2017, Vol. 34文章信息
- 王菲菲, 张聿梅, 何轶, 戴忠, 马双成, 刘斌
- WANG Fei-fei, ZHANG Yu-mei, HE Yi, DAI Zhong, MA Shuang-cheng, LIU Bin
- 雷酚内酯的波谱学数据与结构确证
- Spectral Analysis and Structural Elucidation of Triptophnolide
- 波谱学杂志, 2017, 34(1): 35-42
- Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2017, 34(1): 35-42
- http://dx.doi.org/10.11938/cjmr20170105
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文章历史
收稿日期: 2015-11-21
收修改稿日期: 2017-01-04
DOI:10.11938/cjmr20170105
2. 北京中医药大学 中药学院, 北京 100029
2. School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China
雷酚内酯（Triptophenolide，化学式为C20H24O3）由邓福孝等人[1]于1982年首次从福建泰宁县产雷公藤（Tripterygium Wilfordii Hook.f.）分离得到，是一种具有较强抑制肿瘤活性的二萜类化合物[见图 1(a)][2].雷公藤，又称山砒霜、断肠草或南蛇藤，最早记载于《神农本草经》，是卫矛科雷公藤属木质藤本植物，主要分布于我国长江流域以南山区和东北长白山区.雷公藤制剂具有多种药理作用，可用于治疗炎症、癌症、麻风病、慢性肾炎、系统性红斑狼疮等疾病[3].雷酚内酯是从雷公藤中分离得到的主要成分之一，中国食品药品检定研究院拟发行雷酚内酯对照品，为日后该类药物检验提供对照品支持.
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| 图 1 已报道的雷酚内酯的结构式 Fig. 1 The structure of Triptophenolidein references |
关于雷酚内酯的结构目前已有多篇报道，于东防等人[4]于1990年用X-ray单晶衍射的方法修改了雷酚内酯的结构[见图 1(b)]，但自此以后再没有相关文献分离得到图 1(b)所示的结构.樊希望等人[3]于2011年从雷公藤植物提取分离化合物并用X-ray单晶衍射方法确定结构，也得到了图 1(a)所示的雷酚内酯结构.通过文献查阅或利用化学物质登记号（CAS number）对化合物检索，一般也认为雷酚内酯的结构为图 1(a)所示.已经发表的文献中[1, 4, 5]仅报道了雷酚内酯的一维核磁共振氢谱（1H NMR）和碳谱（13C NMR）数据，对结构中的仲氢信号没有给予归属或归属有误，13C NMR主要信号的归属也有错误.我们参照已有文献[1, 4, 5]，对雷酚内酯对照品的紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（IR）、质谱（MS）、NMR谱图（包括1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、NOE、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC谱图）进行了分析，对其1H NMR和13C NMR数据进行了全归属，确证了雷酚内酯对照品的化学结构.
1 实验部分雷酚内酯对照品原料由中国食品药品检定研究院提供，经高效液相色谱（HPLC）法测试纯度为99.92%.实验中其它所有试剂均为分析纯，购自上海国药集团化学试剂有限公司.
紫外光谱采用Agilent 8453紫外-可见分光光度计（美国Agilent）测定，红外光谱采用Nicolet 8700傅立叶变换红外光谱仪（美国Nicolet公司）测定，KBr压片.质谱用Agilent Technologies 7000C GC/MS Triple Quad（美国Agilent公司）测定，配备电子轰击离子源（EI源）.
1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、NOE、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC谱均用Bruker AVⅢ HD 600型NMR谱仪（瑞士Bruker公司）测定，配备5 mm探头.1H NMR和13C NMR的工作频率分别为600.25 MHz和150.81 MHz，谱宽分别为12 019.23 Hz和36 057.69 Hz.DEPT-135谱宽与13C NMR谱图相同，NOE谱宽为10 775.91 Hz.2D NMR实验包括1H-1H COSY、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC实验，均采用标准脉冲程序.1H-1H COSY的F2（1H）和F1（1H）维谱宽均为5 319.10 Hz，采样数据点阵t2×t1=1 024×1 024；1H-13C HSQC的F2（1H）和F1（13C）维谱宽分别为5 319.10 Hz和30 154.52 Hz，采样数据点阵t2×t1=1 024×1 024；1H-13C HMBC的F2（1H）和F1（13C）维谱宽分别为8 417.51 Hz和36 231.91 Hz，采样数据点阵t2×t1=1 024×1 024.
2 结果与讨论 2.1 UV谱图分析化合物在甲醇中的最大紫外吸收波长λMeOH max（nm）/吸收峰强度（AU）为203.0/0.85、218.0/0.42、273.0/3.0×10-2和279.0/3.0×10-2，分别为E2、E2、B和B吸收带.
