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藤茶提取物中二氢杨梅素的化学纯化方法研究*

2014-12-02张晓敏郑红艳万升标

关键词:氧基乙酰化乙酰

刘 涛,张晓敏,郑红艳,万升标

(中国海洋大学医药学院,山东 青岛 266003)

二氢杨梅素(3,5,7,3’,4’,5’-六羟基-2,3-双氢黄酮醇,Dihydromyricenin)广泛存在于葡萄科蛇葡萄属植物中[1],尤其在显齿蛇葡萄植物的幼嫩茎叶中含量更高[2]。药理研究表明,二氢杨梅素具有消炎、抑菌、止咳、阵痛、消脂[3]及抗脂质、保肝护肝、抗高血压、抗肿瘤、清除自由基、增强人体免疫力等[4]功效。文献报道对二氢杨梅素进行衍生化亦能发现更好的活性化合物。Matsumoto等发现甲基化的二氢杨梅素对ladosporium真菌抑菌能力是二氢杨梅素的4倍[5];二氢杨梅素乙酸酯、硬脂酸酯和月桂酸酯具有较好的抗氧化作用[6-8];5-氟尿嘧啶乙酸与二氢杨梅素酯化衍生物对K562和K562/ADR肿瘤细胞有较强的抑制作用[9]。随着二氢杨梅素生物活性研究和衍生化越来越受到重视,高纯度的二氢杨梅素需求增加,而市售分析纯二氢杨梅素价格昂贵。因二氢杨梅素有2个手性碳,故全合成方法较复杂。从天然植物中提取纯化二氢杨梅素是简单经济的方法。国内外有部分研究报道利用有机溶剂提取法和大孔吸附树脂提取法[10-11]从藤茶提取物中提取得到二氢杨梅素。而关于二氢杨梅素纯化方面的研究则较少。有报道用重结晶法和层析分离法[12]制备高纯度二氢杨梅素。层析技术分为吸附树脂和高效液相制备技术等。高效液相色谱及高效逆流色谱分离法单次分离的样品量少,而重结晶法存在试剂消耗大且收率低的缺点,因此这两种方法均不合适工业化生产。目前,尚未有大规模工业生产高纯度二氢杨梅素的报道。

为确定二氢杨梅素提纯工艺以及藤茶提取物中组分,本文结合实验室前期表没食子儿茶素没食子酸酯的化学精制方法[13],以及二氢杨梅素多酚羟基保护基脱除难易程度设计了甲基化-去甲基化和乙酰化-去乙酰化两条纯化路线,运用甲基化-去甲基化方法以较高产率制备了二氢杨梅素,并确定了藤茶提取物中主要成分构成。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

藤茶提取物(二氢杨梅素纯度为90%,陕西杨凌东科麦迪森制药有限公司);二氢杨梅素对照品(含量>99%,Alfa公司),其余试剂均为市售分析纯产品,除特别说明外,不经处理直接使用。

WRX-1S型显微熔点仪(温度计未经校正);JEOL JNM-EPC 600核磁共振光谱仪(内标为TMS)测1H,13CNMR;Q-TOF Ultima TMGLOBAL质谱仪。

1.2 化合物的制备

1.2.1 2 -(3′,4′,5′-三甲氧基)-3-羟基-5,7-二甲氧基-色稀-4-酮(1) 在500mL反应瓶中加入 DMF(100 mL)、藤茶提取物(12g)及碳酸钾(30g),搅拌0.5h,冰盐浴条件下恒压滴加碘甲烷(12mL,0.19mol),0℃反应2h后室温反应22h。经薄层色谱检测反应完全后,在搅拌下将反应液倒入400mL冰水中,二氯甲烷(3×100mL)萃取,收集有机相,饱和食盐水(3×100 mL)洗3次,蒸馏水(3×100mL)洗3次,无水硫酸镁干燥,旋转蒸发除去溶剂,得到咖啡色固体。硅胶柱层析(V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶2)得到化合物1,产率为17.2%。mp:232~234°C;1H NMR (CDCl3,600 MHz)δ(ppm):7.48(s,2H),6.54(d,J=2.2Hz,1H),6.36(d,J=2.2Hz,1H),3.98~3.92(4s,15H);13C NMR(CDCl3,150MHz)δ:172.1,164.6,160.7,158.9,153.3,141.8,139.6,138.1,126.4,106.3,105.0,95.84,92.54,77.31,77.01,76.88,61.07,56.50,56.41,55.97.HRMS:m/zcacld for C20H20O+8389.123 1;found:389.123 2。

图1 二氢杨梅素的纯化路线Fig.1 The purification route of dihydromyricenin

1.2.2 2 -(3’,4’,5’-三甲氧基)-2,5,7-三甲氧基-色满-4-酮 (2) 以藤茶提取物为原料,制备方法同化合物1,产率8.9%。mp:86~89°C;1H NMR(CDCl3,600MHz)δ(ppm):6.44(s,2H),6.03(d,J=1.9 Hz,1H),5.89(d,J=1.9Hz,1H),3.85~3.75(4s,15H),3.17(d,J=14.3Hz,1H),3.06(d,J=14.3Hz ,1H);13C NMR (CDCl3,150MHz)δ(ppm):193.24,173.55,170.77,158.92,152.60,135.89,129.02,109.52,107.81,104.71,92.73,88.58,77.37,77.16,76.95,60.78,56.09,52.22,41.79。HRMS:m/zcacld for C21H24405.154 4;found:405.154 3。

