人參根和根莖中新的聚乙炔類化學(xué)成分

楊秀偉，王洪平，張友波，徐 嵬，王英平，張連學(xué)

? 化學(xué)成分 ?

人參根和根莖中新的聚乙炔類化學(xué)成分

楊秀偉1，王洪平1，張友波1，徐 嵬1，王英平2，張連學(xué)2

1. 北京大學(xué)藥學(xué)院 天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天然藥物學(xué)系，北京 100191 2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118

研究人參根和根莖的聚乙炔類化學(xué)成分。采用硅膠、反相HPLC等柱色譜方法進(jìn)行分離純化，通過紅外、紫外、質(zhì)譜、核磁共振等譜學(xué)數(shù)據(jù)鑒定化合物的結(jié)構(gòu)。從人參根和根莖的95%乙醇水提取物中分離得到17個(gè)聚乙炔類化合物，分別鑒定為人參炔K（1）、人參炔醇（2）、(9)-1-甲氧基-9-十七碳烯-4,6-二炔-3-酮（3）、竹節(jié)參炔A（4）、(3,9,10)-人參炔三醇（5）、10-甲氧基十七碳-1,16-二烯-4,6-二炔-3,9-二醇（6）、人參炔A（7）、10-甲氧基十七碳-1-烯-4,6-二炔-3,9-二醇（8）、西洋參炔醇7（9）、9,10-環(huán)氧-16-十七碳烯-4,6-二炔-3-醇（10）、人參環(huán)氧炔醇（11）、人參炔D（12）、西洋參炔醇4（13）、1-甲氧基-(9,10)-環(huán)氧十七碳-4,6-二炔-3-酮（14）、人參炔E（15）、人參炔二醇（16）和人參炔（17）?；衔?和10為新化合物，分別命名為人參炔三醇甲醚（panaxytriol methyl ether）和人參環(huán)氧烯炔醇（panaxenydol）；化合物4、9和13為首次從人參根和根莖中分離得到。

人參；聚乙炔；10-甲氧基十七碳-1,16-二烯-4,6-二炔-3,9-二醇；人參炔三醇甲醚；9,10-環(huán)氧-16-十七碳烯-4,6-二炔- 3-醇；人參環(huán)氧烯炔醇

傳統(tǒng)中藥人參系五加科人參屬植物人參C. A. Meyer的干燥根和根莖[1]，系馳名中外的大補(bǔ)中藥之一，始載于我國(guó)歷史上第一部記載藥物的著作《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品。隨著現(xiàn)代分離和分析技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)人參的化學(xué)成分除了人參皂苷（ginsenosides）外[2-5]，還有低極性的聚乙炔類（polyacetylenes）成分[6]。由于聚乙炔類化合物在化學(xué)上對(duì)光和熱具有不穩(wěn)定性，研究起步較晚，從20世紀(jì)60年代中期開始逐步受到重視，中國(guó)、日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家對(duì)人參中的聚乙炔醇研究較多。已有生物活性研究證明，人參中的聚乙炔類化合物有抗腫瘤活性[7-9]、神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)[10-12]、抗菌[13]、抗炎[14]、抑制前列腺素降解[15]、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化[16-17]和抗凝[18]等作用。為了繼續(xù)尋找人參根和根莖中具有生物活性的天然產(chǎn)物，本研究對(duì)其聚乙炔類化學(xué)成分進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。從人參根和根莖的95%乙醇水提取物中分離得到17個(gè)聚乙炔類化合物，通過IR、UV、MS、1D和2D NMR等譜學(xué)手段鑒定了其結(jié)構(gòu)，分別為人參炔K（ginsenoyne K，1）、人參炔醇（panaxynol，2）、(9)-1-甲氧基-9-十七碳烯-4,6-二炔-3-酮 [(9)-1-methoxy- 9-heptadecaen-4,6-diyne-3-one，3]、竹節(jié)參炔A（panaxjapyne A，4）、(3,9,10)-人參炔三醇 [(3,9,10)-panaxytriol，5]、10-甲氧基十七碳-1,16-二烯-4,6-二炔-3,9-二醇（10-methoxyheptadeca-1,16- diene-4,6-diyne-3,9-diol，6）、人參炔A（ginsenoyne A，7）、10-甲氧基十七碳-1-烯-4,6-二炔-3,9-二醇（10-methoxyheptadeca-1-ene-4,6-diyne-3,9-diol，8）、西洋參炔醇7（panaquinquecol 7，9）、9,10-環(huán)氧-16-十七碳烯-4,6-二炔-3-醇（9,10-epoxy-16- heptadecaene-4,6-diyn-3-ol，10）、人參環(huán)氧炔醇（panaxydol，11）、人參炔D（ginsenoyne D，12）、西洋參炔醇4（panaquinquecol 4，13）、1-甲氧基- (9,10)-環(huán)氧十七碳-4,6-二炔-3-酮 [1-methoxy- (9,10)-epoxyheptadecan-4,6-diyn-3-one，14]、人參炔E（ginsenoyne E，15）、人參炔二醇（panaxydiol，16）和人參炔（panaxyne，17），化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。其中，化合物6和10為新化合物，分別命名為人參炔三醇甲醚（panaxytriol methyl ether）和人參環(huán)氧烯炔醇（panaxenydol）；化合物4、9和13為首次從人參根和根莖中分離得到。

