白叶瓜馥木中愈创木烷型倍半萜类化学成分研究

白叶瓜馥木中愈创木烷型蓓半萜化学成分研究摘要：白叶瓜馥木为番荔枝科瓜馥木属的灌木植物，主要分布在中国广西、广东、福建、海南和台湾，越南等地也有分布。白叶瓜馥木入药较为温和、味道微有苦涩，有治疗风湿、活血和止血的作用，通常被用于风湿性骨痛、跌打损伤和月经不调，外用可以治疗骨折和创伤性出血；其提取物中含有的多种生物碱,酚类及蓓半萜类化合物，具有细胞毒活性,因此也有抗癌活性，可用于食管癌、胃癌、肺癌的辅助治疗。本文从瓜馥木属中分离鉴定得到了四个蓓半萜，分别鉴定为：dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)。关键词:番荔枝科；白叶瓜馥木；愈创木烷型倍半萜目录TOC\o"1-3"\h\u69251引言 4265551.1瓜馥木属植物萜类化合物研究概况 475991.1.1瓜馥木属中的萜类化合物 441091.1.2愈创木烷型蓓半萜类化学成分 59451.2立题依据 5292422实验部分 633782.1仪器、材料与试剂 6143782.2提取分离流程 639353结果 7139103.1化合物结构解析 8291474结论 1319329参考文献 13412致谢 157954附录 16

1引言白叶瓜馥木为番荔枝科瓜馥木属的灌木植物，主要分布于中国广东、广西、海南、福建和台湾，在越南等地也有分布REF_Ref16674\r\h[1]。白叶瓜馥木除了作为观赏植物外也可药用。白叶瓜馥木入药较为温和、味道微有苦涩，有治疗风湿、活血和止血的作用；通常以根茎为药材，临床大多适用于风湿性骨痛、跌打损伤，外用多用于骨折及创伤性出血的治疗REF_Ref16732\r\h[2]；白叶瓜馥木根又名乌谷藤REF_Ref17585\r\h[3]，其提取物中含有的多种生物碱,酚类及蓓半萜类化合物，具有细胞毒活性,因此也有抗癌活性，可用于食管癌、胃癌、肺癌的辅助治疗。本文对瓜馥木属中愈创木烷型倍半萜类化学成分及其药理作用进行了概述。1.1瓜馥木属植物萜类化合物研究概况瓜馥木属植物中存在许多种类丰富的产物，目前已分离出生物碱类、黄酮类、糖苷类、酸性成分、挥发性成分和萜烯等REF_Ref17719\r\h[4]。蓓半萜类是近年来在瓜馥木属中新发现的具有细胞毒性、抗炎及抗类风湿性关节炎活性的化合物，现报道有15个之多，来源于瓜馥木属和F.villosissimumREF_Ref17719\r\h[4]。瓜馥木属中的萜类化合物中药瓜馥木中是一种富含萜类成分的天然产物REF_Ref17820\r\h[5]，在我国传统中医药中被广泛应用。萜类化合物是由异戊二烯单位通过头尾相连的方式聚合而成的化合物，具有不同的结构类型和活性，其中包括单萜、蓓半萜、二萜和三萜等主要成分。例如，瓜馥酸是瓜馥木属植物中的一种单萜物质，作为一种天然有机酸，含有丰富的羧基和羟基，具有抗炎、抗氧化、增强免疫和扩血管等多种药理作用REF_Ref17918\r\h[6]，临床上被用于治疗炎症和感染性疾病，又由于其有出色的保湿和美白效果，在护肤品中也有多种应用。瓜馥木内酯（或瓜馥木酮），是瓜馥木属中的二萜物质，具有独特的内酯环和其他基团，生物活性显著，具有抗菌、抗炎及抗氧化作用，临床用于治疗骨质疏松、促进伤口愈合和预防感染及糖尿病等适应症REF_Ref18022\r\h[7]。瓜馥木是临床上常用的传统药材，挥发油中主要的化学成分为萜类成分REF_Ref25070\r\h[8]，十八烷含量最多，萜烯次之，其含量占总萜类成分的71.59%，其他依次为十五烷醇、十八烯酸、二十烷酸和二十烷醇酯等REF_Ref26484\r\h[9]。瓜馥木属植物具有多种生物活性化合物，其中以倍半萜类为主REF_Ref18502\r\h[10]。常见的骨架有愈创木烯（5/7融合环）、卡丁烷（6/6融合环）和巨豆烯（含13个碳的降倍半萜）REF_Ref18620\r\h[11]。