附子二萜生物碱成分研究

1、科类 农学 学号2011311854本科生毕业论文附子二萜生物碱成分研究Composition of Diterpenoid Alkaloids from Aconitum carmichaeli Debx 谢 成指导教师： 张丽梅 职称 副教授 云南农业大学 昆明 黑龙潭 650201学 院： 农学与生物技术学院 专 业： 中草药栽培与鉴定 年级： 2011 论文提交日期： 2015年5月10日 答辩日期： 2015年5月17日 答辩委员会主任： 郭华春 云南农业大学2015年5月附子二萜生物碱成分研究谢 成云南农业大学农学与生物技术学院，昆明 650201摘 要【研究目的】对毛茛科乌头属植

2、物附子（Aconitum carmichaeli Debx.）根进行化学成分研究。【方法】采用不同的色谱技术进行分离,根据化合物的理化性质和光谱数据分析（1H-NMR，13C-NMR，MS）鉴定化合物的结构。【结果】从总碱中分离鉴定了11个二萜生物碱类化合物，分别为：江油附子碱甲（jiangyoufuzine A，1），江油附子碱乙（jiangyoufuzine B，2），苯甲酰下乌头原碱（ benzoylhypaconine，3），下乌头碱（hypaconitine，4），中乌头碱（mesaconitine，5），苯甲酰中乌头原碱 ( benzoylmesaconine，6)，乌头碱（aco

3、nitine，7），附子灵（fuziline，8），卡拉可林（karakoline，9），尼奥灵（neoline，10），松果灵(songorine,11)。【结论】化合物12为首次从附子中分离得到。关键词 ：附子；毛茛科；二萜生物碱Composition of Diterpenoid Alkaloids from Aconitum carmichaeli DebxXIE ChengCollege of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University Kunming 650201 ChinaABSTRACT【OBJECTIV

4、E】To study the chemical constituents of Aconitum carmichaeli Debx. 【METHOD】Were separated by using different chromatographic techniques,according to the analysis of physical and chemical properties and identified based on spectral analyses (MS, 1H-NMR, 13C-NMR). 【RESULTS】11 compounds were isolated f

5、rom Aconitum carmichaeli Debx,and were characterized as jiangyoufuzine A (1), jiangyoufuzine B (2), benzoylhypaconine (3), hypaconitine (4), mesaconitine (5), benzoylmesaconine (6), aconitine (7), fuziline (8), karakoline (9), neoline (10), songorine (11). 【CONCLUSION】compounds 1, 2 were obtained fr

6、om Aconitum carmichaeli Debx for the first time.Key words：Aconitum carmichaeli Debx; Ranunculaceae; Diterpenoid Alkaloids. 附子二萜生物碱成分研究1 前言附子（Aconitum carmichaeli Debx.）为毛茛科（Ranunculaceae）乌头属（Aconitum）植物乌头子根的加工品，始载于神农本草经1，为回阳救逆之要药。在我国有文字记载的种植历史最早的当推唐代杨天惠所著彰明附子记，该文献记载了四川江油等地当时所生产的附子远销福建、浙江一带，从而奠定了四川江油

7、附子的药用地位。附子的功能主治：回阳救逆、补火助阳，散寒止痛。治阴盛格阳，大汗亡阳，吐利厥逆，心腹冷痛，脾泄冷痢，脚气水肿小儿慢惊，风寒湿痹，踒躄拘挛，阳萎宫冷，阴疽疮漏及一切沉寒痼冷之疾。近代药理研究表明附子具有强心、抗心律失常、抗炎、提高免疫力、抗肿瘤等药理活性，其中二萜生物碱类成分被认为是其特征性的活性成分。附子的化学成分国内外已有报道，主要为C19和C20骨架的二萜生物碱。为了寻找其活性成分及提高附子的质量标准，我们对产于四川江油的附子进行了系统化学成分研究，从其90%乙醇提取物中共分离得到11个二萜生物碱，分别为江油附子碱甲（jiangyoufuzine A，1），江油附子碱乙（ji