1 儀器與材料

Autopol III旋光儀（Rudolph Research Analytical，F(xiàn)landers，NJ，美國(guó)）；Thermo Nicolet Nexues-470 FT-IR紅外光譜儀（Thermo Nicolet，Inc.，Madison，WI，美國(guó)），KBr壓片；Varian Cary 300型紫外光譜儀（Varian Inc.，Palo Alto，CA，美國(guó)）；Bruker AV III 400型核磁共振波譜儀（Bruker BioSpin AG Facilities，F(xiàn)?llanden，瑞士），TMS為內(nèi)標(biāo)，氘代三氯甲烷為溶劑；Finnigan TRACE 2000 GC-MS（EI-MS；Thermo Finnigan，San Jose，CA，美國(guó)）；MDS SCIEX API QSTAR型質(zhì)譜儀（ESI-TOF-MS；Applied Biosystems/MDS Sciex.，F(xiàn)oster，CA，美國(guó)）；創(chuàng)新通恒LC 3000型半制備高效液相色譜儀，配置P3050型二元泵，UV3000型UV檢測(cè)器，CXTH-3000工作站；Phenomenex Prodigy ODS柱（250 mm×21.2 mm，10 μm；Phenomenex，Torrance，CA，美國(guó)）。

圖1 人參根和根莖中聚乙炔類化合物的結(jié)構(gòu)

柱色譜硅膠（200～300目）和GF254薄層色譜（TLC）硅膠為青島海洋化工廠產(chǎn)品；分析純環(huán)己烷、醋酸乙酯（EtOAc）、乙醇（EtOH）均為北京化工廠產(chǎn)品；色譜純乙腈為天津西華特種試劑廠產(chǎn)品，水為娃哈哈純凈水，用時(shí)經(jīng)Milli-Q Advantage A10制水機(jī)（Millipore，Billerica，美國(guó)）處理。

人參藥材于2012年9月采自吉林省長(zhǎng)白縣“人參規(guī)范化種植基地”，經(jīng)北京大學(xué)藥學(xué)院楊秀偉教授鑒定為人參C. A. Meyer的干燥根和根莖，憑證標(biāo)本（No.201209JLRS）存放在北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