愈创木烷型蓓半萜类化学成分愈创木烷型蓓半萜是蓓半萜中结构较为丰富、种类较多的类型，愈创木烷型倍半萜骨架中含有典型的[5,7]并环结构单元，由于侧链位置的不同，[5,7]并环结构的倍半萜还有伪愈创木烷(pseudoguaiane)型、广藿香烷(patchoulane)型、carotane、lactarane、daucane等其他类型REF_Ref21553\r\h[12]。愈创木烷型倍半萜根据7位侧链与其邻位碳是否形成内酯环及聚合单元数目，可分为简单愈创木烷型、愈创木内酯型、二聚体及三聚体4种类型REF_Ref22212\r\h[13]。其中，简单愈创木烷型蓓半萜主要分布于菊科(蒿属)、姜科(姜黄属)、樟科(樟属)等植物中，在念珠菌科等真菌的菌丝体及发酵产物中也有发现。近10年，近134个新的简单愈创木烷型倍半萜化合物被提取分离得到。愈创木烷倍半萜内酯在菊科、姜科等植物中也有分布，近10年，共分离得到52个新的12,8型愈创木烷倍半萜内酯类化合物REF_Ref22212\r\h[13]。愈创木烷型倍半萜二聚体相对分子质量在440～580,主要存在于菊科(蒿属、旋覆花属)、番荔枝科(木瓣树属)中，是一类结构新颖且活性突出的倍半萜聚合物REF_Ref22356\r\h[14]。近10年，分离鉴定了51个新的愈创木烷型倍半萜二聚体REF_Ref22212\r\h[13]。2018年，JINQ等从旋覆花Inulajaponica的花中提取分离得到inulajaponicolideA，该化合物为1个xanthanolide型倍半萜和2个愈创木烷型倍半萜内酯经Diels-Alder环加成反应形成的新型碳骨架REF_Ref22438\r\h[16]。近年来分离得到的愈创木烷型蓓半萜都被证实有抗菌、抗炎、抗肿瘤及神经保护作用等。1.2立题依据白叶瓜馥木为一种民间传统的中药材，具有多种药用活性，其中抗炎和抗肿瘤活性较为显著。这些药用活性很大程度上与其化学成分相关，其中，蓓半萜类化合物是其重要的一类化学成分。因此，对白叶瓜馥木中蓓半萜化合物的研究具有重要科学意义和药用价值，有助于揭示其药效物质基础和作用机制，为其临床应用提供；有助于发现新的化合物和新的生物活性，为药物研发提供新的候选物；同时有助于理解这些化合物如何在体内发挥作用，为药物设计提供优化指导。综上所述，对白叶瓜馥木中蓓半萜类化合物的研究具有重要立题依据，有助于推动中药材的现代化和科学化的发展。2实验部分2.1仪器、材料与试剂植物材料白叶瓜馥木原材料于2018年6月在海南省昌江黎族自治县采集得到。1.试剂仪器名称纯度生产厂家石油醚（60-90℃）AR氯仿AR乙酸乙酯AR广东西陇化工股份有限公司丙酮AR甲醇AR硅胶（柱层析用）200-300目青岛化工股份有限公司ODS反相硅胶12nm-50μm日本东京YMC公司TLC薄层色谱板GF254Merk公司TCL显色剂香草醛-14%浓硫酸显色剂巩义市予华仪器有限责任公司色谱试剂：乙腈/甲醇色谱纯2.仪器仪器设备型号生产厂家旋转蒸发仪EYELA1100日本东京理化器械株式会社冷却水循环装置EYELACOOLACECA-Ⅲ日本东京理化器械株式会社循环水式多用真空泵SHB-III郑州长城科工贸有限公司紫外分析暗箱YOKO-ZX上海越众仪器设备有限公司超声波清洗器SR5200-LH南京先欧仪器制造有限公司玻璃色谱柱各种不同规格型号北京欣维尔有限公司超导核磁共振仪AV-400德国bruker公司2.2提取分离流程按照常规提取方法，将采集的白叶瓜馥木的根茎经过风干和粉碎后(4.2kg)，在室温下用75%乙醇（3×15L,每次6天）提取三次。经减压浓缩后，水溶性的残渣依次用石油醚和乙酸乙酯进行分离。组合的石油醚层在减压下蒸发至干燥，可得到石油醚提取物（96g)。