8、angyoufuzine B，2），苯甲酰下乌头原碱（benzoylhypaconine，3），下乌头碱（hypaconitine，4），中乌头碱 （mesaconitine，5），苯甲酰中乌头原碱 ( benzoylmesaconine，6)，乌头碱（aconitine，7），附子灵（fuziline，8），卡拉可林（karakoline，9），尼奥灵（neoline，10），松果灵(songorine,11)。其中化合物110为C19二萜生物碱，化合物11为C20二萜生物碱，化合物12为首次从附子中分离得到。2 材料与方法2.1实验仪器质谱(MS)用VGAutopec-3000 型质谱仪测

9、定；核磁共振谱1H-、13C-NMR (DEPT)用Bruker AM-400型和DRX-500型超导核磁共振波谱仪测定，以TMS(四甲基硅烷)为内标；柱色谱硅胶(200300目)和薄层色谱硅胶GF254均为青岛海洋化工厂生产； Sephadex LH-20为Pharmacia公司产品。2.2 实验材料附子于2002年10月采自四川省江油市，经中国科学院昆明植物所雷立功副研究员鉴定为Aconitum carmichaeli Debx，标本存放中国科学院昆明植物研究所(N0.2002-11-02)。2.3 提取与分离附子干燥块根30 kg经粉碎后，用90%乙醇回流提取3次，每次2小时，提取液合并

10、减压浓缩得浸膏2.8 kg。浸膏用1.5%盐酸溶解并过滤，滤液用25%的氨水碱化至pH为9，用CHCl3萃取3次，回收溶剂至干，得总生物碱粗提物280 g。粗提物经硅胶柱色谱，用石油醚-丙酮-二乙胺（15：1：15：1：1）进行梯度洗脱，共得到6个流份（Fr1Fr6），其中Fr2经硅胶柱色谱（石油醚-丙酮-二乙胺，10：1：1），得化合物4（2.0 g）。Fr3经硅胶柱色谱（石油醚-丙酮-二乙胺，8：1：1），再用丙酮重结晶，得化合物9（0.5 g），11（3.8 g）。Fr4经硅胶柱色谱（石油醚-丙酮-二乙胺，15：3：1）和氧化铝柱色谱（CHCl3-EtOAc，7：3），再用丙酮和乙醚进行

11、重结晶，得化合物1（0.35 g），2（20 mg），7（10 mg）。Fr5经硅胶柱色谱（石油醚-丙酮-二乙胺，6：1：1），再用丙酮和乙醚重结晶，得化合物3（50 mg），5（2.3 g），10（0.3 g）。Fr6经硅胶柱色谱（石油醚-丙酮-二乙胺，5：1：1），丙酮重结晶，得化合物6（11.5 g），8（8.2 g）。3 结果与分析化合物1 白色粉末，C33H47NO9，mp 115117, = + 9.70 (c = 0.275, CHCl3)。HR-FAB-MS m/z: 602.3332 (M+H+)，FAB-MS m/z (+): 602 (M+H+, 100), 586( M

12、+H+ -CH3，4)，570 ( M+H+ -OCH3，35)，556 ( M+H+ - OCH2CH3，15)，105(10)。IR (, cm-1)：3442，1725，1630，1451，1393， 1097， 710。1H-NMR (500 MHz, CDCl3): (H) 8.04 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -2, 6), 7.56 (H, d, J = 7.2 Hz, H -4), 7.44 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -3, 5), 4.54 (1H, d, J = 5.2 Hz, H -14), 3.74 (3H, s, OCH3 -16),

