白桦树皮中1个新的降三萜

caimin133 2021-10-24

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摘要：目的研究白桦Betula platyphylla树皮的化学成分。方法采用硅胶柱色谱及HPLC等色谱技术进行分离纯化，通过理化性质与波谱数据分析鉴定结构。结果从白桦树皮的醋酸乙酯萃取物中分离得到10个化合物，分别鉴定为(17α,20R)-3-酮（3）、(2S)-4-对羟基苯基-2-丁醇（4）、对羟基苯丙醇（5）、对羟基苯乙醇（6）、反式肉桂酸（7）、儿茶素（8）、3,5-二羟基-1,7-双 (4′,4′′-羟基苯基)-庚烷（9）、胡萝卜苷（10）。结论化合物1为未见报道的新化合物，命名为白桦素B，化合物3、5、7、9为首次从该植物中分离得到。

白桦Betula platyphylla Suk. 为桦木科桦木属落叶乔木^[1]，又名桦树、桦木和桦皮树等，是北温带常见树种，在我国东北、西北广泛分布^[2]，其树皮为民间常用药。据《本草纲目》记载：“桦，味苦，气平，无毒。乳痈腐烂，以年久桦皮烧灰冲酒，日服一钱可愈”。白桦树皮也有用于治疗黄疽、痢疾、疥疮等疾病的记载。近年来国内外学者对白桦树皮研究表明其提取物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、调血脂、利胆和保肝等药理作用^[3]。为进一步开发利用白桦树皮资源，本研究在前期研究^[4]的基础上，从白桦树皮甲醇提取液醋酸乙酯萃取物中分离得到10个化合物，分别鉴定为 (17α,20R)-20,29-二羟基- 28-降羽扇豆-3,7,16-三酮 [(17α,20R)-20,29- dihydroxy-28-24-烯-3-酮（12β,20β-dihydroxy- dammar-24-ene-3-one，2）、5-甲氧基-1,7-双 (4′,4′′-羟基苯基)-庚烷-3-酮[5-methoxy-1,7-bis (4′,4′′- dihydroxyphenyl)-hept-3-one，3]、(2S)-4-对羟基苯基-2-丁醇 [(2S)-4-(4-hydroxyphenyl)-2-butanol，4]、对羟基苯丙醇（p-hydroxypl-benzyl propanol，5）、对羟基苯乙醇（p-hydroxypl-benzyl alcohol，6）、反式肉桂酸（trans-cinnamic acid，7）、儿茶素（catechin，8）、3,5-二羟基-1,7-双 (4′,4′′-羟基苯基)-庚烷 [3,5- dihydroxy-1,7-bis (4′,4′′-dihydroxyphenyl)-heptane，9]、胡萝卜苷（daucosterol，10），其中，化合物1是未见报道的新化合物，命名为白桦素B。化合物3、5、7、9为首次从该植物中分离得到。

1 材料与仪器

X-6显微熔点测定仪（北京泰克仪器有限公司）；Bruker AV-600型核磁共振波谱仪（德国Bruker 公司，TMS为内标）；AUTOPOL V型旋光仪（美国鲁道夫公司）；Xevo QTOF质谱仪（美国Waters公司）；圆二色谱仪（J-1500 CD光谱仪，日本分光株式会社）；半制备高压液相色谱仪（日本日立公司，LC-6AD泵，Shodex RI SE-61视差折光检测器）；PREP-SIL不锈钢色谱柱（250 mm×10 mm，5 mm）；柱色谱用硅胶（200～300目）为青岛海洋化工厂产品；薄层色谱硅胶板为烟台化工厂生产。有机溶剂为国药集团上海试剂厂产品，其他试剂为分析纯。

白桦树皮于2018年4月采自齐齐哈尔市克山林

2 提取与分离

干燥的白桦树皮4.7 kg，用甲醇26 L室温浸泡3 d后滤过，重复3次，合并甲醇浸提液浓缩至小体积加水混悬，依次用二氯甲烷、醋酸乙酯和正丁醇萃取4次，合并相同溶剂萃取液并减压浓缩至恒定质量，得到二氯甲烷萃取物136.0 g、醋酸乙酯萃取物134.8 g、正丁醇萃取物89.9 g。

