着对洗脱剂的配比进行选择，最终选择石油醚-丙酮（30：1，20：1，10：1）梯度洗脱。因此次样品量少，其质量不足1g，故选取直径约0.8cm，长度约25cm的加压柱进行分离，柱内先塞好脱脂棉，装入干燥硅胶（300-400目）并用石油醚润透压实后，加入拌好的样品，用石油醚-丙酮（30：1，20：1，10：1）梯度洗脱，洗脱过程中用氮气瓶对其加压。用小的装样瓶收集样品，不断浓缩后进行薄层层析和核磁鉴定，最终又分离得到化合物2。三、实验结果与分析讨论1.化合物1化合物1鉴定为nakamurol c，7,14-labdadien13(s)ol6one，无色油状物，分子式为c20h32o2，不饱和度为5，化合物 1 的1h-nmr(500mhz)图见图1，1h-nmr(500mhz), 13c-nmr(100mhz)数据见表 1: 表1 1h-nmr(500mhz), 13c-nmr(100mhz)数据no.1h-nmr(500mhz)13c-nmr(100mhz)12.52 d 2.70 dd35.42200.435.84 s128.54168.5539.36 1.23 m 2.09 dd36.971.23 m 1.31 m28.381.46 m35.1939.9101.84 d47.1111.23 m 1.38 m30.4121.40 m 1.49 m35.11373.3145.88 dd144.8155.09 d 5.21 d112.2161.29 s27.8170.77 d15.9181.95 s20.6191.22 s32.1200.58 s19.32. 化合物2化合物2鉴定为negundoin e，(3s,5s,8r,9r,10s,13s,16r)3acetoxy9,13,15,16diepoxylabda16ol, 无色油状物，分子式为c22h36o5，不饱和度为5，化合物 2 的1h-nmr(500mhz)图见图2，1h-nmr(500mhz), 13c-nmr(100mhz)数据见表 2: 表2 化合物2 1h-nmr(500mhz), 13c-nmr(100mhz)数据no.1h-nmr(500mhz)13c-nmr(100mhz)11.59 1.37 m29.7 t21.68 1.55 m23.7 t34.40 dd80.5 d437.9 s51.45 m46.6 d61.50 m21.2 t71.33 1.38 m31.4 t81.68 m36.1 d993.7 s102.02 m43.2 s111.71 1.87 m29.7 t1236.3 t1390.8 s142.31 1.80 m35.6 t154.04 3.71 m64.9 t164.68 s98.9 d170.81 s17.2 q180.80 s27.9 q190.79 s16.6 q200.85 s17.6 q1170.7 s219.7 s21.3 q参考文献1 中国科学院植物研究所编，1970.中国植物志，第36卷m，北京：科学出版社2 chinese traditional medicine dictionary (2)m, jiangsu new medical college series shanghai science and technology publishinghouse,2001.19783 wei sz,bi lf,zhang j,et al.research survey of spiraea.j .a cta a cad m ed n eim ongo l 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