13、 3.66, 3.11 (each 1H, d, J = 8.8 Hz, H -18), 3.31 (3H, s, OCH3 -6), 3.30 (3H, s, OCH3 -1), 3.28 (3H, s, OCH3 -18), 3.06 (1H, dd, J = 10.0, 6.5 Hz, H -6), 2.83 (1H, br.s, H-17), 2.75 (1H, br.s, H-7), 2.62, 2.39 (each 1H, d, J = 11.0 Hz, H -19), 2.35 (3H, s, NCH3), 1.66 (1H, dd, J = 11.0, 4.0 Hz, H -3

14、), 0.58 (3H, t, J = 7.0 Hz, OCH2CH3)。13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。经查文献这是一个新化合物，命名为江油附子碱甲 (Jiangyoufuzine A，1 )，是首次从植物中分离得到，日本专利报道3已合成此化合物，具有镇痛和抗炎作用。 化合物2 白色粉末，C34H49NO9, mp 180182, = 2.25 (= 0.445, CHCl3)。HR-FAB-MS m/z: 616.3482（M+H+），FAB-MS m/z (+)：616（M+H+，100），584（M+H+ -OCH3，3），105（33），77（43）。I

15、R（, cm-1）：3440，1724，1635，1451，1394， 1098，983，712。1H-NMR (500 MHz, CDCl3): (H) 7.99 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -2, 6), 7.48 (H, d, J = 7.2 Hz, H -4), 7.37 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -3, 5), 4.52 (1H, d, J = 5.0 Hz, H -14), 3.78 (3H, s, OCH3 -16), 3.64, 3.11 (each 1H, d, J = 8.6 Hz, H -18), 3.30 (3H, s, OCH3 -6

16、), 3.28 (3H, s, OCH3 -1), 3.26 (3H, s, OCH3 -18), 3.06 (1H, dd, J = 10.0, 6.5 Hz, H -6), 2.84 (1H, br.s, H-17), 2.73 (1H, br.s, H-7), 2.68, 2.45 (each 1H, d, J = 11.0 Hz, H -19), 1.12 (3H, t, J = 6.8 Hz, NCH2CH3), 0.58 (3H, t, J = 7.0 Hz, OCH2CH3)。13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。化合物2为一个新化合物，命名为江油附子碱乙

17、（jiangyoufuzine B，2），是第一次从植物中分离得到，日本专利报道3已合成此化合物，具有镇痛和抗炎作用。 化合物3 白色结晶 (丙酮) C31H43NO9，mp 150.5151.5，FAB-MS m/z (+): 574（M+H+, 100），556（M+H+ - OH, 3），542（M+H+ - OCH3, 4）。IR（ , cm-1）: 3446，1718，1636，1452，1386，714。1H-NMR（500 MHz, CDCl3）d: 8.04(2H, d, J = 7.5 Hz, H -2/, 6/)，7.58 (1H, t, J = 7.4 Hz, H-4/)

18、, 7.46 (2H, t, J = 7.7 Hz, H -3/,5/), 4.89 (1H, d, J = 4.0 Hz, H -14) , 4.42 (1H, s, H 15) , 3.99 (1H, d, J = 6.4 Hz, H -6)，3.63, 3.11（各1H, d, J = 8.4 Hz, H -18）, 3.33 (1H, d, J = 4.4 Hz, H -16) , 3.74 (3H, s, OCH3 16)，3.28 (6H, s, OCH3 ×2) , 3.17(3H, s, OCH3 -18)，2.34 (3H, s, NCH3) , 1.38(3H,

19、s, OAc)。13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。以上光谱数据与文献4报道的苯甲酰下乌头原碱（ benzoylhypaconine，3）一致。化合物4 白色结晶(丙酮)，C33H45NO10, mp 183185, EI-MS m/z (%): 615 （M+） (3), 584（31），105 （100）。IR （, cm-1）:3493, 1724, 1636, 1452, 1383, 1339, 712。1H-NMR （400 MHz, CDCl3）: 8.04 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -2/, 6/)，7.58 (1H, d, J = 7