取醋酸乙酯萃取物30.5 g，用硅胶柱色谱分离，甲醇（9∶1、6∶4、3∶7）洗脱，经TLC检测合并相同流分，浓缩得到13个组分F1～F13。F7（408.5 mg经反复重结晶，得到化合物1（10.5 mg，母液用正相高效液相色谱分离，流动相正己烷-醋酸乙酯（65∶35，体积流量4 mL/min），得到化合物2（4.8 mg，t_R＝8.49 min）、3（7.1 mg，t_R＝10.96 min）、4（24.6 mg，t_R＝12.15 min）。F8（260.1 mg）用正相高效液相色谱分离，流动相正己烷-醋酸乙酯（60∶19.54 min）、6（1.1 mg，t_R＝20.47 min）、7（1.0 mg，t_R＝28.26 min）。F9（1.6 g）经硅胶柱色谱分离，依次用正己烷-醋酸乙酯（6∶4）、醋酸乙酯、甲醇洗脱，经TLC检测合并相同流分，浓缩得到6个组分（F9-1～F9-6）。F9-2 (778.0 mg) 用正相高效液相色谱分离（正己烷-醋酸乙酯60∶40，体积流量4 mL/min）得到化合物8（3.7 mg，t_R＝33.75 min）、9（46.6 mg，t_R＝44.32 min）。F12（7.6 g）经反复重结晶，得到化合物10（3.5 mg）。

3 结构鉴定

化合物1：白色针晶（甲醇），mp 231～233℃; [M＋H]⁺（计算值473.326 7），推得分子式为C₂₉H₄₄O₅。¹H-NMR谱（表1）中，在δ 3.19 (1H, dd, J = 10.0, 5.2 Hz) 和δ 3.06 (1H, dd, J = 10.0,5.2 Hz) 各给出1个含氧亚甲基的质子信号，δ 1.26 (3H, s), 1.12 (3H, s), 1.01 (3H,s), 0.95 (3H, s), 0.95 (3H, s), 0.90 (3H, s) 给出6个单峰甲基信号。¹³C-NMR谱（表1）中，给出了29个碳的信

号，其中δ 215.8, 215.3, 213.7 给出3个酮羰基信号，δ 73.9, 68.0给出2个连氧碳，剩余24个均为饱和碳。依据该结果初步推测可能为降三萜类化合物。由HMBC谱可知，H-23 (δ 0.95) 和H-24 (δ 0.95) 与C-3 (δ 215.3), C-4 (δ 47.1),C-5 (δ 52.7), C-23 (δ 25.6), C-24 (δ 20.9) 相关，由此证明存在偕二甲基结构单元。H-25 (δ 1.12) 与C-1 (δ 38.5), C-5 (δ 52.7),C-9 (δ 51.1), C-10 (δ 37.0) 相关。H-26 (δ 1.26) 与C-7 (δ 213.7), C-8 (δ 54.8),C-9 (δ 51.1), C-14 (δ 45.9) 相关。H-27 (δ 0.90) 与C-8 (δ 54.8), C-13 (δ 38.5),C-14 (δ 45.9), C-15 (δ 45.2) 相关。H-30 (δ 1.01) 与C-19 (δ 49.4), C-20 (δ 73.9),C-29 (δ 68.0) 相关；H-29 (δ 3.19, 3.06) 与C-19 (δ 49.4), C-20 (δ 73.9), C-30 (δ 24.8) 相关，由此证明存在邻二羟基结构单元。进一步推测出其为19位烯丙基双键被氧化的类羽扇豆烷型五环三萜。H-17 (2.31) 与 C-13 (δ 38.5), C-16 (δ 215.8), C-18 (δ 45.6), C-21 (δ 26.5),C-22 (δ 31.3) 相关，由此推测该结构为28去甲的类羽扇豆烷型五环三萜。H-2 (δ 2.63, 2.31) 与C-1 (δ 38.5), C-3 (δ 215.3),C-4 (δ 47.1), C-10 (δ 37.0) 相关；H-6 (δ 2.82, 1.92) 与C-5 (δ 52.7), C-7 (δ 213.7), C-10 (δ 37.0) 相关；H-11 (δ 1.58, 1.46) 与 C-8 (δ 54.8), C-9 (δ 51.1), C-13 (δ 38.5) 相关；H-18 (δ 1.99) 与 C-12 (δ 27.0), C-13 (δ 38.5),C-17 (δ 54.4), C-19 (δ 49.4), C-20 (δ 73.9), C-21 (δ 26.5),C-22 (δ 31.3) 相关；H-19 (δ 2.04) 与C-12 (δ 27.0), C-17 (δ 54.4), C-18 (δ 45.6), C-20 (δ 73.9),C-21 (δ 26.5), C-22 (δ 31.3) 相关；H-15 (δ 2.87, 2.46) 与C-8 (δ 54.8), C-13 (δ 38.5),C-16 (δ 215.8), C-17 (δ 54.4), C-27 (δ 15.2) 相关；H-21 (δ 1.76, 1.65) 与C-20 (δ 73.9) 相关；H-22 (δ 1.78, 1.65) 与C-16 (δ 215.8) 相关；由此可以推测化合物1的平面结构为20,29-二羟基-28-降羽扇豆-3,7,16-三酮（图1）。