2.2 IR谱图分析采用KBr压片法，化合物在IR吸收光谱中，3 520 cm-1和3 483 cm-1处峰为缔合羟基O-H伸缩振动强吸收峰；2 996 cm-1、2 875 cm-1、1 453 cm-1和1 373 cm-1处中强峰为甲基C-H的吸收峰；2 932 cm-1、726 cm-1处为亚甲基C-H的吸收峰；1 754 cm-1和1 739 cm-1处为酯键
化合物质谱采用EI电离源，得到本品的分子离子质荷比（m/z）为312，与理论值（312）一致.
2.4 NMR谱图分析化合物的1H NMR谱显示有13组质子信号.结合1H-1H COSY（图 2）、1H-13C HSQC（图 3）和1H-13C HMBC（图 4）谱图分析和文献[1, 4, 5]比对，可归属高场区的3个甲基信号.其中，δH1.27（6H，d，J=7.0 Hz）为与次甲基相连的2个甲基质子信号H-16和H-17，δH1.03（3H，s）为与季碳相连的甲基质子信号H-20.在HSQC谱中，δC 22.4与H-20相关，被归属为C-20.在HMBC谱中，C-20与δH1.70和δH 2.52远程相关；而在HSQC谱中，δH1.70和δH 2.52同时与δC32.6相关，因此δH1.70和δH 2.52分别被归属为H-1a和H-1b，δC32.6被归属为C-1.在COSY谱中，δH2.40与H-1a、H-1b有偶合关系，被归属为H-2a.在HSQC谱中，δH2.40和δH2.52同时与δC18.2相关，因此δH2.52被归属为H-2b、δC18.2被归属为C-2.在NOE差谱（图 5）中，当照射H-1a（δH 1.70）时，δH 2.52（H-1b或H-2b）和δH 2.70信号增强.在HMBC谱中，H-1a与δC22.4（C-20）、δC 36.2和δC 40.9远程相关；DEPT谱中显示δC36.2为季碳，而且通过和文献[4, 5]比对，我们判断δC36.2为C-10，因此δC40.9被归属为C-5.在HSQC谱，δH 2.70与C-5相关，被归属为H-5.在COSY谱中，δH1.90和δH 2.01与H-5相关，被分别归属为H-6a和H-6b.在NOE谱中，当照射H-6b时，δH 2.70（H-5）、δH 2.90、δH 2.93信号增强；而且在COSY谱中，H-6a、H-6b分别与δH2.70（H-5）、δH 2.90和δH 2.93有偶合关系，因此δH2.90和δH 2.93被归属为H-7a和H-7b.在COSY谱中，δH 3.11与H-16和H-17相关，被归属为H-15.在HSQC谱中，δC27.0与δH3.11直接相关，被归属为C-15，在HMBC谱中，δH7.10（d，J=8.0 Hz）与C-15远程相关，归属为H-12.在COSY谱中，δH6.96（d，J=8.0 Hz）与H-12偶合，被归属为H-11.
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| 图 2 雷酚内酯的1H-1H COSY谱 Fig. 2 1H-1H COSY spectrum of Triptophenolide |
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| 图 3 雷酚内酯的1H-13C HSQC谱 Fig. 3 1H-13C HSQC spectrum of Triptophenolide |
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| 图 4 雷酚内酯的1H-13C HMBC谱 Fig. 4 1H-13C HMBC spectrum of Triptophenolide |
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| 图 5 雷酚内酯的NOE谱 Fig. 5 NOE spectra of Triptophenolide |
化合物的13C NMR谱显示20个信号峰，结合DEPT谱（图 6），显示化合物结构中存在8个季碳、4个叔碳、5个仲碳和3个伯碳.其中，上文已归属了C-1、C-2、C-5、C-10、C-15和C-20.在HSQC谱（图 3）中，δC22.5与δH1.27（H-16，17）相关，被归属为C-16和C-17.DEPT谱显示5个仲碳的化学位移分别为δC 18.2（C-2）、δC19.6、δC 22.7，δC 32.6（C-1）和δC 70.5.在HSQC谱中，δC19.6与δH1.90（H-6a）、δH 2.01（H-6b）相关，被归属为C-6；δC22.7与δH 2.90（H-7a）、δH2.93（H-7b）相关，被归属为C-7；所以剩余的δC 70.5被归属为C-19.在1H NMR谱中，δH4.8处有2组质子信号，一组与δC70.5（C-19）直接相关（见HSQC谱），归属为H-19；另一组宽单峰归属于羟基质子（-OH）信号.
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| 图 6 雷酚内酯的DEPT-135谱 Fig. 6 DEPT-135 spectra of Triptophenolide |
在HMBC谱中，δC174.2与δH 2.52（H-2b）远程相关，被归属为C-18，该碳为季碳，表明化合物雷酚内酯的结构与图 1(a)相符.在HSQC谱中，δC116.3、δC 123.4分别与δH 6.96（H-11）、δH 7.10（H-12）相关，被分别归属为C-11和C-12.在HMBC谱中，δC 120.5（季碳）与δH4.80（-OH）和δH 6.96（H-11）远程相关，被归属为C-8；δC 131.0（季碳）与δH1.27（H-16, 17）、δH 4.80（-OH）、δH 6.96（H-11）远程相关，被归属为C-13；δC 143.9（季碳）与δH1.03（H-20）、δH 2.52（H-1b）、δH 2.90（H-7a）、δH 2.93（H-7b）和δH 7.10（H-12）相关，被归属为C-9；δC 150.8（季碳）与δH 2.90（H-7a）、δH 2.93（H-7b）和δH 7.10（H-12）远程相关，被归属为C-14；δC 162.9（季碳）与δH2.52（H-1b）和δH 4.80（H-19）远程相关，被归属为C-3；因此δC 125.2被归属为C-4.
