1 摘 要:目的 研究人参Panax ginseng花蕾中的人参皂苷类化学成分。方法 采用Diaion HP-20、MCI gel、硅胶及半制备高效液相等柱色谱方法进行分离、纯化,根据NMR、MS等谱学数据进行结构鉴定。结果 从人参花蕾中分离得到了4个化合物,分别鉴定为6′-乙酰人参皂苷F1(1)、12α-羟基人参皂苷Rd(2)、20(S)-人参皂苷Rg3(3)及5,6-二脱氢-20(S)-人参皂苷Rg3(4)。结论 化合物4为1个新的化合物,化合物1和2为新的天然产物。 人参Panax ginseng C. A. Mey.为五加科(Araliaceae)人参属Panax L. 植物,被誉为“百草之王”,是一种非常名贵的中药材。传统上以其根和根茎入药,具有大补元气、补脾益肺、生津止渴等功效。药用人参根和根茎为生长5~6年的生人参。人参皂苷是其主要活性成分[1-3],研究表明,人参的副产物如茎叶[4-8]、花[9-11]、果实[12-14]中均含有人参皂苷类成分。由于供药用的根和根茎的生长周期较长,而科学、高效的充分利用人参这些副产物,可以延长人参产业链,为人参茎叶、花、果实等的药用或食用提供科学依据。为深入研究人参副产物的物质基础,循证人参副产物药物开发的理论依据,本课题组前期已对人参茎叶、果实中的皂苷类成分进行了系统研究[5-8,14],并报道了人参花蕾中的2个新三萜皂苷[10]、4个首次分到的三萜皂苷[11]及1个新的黄酮苷[15]。本实验从人参花蕾中分离得到的1个新的三萜皂苷、2个新的三萜皂苷天然产物及1个已知的三萜皂苷。 1 仪器与材料 Bruker AVANCE DRX-500型核磁共振波谱仪(Bruke公司,1H-NMR 500 MHz/13C-NMR125 MHz);CXTH 3000型半制备型高效液相色谱仪(北京创新通恒科技发展有限公司)[配置UV 3000检20 mm,5 μm),紫外检测波长设定为203 nm,体积流量5 mL/min];LC-MS-2010EV电喷雾离子肼质谱仪(日本Shimadzu公司);BC MCI gel反相色谱(F型,75~150 μm,成都科谱生物有限公司);大孔吸附树脂Diaion HP-20(日本三菱化学);柱色谱硅胶(200~300目)和薄层色谱(TLC)硅胶板GF254(0.20~0.25 mm)均为青岛海洋化工厂产品;甲醇、乙醇、三氯甲烷、醋酸乙酯、环己烷(分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司),甲醇、乙腈(色谱纯,美国TEDIA公司),水为超纯水。 人参花样品于2014年7月采自吉林省通化县,经大连民族大学弓晓杰教授鉴定为五加科人参属植物人参Panax ginseng C. A. Mey. 的花蕾。凭证标本(2014003)存放于大连民族大学生命科学学院天然产物研究室。 2 提取与分离 取干燥的人参花蕾4.1 kg,用70%乙醇水回流提取3次(3×16 L),每次2 h,合并提取液,减压浓缩,回收乙醇,得浸膏892 g。浸膏用少量水混悬后分别用环己烷和醋酸乙酯萃取,减压回收溶剂后得环己烷部位200 g、醋酸乙酯部位31 g和水溶性部位645 g。 取醋酸乙酯部位31 g,采用硅胶柱色谱分离,以三氯甲烷-甲醇-水(100∶10∶1→10∶10∶1)梯度洗脱,薄层色谱检识各个流分,减压回收浓缩溶剂后得到9个流分(Fr. E1~E9)。Fr. E6(900 mg)通过MCI gel柱色谱,80% EtOH水洗脱,得到5份洗脱物(Fr. E6A~E6E)。Fr. E6D(41 mg)经过半制备HPLC分离纯化,以甲醇-水(75∶25)为流动相,得到化合物1(10.6 mg)。 取水溶性部位200 g,通过Diaion HP-20大孔吸附树脂柱色谱,以乙醇-水(0∶100→100∶0)梯度洗脱,得到5个流分(Fr. W1~W5)。Fr. W4(21 g)通过MCI gel柱色谱,80% EtOH水洗脱,得到6份洗脱物(Fr. W4A~W4F)。Fr. W4A(78 mg)经过半制备HPLC分离纯化,以(MeOH-H2O,68∶32)为流动相,得到化合物2(9.7 mg)和3(27.8 mg)。