三七[Panax notoginseng (Burk.) F.H.Chen]为五加科(Araliaceae)人参属多年生草本植物, 其根部经炮制后即为我国传统名贵中药“三七”, 具有散瘀止血、消肿定痛的功效, 药用历史悠久。近现代研究表明, 三七中的主要生物活性成分为达玛烷型三萜皂苷, 三七总皂苷在多种体内实验中显示出保护心肌细胞[1]、降血脂[2]、抗抑郁[3]等生物活性。由于三七植物的传统用药部位是根茎, 为了更好地开发我国珍贵中药材资源, 进一步寻找活性成分, 本课题组对采自云南省文山州的三七茎叶进行了化学成分研究, 从中分离得到5个化合物, 并鉴定为3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranosyl-12β, 23(R)-epoxydammara-24-ene-3β, 6α, 20(S)-triol 20-O-α-L-arabinofuranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (1)、3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranosyl-12β, 23(R)-epoxydammara-24-ene-3β, 6α, 20(S)-triol 20-O-α-L-arabinopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (2)、notoginsenoside FP2 (3)、gypenoside Ⅸ (4)和ginsenoside Rg1 (5)。其中化合物1、2为新化合物, 结构见图 1。
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Figure 1 Structures of compounds 1 and 2 |
化合物1 白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z: 1 075.571 3 [M-H]- (计算值: 1 075.569 4), 确定分子式为C53H88O22, 不饱和度为10。红外光谱显示其结构中存在羟基(3 375 cm-1)、双键(1 648 cm-1)、醚键(1 080 cm-1)等特征信号峰。
1H NMR (600 MHz, C5D5N)的高场区显示8个角甲基信号δH 0.93 (3H, s, H-18)、0.82 (3H, s, H-19)、1.48 (3H, s, H-21)、1.66 (3H, s, H-26)、1.83 (3H, s, H-27)、1.28 (3H, s, H-28)、1.11 (3H, s, H-29) 和1.15 (3H, s, H-30), 低场区显示4个糖端基氢信号δH 4.95 (1H, d, J = 7.7 Hz, H-1')、5.39 (1H, d, J = 7.7 Hz, H-1'')、5.13 (1H, d, J = 7.7 Hz, H-1''')、5.70 (1H, br s, H-1''''), 提示其为含有4个糖的三萜皂苷; 1H NMR显示1个烯氢信号δH 5.53 (1H, d, J = 7.6 Hz, H-24), 提示其结构含有一个双键。结合化合物1的10个不饱和度, 说明苷元结构含有5个环。
结合HSQC谱图, 完成对碳氢信号的归属(表 1), 可以得知13C NMR (150 MHz, C5D5N)显示的53个碳信号中, 其中30个是苷元碳信号, 包括8个甲基信号δC 15.5 (C-18)、16.5 (C-19)、24.9 (C-21)、25.7 (C-26)、19.0 (C-27)、28.1 (C-28)、16.6 (C-29)、17.1 (C-30), 4个连氧碳δC 88.8 (C-3)、79.8 (C-12)、82.0 (C-20)、72.8 (C-23), 1对双键碳δC 129.2 (C-24)、131.2 (C-25)。通过与文献[4]对比, C-1~20与原人参二醇型的核磁谱数据类似, 可推断苷元是达玛烷型三萜, 但17位上的侧链不同。HMBC谱图显示, H-23和C-12有远程相关, 由于这两个碳都是连氧碳, 可推断它们之间有醚键相连, 形成一个含氧七元环, 符合不饱和度给出的线索。NOESY谱图显示H-23与H-12有相关, 确定H-23与H-12顺式。通过与文献[5, 6]数据对比, 化合物1的苷元与人参皂苷La、人参皂苷Rh18相同, 为12β, 23(R)-epoxydammara-24-ene-3β, 6α, 20(S)-triol。