20、.4 Hz, H -4/), 7.46 (2H, d, J = 7.4 Hz, H -3/, 5/), 4.89 (1H, d, J = 4.0 Hz, H -14), 4.42 (1H, s, H -15), 3.99 (1H, d, J = 6.4 Hz, H -6), 3.63, 3.11（各1H, d, J = 8.4 Hz, H -18), 3.33 (1H, d, J = 4.4 Hz, H -16), 3.74 (3H, s, OCH3 -16), 3.28 (6H, s, OCH3×2)，3.17 (3H, s, OCH3 -18), 2.34 (3H, s, NCH

21、3), 1.38 (3H, s, OAc)。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献5.6.7报道的下乌头碱一致，故推断该化合物为下乌头碱。化合物5 白色结晶(丙酮)，C33H45NO11，mp 202204, FAB-MS m/z (+)：632 (M+H+, 100), 600 (M+ -OCH3, 5)。IR ( , cm-1): 3506, 1713, 1636, 1490, 1451, 1378, 716。1H-NMR (400 MHz, CDCl3): 7.97 (2H, d, J = 7.2 Hz, H -2/, 6/), 7.56 (1H,

22、t, J = 7.2 Hz, H -4/), 7.42 (2H, t, J = 7.6 Hz, H -3/, 5/), 4.81 (1H, d, J = 4.9 Hz, H -14), 4.55 (1H, dd, J = 4.9, 2.8 Hz, H -15), 3.27 (1H, d, J = 5.4 Hz, H -16), 3.89 (1H, br.s, H -6), 3.59, 3.58 (各1H, d, J = 9.2 Hz, H -18), 2.71, 2.30 (各1H, d, J = 11.4 Hz, H -19), 3.24 (3H, s, NCH3), 3.69 (3H, s

23、, OCH3 -16), 3.24 (3H, s, OCH3 -6), 3.22 (3H, s, OCH3 -1), 3.10 (3H, s, OCH3 -18), 1.32 (3H, s, OAc -8), 13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献3.9报道的中乌头碱一致，故推断该化合物为中乌头碱。 化合物6 白色粉末，C31H43NO10, mp 144146, EI-MS m/z (%)：590 (M + 1+, 100), 437 （11），436 （100）. IR (. cm-1): 3446, 1718, 1635, 1603, 1584, 1

24、451, 1387, 713。1H-NMR (400 MHz, CDCl3):8.01 (2H, d, J = 8.0 Hz, H -2/, 6/), 7.55 (1H, t, J = 7.2 Hz, H -4/), 7.41 (2H, t, J = 7.6 Hz, H -3/, 5/), 4.97 (1H, d, J = 4.8 Hz, H -14), 4.52 (1H, d, J = 5.2 Hz, H -15), 4.08 (1H, d, J = 6.4 Hz, H -6), 2.31 (3H, s, NCH3), 3.72 (3H, s, OCH3 -16), 3.29 (3H, s,

25、 OCH3 -6), 3.28 (3H, s, OCH3 -1), 3.24 (3H, s, OCH3 -18)。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献9报道的苯甲酰中乌头原碱一致，故推断该化合物为苯甲酰中乌头原碱。 化合物7 白色粒状结晶(丙酮)，C31H40NO10，mp 144146, EI-MS m/z (%)：617 (M+, 4), 540 (100), 105 (83)。IR (, cm-1): 3454, 1721, 1658, 1452, 1375, 713。1H-NMR (500 MHz, CDCl3):8.01 (2H, d, J =

26、 7.6 Hz, H -2/, 6/), 7.56 (1H, t, J = 7.2 Hz, H -4/), 7.44 (2H, t, J = 7.6 Hz, H -3/, 5/), 4.85 (1H, d, J = 4.0 Hz, H -14), 4.41 (1H, d, J = 2.0 Hz, H -15), 4.02 (1H, br.s, H -6), 3.93 (1H, br.s, H -3), 3.32 (1H, d, J = 4.4 Hz, H -16), 3.73 (3H, s, OCH3 -16), 3.28 (3H, s, OCH3 -6), 3.24 (3H, s, OCH3

