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• 乌头属(Aconitum)植物在全世界约有300余种, 广泛分布于北温带, 如亚洲、欧洲和北美洲.我国已记录200多种.乌头属多种植物都是重要的药用植物, 用于治疗风湿性关节炎和各种疼痛等疾病, 因此一直受到广泛的关注, 二萜生物碱是该属植物中的主要活性成分^[1].展毛大渡乌头(Aconitum franchetiivar.villosulum), 为毛茛科乌头属植物大渡乌头的变种, 分布于我国四川西部, 生长于海拔3400~4000米间山地草坡或林中^[2].目前未见对展毛大渡乌头化学成分的研究报道, 为更好地开发利用乌头属植物药用资源, 弥补其研究领域的空白, 本课题组首次对展毛大渡乌头的化学成分进行了研究, 通过正、反相硅胶以及氧化铝柱层析, 重结晶等方法, 从中分离得到11个二萜生物碱, 用HR-ESIMS、IR、1D和2D NMR等波谱技术以及与文献对比等方法确定了它们的结构(图 1), 包括5个乌头碱型二萜生物碱villosutine (1)、indaconitine (2)^[3]、chasmaconitine (3)^[4]、chasmathnine (4)^[4]、talatisamine (5)^[5], 一个热解型二萜生物碱mithaconitine (6)^[6], 以及5个大渡乌碱型二萜生物碱franchetine (7)^[7]、14-debenzoylfranchetine (8)^[8]、leueandine (9)^[9]、kongboendine (10)^[10]、13-hydroxy-franchetine (11)^[11].其中化合物1为新的乌头碱型二萜生物碱.

  

  图1 从展毛大渡乌头中分离得到的生物碱

  1. Alkaloids isolated from Aconitum franchetii var.villosulum

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  1    结果与讨论

  

  图2 化合物1的关键HMBC与¹H-¹H COSY相关

  2. Key HMBC and ¹H-¹H COSY correlations of compound 1

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  化合物1为无定型白色粉末, [α]_D²⁰+31.27 (c 0.55, CHCl₃); HR-ESIMS显示分子式为C₃₆H₄₉NO₁₀(calcd for [M+H]⁺ 656.3435, found 656.3433), 不饱和度为13. IR图谱显示化合物1中存在羟基(3496 cm^-1)、羰基(1715 cm^-1).通过分析化合物1的NMR图谱, 显示其含有一个氮乙基[δ_H 1.09 (t, J=6.6 Hz, 3H); δ_C 48.9 (t), 13.5 (q)]、四个甲氧基[δ_H3.19 (s, 3H), 3.24 (s, 3H), 3.29 (s, 3H)和3.51 (s, 3H)]、一个乙酰基[δ_H 1.77 (s), δ_C 169.9 (s), 22.4 (q)]和一个反式肉桂酰基[δ_H 6.41 (d, J=16.2 Hz, 1H), 7.68 (d, J=16.2 Hz, 1H), 7.38~7.51 (m, 5H)]^[9].进一步分析¹³C NMR与DEPT图谱可知, 化合物1中还有5个亚甲基(δ_C 33.6, 35.5, 39.7, 47.6, 77.1)、10个次甲基(δ_C 40.9, 44.8, 47.3, 48.8, 61.7, 71.8, 78.7, 82.3, 85.4, 83.5)和4个季碳(δ_C 43.3, 50.4, 74.8, 85.8), 推测该化合物为C₁₉型二萜生物碱^[12]. ¹³C NMR数据可知化合物1中含有8个含氧取代的碳信号, 除四个甲氧基、一个乙酰基、一个肉桂酰基以外, 化合物1中还含有2个羟基.分析HMBC图谱(图 2)得知4个甲氧基分别位于C-1、C-6、C-16和C-18位; H-14 [δ_H4.78 (d, J=5.4 Hz, 1H)]与肉桂酰基中的羰基碳C-7' (δ_C 166.7)有相关, 表明肉桂酰基位于化合物1的C-14位; 当C-8位连接乙酰基时, 乌头碱型二萜生物碱C-8的化学位移常于δ84~86之间^[13], 而化合物1的C-8化学位移为δ_C 85.8 s, 因此可以确定乙酰基与C-8位相连; 余下的2个羟基应该位于C-3和C-13.化合物1的核磁数据与已知化合物indaconitine基本类似, 区别在于多了一组反式双键[δ_H7.68 (d, J=16.2 Hz, 1H), 6.41 (d, J=16.2 Hz, 1H); δ_C 118.1 (d), 145.6 (d)], 结合2D NMR可以确定化合物indaconitine的C-14位的苯甲酰基被肉桂酰基取代, 同时也进一步确定化合物1的C-3与C-13位有羟基取代, C-8位有乙酰基取代.分析NOESY图谱(图 3)得知H-1与H-3和H-10 β都有相关, H-10 β与H-14相关, 可以证明C-1位的甲氧基、C-3位的羟基和C-14的肉桂酰基都为α构型; NOESY图谱中H-6与H-9β相关, H-17 α与H-16相关, 证明C-6位的甲氧基为α构型, 而C-16位甲氧基为β构型.综上所述, 化合物1的结构鉴定为villosutine (1)(图 1).