2 提取與分離

人參根和根莖粗粉（3 kg），用8倍量的95%乙醇水溶液回流提取6次，第1次2 h，以后每次1 h；合并提取液、濃縮，得干膏450 g（收率為15.0%）。將此干膏混懸于H2O（1.5 L），用環(huán)己烷萃取6次，每次環(huán)己烷用量為1.5 L；合并環(huán)己烷萃取液，減壓濃縮，得環(huán)己烷萃取物32.0 g（收率為1.07%）和水溶性部分412 g（收率為13.73%）。將上述環(huán)己烷萃取物用適量環(huán)己烷溶解，經(jīng)硅膠柱色譜，分別以環(huán)己烷、環(huán)己烷-醋酸乙酯（20∶1→10∶1→5∶1→2∶1→1∶1）梯度洗脫，TLC檢測(cè)合并相同組份，共得到12個(gè)流分Fr. 1（1.0 g）、Fr. 2（0.8 g）、Fr. 3（13.0 g）、Fr. 4（1.6 g）、Fr. 5（0.9 g）、Fr. 6（1.6 g）、Fr. 7（5.8 g）、Fr. 8（0.5 g）、Fr. 9（1.4 g）、Fr. 10（1.8 g）、Fr. 11（1.6 g）和Fr. 12（0.6 g）。

Fr. 4（1.6 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（80∶20）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到化合物1（R＝23.457 min，15.9 mg）、2（R＝50.499 min，500.0 mg）、3（R＝57.422 min，10.3 mg）和4（R＝61.202 min，9.5 mg）。

Fr. 7（5.8 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（65∶35）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到流分Fr. 7-1（1.5 g）、Fr. 7-2（0.9 g）以及化合物5（R＝25.327 min，2.2 mg）、6（R=32.021 min，7.8 mg）、11（R＝68.040 min，980 mg）、12（R＝87.375 min，96.5 mg）、13（R＝97.091 min，12.6 mg）、14（R＝113.763 min，40.9 mg）、15（R＝142.418 min，51.1 mg）。Fr. 7-1（1.5 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（55∶45）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到化合物7（R＝26.210 min，24.4 mg）和8（R＝28.332 min，43.1 mg）。Fr. 7-2（0.9 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（55∶45）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到化合物9（R＝85.583 min，2.3 mg）和10（R＝100.068 min，14.4 mg）。

Fr. 8（0.5 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（80∶20）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到化合物16（R＝22.848 min，14.0 mg）。

Fr. 12（0.6 g）經(jīng)制備型高效液相色譜，乙腈-水（80∶20）洗脫，體積流量為6 mL/min，得到化合物17（R＝18.962 min，17.9 mg）。

3 結(jié)構(gòu)鑒定

3.1 新化合物的結(jié)構(gòu)鑒定

圖2 化合物6和10的主要1H-1H COSY和HMBC相關(guān)性

表1 化合物6和10的氫/碳核磁共振波譜數(shù)據(jù)(400/100 MHz, CDCl3)

3.2 已知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定

4 討論

人參中主要生物活性成分為三萜類化合物[4-5]，包括原人參二醇型達(dá)瑪烷皂苷、原人參三醇型達(dá)瑪烷皂苷和齊墩果烷型皂苷。本研究從人參根和根莖中得到17個(gè)聚乙炔類化合物，包括2個(gè)新的化合物6和10，以及3個(gè)首次從人參中分離得到的聚乙炔類化合物4、9和13，豐富了人參化學(xué)成分的多樣性，對(duì)于人參的合理開發(fā)與應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。本研究得到的聚乙炔類化合物絕大多數(shù)主鏈為17個(gè)碳，但化合物17為14個(gè)碳，比較特殊。最近，從人參中分離得到對(duì)乙酰膽堿酯酶具有抑制活性的高人參炔醇（homopanaxynol）和高人參環(huán)氧炔醇（homopanaxydol）[31]；從野山參中又分離得到1個(gè)新的聚炔類化合物，命名為人參炔氧苷A（panaxyneoside A）[32]；研究了人參中某些聚炔類化合物結(jié)構(gòu)與過氧化物酶體增殖劑激活受體γ（PPARγ）活化的構(gòu)效關(guān)系[33]。前期本課題組從傳統(tǒng)中藥白術(shù)中得到結(jié)構(gòu)多樣性的聚乙炔類化合物，對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)具有良好的抑制作用[32]，人參中這些聚乙炔類化合物的生物活性和構(gòu)效關(guān)系尚需深入研究。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

[1] 中國(guó)藥典[S]. 一部. 2020: 8.

[2] Han L F, Sakah K J, Liu L L,. Saponins from roots of[J]., 2014, 6(2): 159-163.