石油醚部位经各柱色谱如硅胶、凝胶、ODS以及HPLC纯化得到4个倍半萜化合物，分其中化合物1(1.8mg)、化合物2(8mg)、3（2.3mg）和4（32mg）。3结果对于上述分离纯化得到的4个化合物进行核磁以及质谱表征，最后通过解析以及与文献数据库对比，分别鉴定为：dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)（图1）。w图1.化合物1-4的结构3.1化合物结构解析化合物1化合物1是一种无色油状物，通过HRESIMS谱图，再对比碳谱和氢谱数据，分析得到其分子式为C15H24O3。化合物1氢谱表明，有一个烯烃质子，其化学位移为5.33（1H,d,J=7.6Hz,H-8）;一个羟甲基，化学位移为4.29/3.96(2H,d,J=12.0Hz,H-14);两个氧化的亚甲基质子，化学位移分别为4.38(1H,d,J=9.6,Hz,H-5)和3.65(1H,dd,J=9.6,5.2Hz,H-10);同时存在三个甲基信号，化学位移分别为1.33(3H,s,H-13)，1.26(3H,s,H-12)和1.04(3H,s,H3-15)。此外，15碳的化学信号由碳谱可见（表1），包括两个烯烃碳化学位移分别为145.0（C-7）和122.3（C-8），一个氧化季碳在化学位移83.6（C-11）处有显示，两个氧化的次甲基碳，化学位移分别为75.4（C-6）和78.7（C-10），一个氧化的亚甲基碳，化学位移为67.1（C-14），以及三个亚甲基碳和甲基碳。从碳谱数据中仅发现一个不饱和度。另外，还有三个不饱和度存在，这表明有三个环的存在（图2，环A，B，C）。环A含有五个碳原子。该化合物H-2/H-3、H-3/H-4和H-4/H-5的1H-1HCOSY相关性以及H3-15到C-1、2和5的HMBC相关性表明，环A是由C-1-C-5在内的5个碳组成的。环B由七个C组成这个可由该化合物的HMBC谱和1H-1HCOSY相关性得以证实。H-5/H-6、H-8/H-9和H-9/H-10的1H-1HCOSY相关性与H-14到C-6、C-7和C-8的HMBC相关性;从H3-15到C-1、C-5和C-10表明环B由7个碳组成，包括C-1和C-5-C-10。H-4/H-5和H-5/H-6的1H-1HCOSY相关性结合H-6到C-11、H3-12到C-4和C-11的HMBC相关性表明，环C包含4个碳原子及1个氧原子。结合耦合常数和NOESY实验，得到了1的化学结构相对构型。较大的3JH-5,H-6=9.6Hzand3JH-4,H-5=13.2Hz表明H-4与H-5、H-5与H-6具有跨轴关系。H-4/H-6、H-6/H-15和H-5/H-10的NOESY相关性表明，H-4、H-6和C-15甲基在同一面上;H-5和H-10在另一面。因此，化合物1被鉴定为含有五元醚环的罕见倍半萜类化合物。我们将化合物1命名为dysodensiolsJ。图2.化合物1的二维相关信号表1化合物1的氢谱和碳谱数据position1δH(Multi.,JinHz)δC144.921.71(m)1.95(m)44.831.62(m)26.042.53(dd,13.6,9.6)54.552.31(dd,13.6,9.6)61.264.38(d,9.6)75.47145.085.33(d,7.6)122.392.24(m)2.44(m)36.0103.65(dd,9.6,5.2)78.711-83.6121.26(s)22.7131.33(s)30.3143.96(d,12.0)4.29(d,12.0)67.1151.04(s)14.5化合物2化合物2也是一种无色油状物，观察和分析HRESIMS，氢谱和碳谱数据(表2)，可以推断出其分子式为C15H24O2。氢谱分析结果表明，存在3个甲基信号，化学位移分别为0.89(d,J=6.8Hz)、0.95(d,J=6.8Hz)和1.08(s)，1个烯烃质子在化学位移5.75(d,J=2.8Hz)处有显示。