絞股藍(lán)中達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷元的波譜學(xué)特征

王顯婷,杜藝玫,譚道鵬

(遵義醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,貴州金釵石斛產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)工程中心,貴州 遵義 563006)

葫蘆科絞股藍(lán)屬植物絞股藍(lán)(gynostemmapentaphyllum)廣泛分布于亞洲大部分國家,在我國主要生長在秦嶺和長江以南地區(qū)。作為一種傳統(tǒng)中藥,絞股藍(lán)最早記載于明代《救荒本草》,具有清熱解毒、止咳化痰、補(bǔ)氣生津等功效[1-3]。因含有豐富的與人參皂苷相似的達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜類皂苷成分,素有“南方人參”之稱[4]。皂苷類成分是絞股藍(lán)中的主要活性成分,絞股藍(lán)總皂苷已被開發(fā)為片劑、膠囊、滴丸等6種劑型藥物,臨床上用于糖尿病、高血脂癥的治療[5-9]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,絞股藍(lán)皂苷還具有抗腫瘤、降血糖、保肝、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等廣泛的藥理活性[10-14]。

據(jù)報道,從絞股藍(lán)中已發(fā)現(xiàn)的皂苷類成分超過300種[15-16],其結(jié)構(gòu)由母核結(jié)構(gòu)達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷元和側(cè)鏈糖基組成[17-19]。達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷因其具有多種藥理活性一直是中藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),在自然界中,達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷主要存在于五加科人參屬植物中,如人參、西洋參、三七等,在非人參屬的藥用植物中也有分布,如絞股藍(lán)、酸棗仁等[20-22]。尋找具有更好活性的新的達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷成分一直是天然藥物化學(xué)工作者持續(xù)的研究工作。對于天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定,一般可通過核磁共振波譜法(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)、質(zhì)譜(mass spectrum, MS)、紫外光譜(ultraviolet and visible spectrum, UV)、紅外光譜(infrared spectroscopy, IR)等進(jìn)行解析,其中NMR是最為關(guān)鍵的天然產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)手段[23-25],達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷類成分中存在的大量亞甲基、次甲基在NMR譜圖中的信號疊加,是達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷成分的結(jié)構(gòu)鑒定的關(guān)鍵難點(diǎn)。因此,本文將圍繞已報道的絞股藍(lán)皂苷元的NMR、MS、UV、IR的波譜學(xué)數(shù)據(jù),對已報道絞股藍(lán)皂苷類成分中皂苷元部分的波譜學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、總結(jié),通過總結(jié)其波譜學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)其波譜學(xué)特征,為絞股藍(lán)乃至其他藥材中達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷類成分的結(jié)構(gòu)解析提供科學(xué)依據(jù)。

1 絞股藍(lán)中達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷元分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

絞股藍(lán)中的皂苷類成分屬于達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜。其母核為達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷元,其結(jié)構(gòu)由30個碳原子組成,從環(huán)氧角鯊烯的全椅式構(gòu)象形成[26],結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：四個環(huán)為6/6/6/5環(huán)系,C-3、C-12、C-20位常被羥基取代,并有5組甲基特征信號,分別是C-4、C-25位的偕二甲基和C-8、C-10、C-14位的角甲基且C-8和C-10位的甲基均為β-構(gòu)型,C-17位的側(cè)鏈為β-構(gòu)型,C-20的構(gòu)型一般為R或S構(gòu)型[27]。本文根據(jù)C-17側(cè)鏈類型的不同將絞股藍(lán)中的達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷元分為6個類型：鏈狀型(I)、環(huán)烷型(Ⅱ)、環(huán)酮型(Ⅲ)、五元內(nèi)酯環(huán)型(IV)[28]、呋喃環(huán)型(V)和吡喃環(huán)型(VI);根據(jù)A環(huán)的結(jié)構(gòu)變化又將其分為A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)。不同類型代表化合物信息及結(jié)構(gòu)見表1、圖1。

