产量形成的苍术中有价金属的分离与鉴定

产量形成的苍术中有价金属的分离与鉴定

关白术是多年生草本植物科植物，也被称为东莞苍术，是一种稀有的草本植物。关白术味道苦涩，性温无光。它的干燥根主要具有健脾除湿、出汗、祛污染等功效。主要用于食欲不振、消化不良、心胸肿胀、感冒、呕吐。内外障碍、夜间盲、下巴疾病、皮肤硬化症；关节炎、四肢疼痛；内外寒、头痛、全身疼痛、无汗。水肿和排尿不利于人类的腹泻、慢性胃炎和循环系统疾病。它有很好的治疗效果，被广泛使用。它主要分布在中国东北、日本和朝鲜，其中朝鲜哈萨克斯坦自治州的储量可以达到20万吨。在日本和韩国把关苍术作为正统苍术广泛应用,而且对关苍术的挥发油成分进行了比较系统地研究,分析了挥发油的主要成分,并确定了一些组分的药理活性.但这些研究都只局限在挥发油成分的研究上,而对极性成分的研究几乎是空白.我们从关苍术中分离得到5个单体化合物,根据这些化合物的理化性质,利用光谱分析、标准品公正等方法鉴定了其中3种化合物的结构,分别为β-谷甾醇(3),苍术烯内酯丙(4),胡萝卜甙(5).对另外2种化合物(1)、(2)提供了IR、1HNMR、13CNMR谱图,并提出了推测结构,有待于进一步确定.化合物(1)和(2)为首次从该植物中分离得到的.1植物标本本实验所用关苍术购于汪清县仲坪乡(2000年12月).购入的植物标本由延边大学药学院药用植物教研室刘永镇教授鉴定为菊科植物关苍术(AtractylodesJaponicaKoidzexKitam)的根茎.药材晒干,切成小片,粉碎.1.1质谱、柱层析和质谱仪器熔点采用WC-1型显微熔点测定仪(四川产),温度计未经校正;红外光谱使用FT-IR1730型傅立叶变换红外光谱仪,采用KBrdisk法测定;核磁共振谱使用BrukerAV-400和AC-80脉冲傅立叶变换核磁共振仪,1HNMR用400MHz、300MHz,13CNMR用75.5MHz,以Me4Si为内标测定;质谱采用EI—MSVG～QUATTRO串联质谱仪,ESIMSFINNINGANMATLCQ电子喷雾质谱仪;柱层析用硅胶G为青岛海洋化工厂产粗孔硅胶(100～200目),薄层层析用硅胶为青岛海洋化工厂产硅胶GF254;溶剂乙醇、石油醚、乙酸乙酯、氯仿、甲醇由工业品经蒸馏后使用.1.2萃取物的提取关苍术干燥根茎粗粉(2.5kg),用浓度为80%乙醇浸泡一夜,用加热回流提取法,水浴上回流提取3次,减压回收乙醇并浓缩得浸膏.浸膏加水溶解,依次用石油醚、氯仿、正丁醇萃取.减压回收溶剂,得到石油醚萃取物(25g)、氯仿萃取物(25g)、正丁醇萃取物(42g).1.2.1沙状柱层析样品和沙状柱层析样品的制备取石油醚萃取物20g,用甲醇溶解,加入35g硅胶,搅拌均匀,蒸发甲醇制得沙状柱层析样品.另取硅胶400g,湿法装柱,其保留体积为700mL.以石油醚—乙酸乙酯溶剂系统进行梯度洗脱,每流份为100mL,TLC检测合并相同流份,减压浓缩回收溶剂,得化合物(1)和(3).1.2.2沙状柱层析和tlc的提取取氯仿萃取物20g,用甲醇溶解,加入35g硅胶,搅拌均匀,蒸发甲醇制得沙状柱层析样品.另取硅胶400g,湿法装柱,其保留体积为700mL.以石油醚—乙酸乙酯溶剂系统和氯仿—甲醇溶剂系统进行梯度洗脱,每流份为100mL,TLC检测合并相同流份,减压浓缩回收溶剂,得化合物(2)和(3).1.2.3沙状柱层析分离和浓缩取正丁醇萃取物20g,用甲醇溶解,加入35g硅胶,搅拌均匀,蒸发甲醇制得沙状柱层析样品.另取硅胶400g,湿法装柱,其保留体积为700mL.以氯仿—甲醇溶剂系统进行梯度洗脱,每流份为100mL,TLC检测合并相同流份,减压浓缩回收溶剂,得化合物(4)和(5).1.3波谱数据1.3.1qd算法白色粒状晶体(石油醚/乙酸乙酯);IR(KBr)ν:3500(O—H),1761(C==O),1761(C=Ο),1674,1649(C==C),1649(C=C),1330,1316(C—O),886(C==C)316(C—Ο),886(C=C)cm-1;1HNMR(CDCl3)σ:1.13(3H,S),1.22(1H,qd,J=12.6Hz),1.42(1H,d,J=14.5Hz),1.58(