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饭甑青冈叶的化学成分研究

2020-05-06戴天歌王亚凤何瑞杰李典鹏黄永林

林产化学与工业 2020年2期
关键词:无定形青冈柱层析

戴天歌, 王亚凤, 何瑞杰, 李典鹏, 黄永林*

(1.桂林医学院,广西 桂林 541004;2.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所; 广西植物功能物质研究与利用重点实验室,广西 桂林 541006)

壳斗科青冈属植物饭甑青冈(Cyclobalanopsisfleuryi)又称饭甑稠,常绿乔木,主要分布于中国和越南,生长于海拔500~1 500米的山地密林中,是我国南岭山地代表树种,资源丰富[1]。饭甑青冈的树皮、壳斗中富含多酚类成分,种子中的总多酚高达14.16%,作为天然抗氧化剂,在保健品、化妆品及药品方面具有很好的开发应用前景[2]。但是,目前对于饭甑青冈化学成分的研究还未见报道。本课题组曾对饭甑青冈同科植物中多种锥属植物进行了详细的化学成分研究,鉴定了黄烷-3-醇类单宁、鞣花单宁、三萜鞣花单宁、没食子酸单宁等种类丰富的多酚类成分[3]。为了进一步研究壳斗科植物的物质基础,丰富其单宁类成分,本研究对饭甑青冈的化学成分进行了分析,从饭甑青冈叶的乙醇提取物中分离得到10个单体化合物,通过波谱数据分析并结合文献对照鉴定了化合物结构,以期为饭甑青冈资源的开发与利用提供理论基础。

1 实 验

1.1 原料、试剂与仪器

饭甑青冈叶于2018年9月15日采自广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所内,经曹明研究员鉴定为壳斗科青冈属植物饭甑青冈(Cyclobalanopsisfleuryi(Hick. et A. Camus) Chun ex Q. F. Zheng)的树叶,凭证标本保存于广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所广西植物功能物质研究与利用重点实验室。半制备高效液相所用试剂为色谱纯,其它试剂均为分析纯;水为纯净水;薄层层析显色剂为1% FeCl3-EtOH溶液。

Brucker Avance 500 MHz超导核磁共振波谱仪,瑞典Bruker公司;LC-MS/IT-TOF液相色谱-质谱仪,日本Shimadzu公司;半制备高效液相色谱仪,北京赛谱锐思公司;自动接收仪,日本Advantec公司;F254硅胶薄层板,德国Merck公司。层析填料:Toyopearl Butyl-650C、Toyopearl HW- 40F,日本TOSOH公司;Sephadex LH-20,美国GE公司;MCI gel CHP 20P、Diaion HP20SS,日本Mistubishi Chemical公司;Chromatorex C18,日本Fuji Silysia Chemical公司。

1.2 提取与分离

新鲜饭甑青冈叶4.8 kg,切成碎片后用80%乙醇室温浸提2次,每次30 L,每次7 d,过滤后合并滤液,减压浓缩得到浸膏280.3 g。浸膏加水充分溶解后经Sephadex LH-20柱层析(10.0 cm×31.0 cm)分离,用甲醇/水梯度洗脱(0~100%,每20%为一个梯度),每一梯度2 L,经TLC检测合并得到8个流分Fr.1~Fr.8。

Fr.1(8.0 g)经HP20SS柱层析得到6个流分(Fr.1.1~Fr.1.6)。其中Fr.1.5(1.4 g)经Toyopearl HW- 40F和Sephadex LH-20柱层析分离得到化合物10(6 mg);Fr.2(56.5 g)经HP20SS、Sephadex LH-20柱层析纯化,再通过半制备高效液相制备得到化合物4(6 mg)。Fr.3(14.9 g)经MCI gel CHP 20P柱层析得到6个流分(Fr.3.1~Fr.3.6),Fr.3.6(1.3 g)经Sephadex LH-20、HP20SS和Toyopearl HW- 40F柱层析分离,得到化合物7和化合物9(共24 mg,混合物)。Fr.6(18.7 g)经Diaion HP20SS柱层析得到8个流分(Fr.6.1~Fr.6.8),Fr.6.1(5.4 g)经Sephadex LH-20及Toyopearl HW- 40F柱层析分离得到化合物1(52 mg)和3(11 mg);Fr.6. 4(1.0 g)经Sephadex LH-20柱层析分离得到化合物2(50 mg);Fr.6.5(2.7 g)经Sephadex LH-20、Chromatorex C18和Toyopearl HW- 40F柱层析分离得到化合物8(10 mg)。Fr.8(12.5 g)经Sephadex LH-20柱层析得到6个流分(Fr.8.1~Fr.8.6),Fr.8.1(5.0 g)经Sephadex LH-20和Toyopearl HW- 40F柱层析分离得到化合物5(34 mg);Fr.8.6(0.6 g)经Toyopearl Butyl- 650C及Sephadex LH-20柱层析分离得到化合物6(5 mg)。

