药学学报  2017, Vol. 52 Issue (2): 279-282   PDF    
引用本文
TU Wen-chao, DING Lin-fen, YANG Hui, SONG Liu-dong, WU Xing-de. A new cassane diterpene from Caesalpinia bonduc[J]. Acta Pharm Sin, 2017, 52(2): 279-282.  
涂文超, 丁林芬, 杨惠, 宋流东, 吴兴德. 大托叶云实中一个新的卡山烷二萜[J]. 药学学报, 2017, 52(2): 279-282.  
大托叶云实中一个新的卡山烷二萜
涂文超1,2, 丁林芬1, 杨惠1,2, 宋流东1, 吴兴德2     
1. 昆明医科大学药学院暨云南省天然药物药理重点实验室, 云南 昆明 650500;
2. 中国科学院昆明植物研究所, 植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室, 云南 昆明 650201
收稿日期: 2016-11-22; 修回日期: 2016-12-20
基金项目: 国家自然科学基金资助项目（21662023，21402212）；云南省教育厅基金研究生项目（2015J049）
*通讯作者: 宋流东, Tel:86-871-65922778, E-mail:ynsld@126.com
吴兴德, Tel: 86-871-65223013, E-mail: wuxingde@mail.kib.ac.cn
摘要: 采用硅胶、Sephadex LH-20、MCI和半制备HPLC等色谱技术，对豆科云实属植物大托叶云实种子的95%乙醇提取物进行分离纯化。从中分离得到了5个卡山烷型二萜化合物，根据理化性质和波谱数据鉴定为3β-乙酰氧基-卡山烷-12，14（17），15-三烯-7β-醇（1）、caesalmin C（2）、caesall E（3）、caesalpinin MJ（4）和1-deacetylcaesalmin C（5），其中化合物1为新化合物，2、4、5首次从该植物中分离得到。
关键词: 豆科     大托叶云实     卡山烷二萜     3β-乙酰氧基-卡山烷-12, 14(17), 15-三烯-7β-醇    
A new cassane diterpene from Caesalpinia bonduc
TU Wen-chao1,2, DING Lin-fen1, YANG Hui1,2, SONG Liu-dong1, WU Xing-de2     
1. School of Pharmaceutical Science and Yunnan Key Laboratory of Pharmacology for Natural Products, Kunming Medical University, Kunming 650500, China;
2. State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China
Abstract: Five cassane diterpenes were isolated from the 95% ethanol extract of the seeds of Caesalpinia bonduc (Leguminosea) by a combination of various chromatographic methods, including silica gel, Sephadex LH-20, and semi-preparative HPLC. On the basis of spectroscopic techniques, their structures were identified as 3β-acetoxy-cassa-12, 14(17), 15-trien-7β-ol (1), caesalmin C (2), caesall E (3), caesalpinin MJ (4), and 1-deacetylcaesalmin C (5). Among them, compound 1 is a new compound and 2, 4, 5 were isolated from the plant for the first time.
Key words: Leguminosea     Caesalpinia bonduc     cassane-type diterpene     3β-acetoxy-cassa-12, 14(17), 15-trien-7β-ol    

大托叶云实(Caesalpinia bonuc) 是豆科(Leguminosea) 云实属(Caesalpinia) 植物, 又名刺果苏木, 有刺藤本, 刺直或者弯曲, 各部位均有黄色柔毛。在世界热带地区均有分布, 我国主要产于云南、广东、广西、台湾等地[1]。《中华本草》中记载其种子具有活血止痛、解毒消肿等功效, 主要用于治疗胃脘痛、腹痛、目赤肿痛、疮疡; 叶具有清热解毒、去淤止痛、驱虫、通便等功效, 用于治疗间歇性发热、急慢性胃炎、胃溃疡、痢疾、消化不良、肠道虫积、便秘、疖肿等[2]。目前, 已从大托叶云实中发现二萜[3-5]、黄酮[6]和甾体[7]类化合物。卡山烷二萜类成分caesalpinolide A和caesalpinolide B具有抑制乳腺癌、宫内膜癌和宫颈癌细胞增殖作用[5]; 黄酮类化合物4, 4'-dihydroxy-2'-methoxy-chalcone具有抗疟原虫活性[8]。为进一步寻找活性成分, 作者对购自河北安国药材的大托叶云实种子进行研究, 从中分离得到5个化合物并鉴定为3β-乙酰氧基-卡山烷-12, 14(17), 15-三烯-7β-醇(1)、caesalmin C (2)[9]、caesall E (3)[10]、caesalpinin MJ (4)[11]和1-deacetylcaesalmin C (5)[11], 其中化合物1为新化合物, 结构见图 1。