Fr. W4B(116 mg)经过半制备HPLC分离纯化,以甲醇-水(75∶25)为流动相,得到化合物4(4.6 mg)。 3 结构鉴定 3.1 新化合物及新天然产物的结构解析 化合物4:白色粉末。在TLC板上展开后喷雾10%硫酸乙醇试液显紫色斑点;Libermann-Burchard和Molish反应均为阳性,提示化合物4为三萜皂苷类化合物。ESI-MS负离子模式给出准分子离子峰m/z781.473 2 [M-H]–(理论值781.473 8,C42H69O13),比化合物3 20(S)-人参皂苷Rg3的分子量小2。化合物4的1H-NMR中有8个甲基质子信号δH0.92 (3H, s), 1.00 (3H, s),1.08 (3H, s), 1.43 (6H, s, 2×CH3), 1.50 (3H,s), 1.62 (3H, s) 和1.64 (3H, s);2组烯氢信号δH 5.60 (1H, m) 和5.32 (1H, t, J = 7.0 Hz)。化合物4的1H- 和13C-NMR谱(表1)中显示有2个β-D-吡喃葡萄糖基信号:δH4.90 (1H, d, J = 7.2 Hz, H-1′) 和5.38 (1H, d, J = 7.6 Hz, H-1″)。通过对上述数据的综合分析并结合本课题组对人参皂苷类化合物NMR信号的研究[5-11],化合物4应为1个四环三萜母核被取代的原人参二醇型人参皂苷衍生物[16]。化合物4的1H- 和13C-NMR数据除了C-4、C-8、C-9、C-18、C-19、C-29及增加的1组信号(δH 5.60及δC 119.9和147.2) 以外,与20(S)-人参皂苷Rg3(化合物3)非常相似,表明化合物4为1个母核上脱氢的原人参二醇型皂苷。通过HSQC和HMBC图谱分析(图1),观察到H-6 (δH 5.60) 与C-5 (δC 147.2), C-4 (δC 43.1) 与C-10 (δC 37.4) 有远程相关,C-5 (δC 147.2) 与19-H3 (δH 1.08), 28-H3(δH 1.50) 与29-H3 (δH 1.62) 有远程相关,表明增加的双键位于C-5和C-6。化合物4的13C-NMR数据与综上,化合物4的结构鉴定为3β,12β,20(S)-三羟基-达玛-5(6),24-二烯-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β- D-吡喃葡萄糖苷,即5,6-二脱氢-20(S)-人参皂苷Rg3,文献检索未见报道,为1个新的化合物。 化合物1:白色粉末。在TLC板上展开后喷雾10%硫酸乙醇试液显紫色斑点;Libermann-Burchard和Molish反应均为阳性,提示化合物1为三萜皂苷类化合物。ESI-MS正离子模式给出准离子分子峰m/z703.434 3 [M+Na]+(理论值703.439 1,C38H64O10Na)。在化合物1的1H-NMR中显示有9个甲基质子信号:δH 1.00 (3H, s), 1.03 (3H, s), 1.12 (3H, s), 1.47 (3H, s), 1.61 (3H,s), 1.65 (3H, s), 1.68 (3H, s), 2.00 (3H, s), 2.06 (3H, s);3个连氧的质子信号:δH3.51 (1H, m), 4.18 (1H, m), 4.40 (1H, m);1个烯质子信号:δH 5.30 (1H, m);此外还有1个糖端基的质子信号δH5.12 (1H, d, J = 7.5 Hz),由偶合常数的大小可知为β构型。在13C-NMR谱中(表2),共出现了38个碳信号,包括9个甲基碳信号:δC 16.5, 17.4, 17.5, 17.6, 17.8, 20.8, 22.0, 25.8, 32.0;4个连氧碳信号δC67.8, 78.5, 70.2, 83.4;1个酰基碳信号 (δC[5-11],结合化合物1中出现的δC67.8、83.4及98.1,表明化合物1为1个C-20位成苷的原人参三醇型人参皂苷衍生物。