水菖蒲倍半萜類成分的研究（Ⅱ）

李娟+李兆星+趙小芳+徐博+李林+張?zhí)m+李順祥

[摘要] 研究湖南產(chǎn)水菖蒲的化學(xué)成分。利用硅膠柱色譜和Sephadex LH-20柱色譜技術(shù)從水菖蒲95%乙醇浸提物中分離得到1個(gè)倍半萜類成分，結(jié)合波譜和X射線單晶衍射數(shù)據(jù)，鑒定該化合物為1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one，是1個(gè)新的愈創(chuàng)木烷型倍半萜。

[關(guān)鍵詞] 水菖蒲； 1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one； 倍半萜； 愈創(chuàng)木烷型

[Abstract] A new quaiane-tgpe sesquiterpene was isolated from the 95% ethanol extract of the rhizomes of Acorus calamus by silica gel and sephadex LH-20 column chromatographic methods. Structure and absolute configuration of the sesquiterpene were elucidated by spectroscopic data and X-ray crystallographic analysis， and named as 1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one.

[Key words] Acorus calamus； 1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one； sesquiterpene； guaiane-type

水菖蒲為天南星科菖蒲屬植物水菖蒲Acorus calamus L.的根莖，是我國臨床常用中藥，具有化痰開竅，除濕健脾，殺蟲止癢之功效[1]。藥學(xué)研究表明，水菖蒲具有顯著的抗菌、殺蟲、保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用[2-4]。課題組前期研究，采用GC-MS方法分析湖南產(chǎn)水菖蒲中揮發(fā)油成分組成[5]；對水菖蒲揮發(fā)油、乙醇提取物和不同萃取部位的抑菌活性進(jìn)行測定[5-6]；并從水菖蒲浸提物中已分離得到22個(gè)化合物，包括倍半萜、生物堿、脂肪酸、倍半木脂素和甾醇等結(jié)構(gòu)類型[7-9]。課題組繼續(xù)對水菖蒲進(jìn)行研究，分離得到一個(gè)倍半萜，經(jīng)鑒定，其1H-NMR和13C-NMR譜數(shù)據(jù)與已報(bào)道化合物1β，5α-guaiane-4β，10α-diol-6-one[10]的數(shù)據(jù)完全一致，但通過不同氘代溶劑（氘代氯仿和氘代丙酮）NOESY譜分析，這2個(gè)化合物的立體構(gòu)型不同，為進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，課題組培養(yǎng)單晶，通過X射線單晶衍射分析（數(shù)據(jù)保存在劍橋晶體數(shù)據(jù)中心（the Cambridge Crystallographic Data Centre，編號CCDC 1446117），最終確定該化合物為1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one，是1個(gè)新的愈創(chuàng)木烷型倍半萜。

1 材料

Agilent DD2-500核磁共振儀（美國Santa Clara，CA），HR-ESI-TOF-MS光譜儀（Agilent Series 1100 SL，ESI source Model G1969A，Agilent Technologies，Palo Alto，CA，USA），Rudolph Research AutoPol IV 旋光儀，Bruker Tensor 27和MIRacle ATR FT-IR 光譜儀（Bruker Optics），X射線單晶衍射儀（Bruker APEX-II CCD，石墨單色Cu Kα輻射，Bruker SAINT 軟件），Hewlett-Packard 8452A紫外-可見分光光度儀，J-810圓二色譜儀（JASCO日本分光）。

Sephadex LH-20（GE Healthcare Bio-Sciences AB，Uppsala，Sweden），薄層色譜和柱色譜硅膠均為青島海洋化工集團(tuán)公司產(chǎn)品，石油醚（60～90 ℃）、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正丁醇、硫酸、乙醇和甲醇等試劑均為分析純。

藥材于2011年12月采自湖南省瀏陽大圍山，經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)劉塔斯教授鑒定為天南星科植物水菖蒲A. calamus，憑證標(biāo)本（序號20111211）保存在湖南中醫(yī)藥大學(xué)中藥活性物質(zhì)篩選工程技術(shù)研究中心。將采收的菖蒲洗凈去泥砂，取根莖，陰干，備用。

2 提取與分離

水菖蒲（10 kg）粉碎成粗粉，加95%乙醇浸提4次，每次24 h，合并提取液，45℃減壓濃縮，得乙醇提取物（浸膏重1.1 kg）。將乙醇提取物加蒸餾水1 L使懸浮，依次用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇萃?。?.8 L×5次），得三氯甲烷部分（58.9 g）。三氯甲烷部分經(jīng)硅膠柱色譜（200～300目，6.0 cm×100 cm，1.0 kg），以石油醚-丙酮（50∶1～0∶1）梯度洗脫，獲得6個(gè)部位（Fr.1～ Fr. 6）。Fr. 3（14.0 g）經(jīng)Sephadex LH-20柱，石油醚-三氯甲烷-甲醇（4∶5∶1）洗脫（流速15 滴/min），得化合物1（60 mg）。