圖1 達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元結(jié)構(gòu)式

表1 達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元代表化合物

鏈狀型(I)是絞股藍(lán)皂苷類化合物中數(shù)量最多的一類,結(jié)構(gòu)多樣性在于雙鍵的分布位置以及存在形式,主要分布在C-20～C-26,并有單個雙鍵以及共軛雙鍵2種存在形式。側(cè)鏈為開鏈烷烴不含雙鍵的如3β, 20S, 23ξ, 25-tetrahydroxydammar-21-oic acid[29](1);長鏈中有酮基不含雙鍵的如gypensapogenin IV[30](2);單個雙鍵的分布位置包括C-20與C-21如damulin B[31](3);C-20與C-22,如damulin A[31](4)和gypensapogenin J[32](5);C-23與C-24如3β, 20S, 21-trihydroxy-25-methoxydammar-23-ene[33](6);C-24與C-25,如gypensapogenin M[34](7)、C-25與C-26,如gypensapogenin W[35](8);共軛雙鍵主要有“O=C-C=C”和“C=C-C=C”兩種,如3β-hydroxy-dammar-24-en-23-carboxyl-21-oic acid[29](9)和21-norgypenoside A[36](10)。

環(huán)烷型(Ⅱ)是由C-21與C-24環(huán)合而成的五元環(huán),環(huán)上一般有多個羥基取代。代表化合物gypsapogenin A[37](11)和(20S)-3β, 21ξ, 22ξ, 24, 25-pentahydroxy-21, 24ξ- cyclodammarane[38](12)。

環(huán)酮型(Ⅲ)是α, β-不飽和五元環(huán)酮。環(huán)由C-21與C-24環(huán)合而成,當(dāng)酮基在C-21位時,α, β-不飽和雙鍵在C-20與C-22位或C-23與C-24位,如gypensapogenin U[35](13)和20R-21, 24環(huán)-3, 25-二羥基達(dá)瑪-23(24)-烯-21-酮[39](14);酮基在C-23位時,α, β-不飽和雙鍵在C-20與C-22位,如gypensapogenin A[40](15)和gypensapogenin B[40](16)。

五元內(nèi)酯環(huán)型(IV)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是C-21與C-23連氧環(huán)合,C-21位有羰基。代表化合物有20S, 23R-3β, 20β-dihydroxydamma-24-dien-21-oic acid-21, 23-lactone[39](17)、gypensapogenin D[40](18)、JGL-81[41](19)。

呋喃環(huán)型(V)結(jié)構(gòu)是C-21與C-23或C-20與C-24連氧環(huán)合成呋喃環(huán)。C-20與C-24連氧環(huán)合形成的呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是C-20位連有甲基如(20S)-3β, 20ξ, 21ξ-trihydroxy-19-oxo-21, 23-epoxydammar-24-ene[33](20)和23-O-Acetyl-3β,12β,23S,25-trihydroxy-20S,25R-epoxydammarane[33](21)。

吡喃環(huán)型(VI)是側(cè)鏈為吡喃環(huán)的結(jié)構(gòu),由C-20、C-25連氧環(huán)合而成,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是環(huán)上C-25位有一組偕二甲基。代表化合物gypensapogenin N[34](22)。

A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)是一類結(jié)構(gòu)新穎達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜皂苷衍生物,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)體現(xiàn)在A環(huán)是一個七元環(huán),在 C-1與C-3之間有一座氧橋,C-5與C-10之間有一對雙鍵。C-19位的醛基可能是此類型化合物A環(huán)形成的關(guān)鍵原因：在環(huán)化過程中,C-3所連羥基的H+向C-19位的醛基進(jìn)攻形成H2O+,然后C-3與C-19連氧環(huán)合,在脫去一分子H2O后C-19烷基從C-10位轉(zhuǎn)移至C-1位[40]。目前發(fā)現(xiàn)了此類型結(jié)構(gòu)共17個,代表化合物有g(shù)ypensapogenin A[40](15)等。

