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荞麦地鼠尾草根中的二萜类成分

夏光惠 ,  李元平 ,  毕德文 ,  张兰军 ,  李宏哲 ,  高林花 ,  王利勤

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引用本文: 夏光惠, 李元平, 毕德文, 张兰军, 李宏哲, 高林花, 王利勤. 荞麦地鼠尾草根中的二萜类成分[J]. 有机化学, 2017, 37(10): 2772-2775. doi: 10.6023/cjoc201703007 shu
Citation:  Xia Guanghui, Li Yuanping, Bi Dewen, Zhang Lanjun, Li Hongzhe, Gao Linhua, Wang Liqin. Diterpenes from the Roots of Salvia kiaometiensis Lévl[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2017, 37(10): 2772-2775. doi: 10.6023/cjoc201703007 shu

荞麦地鼠尾草根中的二萜类成分

  • a.

    云南中医学院中药学院 昆明 650500

  • b.

    云南师范大学化学化工学院 昆明 650500

    • 通讯作者: 王利勤, kibwang@sohu.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金（No.31100143）资助项目

摘要: 对民间丹参代用品荞麦地丹参（Salvia kiaometiensis Lévl.）乙醇提取物进行化学成分研究，通过现代多种色谱技术和波谱技术，从中分离并鉴定16个二萜类化合物，分别是6，8，11，13-abietatetraen-12-ol dimer（1），kiaometin（2），miltirone（3），tanshinone ⅡA（4），crypotanshione（5），tanshindiol C（6），ferruginol（7），2-isopropyl-8-methylphenanthrene-3，4-dione（8），tanshinone I（9），trijuganone B（10），dihydrotanshinone I（11），grandifolias C（12），przewalskin（13），tanshinlactone（14），6，7，8，9-tetrahydro-1，6，6-trimethylfuro[3，2-c]naphtha[2，1-e]oxepine-10，12-dione（15），almilalbanone（16）.其中，化合物1为新的松香烷型二萜的二聚体，2为新的降松香烷型二萜化合物，其B环7，8位开环后又通过醚桥连接起来.所有化合物均为首次从该种植物中得到.

English

  • 荞麦地鼠尾草(Salvia kiaometiensis Lévl.)为唇形科(Lamiaceae)鼠尾草属(Salvia L.)植物, 主产于云南东北部和四川中南部[1].本属中的多种植物具有极高的药用价值, 是一类重要的药用植物资源. 《中华本草》记载荞麦地鼠尾草具有活血调经、化瘀止痛之功, 主治月经不调、痛经、经闭、产后瘀阴腹痛、肝脾肿大、关节痛、胸绞痛、心悸、失眠等[2].荞麦地鼠尾草在民间常代丹参使用, 故又叫荞麦地丹参或土丹参, 其功效和主治与丹参相似.目前, 未见国内外对其进行相关研究的报道.为了更好地利用鼠尾草属植物的药用资源, 从民间医药汲取养分, 我们对土丹参化学成分开展了研究, 从中分离纯化得到16个二萜类化合物(见图 1), 分别是6, 8, 11, 13-abietatetraen-12-ol dimer (1), kiaometin (2), miltirone (3)[3], tanshinone ⅡA (4)[4], crypotanshione (5)[4], tanshindiol C (6)[5], ferruginol (7)[6], 2-isopropyl-8-methylphenanthrene-3, 4-dione (8)[7], tanshinone I (9)[4], trijuganone B (10)[8], dihydrotanshinone I (11)[4], grandifolia C (12)[9], przewalskin (13)[10], tanshinlactone (14)[4], 6, 7, 8, 9-tetrahydro-1, 6, 6-trimethylfuro[3, 2-c]naphtha[2, 1-e]-oxepine-10, 12-dione (15)[11], salmilalbanone (16)[5].其中, 化合物1为新的松香烷型二萜二聚体, 2为新的降松香烷型二萜, 其B环7, 8位开环后又通过醚桥连接起来.所有化合物均为首次从该植物中得到.

    图1 化合物1~16的结构 Figure1. Chemical structures of compounds 1~16
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    1   结果与讨论

    化合物1为无色油状物质, 其HR-EIMS给出化合物的分子式为C40H54O2(测量值m/z 566.4117, 计算值为566.4124), 不饱和度为14;其1H NMR和13C NMR显示该化合物结构中有20个碳原子, 其中有5个为CH3碳, 4个为sp2杂化的CH碳, 4个为sp2杂化的C.该化合物的核磁图谱数据与文献报道的6, 8, 11, 13-abietatetraen-12-ol[12]的核磁图谱数据(见表 1)一致, 但分子式C40H54O2中碳原子和氧原子个数及其不饱和度却为后者的两倍, 而氢原子个数比后者两倍少两个氢原子, 所以化合物1应为6, 8, 11, 13-abietatetraen-12-ol的二聚体, 并且以过氧键相连.综上所述, 该化合物结构鉴定为6, 8, 11, 13-abietatetraen-12-ol dimer.