  

  图3 化合物1的关键NOESY相关

  3. Key NOESY correlations of compound 1

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  2    实验部分

  2.1    仪器与试剂

  核磁共振谱(Brucker AVANCE DRX-600), 超高效液相色谱(ACQUITY UPLC I-Class)与四级杆飞行时间质谱(Xevo G2-S QTof) (waters公司), 紫外可见分光光度计(Shimadzu UV-2450), 傅立叶红外光谱仪(Thermo Fisher Nicolet 6700), 自动精密旋光仪(Perkin-Elmer 341).层析用YMC反相硅胶填料, 层析用氧化铝(上海陆都化学试剂厂), 层析用硅胶G和H (青岛海洋化工厂), 其余试剂为分析纯.

  2.2    实验样品

  展毛大渡乌头于2014年8月采自四川省宝兴县硗碛乡, 标本经西南交通大学生命科学与工程学院宋良科教授鉴定, 为毛茛科乌头属植物展毛大渡乌头(Aconitum franchetii var.villosulum)的干燥全草.

  2.3    提取与分离

  B部分(41 g), 经[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=30:1→5:1]洗脱得B-1, B-2, B-3, B-4四部分. B-1经[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=50:1→5:1]洗脱得franchetine (30 mg)以及B-1-1, B-1-2, B-1-3, B-1-4四部分, B-1-1经反相硅胶柱层析(甲醇-水, V:V=40:60→100:1)得13-hydroxyfranchetine (6 mg)及B-1-1-A和B-1-1-B两部分. B-1-1-A经碱性氧化铝(石油醚-丙酮, V:V=30:1)洗脱得leueandine (9 mg), B-1-1-B经碱性氧化铝(石油醚-丙酮, V:V=25:1)洗脱得kongboendine (4 mg). B-1-2部分经[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=20:1→1:1]反复柱层析得14-debenzoyl-franchetine (18 mg)和chasmanthinine (29 mg). B-1-3部分经[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=20:1→1:1]梯度洗脱得到B-1-3-A和B-1-3-B两部分, 其中B-1-3-A中有结晶析出得indaconitine (180 mg), B-1-3-B部分先经正相硅胶柱层析[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=15:1→1:1], 后经反相硅胶柱层析(甲醇-水, V:V=40:60→100:1)得villosutine (80 mg)和chasmaconitine (23 mg). B-1-4部分用石油醚-丙酮(V:V=1:1)重结晶, 得talatisamine (3.5 g), 取出结晶后剩余部分先经[石油醚-丙酮(1%二乙胺), V:V=15:1→1:1]洗脱后经反相硅胶柱层析(甲醇-水, V:V=30:70→100:1)洗脱, 最后经碱性氧化铝(石油醚-丙酮, V:V=20:1)纯化得mithaconitine (19 mg).

  9.2 kg展毛大渡乌头干燥全草, 粉碎为约60~80目粒度的粉末, 以0.1 mol/L的HCl溶液50 L冷浸48 h, 共浸渍7次.将浸渍液用氨水调节pH至9~10, 用二氯甲烷萃取, 将萃取液减压浓缩, 得生物总碱约100 g.