| Table 1 1H NMR (600 MHz) and 13C NMR (150 MHz) data in pyridine-d5 for compounds 1 and 2. *Overlapped |
通过1H-1H COSY和TOCSY谱图分析, 完成对4个糖的核磁信号的准确归属(表 1), 表明结构中含有3个六碳糖和1个五碳糖。化合物1用盐酸水解, 得到糖部分, 制备三甲基硅烷化衍生物, 进行气相色谱检测, 与D-葡萄糖、L-阿拉伯糖的三甲基硅烷化衍生物的气相色谱保留时间一致, 确定糖为D-葡萄糖、L-阿拉伯糖。H-1'、H-1''和H-1'''的氢谱偶合常数提示它们为β构型, H-1''''是宽单峰, 说明为α构型。
HMBC谱显示H-1'和C-3、H-1''和C-2'、H-1'''和C-20、H-1''''和C-6'''之间有远程相关, 说明C-1'连在苷元的3位上, C-1''连在Glc'的2位上, C-1'''连在苷元的20位上, C-1''''连在Glc'''的6位上。通过以上分析最终可确定化合物1的结构是3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranosyl-12β, 23(R)-epoxydammara-24-ene-3β, 6α, 20(S)-triol 20-O-α-L-arabinofuranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (图 1), 命名为notoginsenoside Fh8。
化合物2 白色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z: 1 075.571 6 [M-H]- (计算值: 1 075.569 4), 确定分子式为C53H88O22, 不饱和度为10。红外光谱显示其结构中存在羟基(3 392 cm-1)、双键(1 647 cm-1)、醚键(1 081 cm-1)等特征信号峰。13C NMR (150 MHz, C5D5N)显示53个碳信号, 由HSQC谱图, 完成对碳氢信号的归属(表 1), 结合核磁数据和高分辨质谱可推断, 化合物2的苷元和化合物1的苷元相同, 且同样含有4个糖, 其中3个葡萄糖的核磁数据非常相似, 仅连接在C-6'上的五碳糖不同。通过与文献[7]数据的对比, C-20上的糖链与Floraginsenoside Tc的C-20糖链相同, 可确定末端的五碳糖是α-L-阿拉伯吡喃糖。由以上的分析最终可确定化合物2的结构是3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranosyl-12β, 23(R)-epoxydammara-24-ene-3β, 6α, 20(S)-triol 20-O-α- L-arabinopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (图 1), 命名为notoginsenoside Fh9。
实验部分紫外可见分光光度仪(JASCO V-650型); 旋光测定仪(JASCO P-2000型, 日本); 红外光谱仪(Nicolet impact 5700型傅里叶变换红外光谱仪); 核磁共振仪(VNS-600核磁共振仪, 以TMS信号作为参照); 质谱仪(Agilent 1100 series LC/MSD型); 高效液相色谱仪(Agilent 1100型高效液相色谱仪; Shimadzu LC-6AD高效液相色谱仪); 中压液相色谱仪(Büchi Gradient Former B-687, Rp C18); 制备/半制备色谱柱(YMC-pack, ODS-A, 250 mm × 20 mm, 250 mm × 10 mm); 100~200目硅胶(青岛海洋化工厂); 薄层硅胶板GF254 (青岛海洋化工厂); 分析纯试剂(北京化工厂); 色谱纯试剂(Dikma为美国Tedia公司生产; Fisher为美国Fisher公司生产)。
药材于2015年5月采自云南省文山州。经中国医学科学院药物研究所马林研究员鉴定为五加科(Araliaceae)人参属植物三七Panax notoginseng (Burk) F.H.Chen的地上部分。