3 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1 無色方晶（甲醇），TLC紫外燈（254 nm）下無熒光，噴5% 硫酸乙醇顯色劑顯桔黃色斑點(diǎn)。HR-ESI-MS m/z 277.180 4 [M+Na]+ （計(jì)算值 277.178 0）。結(jié)合NMR數(shù)據(jù)，見表1，推斷其分子式為C15H26O3。IR譜圖中3 434，3 376和1 691 cm-1的吸收峰提示其結(jié)構(gòu)中存在羥基和羰基。1H-NMR譜（CD3OD）數(shù)據(jù)顯示有4個(gè)甲基信號δH 0.84（3H，d，J=6.5 Hz，H-12），0.89（3H，d，J=6.5 Hz，H-13），1.15（3H，s，H-14），1.34（3H，s，H-15）。13C-NMR譜（CD3OD）中有15個(gè)碳，其中2個(gè)連氧碳信號δC 81.8（C-4），74.6（C-10），1個(gè)羰基碳信號δC 217.7（C-6）。化合物取代基的連接順序及其立體構(gòu)型由HSQC，HMBC，1H-1H COSY，NOESY譜和X-ray單晶衍射數(shù)據(jù)確定，見圖1，2。

1H-1H COSY譜中確定C3-C2- C1-C5和C9-C8-C7-C11（C12）-C13結(jié)構(gòu)單元。HMBC譜中，H-11與C-12/C-13，H-7與C-11/C-12/C-13的強(qiáng)相關(guān)，表明有異丙基連接在C-7位；H-15與C-3/C-4/C-5的相關(guān)峰，表明Me-15連接在C-4位上，C-4與C-3和C-5相連接；H-2與C-10的相關(guān)峰，表明C-10連接在C-1位上；H-11與C-6的相關(guān)峰，表明C-7連接在C-6位上；H-8與C-10的相關(guān)峰，表明C-9連接在C-10位上；H-14與C-1/C-9/C-10的相關(guān)峰，表明Me-14連接在 C-10位，C-10與C-1和C-9相連；H-1與C-6的相關(guān)峰，表明C-6連接在C-5位上。根據(jù)以上信息，推出其平面結(jié)構(gòu)為愈創(chuàng)木烷型倍半萜，與文獻(xiàn)報(bào)道的1β，5α-guaiane-4β，10α-diol-6-one平面結(jié)構(gòu)相同[10]。分別以CD3OD 和acetone-d6為檢測溶劑，對NOESY譜中信息進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)H-5與H-7，H-12與H-15，H-1與4-OH/10-OH，4-OH與10-OH的相關(guān)信號，確定H-1，H-5，H-7，4-OH和10-OH均為α構(gòu)型。通過CuKαX-ray單晶衍射數(shù)據(jù)，見圖2和表2，確定化合物1的絕對構(gòu)型為1R，4R，5R，7S，10R，最終鑒定該化合物結(jié)構(gòu)是1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one。

4 波譜數(shù)據(jù)

1R，5R，7S-guaiane-4R，10R-diol-6-one 無色方晶（甲醇）；[α]20D-50.9°（c 5.06×10-3，MeOH）；UV（MeOH）λmax（log ε）：203 nm（2.95）；CD（MeOH）λmax（Δε）： 301（+6.95），195（-27.49）nm；IR（KBr，ν，cm-1）：3 434，3 376，2 958，2 938，2 873，1 691，1 460，1 372，1 281，1 169，1 064，1 027，902；HR-ESI-MS m/z277.180 4 [M+Na]+（計(jì)算值C15H26O3Na 277.178 0）；1H-NMR（CD3OD，500 MHz）和13C-NMR（CD3OD，125MHz），1H-NMR（Acetone-d6，500 MHz）和13C-NMR（acetone-d6，125 MHz）數(shù)據(jù)見表1。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國家中醫(yī)藥管理局中華本草編委會. 中華本草. 第8冊 [M]. 上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1999： 468.

[2] Sandeep R， Arun K J， Amit B， et al. Anti-oxidant and anti-microbial properties of some ethno-therapeutically important medicinal plants of Indian Himalayan Region[J]. 3 Biotech， 2016， 6（2）： 1.

[3] Chen H P， Yang K， Zheng L S，et al. Repellant and insecticidal activities of shyobunone and isoshyobunone derived from the essential oil of Acorus calamus Rhizomes[J]. Pharmacogn Mag， 2015， 11（44）： 675.

[4] Hazra R， Ray K， Guha D. Inhibitory role of Acorus calamus in ferric chloride-induced epileptogenesis in rat [J].Hum Exp Toxicol，2007， 26（12）： 947.

[5] 李娟， 劉清茹， 肖蘭， 等. 湖南產(chǎn)石菖蒲和水菖蒲揮發(fā)油成分分析和抑菌活性檢測[J].中成藥， 2015， 37（12）： 2542 .

[6] 李娟， 麻曉雪， 李順祥， 等. 湖南產(chǎn)石菖蒲和水菖蒲乙醇提取物及其萃取組分抑菌活性的比較研究[J].中成藥， 2014， 36（2）： 179 .

[7] 李娟， 徐博， 趙小芳， 等. 水菖蒲倍半萜類成分的研究[J]. 中國中藥雜志，2016， 41（11）： 2118 .

[8] Li Juan， Zhao Jian-Ping， Li Shun-Xiang， et al. A new sesquiterpene from Acorus calamus Rhizoma[J]. Chem Nat Compd， 2015， 51（6）： 1099.

[9] 李娟， 劉清茹， 趙建平， 等. 湖南產(chǎn)水菖蒲化學(xué)成分研究[J]. 中藥材， 2014， 37（9）： 1587.

[10] Zhou C X， Qiao D， Yan Y Y， et al.A new anti-diabetic sesquiterpenoid from Acorus calamus[J]. Chin Chem Lett， 2012， 23： 1165.