进一步分析发现化合物1与人参皂苷F1[11,18]的13C-NMR数据基本一致,两者相比,化合物1多了1组特征性乙酰基NMR信号 (δH2.06及δC 170.7和20.8),同时葡萄糖基的C-6′化学位移向低场移至δC 64.8。HMBC图谱中(图2),葡萄糖基的H-6′ [4.98 (1H, brd, J = 13.5Hz), 4.65 (1H, dd, J = 6.6, 11.5 Hz)]与δC 170.7有远程相关,说明增加的乙酰基基团连接在葡萄糖基的C-6′位。综上,化合物1被鉴定为6′-乙酰基人参皂苷F1,文献检索发现为1个新的天然产物。该化合物最早是由酶催化人参皂苷后得到的转化产物[19],此后在蒸制的人参花蕾中也曾分离得到过[20]。 化合物2:白色粉末。在TLC板上展开后喷雾10%硫酸乙醇试液显紫色斑点;Libermann-Burchard和Molish反应均为阳性,提示化合物2为三萜皂苷类化合物。ESI-MS正离子模式给出准离子分子峰m/z947.557 9 [M+H]+(理论值947.557 9,C48H83O18)。化合物2的1H-NMR谱中有8个甲基质子信号δH0.87 (3H, s), 0.98 (3H, s), 1.16 (3H, s), 1.32 (3H, s), 1.44 (3H, s), 1.61 (3H,s), 1.65 (3H, s) 及1.67 (3H, s);1个烯质子信号δH 5.29 (1H, t, J = 7.0 Hz);此外还含有3个糖基的端基质子信号:δH 5.40 (1H, d, J = 7.5 Hz),5.10 (1H, d, J = 7.5 Hz), 4.92 (1H, m)。13C-NMR谱中共出现48个碳信号,其中有8个甲基碳信号δC15.6, 16.6, 16.7, 17.8, 20.1, 21.9, 25.3及28.2;δC 126.3和130.8为1组双键碳信号;δC 106.1、105.1及98.5为3个糖基的端基碳信号。通过上述分析并结合δC 56.7及18.6的碳谱数据,提示化合物2应为原人参二醇型三糖链皂苷[5-6,11]。通过HSQC以及HMBC实验,将化合物2的碳谱数据进行了归属,见表2,将此数据与C-12差向异构体-人参皂苷Rd碳谱数据[21]进行对比,数据一致。综上,化合物2被鉴定为12α-羟基人参皂苷Rd(图3)。该化合物首次是通过化学合成得到的[21],因此,本实验从人参花蕾中分离得到的为1个新的天然产物。 3.2 已知化合物的结构解析 化合物3:白色粉末。TLC板上展开后喷雾10%硫酸乙醇试液显紫色斑点,Libermann-Burchard和Molish反应均为阳性,提示其为三萜皂苷类化合物。ESI-MS m/z:783.5 [M-H]–。1H- 及13C-NMR谱数据见表1。参照文献报道[17],鉴定化合物3为20(S)-人参皂苷Rg3。 4 讨论 人参皂苷类化合物具有丰富的化学结构多样性,本实验报道的新化合物4为5,6-位脱氢或6-位脱水后形成的人参皂苷衍生物,在迄今为止已经分离鉴定的人参皂苷中比较少见,已知的仅有2个:5,6-二脱氢人参皂苷Rd和5,6-二脱氢人参皂苷Rb1[16,22],均为从与人参同属的药用植物三七的根中分离得到。这种结构类型的人参皂苷化合物在植物人参中尚属首次发现。 化合物2为12α-羟基人参皂苷Rd,与本课题组此前报道的从人参花蕾中得到的人参皂苷Rd[11]互为差向异构体,但12α-羟基人参皂苷Rd仅是人参花蕾中的微量皂苷,大量的是以人参皂苷Rd(12β-羟基)的形式存在。作为同时存在于植物体内的构型不同的2种化合物,在生物合成途径上可能存在某一种酶的竞争性抑制,从而导致合成较大量的β-羟基构型,这对进一步研究人参皂苷差向异构体的生物合成途径具有重要的指导意义。另有报道表明,这2种不同构型的人参皂苷Rd化合物对由苯肾上腺素引起的大鼠主动脉环的收缩作用上无显著性差异[21]。深入的药理活性还有待进一步研究。 参考文献(略) 来 源:李珂珂,弓晓杰. 人参花蕾中的1个新皂苷5,6-二脱氢-20(S)-人参皂苷Rg3 [J]. 中草药, 2019, 50(16):3747-3752.
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