2H,d,J=5.4Hz),1.62(2H,dd,J=10.9,3.4Hz),1.74(1H,d,J=12.0Hz),1.75(3H,S),1.95(1H,ddd,J=12.6,8.7,7.0Hz),2.36(1H,d,J=12.6Hz),2.65(1H,dd,J=13.0,3.5Hz),2.79(1H,t,J=13.0Hz),2.83(1H,d,J=14.5Hz),4.66(1H,S),4.87(1H,S);13CNMR(CDCl3)σ:8.62(q),17.48(q),22.66(*),28.21(*),36.20(t),37.29(t),42.53(t),50.14(t),53.27(t),90.19(s),107.57(s),123.08(s),148.19(s),164.77(s),172.4(s).1.3.2nmrcdcl3白色针状晶体(氯仿/甲醇),m.p.151～152℃(温度计未经校正);MS(m/z):222(M+,41),204(M+—OH,33),189(M+—OH,—CH3,47),161[M+—C(CH3)2,37],135(37),121(38),93(30),43(100);IR(KBr)ν:3409(OH),1635(C==C),1635(C=C),1451(环C—H),1372,1343,1177,1045,1022(C—O)cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:0.96(3H,S),1.09(3H,S),1.13(3H,S),1.25(1H,S),1.31(1H,dt,J=12.0,9.5Hz),1.41(2H,m),1.52～1.77(2H,m),1.69(3H,S),1.81(1H,dq,J=14.0,2.0Hz),1.90(1H,t,J=14.0Hz),2.51(1H,dq,J=14.0,2.0Hz),2.81(1H,dd,J=14.0,2.0Hz);13CNMR(CDCl3)δ:18.9(q),20.04(q),20.21(q),22.05(q),24.64(t),25.46(t),29.71(t),34.83(t),40.99(t),43.59(s),45.25(t),55.76(d),72.32(s),120.98(s),131.42(s).1.3.3nmrcdcl3白色片状晶体(氯仿/丙酮),m.p.135～136℃(温度计未经校正),文献值为135～137℃.Libermann-Burchard反应阳性.FeCl3-EtOH反应阴性.IR(KBr)ν:3432(OH),2959(CH3),2936(CH2),2867(CH2),1640(C==C),1640(C=C),1463(环C—H),1381(CH3),1057(C—O),959(disubstitutedC==C)‚838‚801(trisubstitutedC==C)cm−1C=C)‚838‚801(trisubstitutedC=C)cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:0.68(3H,S,H-18),0.81(3H,d,J=6.4Hz,H-26orH-27),0.83(3H,d,J=6.4Hz,H-26orH-27),0.84(3H,t,J=6.5Hz,H-21),1.01(3H,S,H-19),1.03(3H,m,H-29),1.16(11H,m),1.55(12H,m),1.84(1H,m),1.85(2H,dt,J=9.5,3.4Hz,H-2),2.00(2H,dt,J=12.0,5.0Hz,H-7),2.27(2H,ddd,J=15.7,11.0,2.0Hz,H-4),3.53(1H,dq,J=11.0,4.6Hz,H-3),5.35(1H,d,J=5.0Hz,H-6);13CNMR(CDCl3)δ:11.85(C-19),11.97(C-29),18.77(C-21),19.02(C-27),19.39(C-18),19.81(C-26),21.07(C-11),23.06(C-28),24.29(C-15),26.07(C-