  辅助材料(Supporting Information) IR, UV, HR-ESI-MS, 1D和2D NMR图谱.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

  化合物1白色无定形粉末. [α]20 D+31.27 (c 0.55, CHCl₃); UV (CH₃OH) λ_max: 303 nm; ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃)及¹³C NMR (150 MHz, CDCl₃)数据见表 1; IR (KBr) ν_max: 3496, 2937, 2931, 2893, 2819, 1715, 1637, 1450, 1368, 1335, 1310, 1280, 1257, 1229, 1202, 1175, 1092, 1036, 985, 767 cm^-1; HR-ESI-MS calcd for C₃₆H₅₀NO₁₀[M+H]⁺ 656.3435, found 656.3433.

  表1 化合物1核磁共振图谱数据(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃) Table1. NMR spectroscopic data of compound 1(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃)

  表选项

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  No.	1H NMR (J/Hz)	13C NMR
  1	3.10 t (6.6)	82.3 d
  2	2.32 m	33.6 t
  	1.98 m
  3	3.76 m	71.8 d
  4	-	43.3 s
  5	3.03 m	48.8 d
  6	4.03 d (6.6)	83.4 d
  7	2.10 d (3.0)	47.3 d
  8	-	85.8 s
  9	2.85 m	44.8 d
  10	2.06 m	40.9 d
  11	-	50.4 s
  12	2.05 m	35.5 t
  	2.57 m
  13	-	74.8 s
  14	4.78 d (5.4)	78.7 d
  15	2.31 m	39.7 t
  	3.02 m
  16	3.36 m	83.5 d
  17	2.84 m	61.7 d
  18	3.50 ABq (9.0)	77.1 t
  	3.63 ABq (9.0)
  	2.31 m
  19	2.47 m	47.6
  	2.38 m	48.9 t
  21	2.86 m
  	1.09 t (6.6)
  22	-	13.5 q
  1'	7.51 m	134.3 s
  2'	7.39 m	129.1 d
  3'	7.38 m	128.2 d
  4'	7.39 m	130.6 d
  5'	7.51 m	128.2 d
  6'	-	129.1 d
  7'	6.41 d (16.2)	66.7 s
  8'	7.68 d (16.2)	118.1 d
  9'	-	145.6 d
  COCH3	1.77 s	169.9 s
  COCH3	3.24 s	22.4 q
  1-OCH3	3.19 s	55.9 q
  6-OCH3	3.29 s	58.1 q
  16-OCH3	3.51 s	59.3 q
  18-OCH3		58.9 q

  表1 化合物1核磁共振图谱数据(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃)
  Table1. NMR spectroscopic data of compound 1(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃)

  100 g生物总碱, 经硅胶柱层析[100~200目硅胶500 g, 二氯甲烷-甲醇(1%二乙胺), V:V=100:1→1:100]梯度洗脱.洗脱液经TLC检查合并为A~F六部分.

• 1. [1]

     肖培根, 王峰鹏, 高峰, 闫路平, 陈东林, 刘勇, 植物分类学报, 2006, 44, 1. doi: 10.1360/aps050046Xiao, P.-G.; Wang, F.-P.; Gao, F.; Yan, L.-P.; Chen, D.-L.; Liu, Y. Acta Phytotaxon. Sin. 2006, 44, 1 (in Chinese). doi: 10.1360/aps050046

  2. [2]

     中国科学院植物所, 中国医学科学院药物所, 中国植物志, Vol. 27, 科学出版社, 北京, 1979, p. 211.Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences and Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences Flora Reipublicae Populais Sinica, Vol. 27, Science Press, Beijing, 1979, p. 211 (in Chinese).

  3. [3]

     Pelletier, S. W.; Mody, N. V.; Sawhney, R. S.; Bhattacharyya, J. Heterocycles 1977, 7, 327. doi: 10.3987/S-1977-01-0327

  4. [4]

     Gabrieldela, F.; Rafael, D. A.; Tomas, O. Heterocycles 1989, 29, 205. doi: 10.3987/COM-89-4506

  5. [5]

     Boido, V.; Edwards, O. E.; Handa, K. L.; Kolt, R. J. Can. J. Chem. 1984, 62, 778. doi: 10.1139/v84-130

  6. [6]

     Pelletier, S. W.; Mody, N. V.; Puri, H. S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1977, 1, 12