2 絞股藍(lán)皂苷元的波譜學(xué)特征

2.1 NMR圖譜 絞股藍(lán)皂苷元的1H NMR具有萜類化合物的特征：飽和烴質(zhì)子多,高場區(qū)峰形復(fù)雜、信號易重疊,辨識與歸屬困難,故需關(guān)注1H NMR中的特征信號。在絞股藍(lán)皂苷元的1H NMR高場區(qū)可見7個特征甲基的信號：(1)C-25連接的一組偕二甲基(26、27位)：在環(huán)酮型(Ⅲ)絞股藍(lán)皂苷元中,C-24與C-25存在雙鍵時,2個甲基相對積分面積為3且為單峰(s)(圖2 A),分別位于δH2.15～2.40及δH1.65～1.90; 五元環(huán)酯型(IV)或鏈狀型(I)中C-24與C-25的雙鍵在長鏈中時,偕二甲基分別為相對積分面積為3的單峰(圖2 B)或分別裂分成二重峰(d)(圖2 C),位于δH1.30～1.85且兩個甲基峰位移值差值小于0.1 ppm,當(dāng)C-25發(fā)生羥基化時,偕二甲基裂分成2個單峰(圖2 D)且相對積分面積為3,位于δH1.35～1.85,位移值差小于0.05 ppm。(2)A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)絞股藍(lán)皂苷元中28位甲基位移值遠(yuǎn)大于29位甲基(圖2 E);C-4連接的一組偕二甲基(28、29位)：相對積分面積分別為3且均為單峰,28位甲基為β構(gòu)型并位于δH0.95～1.35,29位甲基為α構(gòu)型并位于δH0.75～1.05,受構(gòu)型的影響28位甲基位移值一般大于29位甲基(圖2 F～G)。(3)18、19和30位的角甲基位于δH0.75～1.10,相對積分面積為3,且為單峰。總結(jié)角甲基的1H NMR規(guī)律發(fā)現(xiàn),18、19、29和30的化學(xué)位移易發(fā)生重疊且不能簡單通過峰形辨別,此時需通過二維圖譜中HMBC譜的長鏈相關(guān)性來判斷：(1)C-4連接的偕二甲基H-28和H-29與C-3、C-5具有相關(guān)性,且兩個甲基之間互有長鏈相關(guān)性;(2)H-19的角甲基與C-1、C-5有相關(guān)性,H-18的角甲基與季碳C-14、C-8具有相關(guān)性,H-30的角甲基與季碳C-14、C-8和叔碳C-13具有相關(guān)性。

A～D： 26和27位甲基信號; E～G： 18, 19, 28, 29和30位甲基信號;H～K： 鄰氧氫信號; M～P： 烯氫信號。

達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元的含氧基團(tuán)一般在H-2、H-3、H-10、H-12、H-20、H-25取代,可在1H NMR譜圖中觀察到含氧質(zhì)子信號峰。可根據(jù)H-3的位移值判斷其取代情況：(1)當(dāng)H-3被含氧基團(tuán)如羥基、葡萄糖基取代時呈現(xiàn)為雙二重峰(dd,J= 10.5～12.0 Hz, 5.0～6.5 Hz)或多重峰,位于δH3.10～3.50(圖2H);(2)H-3被乙酰氧基(-OCOCH3)取代時呈雙二重峰,位移值向低場移動位于δH4.40～4.70,耦合常數(shù)與(1)一致(圖2I);(3)可根據(jù)H-1與H-3的位移值的變化判斷A環(huán)異構(gòu)型絞股藍(lán)皂苷元(圖2J),H-3呈多重峰或二重峰(J= 5.0～6.5 Hz),位移值向低場移動,位于 δH3.90～3.95, H-1位移值也向低場移動,位于δH4.30～4.60且為多重峰,;(4)五元內(nèi)酯環(huán)型(IV)絞股藍(lán)皂苷元H-23與氧原子相連,呈多重峰或且位于δH5.50～5.80(圖2K)。