碳谱数据显示有15个共振，包括1个羰基(δC217.7)，2个烯烃(δC129.9,142.4)。它的氢谱和碳谱与4-epi-isodauc6-ene-10β,14-diol非常相似REF_Ref22624\r\h[17]，除了在4-epi-isodauc6-ene-10β,14-diol的10号碳上缺少一个氧合碳信号(δC83.8)，而在化合物2的十号碳上确有一个羰基(δC217.7)的存在。经NOESY实验，可得到化合物2的相对构型。H-4/H3-15和H-5/H-11的NOESY相关性结果显示，H-4和十五号碳的甲基在同一方向上;而H-5和11-iPr在其他方向上(图3)。因此，鉴定出2的结构如图1所示。我们把化合物2命名为dysodensiolsL。图3.化合物2的二维相关信号表2化合物2的氢谱和碳谱数据position2δH(Multi.,JinHz)δC161.221.51(m)2.11(m)34.031.48(m)1.84(m)24.541.99(m)50.752.33(m)48.565.75(d,2.8)129.97142.482.21(m)2.28(m)26.992.54(m)39.910-217.7111.69(m)32.4120.89(d,6.8)18.8130.95(d,6.8)22.1144.09(s)67.5151.08(s)19.8化合物3化合物3同样也是无色油，观察HRESIMS数据，可以发现在m/z243.1366处(计算为243.1361)存在一个[M+Na]+离子峰，因此可推断分子式为C14H20O2。氢谱分析表明，该化合物存在有3个不同的甲基化学位移，分别为0.81(d,J=6.8Hz)、1.02(d,J=6.8Hz)和1.41(s)，1个烯烃质子化学位移为6.02(s)。碳谱数据结果表明，共有14个共振存在，其中包括2个羰基碳(δC200.4,211.5)和2个烯烃碳(δC124.4,168.0)，这是愈创木烷型倍半萜的特征信号。碳谱和氢谱数据(表3)与已报道的dysodensiolG非常相似REF_Ref22797\r\h[18]，对比dysodensiolG，化合物3中仅仅只是C-4的碳氧键信号(δC86.8)消失而变为甲基碳(δC53.9)存在。这一差别说明羟基位被替换为氢。利用NOESY实验的相关性，可确定3的相对构型。根据H-11/H3-15的NOESY实验相关性，可推断H-11与H3-15处于同一面上（图4）。因此，化合物3被确定为14-降碳愈创烷倍半萜。它于2021年首次合成REF_Ref22891\r\h[19]，并命名为dysodensiolK。图4.化合物3的二维相关信号表3化合物3的氢谱和碳谱数据position3δH(Multi.,JinHz)δC11.84(m)1.95(m)61.521.55(m)1.74(m)36.132.74(m)21.44-53.956.02(s)168.061.84(m)1.95(m)124.47200.482.71(m)3.03(m)37.392.72(m)2.89(m)37.310-211.5112.11(m)28.7120.81(d,6.8)16.3131.02(d,6.8)21.614-1526.1已知化合物4（图1）经数据与文献对照鉴定为已知的愈创木烷型蓓半萜(+)-aphanamolII。REF_Ref684\r\h[20]4结论白叶瓜馥木是一种具有潜在应用价值的天然产物。本文通过对所采集白叶瓜馥木，进行化学成分系统化的分离和提纯，分离鉴定得到了4个愈创木烷型倍半萜类化合物，分别为dysodensiolsJandL(1和2)、dysodensiolK(3)、(+)-aphanamolII(4)，进一步证实了瓜馥木属化合物的复杂性和多样性。