1 提取分离干燥的三七叶25 kg, 粉碎后用95%乙醇(100 L)回流提取2次, 每次2 h; 乙醇提取后的茎叶再用水(100 L)提取2次, 每次2 h。得到的水溶液通过HPD100大孔树脂色谱分离, 依次用水、25%乙醇、50%乙醇、95%乙醇洗脱, 弃去水部分, 另外三个部分减压浓缩, 得25%乙醇部分(298.5 g)、50%乙醇部分(365.4 g)和95%乙醇部分(93.4 g)。50%乙醇部分(365.4 g)用硅藻土柱色谱分离, 依次用乙酸乙酯、丙酮、乙醇-丙酮(1:1)、70%乙醇、50%乙醇洗脱, 得到5个部分:乙酸乙酯部分(Fr1, 3 g)、丙酮部分(Fr2, 2 g)、乙醇-丙酮(1:1) 部分(Fr3, 146.7g)、70%乙醇部分(Fr4, 130.6 g)、50%乙醇部分(Fr5, 9.1 g)。Fr3经硅胶柱色谱分离, 氯仿-甲醇-水(6:4:0.5, 28 L)等度洗脱, 1 L为一份, 得到27个组分(Fr3.1~Fr3.27)。经薄层色谱法检测分析, 合并Fr3.6~Fr3.8 (命名为FrA, 12.73 g), FrA用中压液相色谱(ODS柱)分离, 以甲醇-水(40:60→75:25) 梯度洗脱, 分为23个部分(FrA.1~FrA.23)。FrA.15通过制备液相色谱(ODS柱)分离, 以甲醇-水(22:78) 溶液制备, 得化合物1 (15 mg, tR = 13.6 min)、2 (10 mg, tR = 15.1 min)、3 (15 mg, tR = 23.2 min)、5 (25 mg, tR = 12.6 min); 以甲醇-水(30:70) 为流动相制备, 得化合物4 (25 mg, tR = 22.7 min)。
2 结构鉴定化合物1 白色无定形粉末(MeOH)。
化合物2 白色无定形粉末(MeOH)。
化合物3 白色粉末。ESI-MS m/z: 1 209 [M-H]-, 推测其分子量为1 210, 分子式C58H98O26, 不饱和度为10。13C NMR (150 MHz, C5D5N) δ: 38.9 (C-1), 26.3 (C-2), 88.6 (C-3), 39.4 (C-4), 56.1 (C-5), 18.1 (C-6), 34.8 (C-7), 39.7 (C-8), 49.9 (C-9), 36.6 (C-10), 30.5 (C-11), 70.4 (C-12), 49.1 (C-13), 51.1 (C-14), 30.4 (C-15), 26.5 (C-16), 51.3 (C-17), 15.7 (C-18), 16.0 (C-19), 83.1 (C-20), 22.1 (C-21), 35.9 (C-22), 22.9 (C-23), 125.7 (C-24), 130.7 (C-25), 25.5 (C-26), 17.6 (C-27), 27.8 (C-28), 16.4 (C-29), 17.1 (C-30), 104.5 (C-1'), 82.8 (C-2'), 77.5 (C-3'), 70.9 (C-4'), 78.0 (C-5'), 62.3 (C-6'), 102.9 (C-1''), 84.2 (C-2''), 77.7 (C-3''), 71.5 (C-4''), 79.0 (C-5''), 62.7 (C-6''), 106.1 (C-1'''), 75.7 (C-2'''), 78.4 (C-3'''), 69.9 (C-4'''), 67.1 (C-5'''), 97.8 (C-1''''), 74.8 (C-2''''), 76.3 (C-3''''), 71.8 (C-4''''), 77.4 (C-5''''), 68.2 (C-6''''), 109.8 (C-1'''''), 83.1 (C-2'''''), 78.5 (C-3'''''), 85.7 (C-4'''''), 62.5 (C-5''''')。以上数据与文献[8]报道基本一致, 故鉴定化合物3为notoginsenoside FP2。