達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元中的烯氫一般位于側(cè)鏈五元環(huán)、長鏈或長鏈末端：(1)當(dāng)烯氫位于五元環(huán),呈二重峰(J= 2.3～4.5 Hz)或單峰,位于δH5.95～7.50(圖2L);(2)長鏈上的烯氫為二重峰(J= 8.0～8 .8 Hz)或多重峰,位于δH5.10～5.80(圖2 M～N);與五元內(nèi)酯環(huán)型(IV)中對比,長鏈中的烯氫與H-23化學(xué)位移值有重疊但圖譜中兩組信號峰互不重疊;(3)長鏈末端的烯氫呈現(xiàn)兩組單峰,位于δH4.70～5.10(圖2O)。不同類型達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元代表化合物的1H NMR數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同類型代表性達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元的1H NMR特征信號( CDCl3/ C5D5N)

相比1H NMR,13C NMR對于絞股藍(lán)皂苷元的結(jié)構(gòu)鑒定具有更重要的意義。絞股藍(lán)皂苷元的13C NMR可獲得結(jié)構(gòu)中的所有碳信號,解析時重點(diǎn)關(guān)注低場區(qū)基團(tuán)碳原子信號。而在總結(jié)文獻(xiàn)中絞股藍(lán)皂苷元的核磁共振波譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn), C-17側(cè)鏈異構(gòu)型和A環(huán)異構(gòu)型的結(jié)構(gòu)解析側(cè)重點(diǎn)不同： C-17側(cè)鏈異構(gòu)型主要通過17位以及20～27位的氫譜和碳譜位移值變化判斷;A環(huán)異構(gòu)型則重點(diǎn)關(guān)注1、3、5、10、19位5個鍵位的氫譜、碳譜位移值。

在13C NMR中,由于低場區(qū)叔、仲、季碳信號存在重疊,不易辨認(rèn),因此需要重點(diǎn)關(guān)注高場區(qū)的碳信號,包括羰基、羧基、雙鍵、連氧碳等信號。(1)酮基的信號位于δC196.5～215.0(圖3A～C),(2)酯基位于δC170.0～179.5(圖3D～E);羧基位于δC175.0～178.5(圖3F),與酯基化學(xué)位移存在重疊,需要結(jié)合1H NMR、MS區(qū)別二者;雙鍵位于δC105.0～155.0,此區(qū)域信號峰數(shù)量一般呈偶數(shù),據(jù)此可判斷化合物結(jié)構(gòu)中的雙鍵數(shù)量(圖3G～K),當(dāng)信號峰為單數(shù)時,需考慮2個碳信號的化學(xué)位移值發(fā)生重疊;連氧碳位于δC69.5～85.0,可通過信號峰數(shù)量判斷與氧原子相連的碳原子數(shù)量(圖3L～N),但不能據(jù)此判斷氧原子個數(shù)如A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)絞股藍(lán)皂苷元(圖3O)。

A～C： 酮基信號; D～E： 酯基信號; F： 羧基信號; G～K： 烯碳信號; L～N： 鄰氧碳信號。

鏈狀型(I)：在長鏈中,雙鍵的位置和類型不同,相應(yīng)的13C NMR數(shù)據(jù)有所差異。(1)當(dāng)雙鍵在C-20與C-21時為末端雙鍵,在13C NMR中分別位于δC155.0左右和δC105.0左右,如damulin B[31](3),當(dāng)末端雙鍵在C-25與C-26時,受26、27位偕二甲基效應(yīng)的影響,C-25位移值向高場移動位于δC140.0左右,C-26移向低場位于δC115.0左右,如gypensapogenin W[35](8);雙鍵在C-20與C-22時,C-20位于δC137.5～140.5,若C-21位為甲基則C-22位于δC125.0左右,如damulin A[31](4),若C-21甲基發(fā)生取代則C-22位于δC130.5～133.5,如gypensapogenin J[32](5);雙鍵在C-23與C-24時,分別位于δC132.0～137.5和δC138.0～142.5,如3β,20S,21-trihydroxy-25-methoxydammar-23-ene[33](6);當(dāng)雙鍵在C-24與C-25位時會受到26、27位的偕二甲基效應(yīng)影響,分別位于δC124.5～126.0和δC131.0～132.0,如gypensapogenin M[34](7)。