该研究丰富了白叶瓜馥木的化学成分种类，不仅深入研究了其药用价值，对发现更多活性蓓半萜成分有很好的指导和推动作用，同时也可以推动中药材科学化及现代化发展。参考文献中国科学院《中国植物志》编辑委员会．中国植物志［Ｍ］.第三十卷第二分册.北京：科学出版社‚1979：130．江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海人民出版社,1977:758.邢旺兴,陈斌,宓鹤鸣,等.乌骨藤辨考[J].中药材,2003,(07):524-526.DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2003.07.030.金晨,张凌,陈佳倩,等.瓜馥木属植物化学成分及药理作用研究进展[J].中成药,2020,42(10):2699-2708.周学明.石斛兰和两种瓜馥木属植物化学成分及其药理活性研究[D].海南师范大学,2017.陈佳倩.长柄瓜馥木化学成分及抗痛风作用的网络药理学研究[D].江西中医药大学,2021.WuMeiZhu,XuBingQuan,ZhangXiaoZheng,LiuSha,LuoYouPing,ZhouXueMing,ChenGuangYing.Guaiane-typeSesquiterpenesfromthestemsofFissistigmaoldhamii[J].Chemistry&biodiversity,2023.DTT,VHL,CVD,etal.ChemicalconstituentsofessentialoilsfromtheleavesandstembarksoffourVietnamesespeciesofFissistigma(Annonaceae).[J].Naturalproductresearch,2014,28(3):174-84.ZhuChengCong,LuoYuXi,WuYou,YangJingYu,JiXinShu,ZhouXueMing.ANewN-cis-CoumaroyltyramineDerivativefromFissistigmaoldhamii[J].ChemistryofNaturalCompounds,2021,57(5).ChenJiaqian,JinChen,XuBolun,ShuJicheng,ShaoFeng,YuanChengjun,LiFengqin,HuangLiping,HuangHuilian.NewcompoundsfromthestemsofFissistigmaoldhamiivar.longistipitatumandtheircytotoxicactivities[J].Fitoterapia,2021,151.ZhouXue-Ming,ZhengCai-Juan,ZhangYu-Qin,ZhangXiao-Peng,SongXiao-Ping,XuWei,ChenGuang-Ying.Guaiane-TypeSesquiterpenoidsfromFissistigmaoldhamiiInhibittheProliferationofSynoviocytes.[J].Plantamedica,2017,83(3-04).FRAGABM.Naturalsesquiterpenoids[J].NatProdRep,2013,(30)9:1226.郭杰,王家平,彭博,等.天然愈创木烷型倍半萜类成分及其生物活性研究进展[J].中国中药杂志,2023,48(21):5727-5749.DOI:10.19540/ki.cjcmm.20230731.301.覃江江．四种旋覆花属药用植物中新型倍半萜的发现及生物活性研究[D]．上海：上海交通大学，2011．宋吉,戴伟锋,向诚,等.小萼瓜馥木枝叶乙醇提取物石油醚部分的化学成分[J]