2 结果与讨论

2.1 结构鉴定

化合物1~10的结构式如图1所示。

化合物1:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.07 (2H, s, H-2,6);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 170.4 (C-7), 146.3 (2C, C-3,5), 139.6 (C- 4), 121.9 (C-1), 110.3 (2C, C-2,6)。以上数据与文献[4]报道对照基本一致,故鉴定化合物1为没食子酸。

化合物2:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.05 (2H, s, H-2,6), 4.26 (2H, t,J=7.1 Hz,—OCH2), 1.33 (3H, t,J=7.1 Hz,—CH3);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 168.6 (C-7), 146.4 (2C, C-3,5), 139.6 (C- 4), 121.8 (C-1), 110.1 (2C, C-2,6), 61.7 (—OCH2), 14.6 (—CH3)。以上数据与文献[5]报道对照基本一致,故鉴定化合物2为没食子酸乙酯。

化合物3:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.16 (1H, d,J=1.9 Hz, H-2), 6.91 (1H, s, H- 1′), 6.84 (1H, d,J=1.9 Hz, H- 6);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 170.0(C-7), 168.2(C-7′), 146.7 (C-3), 146.1 (C-5), 143.3 (C-5′), 140.3 (C-3′), 138.8 (2C, C- 4,4′), 133.4 (C-2′), 117.5 (C-1), 112.4 (C-1′), 110.4 (C-2), 109.8 (C- 6′), 109.6 (C- 6)。以上数据与文献[6]报道对照基本一致,故鉴定化合物3为脱氢双没食子酸。

图1 化合物1~10结构式Fig.1 The structures of compounds 1-10

化合物4:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.54 (1H, d,J=3.1 Hz, H- 6), 7.09 (1H, dd,J=8.8, 3.1 Hz, H- 4), 6.78 (1H, d,J=8.8 Hz, H-3), 4.80 (1H, d,J=7.2 Hz, H-1′), 3.95 (1H, dd,J=11.5, 5.4 Hz, H- 6′- a), 3.61 (1H, m, H-5′), 3.36~3.47 (4H, m, H-2′, 3′, 4′, 6′- b);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 172.7 (C-7), 158.2 (C-2), 150.4 (C-5), 124.0 (C- 4), 119.3 (C-3), 117.7 (C- 6), 114.4 (C-1), 103.8 (C-1′), 77.7 (C-3′), 77.1 (C-5′), 74.4 (C-2′), 70.7 (C- 4′), 66.6 (C- 6′)。以上数据与文献[7]报道对照基本一致,故鉴定化合物4为龙胆酸-5-O-β-D-葡萄糖苷。

化合物5:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.12 (2H, s, H-2″,6″), 6.41 (2H, s, H-2,6), 4.64 (1H, dd,J=8.2, 3.8 Hz, H-7), 4.42 (1H, m, H-1′), 3.89 (1H, dd,J=2.2, 8.0 Hz, H- 6′- a), 3.75 (1H, dd,J=4.4, 8.2 Hz,H- 6′- b), 3.50 (4H, m, H-2′, 3′, 4′, 5′);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 168.3 (C-7″), 151.2 (2C, C-3,5), 146.4 (2C, C-3″,5″), 140.8 (C- 4″), 139.9 (C-1), 133.6 (C- 4), 121.3 (C-1″), 110.5 (2C, C-2″,6″), 107.8 (2C, C-2,6), 107.3 (C-1′), 77.5 (C-3′), 76.5 (C-5′), 74.8 (C-2′), 71.2 (C- 4′), 64.9 (C-7), 64.4 (C- 6′)。以上数据与文献[8]报道对照基本一致,故鉴定化合物5为克列鞣质(cretanin)。

