有机化学  2016, Vol. 36 Issue (3): 638-641   PDF    
黔产白及中一个新颖的菲-1, 2-二酮
肖世基a , 徐德林b , 张茂生a , 令狐浪a , 丁立生c , 周树勇d , 周燕c     
a 遵义医学院药学院 遵义 563000;
b 遵义医学院细胞生物学教研室 遵义 563000;
c 中国科学院成都生物研究所 成都 610041;
d 绿野科技产业有限公司 正安 563400
国家自然科学基金(No. 31560102), 贵州省科技厅中药攻关项目(No. QKH-ZY[2013]3002), 贵州省科技厅、遵义医学院、遵义市科技局联合基金(No. QKH-LH[2014]7549), 遵义医学院博士启动资金(No. F-698)资助项目
*通讯作者：肖世基, E-mail: sjxiao@zmc.edu.cn
摘要：从贵州道地药材白及中分离得到1个新颖的菲类氧化物和5个已知的菲类衍生物, 新化合物命名为4, 7-二甲氧基菲-1, 2-二酮(1).其结构通过HR-ESIMS, 1D和2D NMR等光谱技术确定.
关键词：兰科    白及    菲类    4, 7-二甲氧基菲-1, 2-二酮    
A Novel Phenanthrene-1, 2-dione from Bletilla striata
Xiao Shijia , Xu Delinb , Zhang Maoshenga , Lin hulanga , Ding Lishengc , Zhou Shuyongd , Zhou Yanc     
a School of Pharmacy, Zunyi Medical University, Zunyi 563000 ;
b Department of Medical Genetics, Zunyi Medical University, Zunyi 563000 ;
c Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041 ;
d Lvye Science and Technology Industry Co. Ltd., Zheng'an 563400
Received: September 20, 2015; published: November 9, 2015; published online: November 20, 2015
Project supported by the National Natural Sciences Foundation of China (No. 31560102), the Key Projects on Chinese Medical Herbs in Guizhou Province (No. QKH-ZY[2013]3002), the United Fund of Guizhou Province, Zunyi Medical University and Zunyi City (No. QKH-LH[2014]7549), and the PhD Start-up Fund of Zunyi Medical University (No. F-698)
Abstract: A novel phenanthrene oxide, named 4, 7-dimethoxy-phenanthrene-1, 2-dione (1), and other five known phenanthrene derivatives were isolated from the tubers of Bletilla striata. The structures of the new compounds were established by means of HR-ESIMS, 1D and 2D NMR.
Key Words: orchidaceae    Bletilla striata    phenanthrene    4, 7-dimethoxy-phenanthrene-1, 2-dione    

白及(Bletilla striata (Thunb.) Rchb. f.)亦名白芨, 为兰科(Orchidaceae)多年生草本植物, 是我国名贵中草药.其主要产于我国陕西南部、甘肃东南部、江苏、安徽、浙江、江西、福建、湖北、湖南、广东、广西、四川和贵州.生于海拔100～3200 m的常绿阔叶林下, 栋树林或针叶林下, 路边草丛或岩石缝中[1].白及以干燥块茎入药:苦﹑甘﹑涩﹑微寒; 收敛止血, 消肿生肌; 用于咳血吐血, 外伤出血, 疮疡肿毒, 皮肤皲裂, 肺痨咳血, 溃疡出血, 烧烫伤[2].现代药理研究表明白及具有抗菌镇痛、抗肿瘤、延缓衰老、增加机体免疫力等保健功能[3, 4].此外, 白及花色艳丽, 是兰科植物中既是药用植物又具观赏价值的物种.因此, 白及已经从传统的中药材资源发展而成为一种药、食、保健兼具观赏的特种经济植物.对白及化学成分的研究始于20世纪80年代[5], Yamaki等[6～11]相继从白及中分离得到了一系列的化合物, 主要有菲类、二氢菲类、联菲类、联苄类、菲苷类和花青素类化合物.从2002年开始, 我国学者韩广轩等[12]从白及分离得到有菲类衍生物.近年来, 也不断从白及中分离得到有新的菲类衍生物和其他类型化合物[13～16].为了更加深入地研究白及的次生代谢产物, 我们对产自贵州遵义正安的白及进行了化学成分研究, 从中共分离纯化得到1个新颖的菲类氧化物和5个已知的菲类衍生物(图 1), 运用HR-ESIMS, 1D和2D NMR等光谱技术确定新化合物的结构为4, 7-二甲氧基菲-1, 2-二酮(1).

图 1 从白及中分离得到的菲类衍生物 Fig 1 Structures of phenanthrene derivatives from Bletilla striata
1 结果与讨论
1.1 化合物1的结构鉴定