Figure 1 Structures of compounds 1-5

化合物1  无色油状物(氯仿) HR-ESI-MS m/z: 367.224 3 [M+Na]+ (计算值: 367.224 4), 确定分子式为C22H32O3, 不饱和度为7。红外光谱显示其结构中存在羟基(3 427 cm-1)、羰基(1 730 cm-1)、双键(1 631 cm-1) 等特征信号峰。1H NMR谱(表 1) 显示1个乙酰基上甲基信号δH 2.05 (s), 3个与季碳相连的甲基信号δH 0.95 (s)、0.93 (s)、0.90 (s), 2个连氧次甲基信号δH 4.49 (dd, J=11.8, 4.1 Hz)、3.91 (m), 1个三取代双键质子信号δH 5.86 (br s), 2个环外末端双键质子信号δH 5.30(br s)、5.19 (br s), 3个末端双键质子信号δH 6.33 (dd, J=17.3, 10.8 Hz)、5.36 (dd, J=17.3, 1.2 Hz)、5.06 (dd, J=10.8, 1.2 Hz)。13C NMR谱(表 1) 显示22个碳信号, 包括4个甲基、6个亚甲基(包括2个不饱和亚甲基)、7个次甲基(包括2个不饱和及2个氧取代次甲基) 及5个季碳(包括1个乙酰基上的羰基和1个不饱和季碳)。据以上波谱数据及云实属植物中特征卡山烷二萜类成分[11-13], 推测该化合物为一个羟基和一个乙酰氧基取代的卡山烷二萜结构, 并存在一个三取代双键、一个环外双键及一个末端双键。

Table 1 1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR data in CDCl3 for compound 1

通过HMBC谱中H-11a、H-11b与C-12、C-13 (图 2) 的相关, 以及1H-1H COSY谱中H-9/H2-11/H-12相关, 表明三取代双键位于C-12和C-13; H-17a和H-17b与C-8、C-14、C-13的HMBC相关, 说明环外双键位于C-14和C-17; H-15与C-12、C-13、C-14 (图 2) 的HMBC相关, 提示末端双键与C-13位相连。此外, HMBC谱中H2-2、H3-19与C-3, H-3与乙酰基上的酯羰基, H-8、H2-6、H-5与C-7, 以及1H-1H COSY谱中H2-1/H2-2/H-3, H-5/H2-6/H-7/H-8/H-9相关(图 2), 表明乙酰氧基和羟基分别连在C-3和C-7位。

Figure 2 Key 1H-1H COSY (), HMBC (), and ROESY () correlations of compound 1

化合物1的相对构型通过ROESY谱确定(图 2)。ROESY谱中, H-5与H-7、H-7与H-9、H-5与H3-18、H-8与H3-20、H3-19与H3-20存在相关, 以及H-5与H3-20不存在相关, 表明7位羟基为β朝向。H-3的耦合常数为11.8和4.1 Hz, 提示3位乙酰氧基同样为β朝向, 该推论进一步通过H-3与H-5、H-3与H3-18的ROESY相关得到确认。据上述分析, 化合物1鉴定为新的卡山烷二萜, 命名为3β-乙酰氧基-卡山烷-12, 14(17), 15-三烯-7β-醇。