在NOESY（图1）中，H-23 (δ 0.95) 与H-5 (δ 1.53) 相关；H-5 (δ 1.53) 与H-9 (δ 1.65) 相关；H-9 (δ 1.65) 与H-27 (δ 0.90) 相关；H-27 (δ 0.90) 与H-18 (δ 1.99) 相关；H-18 (δ 1.99) 与H-17 (δ 2.31) 相关；H-24 (δ 0.95) 与H-25 (δ 1.12) 相关；H-25 (δ 1.12) 与H-26 (δ 1.26) 相关；H-26 (δ 1.26) 与H-13 (δ 1.65) 相关；H-13 (δ 1.65) 与H-19 (δ 2.04) 相关；由此可以证明化合物1的A/B, B/C, C/D环为反式稠合，D/E环为顺式稠合，这与羽扇豆烷型五环三萜的A/B, B/C, C/D,D/E环均为反式稠合有所差异。H-18(δ 1.99) 与H-30 (δ 1.01) 相关，由此可以证明其侧链位于α位。将化合物1与Mo₂(OAc)₄试剂混合后进行ICD测试，谱图303 nm处提示为负Cotton 效应，根据Snatzke规则^[5-7]最终确定化合物1结构中C-20位的绝对构型为20 (R)。故最终将化合物1鉴定为 (17α,20R)-20,29-二羟基-28-降羽扇豆- 3,7,16-三酮。

化合物2：白色针状结晶（醋酸乙酯），mp189～191 ℃；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 5.18 (1H, t, J = 7.2Hz, H-24), 3.61 (1H, td, J = 10.2,4.8 Hz, H-12), 2.52 (1H, m, H-2a), 2.51 (1H, m, H-2b), 2.17 (1H, m, H-1a), 2.05(1H, m, H-22), 1.97 (1H, m, H-1b), 1.85 (2H, m, H-11), 1.76 (1H, t, J = 10.6 Hz, H-5), 1.70 (3H, s, H-26),1.64 (3H, s, H-27), 1.60～1.24 (13H, s, H-6, 7, 9, 13, 15, 16, 17, 22), 1.21 (3H, s, H-21),1.08 (3H, s, H-18), 1.03 (3H, s, H-28), 1.01 (3H, s, H-29), 0.98 (3H, s, H-19),0.88 (3H, s, H-30)；¹³C-NMR (150 MHz,CDCl₃) δ: 217.8 (C-3), 132.1 (C-25), 124.8 (C-24), 74.8 (C-20), 70.7(C-12), 55.3 (C-5), 53.3 (C-17), 51.6 (C-14), 49.4 (C-9), 48.0 (C-13), 47.4(C-4), 39.8 (C-1), 39.7 (C-8), 36.8 (C-10), 34.3 (C-2), 34.1 (C-7), 34.0(C-22), 31.5 (C-15), 31.0 (C-11), 27.2 (C-28), 26.7 (C-21), 26.5 (C-16), 25.8(C-26), 22.4 (C-23), 21.0 (C-29), 19.7 (C-6), 17.8 (C-27), 16.8 (C-30), 16.0(C-18), 15.4 (C-19)。以上数据与文献报道基本一致^[8]，故鉴定化合物2为12β,20β-二羟基-达玛烷-24-烯-3-酮。