23),28.24(C-16),29.15(C-25),31.65(C-7),31.65(C-8),31.89(C-2),33.94(C-22),36.14(C-20),36.50(C-10),37.25(C-1),39.77(C-12),42.29(C-13),42.29(C-4),45.83(C-24),50.13(C-9),56.05(C-17),56.76(C-14),71.80(C-3),121.70(C-6),140.75(C-5).1.3.4nmrcd白色针状晶体(石油醚/乙酸乙酯),m.p.197℃(温度计未经校正),文献值为197～199℃.IR(KBr)ν:3349(OH),1743(C==O)‚1743(C=Ο)‚1707,1643(C==C),1643(C=C),1328(C—O—C),1129(C—O),1034(C—O—C)‚899(C==CH2)034(C—Ο—C)‚899(C=CΗ2)cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:1.03(3H,s),1.24(1H,m),1.53～1.68(4H,m),1.82(3H,d,J=14Hz),1.84(1H,br.d,J=13.0Hz),1.96(1H,m),2.27(1H,d,J=14.0Hz),2.37(1H,br.d,J=13.0Hz),2.43(1H,td,J=13.0,1.0Hz),2.62(1H,dd,J=13.0,3.0Hz),2.63(1H,d,J=1.5Hz),3.13(1H,br.d),4.60(1H,dd,J=3.0,1.0Hz),4.86(1H,dd,J=3.0,1.0Hz);13CNMR(CDCl3)δ:8.16(q),16.59(q),22.39(*),24.67(*),36.13(t),36.76(t),41.38(t),51.27(t),51.77(t),103.79(s),106.76(t),121.97(s),148.59(s),161.16(s),172.59(s).1.3.5d,l,n,n-2h,d,d,d,d,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,d,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,n,白色粉状晶体(氯仿/甲醇),m.p.270℃以上分解(温度计未经校正),文献值为276～278℃.Libermann-Burchard反应阳性,Molish反应阳性.FeCl3-EtOH反应阴性.IR(KBr)ν:3429(OH),2935(CH3),1634(C==C),1634(C=C),1463(环C—H),1075,1025(C—O)cm-1;1HNMR(CD5N)δ:0.72(3H,S,H-18),0.81(3H,d,J=8.0Hz,H-26orH-27),0.85(3H,d,J=8.0Hz,H-26orH-27),0.87(3H,t,J=8.0Hz,H-21),0.91(3H,S,H-19),3.81～3.91(2H,m),4.03(1H,t,J=8.0Hz),4.26(1H,t,J=6.4Hz),4.27(1H,dd,J=18.0,11.6Hz),4.39(1H,dd,J=11.6,5.2Hz),4.54(1H,dd,J=11.6,2.4Hz),5.03(1H,d,J=7.6Hz),5.33(1H,d,J=5.2Hz);13CNMR(CD5N)δ:12.13(C-19),12.31(C-29),19.17(C-21),19.34(C-27),19.37(C-18),19.57(C-26),21.44(C-11),23.56(C-28),24.66(C-25),24.66(C-15),26.57(C-23),28.67(C-16),32.22(C-7),32.22(C-8),32.33(C-2),34.37(C-22),36.54(C-20),37.08(C-10),37.64(C-1),40.11(C-12),42.64(C-13),42.64(C-4),46.21(C-24