27、 -1), 3.14 (3H, s, OCH3 -18), 1.08 (3H, s, OAc -8), 1.08 (3H, t, J = 6.8 Hz, - NCH2CH3)。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献3.4.10报道的乌头碱一致，故推断该化合物为乌头碱。 化合物8 白色粉末，C24H39NO7，mp 208209, EI-MS m/z (%): 453 (M+, 25), 436 (M+-OH, 100)。IR (, cm-1): 3538, 3457。1H-NMR (400 MHz, CDCl3) :4.34 (1H, d, J = 4.4

28、 Hz, H -15), 4.06 (1H, t, J = 6.4 Hz, H -6), 4.01 (1H, br.s, H -14), 3.58 (1H, d, J = 7.6 Hz, H -1), 3.38 (3H, s, OCH3 -16),3.28 (3H, s, OCH3 -6), 3.26 (3H, s, OCH3 -18), 3.09 (1H, d, J = 6.8 Hz, H -16), 2.61, 2.20 (各1H, d, J = 10.4 Hz, H -19), 1.04 (3H, t, J = 7.0 Hz, NCH2CH3)。13C-NMR（100 MHz, CDCl

29、3）数据见表1。以上光谱数据与文献3.11.12报道的附子灵一致，故推断该化合物为附子灵。 化合物9 白色结晶(丙酮), C22H35NO4, mp 179181, EI-MS m/z (%): 377 (M+, 34), 360 (M+-OH 100)。IR (, cm-1): 3545, 3440。1H-NMR (400 MHz, CDCl3) : 4.32 (1H, d, J = 4.8 Hz, H -14), 3.69 (1H, br.s, H -1), 3.62 (1H, br.s, H -16), 3.03, 2.65 (2H, br.s, H -15), 3.24 (3H, s,

30、 OCH3 -16), 1.01 (3H, t, J = 7.2 Hz, NCH2CH3), 0.78 (3H, s, H -18)。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献11.13报道的卡拉可林一致，故推断该化合物为卡拉可林。 化合物10 白色粉末, C24H39NO6, mp 159161, EI-MS m/z (%): 437 (M+, 19), 420 (M+-OH 100)。IR (, cm-1): 3445。1H-NMR(400 MHz, CDCl3):4.26 (1H, d, J = 4.6 Hz, H -14), 4.11 (1H, dd,

31、 J =9.8, 6.4 Hz, H-6), 3.58, 3.20 (各1H, d, J = 8.6 Hz, H -18), 3.29 (3H, s, OCH3 -6), 3.28 (3H, s, OCH3-16), 3.27 (3H, s,OCH3 -18), 2.93 (1H, br.s, H -17), 1.07 (3H, t, J = 7.2 Hz, NCH2CH3)。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献2.3.4报道的尼奥灵一致，故推断该化合物为尼奥灵。 化合物11 白色结晶(丙酮), C22H31NO3, mp 205207, EI-MS m

32、/z (%): 357 (M+, 84), (M+-OH, 31)。IR (, cm-1): 3526, 3438, 1705。1H-NMR (400 MHz, CDCl3):5.27 (1H, dd, J = 1.2, 2.8 Hz, H -17), 5.19 (1H, br.s, H -17), 4.34 (1H, dd, J = 4.8, 2.4 Hz, H - 15), 3.84 (1H, br.s, H -1), 3.44 (3H, s, H -20), 3.29 (1H, dd, J = 11.2, 6.7 Hz, H -11), 3.07 (1H, br.d, J = 3.6 H

33、z, H -13), 2.50, 2.10 (各1H, d, J = 11.2 Hz, H -19), 2.23 (1H, d, J = 5.6 Hz, H 7) 。13C-NMR（100 MHz, CDCl3）数据见表1。以上光谱数据与文献2.3.13报道的松果灵一致，故推断该化合物为松果灵。表1 化合物111的13C-NMR数据Table 1 13C-NMR data of compounds 111No.1234567891011183.283.283.484.983.183.383.472.172.372.170.2226.526.426.426.235.733.633.629.429

34、.529.332.0334.735.034.634.770.871.571.630.031.129.831.5439.238.939.239.143.643.243.138.032.738.034.0547.248.147.748.146.646.146.844.046.444.049.0685.485.582.083.082.382.582.484.325.083.123.0742.143.342.144.444.245.944.746.745.052.143.4882.082.078.591.891.878.492.079.074.074.252.2941.541.346.843.743.

