爵床木脂素提取及其分子結構研究

曾文麗, 羅美琪，陳 玉，熊 慧

(1.中南民族大學 化學與材料科學學院,湖北 武漢 430074; 2. 中南民族大學 藥學院,湖北 武漢 430074)

1 引言

爵床(JusticaprocumbensL.)為爵床科(Acanthaceae)爵床屬植物，為傳統的中草藥，又名小青草、赤炎老母草、六角英。始載于《神農本草經》，隨后在《名醫別錄》《植物名實圖考長編》等均有記載，因其為民間要藥，還曾收載于《中華人民共和國藥典》1977年版[1]。爵床分布廣且資源豐富，在我國主要分布在西南、南部地區及臺灣，爵床屬一年生草本，喜生于水溝邊或草地陰濕處，全草可入藥[2]。臨床可鮮用或曬干后使用，煎服或搗敷，其性寒，味咸、辛，歸肺、肝、膀胱經，具有清熱解毒、利濕消腫、活血止痛之效，內服治療感冒發熱、瘧疾、瀉痢、肝硬化腹水、疳積等癥，外用治療癰瘡癤腫、跌打損傷等癥狀[3]。經前期查閱文獻發現，Fukamiya等發現爵床提取物具有良好的體外抗腫瘤活性[4];2005年Sanmugapriya對爵床提取物進行研究，發現其對急性發炎和亞急性發炎都具有消炎作用，說明其具有抗病毒作用[5];Weng在2004年發現爵床提取物具有較強的抗血小板凝聚的作用[6]。從爵床中提取出的化合物除富含木脂素及其苷類，還有少量的三萜、黃酮、香豆素、生物堿和脂肪酸[7]。目前，對爵床的化學成分、藥理活性和作用機制尚處于起步階段，為進一步探究爵床的藥效物質基礎，促進該中草藥的開發利用，本文運用溶劑提取法，正相硅膠柱色譜及半制備高效液相色譜法等多種現代提取分離手段，從爵床的乙醇提取物中分離得到4個化合物，其結構分別鑒定為6′-羥基爵床脂素B (1)、爵床脂素B (2)、爵床脂素A (3)、爵床脂素C (4)。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

三用紫外分析儀(ZF-I型，上海顧村電光儀器)；旋轉蒸發儀(RE2000A，上海亞榮生化儀器)；循環水式多用真空泵(SHB-ⅢA型，上海貝菌科技)；高效液相色譜儀(Ultimate 3000 半制備型，美國戴安，DAD檢測器)；色譜柱(半制備型，YMC-pack ODS-A，250 mm×10 mm，5 μm)；核磁共振波譜儀(AM-600/500型，德國布魯克)；氮吹濃縮裝置(MTN-2800D型，天津奧特賽恩斯儀器)；正相硅膠(200～300目，青島海洋化工)；硅膠板(GF 254型，青島海洋化工廠)；分析純試劑(國藥集團)；色譜純試劑(昌泰興業)。

2.2 提取與分離

爵床全草500 g粉碎，用95%的乙醇室溫浸提3次，每次24 h，將3次所得的浸提液過濾，合并濾液，減壓濃縮粗提液，得乙醇提取物(14.9 g)，乙醇提取物用一定量的甲醇進行溶解后，用等量的石油醚萃取3次，得石油醚提取物(3.5 g)和甲醇提取物(11.1 g)，甲醇提取物加水混懸，再用二氯甲烷進行萃取，得二氯甲烷提取物(2.1 g)。二氯甲烷提取物經正相硅膠柱色譜(200～300目, 40.0 g)分離，依次用石油醚-乙酸乙酯(體積比9∶1、8∶2、7∶3、0∶1)進行梯度洗脫，100 mL收集，薄層檢測，合并相同部分得到6個流分(Fr.1～6)。Fr.5經一夜沉淀有結晶析出，通過抽濾得黃白色粉末，該黃白色粉末經過半制備高效液相色譜得到化合物1( 2.35 mg, V(乙腈)∶V(水)= 50∶50,tR= 10.52 min )、化合物2(3.32 mg, V(乙腈)∶V(水)= 50∶50,tR= 20.23 min )、化合物3(3.47 mg, V(乙腈)∶V(水)= 50∶50,tR= 24.97 min )、化合物4( 1.27 mg, V(乙腈)∶V(水)= 50∶50,tR= 31.87 min)，化合物1～4的結構如圖1和圖2所示。