    表 1  化合物1和2的1H NMR和13C NMR数据(500/125 MHz, CDCl3) Table 1.  1H and 13C NMR (500/125 MHz, CDCl3) data of compounds 1 and 2
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    1δCδH(J/Hz)2δCδH(J/Hz)
    1, 1'36.2 t1.65 (dd, 13.0, 3.7), 2.19131.2 t1.91 (td, 13.0, 4.4), 1.46 (d, 13.0)
    2, 2'19.0 t1.78 (tt, 8.3, 3.2), 1.69 (tt, 10.6, 3.5)218.7 t1.67 (m), 1.77 (dd, 13.4, 13.4)
    3, 3'41.1 t1.53 (d, 15.8), 1.27 (d, 6.9)340.6 t1.20 (dt, 3.4, 13.3), 1.55 (d, 13.3)
    4, 4'32.6 s434.4 s
    5, 5'51.5 d2.10 (d, 2.8)547.7 d1.66 (m)
    6, 6'130.3 d5.98 (dd, 9.6, 2.6)627.7 t2.08 (d, 6.9), 1.66 (m)
    7, 7'126.9 d6.42 (dd, 9.6, 2.9)795.6 d5.53 (d, 3.0)
    8, 8'131.5 s8148.7 s
    9, 9'141.1 s9135.7 s
    10, 10'37.6 s1037.8 s
    11, 11'113.1 d6.46 (s)11120.8 d6.69 (s)
    12, 12'150.5 s12148.1 s
    13, 13'133.1 s13122.8 s
    14, 14'119.9 d6.99 (s)14110.8 d6.69 (s)
    15, 15'27.4 d3.21 (七重峰) 1515.2 q2.20 (s)
    16, 16'22.8 q1.25 (d, 6.9)
    17, 17'22.6 q1.24 (d, 6.9)
    18, 18'20.6 q1.02 (s)1831.9 q0.84 (s)
    19, 19'22.5 q1.03 (s)1922.5 q1.06 (s)
    20, 20'32.8 q0.96 (s)2070.7 t4.20 (d, 10.8), 4.03 (d, 10.8)

    化合物2为棕色油状液体, 其HR-EIMS给出化合物的分子式为C18H24O3(测量值m/z 288.1718, 计算值为288.1725), 不饱和度为7;其1H NMR和13C NMR显示该化合物结构中有18个碳原子, 其中3个为CH3碳, 5个为CH2碳(1个为连氧原子的CH2碳), 4个CH碳(化学位移为95.6的CH可能为半缩醛CH, 2个为苯环上的CH), 6个C (4个为苯环上的C, 苯环上这四个C中化学位移为148.1和148.7的两个C可能连接了氧原子).该化合物可能为降二萜化合物.其所含碳原子个数及碳原子的级别与已知化合物13 (przewalskin)非常相似, 最大的区别在于化合物2中连氧原子的CH碳化学位移为δ 95.6, 而化合物13中连氧原子的CH碳化学位移为δ 70.2, 两者苯环上的碳化学位移也稍有不同.化合物2的HMQC图谱显示为δC 95.6上所连的氢为δ 5.53的氢, HMBC图谱显示该氢与δC 47.7 (C-5), 27.7 (C-6), 148.7 (C-8), 70.7 (C-20) 相关; HMBC图谱显示连氧原子的亚甲基碳(δC 70.7) 上的氢(δH 4.21, 4.04) 与δC 31.2 (C-1), 37.8 (C-10), 47.7 (C-5), 95.6 (C-7), 135.7 (C-9) 相关.前述HMBC相关和波谱特征说明δ 95.6的碳原子为7位碳, 它与20位碳原子和8位碳原子之间分别通过氧原子连接成两个醚桥. NOESY图谱中的H-20 (δH 4.21) 与H-19 (δH 1.06), Hβ-2 (δH 1.77) 相关, 说明20位CH2与7位碳原子间形成的醚桥为β位.综上所述, 化合物2的结构鉴定为16, 17-nor-7, 8:7β, 20-diepoxy-13-methyl-abi-eta-8, 11, 13-tien12-ol (2), 将其命名为kiaometin. B环7, 8位开环后又通过醚桥连接起来的降松香烷型二萜为首次从鼠尾草属植物中得到.