在已发表的有关雷酚内酯结构鉴定的文献中，H-1a、H-1b、H-5和H-6b质子信号文献[1, 4, 5]未归属，H-2a、H-7a和H-7b文献[4, 5]归属有误.C-2、C-4、C-5、C-6、C-7、C-8、C-9、C-13、C-15、C-18和C-19碳原子信号文献[4, 5]归属有误.雷酚内酯的1H NMR、1H-1H COSY和NOE数据归属见表 1.13C NMR、DEPT、HSQC和HMBC数据归属见表 2.
| Position | dH | dH[5] | Multiplicity | Proton number | 1H-1H COSY | NOE |
| 1a* | 1.70 | m | 1H | H-1b, H-2a, H-2b | H-1b, H-2b, H-5 | |
| 1b* | 2.52 | m | 1H | H-1a, H -2a | ||
| 2a** | 2.40 | 2.53 | m | 1H | H-1a, H-1b, H-2b, H-19 | |
| 2b | 2.52 | 2.53 | m | 1H | H-1a, H-2a, H-19 | |
| 5* | 2.70 | m | 1H | H-2a, H-2b, H-6a, H-6b, H-19 | ||
| 6a* | 1.90 | m | 1H | H-7a, H-7b, H-5 | ||
| 6b* | 2.01 | m | 1H | H-7a, H-7b, H-5 | H-5, H-7a, H-7b, H-19 | |
| 7a** | 2.90 | 2.86 | m | 1H | H-6a, H-6b | |
| 7b** | 2.93 | 2.86 | m | 1H | H-6a, H-6b | |
| 11 | 6.96 | 6.96 | d, J=8.0 Hz | 1H | H-12 | |
| 12 | 7.10 | 7.07 | d, J=8.0 Hz | 1H | H-11 | |
| 15 | 3.11 | 3.10 | m | 1H | H-16, H-17 | |
| 16, 17 | 1.27 | 1.27 | d, J=7.0 Hz | 6H | H-15 | |
| 19 | 4.80 | 4.80 | m | 2H | H-2a, H-2b, H-5 | |
| 20 | 1.03 | 1.03 | s | 3H | ||
| -OH | 4.80 | 4.80 | m | 1H | ||
| *为文献[5]中未明确归属的质子信号；**为文献[5]中归属错误的质子信号 | ||||||
| Position | dC | dC[5] | DEPT | HSQC | HMBC |
| 1 | 32.6 | 32.7 | CH2 | + | H-20 |
| 2** | 18.2 | 19.7 | CH2 | + | H-1a |
| 3 | 162.9 | 162.7 | C | H-1b, H-19 | |
| 4** | 125.2 | 120.5 | C | - | |
| 5** | 40.9 | 27.0 | CH | + | H-1a, H-1b, H-6, H-7, H-20 |
| 6** | 19.6 | 22.7 | CH2 | + | - |
| 7** | 22.7 | 18.2 | CH2 | + | H-5 |
| 8** | 120.5 | 143.9 | C | H-11, -OH | |
| 9** | 143.9 | 130.9 | C | H-1b, H-7, H-12, H-20 | |
| 10 | 36.2 | 36.2 | C | H-1a, H-1b, H-6, H-11, H-20 | |
| 11 | 116.3 | 116.3 | CH | + | - |
| 12 | 123.4 | 123.4 | CH | + | - |
| 13** | 131.0 | 125.2 | C | H-16, H-17, H-11, -OH | |
| 14 | 150.8 | 150.7 | C | H-12, H-7 | |
| 15** | 27.0 | 40.9 | CH | + | H-12, H-16, H-17 |
| 16 | 22.5 | 22.5 | CH3 | + | H-15 |
| 17 | 22.5 | 22.5 | CH3 | + | H-15 |
| 18** | 174.2 | 70.5 | C | H-2b | |
| 19** | 70.5 | 174.1 | CH2 | + | - |
| 20 | 22.4 | 22.3 | CH3 | + | H-1a, H-1b, H-11 |
| **为文献[5]中归属错误的13C NMR信号 | |||||
通过NMR谱图分析确定了雷酚内酯对照品结构为图 1(a)所示，与文献[1-3, 5]报道结构一致.由DEPT、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC谱修正和补充了文献[1, 4, 5]中雷酚内酯1H和13C NMR数据.以上分析结果确证了雷酚内酯对照品的化学结构，为含雷酚内酯药物的质量控制奠定了基础.
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