  7. [7]

     Wang, F.-P.; Li, Z.-B.; Dai, X.-P.; Peng, C.-S. Phytochemstry 1997, 45, 1539. doi: 10.1016/S0031-9422(97)00164-7

  8. [8]

     彭崇胜, 代雪平, 陈东林, 王锋鹏, 天然产物研究与开发, 1999, 11, 23. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1999-TRCW199903004.htmPeng, C.-S.; Dai, X.-P.; Chen, D.-L.; Wang, F.-P. Nat. Prod. Res. Dev. 1999, 11, 23 (in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1999-TRCW199903004.htm

  9. [9]

     Chen, D.-L.; Lin, L.-Y.; Chen, Q.-H.; Jian, X.-X.; Wang, F.-P. J. Asian Nat. Prod. Res. 2003, 5, 209. doi: 10.1080/1028602031000093393

  10. [10]

      陈东林, 陈巧红, 简锡贤, 王峰鹏, 天然产物研究与开发, 2002, 14, 6. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-TRCW200205001.htmChen, D.-L.; Chen, Q.-H.; Jian, X.-X.; Wang, F.-P. Nat. Prod. Res. Dev. 2002, 14, 6 (in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-TRCW200205001.htm

  11. [11]

      Zhang, F.; Peng, S.-L.; Luo, F.; Ding, L. Chin. Chem. Lett. 2005, 16, 1046.

  12. [12]

      Chen, L.; Shan, L.-H.; Zhang, J.-F.; Xu, W.-L.; Wu, M.-Y.; Huang, S.; Zhou, X.-L. Nat. Prod. Commun. 2015, 10, 2063.

  13. [13]

      王锋鹏, 有机化学, 1982, 2, 161. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YJHU198203000.htmWang, F.-P. Chin. J. Org. Chem. 1982, 2, 161 (in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YJHU198203000.htm

• 

  图 1  从展毛大渡乌头中分离得到的生物碱

  Figure 1  Alkaloids isolated from Aconitum franchetii var.villosulum

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  图 2  化合物1的关键HMBC与¹H-¹H COSY相关

  Figure 2  Key HMBC and ¹H-¹H COSY correlations of compound 1

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  图 3  化合物1的关键NOESY相关

  Figure 3  Key NOESY correlations of compound 1

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  表 1  化合物1核磁共振图谱数据(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃)

  Table 1.  NMR spectroscopic data of compound 1(600 MHz for ¹H NMR, 150 MHz for ¹³C NMR, CDCl₃)

  No.	1H NMR (J/Hz)	13C NMR
  1	3.10 t (6.6)	82.3 d
  2	2.32 m	33.6 t
  	1.98 m
  3	3.76 m	71.8 d
  4	-	43.3 s
  5	3.03 m	48.8 d
  6	4.03 d (6.6)	83.4 d
  7	2.10 d (3.0)	47.3 d
  8	-	85.8 s
  9	2.85 m	44.8 d
  10	2.06 m	40.9 d
  11	-	50.4 s
  12	2.05 m	35.5 t
  	2.57 m
  13	-	74.8 s
  14	4.78 d (5.4)	78.7 d
  15	2.31 m	39.7 t
  	3.02 m
  16	3.36 m	83.5 d
  17	2.84 m	61.7 d
  18	3.50 ABq (9.0)	77.1 t
  	3.63 ABq (9.0)
  	2.31 m
  19	2.47 m	47.6
  	2.38 m	48.9 t
  21	2.86 m
  	1.09 t (6.6)
  22	-	13.5 q
  1'	7.51 m	134.3 s
  2'	7.39 m	129.1 d
  3'	7.38 m	128.2 d
  4'	7.39 m	130.6 d
  5'	7.51 m	128.2 d
  6'	-	129.1 d
  7'	6.41 d (16.2)	66.7 s
  8'	7.68 d (16.2)	118.1 d
  9'	-	145.6 d
  COCH3	1.77 s	169.9 s
  COCH3	3.24 s	22.4 q
  1-OCH3	3.19 s	55.9 q
  6-OCH3	3.29 s	58.1 q
  16-OCH3	3.51 s	59.3 q
  18-OCH3		58.9 q

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