实验部分

核磁共振仪(Brucker, AV 600 MHz, Avance III 500 MHz, 德国) (TMS为内标); 液质联用仪(Agilent 1290 UPLC/6540 Q-TOF, 美国); 红外光谱仪(Brucker, Tensor-27, 德国); 紫外可见分光光度仪(Shimadzu, Shimadzu UV2401PC, 日本); 全自动数字旋光仪(Jasco, Jasco P-1020, 日本); 分析和半制备型HPLC (Agilent, Agilent 1260, 美国); 半制备色谱柱Zorbax SB-C18 (Agilent, 4.6 mm × 250 mm, 美国); MPLC (上海利穗有限公司); 柱色谱100~200目、200~300目硅胶(临沂市海祥化工厂); 薄层色谱硅胶板GF-254 (临沂市海祥化工厂); Sephadex LH-20 (Pharmacia公司, 瑞典); MCI-gel CHP-20P (Mitsubishi Chemical Corporation, 75~150 μm, 日本); 80~100目聚酰胺粉(国药集团化学试剂有限公司); 色谱甲醇(北京百灵威科技有限公司); 分析纯甲醇(天津市风船化学试剂科技有限公司); 石油醚(沸程60~90 ℃)、氯仿、乙酸乙酯、甲醇、95%乙醇等均为工业纯有机试剂(重蒸使用); 显色剂(10% H2SO4乙醇溶液, 喷洒后适当加热)。

实验药材大托叶云实2016年3月购买于河北安国药材市场, 并由中国科学院昆明植物研究所成晓副研究员鉴定为豆科(Leguminosae) 云实属(Caesalpinia) 植物大托叶云实(Caesalpinia bonduc) 的种子, 标本(20160303a) 保存于中国科学院昆明植物所标本馆。

1 提取分离

大托叶云实种子10 kg粉碎后, 用95%乙醇冷浸提取3次, 每次两天, 合并提取液, 减压蒸馏浓缩回收有机溶剂后, 提取物分散到水中用乙酸乙酯萃取3次, 得乙酸乙酯萃取物165.0 g。该萃取物(150.0 g) 经MPLC分离(MCI), 利用甲醇-水(70:30、75:25、80:20、85:15、90:10、95:5) 梯度洗脱, 根据TLC检测合并为5个部分Fr1~Fr5。Fr4 (33.0 g) 经正相硅胶柱色谱(石油醚-乙酸乙酯100:1→2:1) 梯度洗脱, 分为8个部分Fr4.1~Fr4.8。Fr4.1 (4.3 g) 利用丙酮重结晶得化合物2(2.0 g)。Fr4.2 (202.0 mg) 经正相硅胶柱色谱(氯仿-丙酮100:1→9:1), 得化合物3(30.0 mg)。Fr4.3(82.0 mg) 用半制备HPLC分离(甲醇-水, 75:25, 3 mL·min-1, tR=8.1 min), 得到化合物4(12.0 mg)。Fr4.4 (93.0 mg) 用半制备HPLC分离(甲醇-水, 75:25, 3 mL·min-1, tR=10.4 min), 得到化合物1(3.0 mg)。Fr3 (12.4 g) 经正相硅胶柱色谱(石油醚-乙酸乙酯, 9:1→1:1) 梯度洗脱, 分为4个组分Fr3.1~Fr3.4, Fr3.1 (104.0 mg) 经Sephadex LH-20 (氯仿-甲醇, 1:1) 柱色谱后, 利用甲醇重结晶得化合物5(50.0 mg)。

2 结构鉴定

化合物1  无色油状物(氯仿), [α]D20+24.2 (c0.20, MeOH); UV末端吸收峰λmax (log ε): 204.6 (3.51)。IR: 3 427, 2 930, 2 856, 1 730, 1 631, 1 614, 1 461, 1 383, 1 251, 1 029 cm-1。

化合物2  无色方晶(丙酮), ESI-MS m/z497 [M+Na]+, C26H34O8。1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δH:7.23 (1H, d, J=1.8 Hz, H-16), 6.40 (1H, d, J=1.9 Hz, H-15), 5.58 (1H, br s, H-6, H-7), 5.09 (1H, br s, H-17b), 4.94 (1H, br s, H-17a), 4.89 (1H, br s, H-1), 2.10 (3H, s, 7-OCOCH3), 2.07 (3H, s, 1-OCOCH3), 1.97 (3H, s, 6-OCOCH3), 1.30 (3H, s, H-20), 1.17 (3H, s, H-19), 1.16 (3H, s, H-18); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δC:75.0 (d, C-1), 22.0 (t, C-2), 32.3 (t, C-3), 38.5 (s, C-4), 79.3 (s, C-5), 75.2(d, C-6), 75.6 (d, C-7), 41.6 (d, C-8), 38.0 (d, C-9), 44.5 (s, C-10), 23.2 (t, C-11), 150.5 (s, C-12), 119.8 (s, C-13), 138.5 (s, C-14), 106.5 (d, C-15), 142.0 (d, C-16), 105.6 (q, C-17), 30.7 (q, C-18), 25.1 (q, C-19), 17.1 (q, C-20), 21.4/169.1 (1-OCOCH3), 21.3/170.8(6-OCOCH3), 21.7/170.8(7-OCOCH3)。以上数据与文献[9]报道数据基本一致, 故鉴定化合物2为caesalmin C。

