新疆苦豆子種子中生物堿類化學(xué)成分的研究

高紅英,李國玉,王航宇,王金輝,2

(1石河子大學(xué)藥學(xué)院/新疆特種植物藥資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,石河子832002;2沈陽藥科大學(xué)中藥學(xué)院,沈陽110016)

新疆苦豆子種子中生物堿類化學(xué)成分的研究

高紅英1,李國玉1,王航宇1,王金輝1,2

(1石河子大學(xué)藥學(xué)院/新疆特種植物藥資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,石河子832002;2沈陽藥科大學(xué)中藥學(xué)院,沈陽110016)

采用硅膠柱層析法、氧化鋁柱層析法、Sephadex L H-20柱色譜法,以及重結(jié)晶等方法對(duì)新疆苦豆子種子中生物堿類化學(xué)成分進(jìn)行研究,根據(jù)化合物的理化性質(zhì)和光譜數(shù)據(jù)鑒定其結(jié)構(gòu)。結(jié)果從新疆苦豆子種子中分離得到4個(gè)化合物,分別鑒定為9α-羥基苦參堿(Ⅰ)、苦參堿(Ⅱ)、槐定堿(Ⅲ)、氧化苦參堿(Ⅳ)。其中化合物Ⅰ為首次從本植物中分離得到。

苦豆子;生物堿;結(jié)構(gòu)鑒定

苦豆子(Sophora alopecuroidesL.)為豆科槐屬多年生草本植物,別名苦參草、苦豆根、苦甘草、西豆根、苦豆草、歐苦參等,主要分布于我國西北沙漠地區(qū)、華北地區(qū)以及中亞一帶,生長在荒灘或鹽堿土地,具有耐鹽堿抗干旱等特性[1]。

在適合其生長的環(huán)境里,分布范圍較廣,分布量較大,是中國西北及華北地區(qū)的一種重要植物資源。其發(fā)達(dá)的地下根系對(duì)于保土固沙、生物固氮起著重要作用。苦豆子作為藥用植物有清熱解毒、祛風(fēng)燥濕、止痛殺蟲等作用[2]。

近年來對(duì)苦豆子的研究逐漸增多。研究表明,苦豆子地上部分含生物堿在6.1%～8.03%,種子約含生物堿8.11%?？喽棺由飰A有良好生物活性,被廣泛用于臨床,其不僅具有抗癌、抑癌、抑制和殺滅各種微生物的藥理活性,而且對(duì)免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)有廣泛的藥理作用[3]。

我們對(duì)苦豆子種子中生物堿類化學(xué)成分進(jìn)行了研究,共分離得到4個(gè)化合物,分別為9α-羥基苦參堿(Ⅰ)、苦參堿(Ⅱ)、槐定堿(Ⅲ)、氧化苦參堿(Ⅳ),其結(jié)構(gòu)見圖1,其中化合物Ⅰ為首次從該植物中分離得的。

圖1 化合物I-Ⅳ的結(jié)構(gòu)Fig.1 The structures of compounds Ⅰ-Ⅳ

1 材料

X-5顯微熔點(diǎn)測定儀(北京泰克儀器有限公司);Nicolet Nexus 470型紅外分光光度計(jì)(日本日立);Shimadzu UV-2401紫外-可見分光光度計(jì)(日本島津公司);VORIAN-600型核磁共振光譜儀測定(TMS作內(nèi)標(biāo));薄層色譜用硅膠、柱層析硅膠以及柱層析氧化鋁均為青島海洋化工廠生產(chǎn);其他試劑均為分析純(天津市富宇精細(xì)化工有限公司)。

苦豆子藥材采于新疆石河子市農(nóng)試場,經(jīng)石河子大學(xué)藥學(xué)院譚勇教授鑒定為豆科槐屬植物苦豆子種子,標(biāo)本號(hào)為No.20070816006,樣品保留于石河子大學(xué)藥學(xué)院天然藥物化學(xué)教研室。

2 提取與分離

苦豆子種子2 kg,5%NaOH浸提過夜,所得殘?jiān)?%硫酸溶液提取,提取液過陽離子交換樹脂,用含3%氨的95%乙醇進(jìn)行洗脫,洗脫物經(jīng)80%水合肼/活性炭后得總生物堿134 g,再經(jīng)中性氧化鋁柱分離 ,石油醚-丙酮(100∶0～0∶100)梯度洗脫 ,得到各洗脫流份。