圖1 化合物1～3的化學結構式

圖2 化合物4的化學結構式

3 結果

3.1 結構鑒定

化合物1: 白色粉末, 分子式為C21H15O7。1H NMR (500 MHz, CD3OD)譜中δH4.07 (3H, s, OCH3-6), 3.86 (3H, s, OCH3-7)為兩個甲氧基信號,δH6.01 (1H, d,J= 1.5 Hz, H-7a′), 6.06 (1H, d,J= 1 Hz, H-7b′)為亞甲二氧基信號,δH5.42 (2H, s, H-12)為1-苯代萘酯型木脂素內酯環上特征亞甲基信號, 因為苯環和萘環平面是相互垂直的, 當內酯環朝下時, 亞甲基正好在苯環B的去屏蔽的區域, 故信號在較低場處[9]。此外1H NMR譜還出現了5個孤立芳香質子的信號[δH7.77 (1H, s, H-4), 7.21 (1H, s, H-5), 7.10 (1H, s, H-8), 6.66 (1H, s, H-2′), 6.66 (1H, s, H-5′)], 結合以上數據, 推斷該化合物為的結構為1-苯代萘酯型木脂素。13C NMR (125 MHz, CD3OD) 譜中顯示有21個碳信號, 在低場有一個羰基碳信號[δC170.3 (C-11)], 內酯環C-12為連氧亞甲基, 化學位移在[δC68.5 (C-12)], 萘環上的6、7位因連接甲氧基, 所以化學位移在[δC149.0 (C-6), 152.3 (C-7)], 與其余八個碳信號共同構成一個萘環[δC134.4 (C-1), 119.9 (C-2), 142.0 (C-3), 119.3 (C-4), 106.4 (C-5), 105.5 (C-8), 133.7 (C-9), 129.1 (C-10)]; 因為6′連接一個羥基, 故化學位移[δC150.8 (C-6′)], 其余[δC113.4 (C-1′), 110.1 (C-2′), 139.9 (C-3′), 148.2 (C-4′), 99.2 (C-5′)]是苯環上的碳信號, [δC101.7 (C-7′)]為亞甲二氧基碳信號, 在高場的兩個碳信號[δC56.3 (OCH3-6), 56.1 (OCH3-7)]是6、7位上的甲氧基,數據見表1。綜合以上數據, 參考文獻[10], 確定化合物1為 6′-羥基爵床脂素B。

化合物2: 白色粉末, 分子式為C21H16O6。比對化合物2和化合物1的NMR, 發現兩者的NMR數據相似, 其主要區別在于化合物2的C環存在ABX系統的芳香質子信號[δH6.87 (1H, d,J= 1.5 Hz, H-2′), 6.98 (1H, d,J= 8.0 Hz, H-5′), 6.84 (1H, dd,J=1.5, 7.5 Hz, H-6′)], 而在化合物1存在著兩個孤立的芳香質子的信號, 這說明化合物1中6-OH被氫所取代,數據見表1。綜合以上數據, 參考文獻[11], 確定化合物2為爵床脂素B。

化合物3: 白色粉末, 分子式為C22H18O7。比對化合物3和化合物2的NMR, 發現二者母核相似, 并且兩者都擁有一組ABX系統的芳香質子信號[δH6.83 (1H, d,J= 1.5 Hz, H-2′), 6.96 (1H, d,J= 8.0 Hz, H-5′), 6.80(1H, dd,J= 1.5, 8.0 Hz, H-6′)], 兩者之間的區別在于多了一個甲氧基信號δH4.14 (3H, s, OCH3-4), 少一個孤立芳香質子的信號, 而這個甲氧基信號處在B環上, 數據見表1。綜合以上數據, 參考文獻[12], 確定化合物3為爵床脂素A。

化合物4: 白色粉末, 分子式為C22H18O7。比對化合物4和化合物3的NMR, 發現兩者的NMR數據基本一致, 唯一不同的地方在于內酯環上亞甲基的化學位移, 同化合物3相比, H-12向高場移動[3:δH5.55 (2H, s, H-12) , 4:δH5.15 (2H, s, H-12)]。當內酯環朝上的時候, 亞甲基正好處在苯環C的屏蔽區域, 信號在較高場處, 根據上述數據以及特征信號判斷該化合物為4-苯代萘酯型的結構, 因而推定化合物4為3的立體異構體, 只是由于羰基碳的朝向不同而引起的一些NMR的變化, 數據見表1。綜合上述數據, 參考文獻[13], 確定該化合物4為爵床脂素C。

表1 化合物1～41H NMR和13C NMR數據

4 結論與討論

通過對爵床的乙醇提取物進行系統的分離，共得到4個化合物，均為木脂素類，其中化合物1～3為1-苯代-2,3-萘內酯型，化合物4為4-苯代-2,3-萘內酯型，對其結構分別鑒定為 6′-羥基爵床脂素B(1)，爵床脂素B(2)，爵床脂素A (3)，爵床脂素C (4)，目前在爵床中出現較多的木脂素類型為1-苯代-2,3-萘內酯型，而4-苯代-2,3-萘內酯型較少。爵床的化學成分和藥理活性和作用機制雖取得部分進展，但大多數種類沒有進行系統的化學和藥理研究，仍有不少問題有待解決，爵床除富含木脂素成分以外，還有黃酮類化合物(黃酮及其苷類)、三萜類化合物[14]。據文獻報道，1-苯代-2,3-萘內酯型是爵床抗腫瘤活性、抗病毒、抗血小板凝聚的有效物質，但對于4-苯代-2,3-萘內酯型的藥理研究較少[10]。本實驗從爵床中分離得到的4個單體化合物含量很高，并對這4個化合物結構解析部分重點討論了爵床主要成分芳基萘內酯類木脂素的波譜學特征，為該類化合物結構鑒定提供了依據，也為進一步研究和開發利用爵床提供了一定的物質基礎。