環(huán)烷型(Ⅱ)可根據(jù)鏈狀型和環(huán)烷型C-20、C-24碳信號位移值差異判斷側(cè)鏈?zhǔn)欠癜l(fā)生環(huán)化,側(cè)鏈環(huán)化后,C-20位移值向低場移動2.0～10.0 ppm,C-24位移值向低場移動15.0～25.0 ppm。

環(huán)酮型(Ⅲ)中的特征性酮基位于δC196.5～215.0。當(dāng)C-20與C-21位的α, β-不飽和雙鍵僅受共軛效應(yīng)影響,α碳與β碳分別位于δC154.5、δC157.0左右,如gypensapogenin U[35](13);而在α, β-不飽和雙鍵在C-23與C-24位,除了共軛效應(yīng)雙鍵還受到C-25上羥基的誘導(dǎo)效應(yīng)影響,其α碳位移值比β增加約4.0 ppm,分別位于δC155.5、δC151.5左右如20R-21, 24-環(huán)-3, 25-二羥基達(dá)瑪-23(24)-烯-21-酮[39](14);當(dāng)C-24與C-25位發(fā)生脫水反應(yīng)失去羥基形成雙鍵,結(jié)構(gòu)中形成兩個共軛體系,酮基和不飽和β碳位移值分別減小約10.0 ppm,環(huán)外雙鍵C-24與C-25位移值分別在δC130.0和δC145.0左右如gypensapogenin A[40](15)。

五元內(nèi)酯環(huán)型(IV)具有特征羰基信號,位于δC170.0～178.9。當(dāng)環(huán)內(nèi)有α, β-不飽和雙鍵時,為α,β,γ不飽和內(nèi)酯環(huán),不飽和雙鍵位移值分別位于δC137.0～137.9、δC145.5～148.5如JGL-81(19)[41]。

吡喃環(huán)型(VI)偕二甲基C-26與C-27分別位于δC32.5～33.0、δC27.5～28.5,當(dāng)C-24被含氧基團(tuán)取代時C-26向高場位移。且相比呋喃環(huán)型,吡喃環(huán)型C-20位移值在更高場共振,代表化合物有g(shù)ypensapogenin N[34](22)。

17位的碳?xì)湫盘柨勺鳛橐陨?個類型化合物的診斷信號,用于判斷鏈狀型(I)C-20位的取代基,還可用于區(qū)分其他5個類型的絞股藍(lán)皂苷元：(1)環(huán)烷型(Ⅱ)位于δC41.0～50.0、δH1.70～2.20 (m);環(huán)酮型(Ⅲ)位于δC37.5～47.6、δH2.19～2.81(m);環(huán)酯型(IV)位于δH2.50～2.71 (m),C-20連有羥基時C-17位于δC45.0～47.6,脫水形成雙鍵位于δC37.6～39.0;呋喃環(huán)型(V)和吡喃環(huán)型(VI)位于δC44.0～50.8, δH1.95～2.35(m)。

A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)在氫譜和碳譜中主要有兩組特征信號：(1)C-1與C-3之間形成的氧橋：C-1位于δC71.5～74.5, H-1位于δH4.25～4.55 (m);H-3位形成氧橋前連接含氧基團(tuán)裂分雙二重峰(dd),位于δH3.10～3.45,耦合常數(shù)為11.3 Hz和5.0 Hz,形成氧橋后其峰形為多重峰 (m)或二重峰 (d),位于δH3.70～3.99,耦合常數(shù)為5.5～6.5 Hz。(2)C-5受到H-6的范德華力的作用,位移值比C-10小4.0 ppm,二者的雙鍵分別位于δC129.0～130.8、δC133.0～134.8。不同類型達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元代表化合物的1H NMR數(shù)據(jù)見表3。