1.2.5 (2R,3R)-2-(3’,4’,5’-乙酰氧基苯基)-3,5,7-三乙酰氧基-色满-4-酮(5) 在100mL反应瓶中加入乙酸酐(30mL,317.4mmol)、吡啶(30mL,372.7mmol),冰盐浴冷却至0℃,搅拌下缓缓加入藤茶提取物10g,搅拌30min后,室温下继续搅拌反应36h。经薄层色谱检测反应完全后,搅拌下将反应液倒入约50mL冰水中,二氯甲烷(20mL×3)萃取3次,分离有机相,有机相分别用稀盐酸(20mL,0.1mol/L)和蒸馏水(20mL)各洗3次。有机相用无水MgSO4干燥,旋转蒸发除去溶剂,得到淡黄色粘稠固体。硅胶柱层析(V乙酸乙酯∶V石油醚=1∶3)得1.9g白色晶体化合物5,产率为11.8%。mp:191~193℃;1H NMR(CDCl3,600MHz)δ(ppm):7.24 (s,2H),6.79(d,J=2.2 Hz,1H),6.60(d,J=2.2Hz,1H),5.59(d,J=12.1Hz,1H),5.43(d,J=12.1Hz,1H),2.36(s,3H),2.29~2.28(3s,12H);13C NMR (CDCl3,150 MHz)δ(ppm):184.83,169.24,167.96,167.73,166.87,162.19,156.55,143.61,135.41,133.32,119.85,110.67,109.19,80.12,73.22HRMS:m/zcacld for C27H24573.123 9;found:573.123 40。

1.2.6 2 -(3’,4’,5’-三乙酰氧基苯基)-6-羟基-3,7-二乙酰氧基-色满-4-酮 (6) 以藤茶提取物为原料,制备方法同化合物5,产率29.5%。mp:187~189°C;1H NMR (CDCl3,600MHz)δ(ppm):11.24 (s,1H),7.24(s,2H),6.36(s,1H),6.32(s,1H),5.46(d,1H),5.40 (d,1H),2.30(s,3H),2.29(s,3H),2.28 (s,9H),2.12(s,3H);13C NMR(CDCl3,150MHz)δ(ppm):192.52,169.41,168.19,167.74,166.87,163.34,161.27,158.99,143.67,135.43,133.20,119.79,105.04,104.43,102.22, 80.09, 72.65, 21.30, 20.79, 20.34。HRMS:m/zcacld for C25H22553.095 3;found:553.095 0。

2 结果与讨论

2.1 提纯工艺的确定

本文设计了2种分离提纯二氢杨梅素的工艺并进行实验对比,制备方法线路如图1所示。对藤茶提取物进行甲基化,用柱层析分离得到了全甲基化杨梅素1、化合物2和五甲基化二氢杨梅素3,3种产物极性相差较大,易用柱色谱进行分离,且运用三溴化硼脱除甲基制备二氢杨梅素的反应操作简便、成本较低且收率高;尝试对藤茶提取物进行乙酰化,因产物极性相差较小,利用柱色谱分离仅得到五乙酰化二氢杨梅素6和部分全乙酰化二氢杨梅素5。而大部分全乙酰化二氢杨梅素5与其他组分极性相近而无法全部分离提纯,因此产率很低。同时在利用乙酰氯脱乙酰氧基制备二氢杨梅素实验中发现,全乙酰化二氢杨梅素3位乙酰基不能被除去,因此该路线不适合制备高纯度二氢杨梅素。此外本文还设计了苄基化-去苄基的纯化路线,但对藤茶提取物进行苄基化后,得到的产物极性相近,运用柱层析无法分离得到高纯度苄基化二氢杨梅素。综上所述,选择甲基化-去甲基化纯化路线可用作制备高纯度二氢杨梅素。

2.2 化合物2和化合物6的结构确证

化合物2是全新化合物,为本文首次报道。通过与其结构类似物2-羟基柚皮素-5-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和化合物3的核磁信息对比确证[14]化合物2为2-(3’,4’,5’-三甲氧基)-2,5,7-三甲氧基-色满-4-酮。

通过对比化合物5与化合物6的高分辨质谱与氢谱发现化合物5比化合物6多一个乙酰基,化合物5只有A环的6-H和8-H化学位移与化合物6A环的6-H和8-H化学位移不同,其余氢的化学位移相似,说明化合物6有一个酚羟基未被乙酰化;在化合物6氢谱的化学位移11.2处有一单峰,推测原因是5位羟基与4位羰基形成分子内氢键,使得5位羟基氢的化学位移向低场移动,另通过与其结构类似物2-(3’,4’-二乙酰氧基苯基)-6-羟基-3,7-二乙酰氧基-色满-4-酮的核磁信息[15]对比确证化合物6为2-(3’,4’,5’-三乙酰氧基苯基)-6-羟基-3,7-二乙酰氧基-色满-4-酮。

2.3 化合物3和化合物4立体构型的确定

3 结语

本文通过甲基化-去甲基化反应制备了二氢杨梅素纯品,总产率达到12.2%。本文从藤茶提取物中分离得到所有化合物结构均经熔点、核磁共振氢谱、碳谱和质谱确认。

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