    2   结论

    通过多种色谱技术和波谱技术, 对土丹参根化学成分进行分离和结构鉴定, 从其乙醇提取物中分离得到二萜类化合物16个, 均为鼠尾草属植物中常见的结构类型, 所有化合物都为首次从该植物中得到.所得化合物4 (tanshinone ⅡA, 丹参酮ⅡA)、5 (crypotanshione, 隐丹参酮)和7 (ferruginol, 弥罗松酚)在该植物中含量较大, 其中丹参酮ⅡA为丹参治疗心血管等疾病的主要有效成分, 也是历版药典含量测定项检测物质, 而隐丹参酮是丹参抗菌的主要有效成分.除了这些含量较大的有效成分外, 其他量较小的成分也多同丹参的有效成分, 这从化学角度对土丹参有丹参的类似功效提供了证据, 对开发新的药用资源意义深远.

    3   实验部分

    3.1   仪器与试剂

    质谱用Waters Autospec Premier 776质谱仪测定; 核磁共振谱由Bruker DRX 500MHz和Avance 600 MHz核磁共振仪测定, TMS为内标; 柱层析硅胶(100-200目与200~300目)和硅胶薄层板(GF254) 购至青岛谱科分离材料有限公司; Sephadex LH-20, 瑞士GE Healthcare公司; MCI反相材料(75~150 mm)为日本Mitsubishi Chemical corporation生产.所用有机溶剂皆为工业级, 经蒸馏后使用.

    3.2   植物材料

    植物材料为荞麦地鼠尾草的根, 2014年10月采自云南昭通巧家, 经作者李宏哲(云南中医学院副教授)鉴定为唇形科鼠尾草属植物荞麦地鼠尾草(Salvia kiaometiensis Levl.), 标本藏于云南中医学院博物馆腊叶标本馆, 凭证标本号2014008.

    3.3   提取与分离

    称取干燥的土丹参药材(16.0 kg)粉碎后用86%乙醇室温提取5次, 减压蒸馏浓缩得浸膏1332 g, 用蒸馏水溶解浸膏后加入等量的乙酸乙酯萃取3次得乙酸乙酯萃取物480 g, 该萃取物480 g经硅胶(100~200目)柱色谱, 以石油醚-乙酸乙酯(V:V＝20:1, 10:1, 7:1, 5:1, 3:1, 1:1, 1:3, 1:5) 梯度洗脱, 经薄层色谱(TLC)检测合并得10个组分A~J.

    B (11g)部分经反复硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝15:1), 氯仿-甲醇(V:V＝300:1), 石油醚-氯仿(V:V＝1:1)]得到化合物7 (2.5 g).

    C (21.5 g)部分放置过程中析出大量红色粉末, 为化合物4 (15 g), 母液经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝25:1)]分为4个组分, C1经反复硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝40:1)], [石油醚-氯仿(V:V＝1:1), 氯仿-甲醇(V:V＝150:1)]后得到化合物1 (81 mg)和4 (83 mg). C2经Sephadex LH-20和硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝20:1)]得到化合物3 (940 mg). C4经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝40:1)]层析, 洗脱液放置析出晶体, 重结晶得化合物14 (200 mg).

    D (21 g)部分经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V: V＝11:1)]分为3个组分, D3经Sephadex LH-20和硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝20:1), 石油醚-丙酮(V:V＝20:1)]得化合物9 (169 mg).

    F (51 g)部分经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V: V＝13:1~1:1)]划分为4个组分, F1经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝35:1)]分为4个组分, F1c经Sephadex LH-20得到化合物15 (112 mg). F1d放置析出晶体, 重结晶得到化合物16 (201 mg), 母液经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝30:1)]得化合物1 (6 mg). F3经反复硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝30:1), 氯仿-丙酮(V:V＝50:1)], Sephadex LH-20得化合物13 (79 mg), 2 (120 mg). F4经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝20:1)]得到3个组分, F4c经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝20:1)]得到3个组分, 第二份为24.7 g, 取3.3 g经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V: V＝10:1)]得化合物5 (1.15 g).第三份经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝10:1)], MCI柱层析[甲醇-水(V:V＝6:4, 7:3, 8:2, 10:0)]得10个组分, 第5份经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝10:1)]得化合物12 (361 mg).第8份经MCI柱层析[甲醇-水(V: V＝6:4, 7:3, 8:2, 10:0)]得两个组分, 分别经硅胶柱色谱[石油醚-乙酸乙酯(V:V＝12:1)]得化合物10 (11 mg), 11 (5 mg).