化合物6:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 8.08 (2H, d,J=9.0 Hz, H-2′, 6′), 6.91 (2H, d,J=9.0 Hz, H-3′, 5′), 6.81 (1H, m, H-3), 6.40 (1H, d,J=2.1 Hz, H-8), 6.18 (1H, d,J=2.0 Hz, H- 6);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 181.7 (C- 4), 164.2 (C-2), 162.6 (C-7), 161.1 (C- 4′), 159.2 (C-5), 156.9 (C-9), 129.3 (2C, C-2′, 6′), 122.4 (C-1′), 115.0 (2C, C-3′, 5′), 103.2 (C-10), 102.1 (C- 3), 97.9 (C- 6), 93.1 (C-8)。以上数据与文献[9]报道对照基本一致,故鉴定化合物6为5, 7, 4′-三羟基黄酮(芹菜素)。

化合物7:黄色结晶;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 8.12 (2H, d,J=8.9 Hz, H-2′, 6′), 6.91 (2H, d,J=8.9 Hz, H-3′, 5′), 6.77 (1H, d,J=2.0 Hz, H-8), 6.46 (1H, d,J=2.0 Hz, H- 6), 5.06 (1H, d,J=7.3 Hz, H-1″), 3.94 (1H, dd,J=12.1, 2.3 Hz, H- 6″-a), 3.72 (1H, dd,J=12.3, 5.8 Hz, H- 6″-b), 3.36~3.57 (4H, m, H-2″, 3″, 4″, 5″);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 177.5 (C- 4), 164.7 (C-7), 162.1 (C-5), 160.7 (C- 4′), 157.7 (C-9), 148.9 (C-2), 137.5 (C-3), 130.9 (2C, C-2′, 6′), 123.6 (C-1′), 116.4 (2C, C-3′, 5′), 106.3 (C-10), 101.7 (C-1″), 100.3 (C- 6), 95.7 (C-8), 78.3 (C-3″), 77.9 (C-5″), 74.8 (C-2″), 71.3 (C- 4″), 62.5 (C- 6″)。以上数据与文献[10]报道对照基本一致,故鉴定化合物7为山奈酚-7-O-β-D-葡萄糖苷。

化合物8:黄色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 6.96 (1H, d,J=1.9 Hz, H-2′), 6.84 (1H, dd,J=8.2, 1.9 Hz, H-6′), 6.81 (1H, d,J=8.2 Hz, H-5′), 5.92 (1H, d,J=2.1 Hz, H-8), 5.90 (1H, d,J=2.1 Hz, H-6), 5.07 (1H, d,J=10.7 Hz, H-2), 4.57 (1H, d,J=10.7 Hz, H-3), 4.25 (1H, dd,J=9.6, 6.2 Hz, H-5″), 4.06 (1H, d,J=1.7 Hz, H-1″), 3.67 (1H, dd,J=9.6, 3.3 Hz, H-3″), 3.55 (1H, dd,J=3.3, 1.7 Hz, H-2″), 3.34 (1H, m, H- 4″), 1.19 (3H, d,J=6.2 Hz, H- 6″);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 195.9 (C- 4), 168.6 (C-7), 165.5 (C-5), 164.1 (C-9), 147.3 (C-3′), 146.5 (C- 4′), 129.2 (C-1′), 120.5 (C-6′), 116.4 (C-5′), 115.5 (C-2′), 102.5 (C-10), 102.1 (C-1″), 97.4 (C- 6), 96.3 (C-8), 83.9 (C-2), 78.6 (C-3), 73.8 (C- 4″), 72.2 (C-3″), 71.8 (C-2″), 70.5 (C-5″), 17.8 (C- 6″)。以上数据与文献[11]报道对照基本一致,故鉴定化合物8为花旗松素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖苷(落新妇苷)。