化合物3  白色粉末(氯仿), ESI-MS m/z 555 [M+Na]+, C28H36O10。1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δH: 7.22 (1H, d, J=1.8 Hz, H-16), 6.40 (1H, d, J=2.0 Hz, H-15), 5.64 (1H, br s, H-7), 5.54 (1H, br s, H-6), 5.09 (1H, br s, H-17b), 5.03 (1H, dd, J=12.5, 4.3 Hz, H-3), 4.94 (1H, br s, H-17a), 4.92 (1H, s, H-1), 2.10 (3H, s, 7-OCOCH3), 2.09 (3H, s, 6-OCOCH3), 2.03 (3H, s, 3-OCOCH3), 1.96 (3H, s, 1-OCOCH3), 1.15 (3H, s, H-18), 1.14 (3H, s, H-19), 1.33 (3H, s, H-20); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δC: 75.0 (d, C-1), 27.4 (t, C-2), 72.0 (d, C-3), 43.2 (s, C-4), 80.7 (s, C-5), 75.5(d, C-6), 75.2 (d, C-7), 41.5 (d, C-8), 37.9 (d, C-9), 44.5 (s, C-10), 23.1 (t, C-11), 150.2 (s, C-12), 119.8 (s, C-13), 138.2 (s, C-14), 106.5 (d, C-15), 142.1 (d, C-16), 105.7 (q, C-17), 24.7 (q, C-18), 19.5 (q, C-19), 17.2 (q, C-20), 21.3/ 170.5 (1-OCOCH3), 21.1/169.3 (3-OCOCH3), 21.7/170.6 (6-OCOCH3), 21.2/170.8 (7-OCOCH3)。以上数据与文献[10]报道数据基本一致, 故鉴定化合物3为caesall E。

化合物4  白色粉末(氯仿), ESI-MS m/z439 [M+Na]+, C24H32O6。1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δH: 7.22 (1H, d, J=1.9 Hz, H-16), 6.42 (1H, d, J=2.0 Hz, H-15), 5.52 (1H, td, J=10.0, 3.7 Hz, H-7), 5.10 (1H, J=1.9 Hz, H-17a), 4.93 (1H, br s, H-1), 4.76 (1H, J=2.0 Hz, H-17b), 2.06 (3H, s, 1-OCOCH3), 2.05 (3H, s, 7-OCOCH3), 1.22 (3H, s, H-20), 1.11 (3H, s, H-19), 1.06 (3H, s, H-18); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δC: 75.5(d, C-1), 22.4 (t, C-2), 29.9 (t, C-3), 38.3 (s, C-4), 77.7 (s, C-5), 31.3 (t, C-6), 71.9 (d, C-7), 41.0 (d, C-8), 38.5 (d, C-9), 43.0 (s, C-10), 22.9 (t, C-11), 150.7 (s, C-12), 119.6 (s, C-13), 139.4 (s, C-14), 106.5 (d, C-15), 141.7 (d, C-16), 105.6 (q, C-17), 28.2 (q, C-18), 25.4 (q, C-19), 17.7 (q, C-20), 21.4/169.1 (1-OCOCH3), 21.5/ 170.4 (7-OCOCH3)。以上数据与文献[11]报道数据基本一致, 故鉴定化合物4为caesalpinin MJ。