表3 不同類型代表性達(dá)瑪烷型絞股藍(lán)皂苷元的13C NMR特征信號( CDCl3/ C5D5N)

對于未報道過的新化合物,還需通過二維核磁共振波譜(2D NMR)鑒定平面結(jié)構(gòu),包括HMBC、HSQC、1H-1H COSY以及NOESY譜等。

2.2 MS圖譜 目前主要通過高分辨率電噴霧電離源質(zhì)譜(HR-ESI-MS)測定絞股藍(lán)皂苷元的相對分子量,高分辨率質(zhì)譜具有較高的精確度,能夠區(qū)分相對分子量相差較小的兩個皂苷元,也有研究通過電離質(zhì)譜(EI-MS)[39]和飛行時間質(zhì)譜(TOF-MS)[42]測定其分子量。HR-ESI-MS一般在正離子模式下測定絞股藍(lán)皂苷元分子量,部分化合物采用負(fù)離子模式測定,在一級電離捕捉分子離子峰獲得精確的相對分子量后通過二級電離或多級電離中的碎片離子峰推斷結(jié)構(gòu)[24]。一級電離中一般得到[M+]、[M + H]+、[M + Na]+、[M-H]-等分子離子峰或準(zhǔn)分子離子峰信息。由于絞股藍(lán)皂苷元結(jié)構(gòu)復(fù)雜,還可能在MS的二級電離或多級電離中獲得大量碎片離子峰。

鏈狀型(I)的取代基位置和數(shù)量多樣,可通過MS離子峰排除其他類型的絞股藍(lán)皂苷元后結(jié)合NMR鑒定結(jié)構(gòu)。

環(huán)烷型(Ⅱ)主要根據(jù)取代基在五元環(huán)烷上的取代情況確定。該類型化合物五元環(huán)烷與骨架結(jié)構(gòu)斷裂后,連續(xù)失去多個H2O分子,若C-25羥基化可見m/z 106(基峰)、124、142、160、176等碎片峰,C-25連接有末端雙鍵時,除基峰外碎片離子峰扣除一個H2O分子的質(zhì)量位移,即得到m/z 106(基峰)、124、160等碎片峰。

環(huán)酮型(Ⅲ)化合物以20R-21, 24-環(huán)-3, 25-二羥基達(dá)瑪-23(24)-烯-21-酮[39,43](12)的EI-MS裂解途徑(圖4)為例：化合物分子離子峰m/z 456[M]+,化合物首先失去CH3和多個H2O分子,形成m/z 441(M-CH3)、423(M-CH3-H2O)、405(M-CH3-2H2O)的碎片離子峰,然后17位側(cè)鏈與骨架發(fā)生斷裂,可見脫去-H2O、-H質(zhì)子的m/z 316、299、122(基峰)的碎片峰,骨架結(jié)構(gòu)在電離源轟擊下進(jìn)一步裂解,連續(xù)失去H2O分子后可見m/z 207、189、175的A～B環(huán)碎片峰。當(dāng)環(huán)酮型(Ⅲ)絞股藍(lán)皂苷元C-25發(fā)生羥基化時,可見+H2O的碎片峰m/z 317、334。其它類型的絞股藍(lán)皂苷元17位側(cè)鏈的不同或隨取代基在相應(yīng)位置的變化而發(fā)生質(zhì)量位移,根據(jù)其對質(zhì)量位移的影響可初步完成相應(yīng)側(cè)鏈和取代基的種類確定。