化合物1为黄色粉末, HR-ESIMS给出化合物的分子式为C16H12O4(测量值m/z 269.0804 [M＋H]＋, 计算值为269.0808;测量值m/z 291.0618 [M＋Na]＋, 计算值为291.0628), 提示有11个不饱和度. 1H NMR (400 MHz, CDCl3)上有2个甲氧基信号[δH 3.95 (s, 3H), 4.10 (s, 3H)], 1个孤立的烯氢信号[δH 6.01 (s, 1H)], 1组芳环的ABX系统信号[δH 7.10 (d, J＝2.3 Hz, 1H), 7.22 (dd, J＝9.8, 2.3 Hz, 1H), 8.95 (d, J＝9.8 Hz, 1H)], 和1对芳环的邻位偶合信号[δH 7.84 (d, J＝8.5 Hz, 1H), 8.13 (d, J＝8.5 Hz, 1H)](表 1); 13C NMR (100 MHz, CDCl3)谱上显示有2个甲氧基的碳信号(δC 55.7, 57.0), 2个酮羰基碳信号(δC 179.8, 180.3)和12个芳香碳信号, 通过和文献对比推测化合物1可能为菲醌类化合物[17, 18].因为有1对典型的菲类9, 10位邻位偶合氢信号[δH 7.84, 8.13 (d, J＝8.5 Hz)], 排除9, 10位氧化的可能[19], 只有可能是A环被氧化.进一步和已有的A环被氧化菲醌分析比较13C NMR谱发现, 当A环为对位氧化, 而甲氧基处于羰基的邻位时, 两个羰基的化学位移分别为δC 188.4, 180.2, 连甲氧基的碳为δC 158.3[20]; 当A环为邻位氧化, 甲氧基处于其中一个羰基的间位时, 这两个羰基的化学位移可为δC 179.6, 179.4, 羰基β位连甲氧基的碳因为羰基的吸电子作用可以向低场移动δ 11为δC 169.3[21].化合物1的13C NMR低场特征碳信号为δC 180.3, 179.8, 173.2, 和文献对比可以推断化合物为A环邻位氧化的菲醌.进一步通过HMBC谱中H-10和δC 180.3的羰基有相关, 可以确定2个羰基分别处于C-1和C-2上; HMBC谱中的孤立的烯氢信号δH 6.01 (s, H-3)和δC 180.3, 179.8的两个羰基有相关, 还和δC 173.2碳信号有相关, 可以确定甲氧基处于C-2上羰基的β位, 即甲氧基处于C-4位; HMBC谱中H-8和C-6, C-7, C-9有相关, H-9和C-8有相关, 可以断定另外一个甲氧基处于C-7位.综上所述, 化合物1的结构确定为4, 7-二甲氧基菲-1, 2-二酮.

表 1 化合物1的1H NMR和13C NMR数据(400/100 MHz) Table 1 1H NMR and 13C NMR (400/100 MHz) data of compound 1

图 2 化合物1的主要的HMBC (↷)相关 Fig 2 Key HMBC (↷) correlations of compound 1

其余已知菲类衍生物的结构, 通过与文献的波谱数据对照, 分别鉴定为7-羟基-2, 4-二甲氧基菲(2)[22], 2, 7-二羟基-4-甲氧基菲(3)[23], 2, 7-二羟基-3, 4-二甲氧基菲(4)[24], 2, 7-二羟基-3, 5-二甲氧基菲(5)[25]和2, 7-二羟基-1, 5-二甲氧基菲(6)[26].

2 实验部分
2.1 仪器与试剂

高分辨质谱用Bruker BiOTOF Q型质谱仪测定; 核磁共振用Agilent DD2400-MR型核磁共振仪测定, TMS为内标; IR用FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪, KBr压片; 薄层色谱硅胶GF254和柱色谱硅胶(300～400目)均为青岛海洋化工厂生产; 半制备高效液相色谱仪用北京创新通恒LC3000型色谱仪, HPLC柱用江苏汉邦DubheTM C18, 10 μm, 20 mm×250 mm; YMC C18, 5 μm, 10 mm×250 mm.

2.2 植物材料

白及于2014年采自贵州遵义正安县, 由遵义医学院药学院药学院杨建文副教授鉴定为白及(Bletilla striata (Thunb.) Rchb. f.).植物标本(No. 20141020)现存放在遵义医学院药学院.

2.3 提取分离

1.9 kg重干燥的白及块茎粉碎后用95%甲醇浸泡提取3次, 减压浓缩得浸膏900 g, 将其分散于水(3 L)中, 用石油醚(2 L×3)脱脂后以乙酸乙酯萃取(2 L×3).乙酸乙酯萃取物(36 g)经硅胶柱色谱(50 mm×380 mm, 石油醚-乙酸乙酯)梯度洗脱, 薄层色谱分析合并为5个部分(Fr.1～Fr.5). Fr.3进一步通过硅胶中压柱色谱[36 mm×460 mm, 石油醚-乙酸乙酯5:1→1:1(体积比)]梯度洗脱, 薄层色谱分析合并为10个组分(Fr.3.1～Fr.3.10), Fr.3.6经半制备HPLC分离[V(MeOH):V(H2O)＝85:15, 3.5 mL/min, 254 nm]得到2 (t＝7.1 min, 12 mg). Fr.3.9经半制备HPLC分离[V(MeOH):V(H2O)＝66:34, 3 mL/min, 254 nm]得到4 (t＝10.2 min, 18 mg). Fr.3.10经半制备HPLC分离[V(MeOH):V(H2O)＝85:15, 3.5 mL/min, 254 nm]得到1 (t＝6.1 min, 3 mg). Fr.4经制备HPLC色谱[20 mm×250 mm, V(MeOH):V(H2O)＝60:40→100:0]分离纯化, 薄层色谱分析合并为3个亚组分(Fr.4.1～Fr.4.3), Fr.4.2经半制备HPLC分离[V(MeOH):V(H2O)＝80:20, 4 mL/min, 254 nm]得到3 (t＝8.4 min, 7 mg), 5 (t＝9.2 min, 5 mg)和6 (t＝10.1 min, 6 mg).

4, 7-二甲氧基菲-1, 2-二酮(1):黄色粉末, 1H NMR和13C NMR数据见表 1; IR (KBr) ν: 2984, 1689, 1626, 1430, 1012 cm－1; ESIMS m/z: 291 [M＋Na]＋; HR-ESI-MScalcd for C16H13O4 [M＋H]＋ 269.0808, found 269.0804; calcd for C16H13O4Na [M＋Na]＋ 291.0628, found 291.0618.

辅助材料(Supporting Information)新化合物1的HR-ESIMS, 1H NMR, 13C NMR, HSQC和HMBC谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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