化合物4 白色粉末。ESI-MS m/z: 914 [M-H]-, 推测其分子量为915, 分子式为C47H80O17, 不饱和度为8。13C NMR (150 MHz, C5D5N) δ: 39.5 (C-1), 27.1 (C-2), 89.1 (C-3), 40.0 (C-4), 56.7 (C-5), 18.7 (C-6), 35.4 (C-7), 40.3 (C-8), 50.5 (C-9), 36.9 (C-10), 31.2 (C-11), 70.4 (C-12), 49.8 (C-13), 51.7 (C-14), 31.0 (C-15), 26.9 (C-16), 51.9 (C-17), 16.3 (C-18), 16.6 (C-19), 83.8 (C-20), 22.6 (C-21), 36.5 (C-22), 23.4 (C-23), 126.3 (C-24), 131.3 (C-25), 26.1 (C-26), 18.2 (C-27), 17.7 (C-28), 17.1 (C-29), 28.4 (C-30), 107.3 (C-1'), 76.1 (C-2'), 79.6 (C-3'), 71.9 (C-4'), 78.7 (C-5'), 63.4 (C-6'), 98.4 (C-1''), 75.1 (C-2''), 79.0 (C-3''), 72.2 (C-4''), 77.2 (C-5''), 70.3 (C-6''), 106.1 (C-1'''), 75.1 (C-2'''), 78.3 (C-3'''), 71.4 (C-4'''), 67.3 (C-5''')。以上数据与文献[9]报道基本一致, 故鉴定化合物4为gypenoside Ⅸ。
化合物5 白色粉末。ESI-MS m/z: 784 [M-H]-, 推测其分子量为785, 分子式为C42H72O13, 不饱和度为7。13C NMR (150 MHz, C5D5N) δ: 39.4 (C-1), 28.0 (C-2), 78.6 (C-3), 40.4 (C-4), 61.4 (C-5), 80.2 (C-6), 45.1 (C-7), 41.1 (C-8), 50.0 (C-9), 39.7 (C-10), 30.7 (C-11), 70.2 (C-12), 49.2 (C-13), 51.4 (C-14), 31.0 (C-15), 26.6 (C-16), 51.5 (C-17), 17.6 (C-18), 17.8 (C-19), 83.3 (C-20), 22.3 (C-21), 36.2 (C-22), 23.2 (C-23), 126.0 (C-24), 130.9 (C-25), 25.8 (C-26), 17.6 (C-27), 31.8 (C-28), 16.4 (C-29), 17.2 (C-30), 106.0 (C-1'), 75.5 (C-2'), 79.7 (C-3'), 71.9 (C-4'), 79.4 (C-5'), 63.1 (C-6'), 98.3 (C-1''), 75.1 (C-2''), 78.2 (C-3''), 71.69 (C-4''), 78.3 (C-5''), 62.9 (C-6'')。以上数据与文献[10]对照基本一致, 故鉴定化合物5为ginsenoside Rg1。
3 酸水解和糖的绝对构型的确定将新化合物1、2 (各3 mg)溶于2.5 mol·L-1 HCl-H2O (2 mL)溶液中, 90 ℃加热搅拌12 h, 反应液用乙酸乙酯萃取3次。水层减压蒸干, 加水反复蒸至中性(无盐酸味), 得化合物1、2的糖部分。于其中加入L-半胱氨酸甲酯盐酸盐(2 mg)和无水吡啶(2 mL), 60 ℃搅拌反应2 h, 反应产物回收至干燥, 再加入0.2 mL三甲基硅烷咪唑, 60 ℃搅拌反应2 h后, 将反应液加至2 mL冰水中淬灭, 用等体积的正己烷萃取3次, 合并萃取液回收至干燥, 即制成糖噻唑三甲基硅醚化衍生物, 加入1 mL正己烷溶解, 即可用于气相分析。D-葡萄糖、L-阿拉伯糖(各3 mg)的单糖对照品按照以上步骤进行衍生化反应, 得到可用于气相分析的对照品。D-葡萄糖的衍生物保留时间29.8 min, L-阿拉伯糖保留时间19.6 min, D-阿拉伯糖保留时间20.5 min[气相条件:初始温度200 ℃, 然后升温至260 ℃ (升温速度: 10 ℃·min-1), 260 ℃保持24 min, 载气为氮气]。化合物1、2的糖部分衍生物都观察到保留时间为29 min、19 min的两个峰, 由此判定糖的绝对构型。
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2017, Vol. 52