[3] Chen X P, Lin Y P, Hu Y Z,. Phytochemistry, metabolism, and metabolomics of ginseng [J]., 2015, 7(2): 98-108.

[4] 楊秀偉. 人參中三萜類化學(xué)成分的研究 [J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥, 2016, 18(1): 7-15.

[5] 楊秀偉, 富力. 人參中三萜類化學(xué)成分的生物學(xué)活性和藥理學(xué)作用 [J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥, 2016, 18(1): 36-55.

[6] 艾鐵民. 中國(guó)藥用植物志（第七卷） [M]. 北京: 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社, 2018: 350-355.

[7] Sohn J, Lee C H, Chung D J,. Effect of petroleum ether extract ofroots on proliferation and cell cycle progression of human renal cell carcinoma cells [J]., 1998, 30(1): 47-51.

[8] Moon J, Yu S J, Kim H S,. Induction of G(1) cell cycle arrest and p27(KIP1) increase by panaxydol isolated from[J]., 2000, 59(9):1109-1116.

[9] Guo L C, Song L, Wang Z J,. Panaxydol inhibits the proliferation and induces the differentiation of human hepatocarcinoma cell line HepG2 [J]., 2009, 181(1): 138-143.

[10] 王澤劍, 陸陽(yáng), 陳紅專. 人參炔醇對(duì)大鼠腦片不同類型損傷的影響 [J]. 上海第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 23(6): 485-488.

[11] 段賢春, 夏倫祝, 汪永忠, 等. 人參炔醇對(duì)氧糖剝奪神經(jīng)細(xì)胞損傷的保護(hù)作用 [J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2011, 17(16): 180-183.

[12] 王澤劍, 陳紅專, 陸陽(yáng). 人參炔醇對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)和保護(hù)作用 [J]. 中國(guó)藥學(xué)雜志, 2005, 40(14): 1073-1076.

[13] 林琦, 趙霞, 劉鵬, 等. 三七脂溶性化學(xué)成分的研究 [J]. 中草藥, 2002, 33(6): 490-492.

[14] Ryu J H, Jang S R, Lee S Y,. Inhibitors of nitric oxide synthesis from ginseng in activated macrophages [J]., 1998, 22: 181-187.

[15] Fujimoto Y, Sakuma S, Komatsu S,. Inhibition of 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase activity in rabbit gastric antral mucosa by panaxynol isolated from oriental medicines [J]., 1998, 50(9): 1075-1078.

[16] Kwon B M, Ro S H, Kim M K,. Polyacetylene analogs, isolated from hairy roots of, inhibit Acyl-CoA: Cholesterol acyltransferase [J]., 1997, 63(6): 552-553.

[17] Alanko J, Kurahashi Y, Yoshimoto T,. Panaxynol, a polyacetylene compound isolated from oriental medicines, inhibits mammalian lipoxygenases [J]., 1994, 48(10): 1979-1981.

[18] Park H J, Rhee M H, Park K M,. Effect of non-saponin fraction fromon cGMP and thromboxane A2 in human platelet aggregation [J]., 1995, 49(3): 157-162.

[19] Ahn B Z, Kim S I. Relation between structure and cytotoxic activity of panaxydol analogs against L1210 cells [J].(Weinheim), 1988, 321(2): 61-63.

[20] Fujimoto Y, Satoh M, Takeuchi N,. Cytotoxic acetylenes from[J]., 1991, 39(2): 521-523.

[21] Yang M C, Seo D S, Choi S U,. Polyacetylenes from the roots of cultivated-wild ginseng and their cytotoxicity[J]., 2008, 31(2): 154-159.

[22] Fujimoto Y, Satoh M, Takeuchi N,. Cytotoxic acetylenes from[J]., 1991, 39(2): 521-523.

[23] Hirakura K, Morita M, Nakajima K,. Polyacetylenes from the roots of[J]., 1991, 30(10): 3327-3333.

[24] Hirakura K, Morita M, Nakajima K,. The constituents of. Part 3. Three acetylenic compounds from roots of[J]., 1992, 31(3): 899-903.