圖來源于文獻(xiàn)39,43。

五元環(huán)酯型(IV)的質(zhì)量位移主要根據(jù)環(huán)內(nèi)雙鍵、C-20羥基化的情況判斷。當(dāng)存在環(huán)內(nèi)雙鍵,五元環(huán)酯斷裂時可見m/z 138的基峰;C-20羥基化的情況下環(huán)酯脫去1個H2O分子后得到基峰的碎片。若 C-25羥基化可見m/z 156的碎片峰。

根據(jù)呋喃環(huán)型(V)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知,其質(zhì)量位移主要受呋喃環(huán)上碳原子的羥基化影響。呋喃環(huán)斷裂時,H-20被甲基取代則出現(xiàn)m/z 126的基峰,H-20被羥基取代則根據(jù)脫水情況可見m/z 158、140、122(基峰)的碎片離子峰。

吡喃環(huán)型(VI)最關(guān)鍵的判別方式在于基峰的質(zhì)量位移m/z 114。

A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)的骨架結(jié)構(gòu)依據(jù)側(cè)鏈的斷裂和骨架解離進(jìn)行分辨,不同于圖3所示骨架結(jié)構(gòu),A環(huán)異構(gòu)型可見m/z 314、313、219、208的碎片峰。

因此,在MS判別的絞股藍(lán)皂苷元類型的基礎(chǔ)上,通過絞股藍(lán)皂苷元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和核磁共振波譜數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)可快速鑒定其結(jié)構(gòu)。

2.3 IR光譜 IR在鑒定絞股藍(lán)皂苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)中主要用于判斷是否存在特殊基團(tuán)。在IR光譜中,羥基的特征吸收峰在vmax3 400 cm-1左右并顯示為寬峰(br),甲基在vmax1 380 cm-1左右。通過IR可以判斷羰基在絞股藍(lán)皂苷元中的存在形式：羰基的特征吸收峰位于vmax1 715 cm-1左右;α, β-不飽和酮的強(qiáng)吸收峰位于vmax1 680 cm-1附近;五元內(nèi)酯環(huán)的羰基吸收峰在vmax1 610 cm-1左右,γ內(nèi)酯環(huán)的羰基吸收峰一般在vmax1 751 cm-1左右。烯烴雙鍵“C=C”吸收峰一般位于vmax1 640 cm-1左右。醚鍵可在vmax1 010～1 115 cm-1觀察到特征吸收峰如呋喃環(huán)型(V)和吡喃環(huán)型(VI)。因此IR對于絞股藍(lán)皂苷元的鑒定具有一定意義。

2.4 UV光譜 UV光譜在結(jié)構(gòu)解析中主要用于判斷化合物結(jié)構(gòu)中是否存在共軛基團(tuán)。部分絞股藍(lán)皂苷元為飽和烴類結(jié)構(gòu),在UV中無紫外吸收。多數(shù)絞股藍(lán)皂苷元的共軛基團(tuán)在λmax≈ 240 nm處具有紫外吸收,環(huán)酮型(Ⅲ)和A環(huán)異構(gòu)型(Ⅶ)在λmax≈ 262 nm處有紫外吸收,均不具有特征性。因此UV對于絞股藍(lán)皂苷元結(jié)構(gòu)鑒定無實際意義。

3 結(jié)束語

對絞股藍(lán)的深入研究發(fā)現(xiàn),絞股藍(lán)皂苷是絞股藍(lán)中的功能活性成分,對于降脂、調(diào)節(jié)血糖及抗腫瘤等臨床應(yīng)用具有重要意義。尋找具有更強(qiáng)活性的絞股藍(lán)單體皂苷及其苷元是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。核磁共振波譜(NMR)是鑒定絞股藍(lán)皂苷及苷元最有效、方便的技術(shù),結(jié)合HR-ESI-MS可快速、準(zhǔn)確鑒定絞股藍(lán)皂苷及苷元結(jié)構(gòu)。本文依據(jù)絞股藍(lán)皂苷元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分類,并歸納總結(jié)波譜學(xué)特征,為此類化合物的結(jié)構(gòu)解析提供了參考依據(jù)。