化合物5  无色针晶(甲醇), ESI-MS m/z 455 [M+Na]+, C24H32O7。1H NMR (CD3OD, 500 MHz) δH: 7.36 (1H, d, J=2.0 Hz, H-16), 6.53 (1H, d, J=2.0 Hz, H-15), 5.50 (1H, m, H-7), 5.49 (1H, m, H-6), 5.09 (1H, d, J=2.0 Hz, H-17b), 4.89 (1H, br s, H-17a), 3.87 (1H, br s, H-1), 2.07 (3H, s, 7-OCOCH3), 1.89 (3H, s, 6-OCOCH3), 1.21 (3H, s, H-20), 1.12 (3H, s, H-19), 1.11 (3H, s, H-18); 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δC: 72.8 (d, C-1), 25.8 (t, C-2), 32.8 (t, C-3), 39.2 (s, C-4), 80.4 (s, C-5), 76.0 (d, C-6), 76.1 (d, C-7), 42.5 (d, C-8), 39.1 (d, C-9), 44.9 (s, C-10), 23.8 (t, C-11), 152.5 (s, C-12), 120.4 (s, C-13), 140.7 (s, C-14), 107.5 (d, C-15), 142.7 (d, C-16), 105.1 (q, C-17), 31.3 (q, C-18), 25.3 (q, C-19), 17.1 (q, C-20), 21.4/170.9 (6-OCOCH3), 21.8/ 170.9 (7-OCOCH3)。以上数据与文献[11]报道数据基本一致, 故鉴定化合物5为1-deacetylcaesalmin C。

参考文献
[1] Editorial Committee of Flora of China, Chinese Academy of Sciences. Flora of China (中国植物志)[M]. Beijing: Science Press, 1998: 366.
[2] Editorial Board of Chinese Materia Medica. Chinese Materia Medica (中华本草)[M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1999: 368-369.
[3] Peter SR, Tinto WF, McLean S, et al. Bonducellpins A -D, new cassane furanoditerpenes of Caesalpinia bonduc[J]. J Nat Prod, 1997, 60: 1219–1224. DOI:10.1021/np970308c
[4] Yadav PP, Arora A, Bid HK, et al. New cassane butenolide hemiketal diterpenes from the marine creeper Caesalpinia bonduc and their antiproliferative activity[J]. Tetrahedron Lett, 2007, 48: 7194–7199. DOI:10.1016/j.tetlet.2007.07.206
[5] Yadav PP, Maurya R, Sarkar J. Cassane diterpenes from Caesalpinia bonduc[J]. Phytochemistry, 2009, 70: 256–261. DOI:10.1016/j.phytochem.2008.12.008
[6] Ata A, Gale ME, Samarasekera R. Bioactive chemical constituents of Caesalpinia bonduc (Fabaceae)[J]. Phytochemistry Lett, 2009, 2: 106–109. DOI:10.1016/j.phytol.2009.02.002
[7] Udenigwe CC, Ata A, Samarasekera R. Glutathione S-transferase inhibiting chemical constituents of Caesalpinia bonduc[J]. Chem Pharm Bull, 2007, 55: 442–445. DOI:10.1248/cpb.55.442
[8] Ogunlanaa OO, Kim HS, Wataya Y, et al. Antiplasmodial flavonoid from young twigs and leaves of Caesalpinia bonduc (Linn) Roxb[J]. J Chem Pharm Res, 2015, 7: 931–937.
[9] Jiang RW, Ma SC, But PPH, et al. New antiviral cassane furanoditerpenes from Caesalpinia minax[J]. J Nat Prod, 2001, 64: 1266–1272. DOI:10.1021/np010174+
[10] Wu L, Luo J, Zhang YM, et al. Cassane-type diterpenoids from the seed kernels of Caesalpinia bonduc[J]. Fitoterapia, 2014, 93: 201–208. DOI:10.1016/j.fitote.2014.01.011
[11] Kalauni SK, Awale S, Tezuka Y, et al. Cassane-type diterpenes of Caesalpinia crista from Myanmar[J]. Chem Pharm Bull, 2005, 53: 214–218. DOI:10.1248/cpb.53.214
[12] Deng ZT, Su J, Ding LF, et al. Six new cassane diterpenoids from the seeds of Caesalpinia sappan[J]. Phytochemistry Lett, 2016, 16: 207–212. DOI:10.1016/j.phytol.2016.04.014
[13] Chen S, Zhang Y, Niu S, et al. Cytotoxic cleistanthane and cassane diterpenoids from the entomogenous fungus Paraconiothyrium hawaiiense[J]. J Nat Prod, 2014, 77: 1513–1518. DOI:10.1021/np500302e