利用反復(fù)中性氧化鋁柱色譜、硅膠柱色譜、Sephadex L H-20和重結(jié)晶分離得到化合物Ⅰ70 mg,化合物 Ⅱ50 mg,化合物 Ⅲ30 mg,化合物 Ⅳ12 g。

3 結(jié)構(gòu)鑒定

3.1 化合物Ⅰ

白色針狀結(jié)晶(氯仿),易溶于氯仿、丙酮、甲醇、不溶于石油醚。C15H24N2O2,實(shí)驗(yàn)值m.p152～154℃,文獻(xiàn)值m.p158～159 ℃。

IR VmaxKBr(cm-1):3257(O-H),2590,2778(反式喹諾里西丁類),1609(C=O,酰胺羰基信號(hào)峰);HR-ESI-TOF-MS m/z:265[M+H]+。

該化合物13C NMR譜數(shù)據(jù)中給出15個(gè)碳信號(hào),δ169.3為一個(gè)羰基信號(hào),結(jié)合1H-NMR譜給出的24個(gè)氫信號(hào),可推測該化合物為喹諾里西丁類生物堿。

結(jié)合 IR中3257(O-H)以及 ESI/MS中246處的碎片離子峰可知,該化合物中含有一羥基,13CNMR譜中δ63.1處的碳信號(hào)為一連氧碳信號(hào)。

結(jié)合13C-NMR信號(hào)以及苦參堿類生物堿的結(jié)構(gòu)特征可知,該碳信號(hào)即為連羥基的碳信號(hào),1HNMR譜中δ2.07(s)即為該羥基信號(hào)峰。

該化合物Ⅰ的波譜數(shù)據(jù)見表1和表2,其13CNMR譜和1H-NMR譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[4]對(duì)照一致,可判斷該化合物為9α-hydroxymatrine。

3.2 化合物Ⅱ

白色柱狀結(jié)晶(石油醚),易溶于氯仿、丙酮、甲醇、微溶于石油醚。C15H24N2O,實(shí)驗(yàn)值 m.p 81～83℃,文獻(xiàn)值 m.p 80～82℃。

IR VmaxkBr(cm-1):2934,2886(C-H),2756,1651,1616(不飽和內(nèi)酰胺),1465,1093;HR-ESITOF-MS m/z:249[M+H]+。

該化合物13C-NMR譜數(shù)據(jù)中給出15個(gè)碳信號(hào),在最低場δ169.4處為一羰基信號(hào),結(jié)合1HNMR譜給出的24個(gè)氫信號(hào),可推測該化合物為喹諾里西丁類生物堿。

13C-NMR 譜中δ63.8、δ57.3、δ57.2、δ53.2、δ43.2為連氮的碳信號(hào),另外,由1H-NMR譜低場處δ4.40(dd,J=12.6,4.2Hz),δ3.05(t,J=12.6Hz)信號(hào)可推測為喹諾里西丁類母核上17位分別處在e鍵和a鍵上的 2個(gè)氫信號(hào),δ3.82(dt,J=9.6,6.0Hz)為11位連氮的叔碳上的氫信號(hào)。

化合物Ⅱ波譜數(shù)據(jù)見表1、表2,以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[5-7]對(duì)照一致,可確定為苦參堿(matrine),又根據(jù)其晶形及熔點(diǎn)值可確定本試驗(yàn)分得的苦參堿為δ-苦參堿。

3.3 化合物 Ⅲ

白色方晶(石油醚),易溶于氯仿、甲醇、不溶于石油醚。C15H24N2O,實(shí)驗(yàn)值 m.p 106～107 ℃,文獻(xiàn)值 m.p 105～107℃。

IR VmaxkBr(cm-1):2922,2867(C-H),2795,2745,2725(Bohlmann band),1623(內(nèi)酰胺的羰基信號(hào));HR-ESI-TOF-MS m/z:249[M+H]+。

該化合物13C-NMR譜數(shù)據(jù)中給出15個(gè)碳信號(hào),最低場δ169.9為一羰基信號(hào),結(jié)合1H-NMR譜給出的24個(gè)氫信號(hào),可推測該化合物為喹諾里西丁類生物堿。