35、647.644.248.446.548.235.01045.645.547.740.940.741.840.940.640.040.449.71150.550.450.349.849.850.350.549.348.749.438.11236.737.136.636.134.136.035.830.728.629.7210.21374.874.874.974.074.074.874.043.544.944.053.61478.678.479.978.778.879.878.875.675.575.837.21579.679.685.278.878.881.878.977.342.142.777

36、.31693.693.591.090.089.990.889.990.582.081.9150.61762.461.462.462.062.062.361.162.563.163.3111.31876.380.180.280.076.776.776.780.127.480.226.01957.053.356.355.849.849.748.956.760.156.057.32065.9NCH342.742.842.442.342.4NCH2CH349.247.048.448.648.250.8NCH2CH313.413.313.012.913.013.4OCH2CH356.156.9OCH2C

37、H315.215.2OAc-8172.2172.3172.421.221.321.4C-156.656.256.656.456.256.155.9C-658.658.558.057.857.857.958.057.556.2C-16C-1862.159.062.158.961.660.260.858.960.959.061.559.061.059.159.058.056.159.157.8OBz-14(C=O)166.3166.2166.2165.9166.0166.3166.1C-1130.4130.4129.8129.7129.7129.8129.7C-2,6129.6129.6128.5

38、128.4128.6128.4128.7C-3,5128.3128.2129.8129.4129.5129.8129.6C-4132.8132.7133.2133.0133.2133.1133.44 讨论4.1 毒性C-8和C-14位毒性与脂基相关，C-8和C-14位均连接脂基毒性最大；C-8或C-14位连接脂基次之；醇氨型生物碱毒性最小。所分离得到的生物碱大部分带脂基，说明该植物毒性较大14。4.2 炮制加工由于该植物毒性较大临床使用需加工炮制，目的为了降低毒性。炮制方式位高温加热；原理为高温能使二萜生物碱的脂基发生水解反应，水解为不接脂基的醇氨型生物碱，使毒性降低，C-8脂基水解毒性为原来

39、1/200，C-14再水解，毒性为原来1/2000，故炮制加工能提高用药安全性14。5 结论从附子中共分离得到11个二萜生物碱，其中化合物110为C19二萜生物碱，化合物11为C20二萜生物碱，化合物1江油附子碱甲和化合物2江油附子碱乙为首次从附子中分离得到。参考文献1 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志.第27卷.M.北京: 科学出版社，1979 :2352 Moogack L. Alkaloids from Aconitum chiisanense . Yakhak Hoechi，1997,41(2):161173 3 Mitsuo M. and Takao M. Preparat

40、ion of aconitine derivatives as analgesics. Jpn.Kokai Tokkyo Koho (1989), 25.50534 王洁之，韩公羽. 四川江油附子脂溶性生物碱研究. 药学学报. 1985，20(1):7173 5 陈嬿，朱元龙，朱任宏. 中国乌头的研究. 药学学报. 1965，12(7):4354396 王宪楷，赵同芳，赖盛. 中坝鹅掌叶附子的生物碱研究. 中国药学杂志. 1995，30（12）：716719 7 陈泗英，刘玉青，王继承. 云南栽培川乌的生物碱成分. 云南植物研究. 1982，4(1):73758 张迪华，李慧颖，宋维良. 中药附子成分研究. 中草药. 1982，13(11):149 Hikino H.