),50.51(C-9),56.41(C-17),56.99(C-14),63.00(Glu.C-6),71.85(Glu.C-4),75.47(Glu.C-2),78.60(C-3),78.67(Glu.C-5),78.75(Glu.C-3),102.73(Glu.C-1),122.05(C-6),141.07(C-5).2结果与讨论2.1烯li丙的基因型nmr检测IR光谱中可见3499,1761,1674,1649,1330,1316cm-1等信号,表明化合物含有羟基、羰基、不饱和内酯的特征吸收峰,提示该化合物与苍术烯内酯丙有相似的母核结构.1HNMR谱中,1.13及1.75ppm处有两个单峰甲基的信号,4.66及4.87ppm为两个烯键质子的特征吸收峰.在1.75ppm处的甲基的单峰共振信号,好象有点偏低,这可用各向异性远程屏蔽效应来解释.13CNMR谱中,有107.57,123.08,148.19,164.77ppm4个吸收峰,表明此化合物有2个双键,还可见172.4ppm处的内酯羰基碳的信号.90.19ppm处有与氧相连接的碳的信号.又因苍术烯内酯丙是在苍术中已被分离并结构确定的化合物,不管在生体内或者在分离过程中生成它的异构体化合物(1)是合乎情理的(见图1).所以推测此化合物结构如图2.2.2双键和羟基稠环化合物经MS、1HNMR和13CNMR分析,确定了其分子式为C15H26O,又从其溶解性和TLC上的行为推测为倍半萜类结构.MS中有M+=222,M+—OH(204),M+—C(CH3)2(161),M+—OH,—CH3(189);红外谱图中可见,3409cm-1处有羟基吸收峰,另外还可见1635cm−1(C==C),1cm-1(C=C),1451cm-1(环C—H),1372(δC-H),1353(δC-H)的两个偕二甲基的吸收和1177(νC-O),1045,1022cm-1(C—O)等信号,示此化合物为具有双键和羟基的稠环化合物.1HNMR谱中,0.96,1.09,1.13ppm处有3个单峰甲基的信号,还有1.65,1.69ppm处有2个单峰甲基的信号,该两个甲基是与双键相连接的甲基,但在4.0～6.0ppm处并不存在烯氢特征吸收峰.13CNMR谱中,131.42和120.98ppm处有两个烯碳的特征吸收峰,72.32ppm处有与羟基相连接的碳的特征吸收峰.因找不到与此化合物结构一致的化合物,未能进行与文献值对照或标准品公正,由以上推测化合物结构如图3.2.3化合物3的鉴定白色片状晶体(氯仿/丙酮),Libermann-Burchard反应阳性,示此化合物可能含有甾醇母核结构.红外光谱中可见3432cm-1处的O—H伸缩振动吸收峰,FeCl3-EtOH反应阴性,说明醇羟基存在.另外IR光谱中还可见1640cm−1(C==C),1cm-1(C=C),1463cm-1(环C—H),1057cm-1(C—O)等甾族类化合物的特征吸收峰.1HNMR谱中,0.68ppm及1.00ppm处两个甲基的信号是C18及C19角甲基的信号.0.70～2.27ppm范围内可查甾醇类复杂多重峰的信号,此外在3.5ppm处出现了1H的多重峰,为甾醇类C3-H的特征吸收峰.5.3ppm处有烯氢吸收峰,示双键在C5上.13CNMR谱中140.75和121.70ppm是两个烯碳的吸收峰.71.7是与氧相连接的C3的特征吸收峰,11.97ppm到56.76ppm范围内可查到许多饱和碳的信号.以上情况说明化合物(3)为具有Δ5-Stigmastene骨架的甾类化合物.经与文献对照其mp、IR、NMR数据均与β-谷甾醇相一致,故化合物(3)鉴定为β-谷甾醇.2.4nmr化合物结构鉴定IR光谱中可见3349cm-1处的O-H伸缩振动吸收峰,说明羟基存在.另外IR光谱中还可见1743cm−1(C==O)‚1?643?cm−1(C==C),1?034?cm−1(C—O—C)‚899cm-1(C=Ο)‚1?643?cm-1(C=C),1?034?cm-1(C—Ο—C)‚899cm−1(C==C)cm-1(C=C)等酯类化合物的特征吸收峰.1HNMR谱中1.02(3H,S)为与C10相连的角甲基,1.80(3H,S)为与