[25] Xu G H, Choo S J, Ryoo I J,. Polyacetylenes from the tissue cultured adventitious roots ofC. A. Meyer [J]., 2008, 14(3): 177-181.

[26] Chan H H, Sun H D, Reddy M V,. Potent alpha-glucosidase inhibitors from the roots ofC. A. Meyer var.[J]., 2010, 71(11/12): 1360-1364.

[27] Fujimoto Y, Wang H C, Satoh M,. Polyacetylenes from[J]., 1994, 35(5): 1255-1257.

[28] Fujimoto Y, Wang H C, Kirisawa M,. Acetylenes from[J]., 1992, 31(10): 3499-3501.

[29] Lee S W, Kim K, Rho M C,. New Polyacetylenes, DGAT inhibitors from the roots of[J]., 2004, 70(3): 197-200.

[30] Shim S C, Chang S K, Hur C W,. A polyacetylenic compound fromroots [J]., 1987, 26(10): 2849-2850.

[31] Murata K, Iida D, Ueno Y,. Novel polyacetylene derivatives and their inhibitory activities on acetylcholinesterase obtained fromroots [J]., 2017, 71(1): 114-122.

[32] 牛雪妮, 羅文, 呂重寧, 等. 野山參中1個(gè)新的聚炔類化合物 [J]. 中草藥, 2021, 52(1): 23-27.

[33] Resetar M, Liu X, Herdlinger S,. Polyacetylenes fromandrelationship between structure and PPARγ activation [J]., 2020, 83(4): 918-926.

[34] Yao C M, Yang X W. Bioactivity-guided isolation of polyacetylenes with inhibitory activity against NO production in LPS-activated RAW264.7 macrophages from the rhizomes of[J]., 2014, 151(2): 791-799.

New polyacetylenes from roots and rhizomes of

YANG Xiu-wei1, WANG Hong-ping1, ZHANG You-bo1, XU Wei1, WANG Ying-ping2, ZHANG Lian-xue2

1. State Key Laboratory of Natural and Biomimetic Drugs, Department of Natural Medicines, School of Pharmaceutical Sciences, Peking University, Beijing 100191, China 2. College of Chinese Medicinal Materials, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China

To study polyacetylenes in the roots and rhizomes of.Polyacetylenes were separated and purified by repeated column chromatographies on normal and reversed phase silica gels, respectively. Their chemical structures were determined by spectral data analyses of IR, UV, MS and NMR.Seventeen compounds were isolated from 95% ethanolic alcohol aqueous extract of the roots and rhizomes ofand identified as ginsenoyne K (1), panaxynol (2), (9)-1-methoxy-9-heptadecaen-4,6-diyne-3-one (3), panaxjapyne A (4), (3,9,10)-panaxytriol (5), 10-methoxyheptadeca- 1,16-diene-4,6-diyne-3,9-diol (6), ginsenoyne A (7), 10-methoxyheptadeca-1-ene-4,6-diyne-3,9-diol (8), panaquinquecol 7 (9), 9,10-epoxy-16-heptadecaene-4,6-diyn-3-ol (10), panaxydol (11), ginsenoyne D (12), panaquinquecol 4 (13), 1-methoxy-(9,10)- epoxyheptadecan-4,6-diyn-3-one (14), ginsenoyne E (15), panaxydiol (16) and panaxyne (17), respectively.Compounds 6 and 10 are the new ones, which were given the trivial name as panaxytriol methyl ether and panaxenydol, respectively. Compounds 4, 9 and 13 are isolated from the roots and rhizomes offor the first time.

C. A. Meyer; polyacetylenes; 10-methoxyheptadeca-1,16-diene-4,6-diyne-3,9-diol; panaxytriol methyl ether; 9,10-epoxy-16-heptadecaene-4,6-diyn-3-ol; panaxenydol

R284.1

A

0253 - 2670(2021)01 - 0014 - 09

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.01.003

2020-11-10

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81973446）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81891011）

楊秀偉（1958—），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事天然藥物化學(xué)和藥物的ADMET/Act.研究平臺(tái)建設(shè)。Tel: (010)82801569 E-mail: xwyang@bjmu.edu.cn

[責(zé)任編輯 王文倩]