化合物9:黄色粉末;1H NMR (500 MHz, CD3OD)δ: 7.36 (2H, d,J=8.6 Hz, H-2′, 6′), 6.83 (2H, d,J=8.6 Hz, H-3′, 5′), 6.22 (1H, d,J=2.2 Hz, H-8), 6.19 (1H, d,J=2.2 Hz, H- 6), 5.00 (1H, d,J=11.9 Hz, H-2), 4.96 (1H, d,J=7.4 Hz, H-1″), 4.59 (1H, dd,J=11.9 Hz, H-3), 3.87 (1H, dd,J=12.1, 2.1 Hz, H- 6″-a), 3.68 (1H, dd,J=12.1, 5.4 Hz, H- 6″-b), 3.36~3.47 (4H, m, H-2″, 3″, 4″, 5″);13C NMR (125 MHz, CD3OD)δ: 199.4 (C- 4), 167.3 (C-7), 164.7 (C-9), 164.2 (C-5), 159.2 (C- 4′), 130.4 (2C, C-2′, 6′), 129.1 (C-1′), 116.2 (2C, C-3′, 5′), 103.5 (C-10), 101.3 (C-1″), 98.3 (C- 6), 97.0 (C-8), 85.1 (C-2), 78.2 (C-5″), 77.8 (C-3″), 74.6 (C-2″), 73.8 (C-3), 71.2 (C- 4″), 62.3 (C- 6″)。以上数据与文献[12]报道对照基本一致,故鉴定化合物9为香橙素-7-O-β-吡喃葡萄糖苷。

化合物10:白色无定形粉末;1H NMR (500 MHz, 丙酮-d6)δ: 6.70 (2H, s, H-2, 6), 5.13 (1H, d,J=10.4 Hz, H-7), 4.85 (1H, d,J=1.6 Hz, H- 4′), 4.20 (1H, m, H-5′), 3.80 (2H, dd,J=12.0, 6.5 Hz, H- 6′-a), 3.73 (1H, dd,J=12.0, 6.5 Hz, H- 6′-b), 3.71 (6H, s, 3,5-OCH3), 3.59 (1H, m, H-9-a), 3.23 (1H, m, H-9-b), 2.54 (1H, m, H-7);13C NMR (125 MHz, 丙酮-d6)δ: 175.1 (C-1′), 148.4 (2C, C-3,5), 136.0 (C- 4), 129.3 (C-1), 117.1 (C-3′), 104.7 (2C, C-2,6), 89.7 (C- 4′), 85.6 (C-7), 80.9 (C-2′), 74.4 (C- 6′), 74.0 (C-5′), 57.1 (C-9), 56.5 (2C, 3,5-OCH3), 56.2 (C-8)。以上数据与文献[13]报道对照基本一致,故鉴定化合物10为苦竹素A。

2.2 讨论

植物多酚类物质具有水溶性极强、稳定性差等特性,在植物中其含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素[4]。现代医学研究已经证明,很多疾病都与过剩的自由基有关,植物多酚通过清除自由基,对自由基诱发的生物大分子损伤起到保护作用,维持细胞膜的流动性和蛋白质的构型构象,防止辐射诱发的DNA断裂,具有明显的抗突变(如茶多酚)、抗癌(如鞣花酸、石榴宁)等功效[14-17]。本研究发现,饭甑青冈叶中含有没食子酸、酚苷、黄酮等多酚类成分,因而饭甑青冈叶具有开发成美白、抗氧化、防衰老等功能性产品的潜力。

3 结 论

利用Sephadex LH-20、MCI gel CHP 20P、Toyopearl HW- 40F、Chromatorex C18等多种柱层析和半制备高效液相色谱分离技术,对饭甑青冈树叶80%乙醇提取物进行分离纯化及结构鉴定,首次从壳斗科青冈属植物饭甑青冈树叶中分离并鉴定了10个单体化合物,分别为没食子酸(1)、没食子酸乙酯(2)、脱氢双没食子酸(3)、龙胆酸-5-O-β-D-葡萄糖苷(4)、克列鞣质(cretanin,5)、芹菜素(6)、山奈酚-7-O-β-D-葡萄糖苷(7)、落新妇苷(8)、香橙素-7-O-β-吡喃葡萄糖苷(9)和苦竹素A(10)。所有化合物均为首次从饭甑青冈植物中分离得到。

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