    K (77 g)部分经硅胶柱色谱[氯仿-甲醇(V:V＝35:1~0:1)]划段分为10个组分, K4经反复硅胶柱色谱[氯仿-甲醇(V:V＝40:1~20:1)], MCI反相柱色谱[甲醇-水(V:V＝6:4, 7:3, 8:2, 10:0)]得化合物6 (54.2 mg).

    6, 8, 11, 13-Abietatetraen-12-ol dimer (1): [α]D20.6－125.83 (c 0.160, CHCl3); UV (MeOH) λmax [log ε/(L• mol－1•cm－1)]: 239 (3.51) nm; 1H NMR and 13C NMR see Table 1; IR (KBr) νmax: 2958, 1764, 1618, 1461, 1423, 1156 cm－1; HR-EI-MS calcd for C40H54O2 566.4124, found 566.4117.

    16, 17-Nor-7, 8:7β, 20-diepoxy-13-methyl-abieta-8, 11, 13-tien-12-ol (2): [α]D20.6－155.33 (c 0.150, CHCl3); UV (MeOH) λmax [log ε/(L•mol－1•cm－1)]: 225 (3.06), 291 (2.71) nm; 1H NMR and 13C NMR see Table 1; IR (KBr) νmax: 3413, 2950, 2873, 1498, 1458, 1411, 1181, 1030 cm－1; HR-EI-MS calcd for C18H24O3 288.1725, found 288.1718.

    辅助材料(Supporting Information)  新化合物的1D/2D NMR、高分辨质谱等谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

    1. [1]

      中国科学院中国植物志编辑委员会编, 中国植物志, 第66卷, 科学出版社, 北京, 1977, pp. 129~130.Delectis Flora Reipublicae Popularis Sinicae Edita Flora Reipublicae Popularis Sinicae, Vol. 66, Science Press, Beijing, 1977, pp. 129~130(in Chinese).

    2. [2]

      国家中医药管理局《中华本草》编委会, 中华本草, 第19卷, 上海科学技术出版社, 上海, 1999, p. 168.Editorial Board of Chinese Materia Medica Chinese Materia Medica, Vol. 19, Shanghai Science and Technology Press, Shanghai, 1999, p. 168(in Chinese).

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  • 图 1  化合物1~16的结构

    Figure 1  Chemical structures of compounds 1~16

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    表 1  化合物1和2的1H NMR和13C NMR数据(500/125 MHz, CDCl3)

    Table 1.  1H and 13C NMR (500/125 MHz, CDCl3) data of compounds 1 and 2

    1δCδH(J/Hz)2δCδH(J/Hz)
    1, 1'36.2 t1.65 (dd, 13.0, 3.7), 2.19131.2 t1.91 (td, 13.0, 4.4), 1.46 (d, 13.0)
    2, 2'19.0 t1.78 (tt, 8.3, 3.2), 1.69 (tt, 10.6, 3.5)218.7 t1.67 (m), 1.77 (dd, 13.4, 13.4)
    3, 3'41.1 t1.53 (d, 15.8), 1.27 (d, 6.9)340.6 t1.20 (dt, 3.4, 13.3), 1.55 (d, 13.3)
    4, 4'32.6 s434.4 s
    5, 5'51.5 d2.10 (d, 2.8)547.7 d1.66 (m)
    6, 6'130.3 d5.98 (dd, 9.6, 2.6)627.7 t2.08 (d, 6.9), 1.66 (m)
    7, 7'126.9 d6.42 (dd, 9.6, 2.9)795.6 d5.53 (d, 3.0)
    8, 8'131.5 s8148.7 s
    9, 9'141.1 s9135.7 s
    10, 10'37.6 s1037.8 s
    11, 11'113.1 d6.46 (s)11120.8 d6.69 (s)
    12, 12'150.5 s12148.1 s
    13, 13'133.1 s13122.8 s
    14, 14'119.9 d6.99 (s)14110.8 d6.69 (s)
    15, 15'27.4 d3.21 (七重峰) 1515.2 q2.20 (s)
    16, 16'22.8 q1.25 (d, 6.9)
    17, 17'22.6 q1.24 (d, 6.9)
    18, 18'20.6 q1.02 (s)1831.9 q0.84 (s)
    19, 19'22.5 q1.03 (s)1922.5 q1.06 (s)
    20, 20'32.8 q0.96 (s)2070.7 t4.20 (d, 10.8), 4.03 (d, 10.8)
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  • 发布日期:  2017-10-25
  • 收稿日期:  2017-03-02
  • 修回日期:  2017-05-22
  • 网络出版日期:  2017-10-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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