該化合物 TLC與苦參堿對(duì)照,極性略小于苦參堿,且其1H-NMR譜呈現(xiàn)多重峰。

該化合物波譜數(shù)據(jù)見表1、表2,與文獻(xiàn)[5-7]對(duì)照一致,結(jié)合其物理性狀可確定該化合物為槐定堿(sophoridine)。

3.4 化合物 Ⅳ

白色棱晶(氯仿-乙醚),易溶于氯仿、甲醇,微溶于丙酮,不溶于石油醚。C15H24N2O2,實(shí)驗(yàn)值 m.p207～208℃,文獻(xiàn)值 m.p205～207℃。

IR VmaxkBr(cm-1):2940,2879(C-H),2280,1612(內(nèi)酰胺羰基信號(hào)),946(N-O);HR-ESI-TOF-MS m/z:265[M+H]+。

該化合物13C-NMR譜數(shù)據(jù)中給出15個(gè)碳信號(hào),在最低場δ170.1為一羰基信號(hào),13C-NMR中δ69.6、δ69.3、δ 67.1、δ 53.0、δ 41.7 為連氮的碳信號(hào)。

1H-NMR低場δ4.41(dd,J=12.6,5.4Hz),δ4.20(t,J=12.6Hz)為喹諾里西丁類母核上17位,分別為e鍵和a鍵上的2個(gè)氫信號(hào),δ5.11(dt,J=10.2,5.4 Hz)為11位連氮的叔碳上的氫信號(hào),1HNMR譜共給出24個(gè)氫信號(hào)?；衔铫舨ㄗV數(shù)據(jù)見表1、表2,與文獻(xiàn)[5-6]中數(shù)據(jù)一致,故將其確定為氧化苦參堿(oxymatrine)。

表1 化合物Ⅰ-Ⅳ的′H-NMR(600 MHz in CDCl3)數(shù)據(jù)Tab.11H-NMR(600 MHz in CDCl3)Data forⅠ,Ⅱ,Ⅲand Ⅳ

表2 化合物Ⅰ-Ⅳ的13C-NMR(150 MHz in CDCl3)數(shù)據(jù)T ab.213C-NMR(150 MHz in CDCl3)DataforⅠ,Ⅱ,Ⅲand Ⅳ

4 小結(jié)

通過對(duì)新疆苦豆子種子中生物堿類化學(xué)成分進(jìn)行研究,結(jié)果從中分離得到4個(gè)化合物。根據(jù)化合物的理化性質(zhì)及光譜數(shù)據(jù),分別鑒定為9α-羥基苦參堿(Ⅰ)、苦參堿(Ⅱ)、槐定堿(Ⅲ)、氧化苦參堿(Ⅳ)。其中化合物Ⅰ為首次從本植物中分離得到。本研究為進(jìn)一步對(duì)新疆苦豆子資源的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。

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Chemical Constituents from the Seeds ofSophora AlopecuroidesL.

GAO Hongying1,LI Guoyu1,WANG Hangyu1,WANGJinhui1,2
(1 School of Pharmacy,Shihezi University/Key Laboratory of Phytomedicine Resources&Modernization of TCM,Shihezi 832002,China;2 School of Traditional Chinese Materica Medica,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China)

To study the chemical constitutes from the seeds ofSophora alopecuroidesL,compounds were separated by colomn chromatography on silica gel,aluminium oxide and Sephadex L H-20.The structures were elucidated by spectral analyses and physicochemical properties.Four compounds were obtained and were identified as 9α-hydroxymatrine(Ⅰ),Matrine(Ⅱ),Sophoridine(Ⅲ),Oxymatrie(Ⅳ).Compound Ⅰwas isolated from the seeds ofSophora alopecuroidesL.for the first time.

Sophora alopecuroidesL;Alkaloid;Structure identification.

R93 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

A

2010-05-20

中國科學(xué)院西部之光課題(RCPY 200707)

高紅英(1985-),女,碩士生,專業(yè)方向?yàn)樘烊凰幬锘瘜W(xué)及藥理學(xué)研究。

王金輝(1972-),男,教授,從事天然藥物化學(xué)及中藥炮制研究;e-mail:wangjh1972@vip.sina.com。