化合物3：淡黄色脂状物；[α]25D＋21.6°(c 0.1, MeOH)；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 7.04～7.02 (4H, m, H-2′, 2′′, 6′, 6′′ ), 6.75～6.73 (4H, m, H-3′, 3′′, 5′, 5′′),3.68 (1H, m, H-5), 3.30 (3H, s, -OCH₃),2.82 (2H, t, J = 7.6 Hz, H-1), 2.72(2H, t, J = 7.6 Hz, H-2), 2.68 (1H,dd, J = 15.8, 7.1 Hz, H-4a), 2.58(2H, m, H-7), 2.43 (1H, dd, J = 15.8,5.2 Hz, H-4b), 1.74 (1H, m, H-6a), 1.69 (1H, m, H-6b)；¹³C-NMR (150 MHz, CDCl₃) δ: 208.9 (C-3), 153.8 (C-4′′), 153.7(C-4′), 134.0 (C-1′′), 133.2(C-1′), 129.5 (C-2′′), 129.5 (C-6′′), 129.4 (C-2′),129.4 (C-6′), 115.3 (C-3′′), 115.3 (C-5′′), 115.2 (C-3′), 115.2 (C-5′), 76.6(C-5), 57.0 (-OCH₃), 47.5 (C-4),45.7 (C-2), 35.9 (C-6), 30.4 (C-7), 29.7 (C-1)。以上数据与文献报道基本一致^[9]，故鉴定化合物3为5-甲氧基-1,7-双(4′,4′′-羟基苯基)-庚烷- 3-酮。

化合物4：白色粉末，mp 80～82 ℃；[α]25 D−166.8°(c 0.1, MeOH)；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 7.05 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-2′, 6′), 6.75 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-3′, 5′), 3.83 (1H, m, H-2), 2.68 (1H, m, H-3a), 2.61(1H, m, H-3b), 1.74 (2H, m, H-4), 1.23 (3H, s, H-1)；¹³C-NMR (150 MHz, CDCl₃) δ: 153.8 (C-4′), 134.0 (C-1′), 129.5(C-2′, 6′), 115.3 (C-3′, 5′), 67.7 (C-2), 41.0 (C-3), 31.2 (C-4), 23.6 (C-1)。以上数据与文献报道基本一致^[10]，鉴定为 (2S)-4-对羟基苯基-2-丁醇。

化合物5：淡黄色粉末，mp 165～167 ℃；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 7.06 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-2, 6), 6.75 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-3, 5), 3.67 (2H, t, J = 6.0 Hz, H-9), 2.64 (2H, t, J= 7.2 Hz, H-7), 1.86 (2H, m, H-8)；¹³C-NMR (150 MHz,CDCl₃) δ: 153.7 (C-4), 133.1 (C-1), 129.5 (C-2, 6), 115.2 (C-3, 5), 62.3(C-9), 34.4 (C-7), 31.1 (C-8)。以上数据与文献报道基本一致^[11-12]，故鉴定化合物5为对羟基苯丙醇。

化合物6：淡黄色粉末，mp 81～84 ℃；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 7.10 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-2, 6), 6.78 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-3, 5), 3.83 (2H, t, J = 6.6 Hz, H-8), 2.81 (2H, t, J= 6.6 Hz, H-7)；¹³C-NMR (150 MHz,CDCl₃) δ: 154.2 (C-4), 130.5 (C-1), 130.2 (C-2, 6), 115.4 (C-3, 5), 63.8(C-8), 38.2 (C-7)。以上数据与文献报道基本一致^[13]，故鉴定化合物6为对羟基苯乙醇。

化合物7：白色粉末，mp 127～130℃；¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃) δ: 7.81 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-7), 7.56 (2H, m, H-2, 6), 7.42 (3H, m, H-3, 4, 5),6.47 (1H, d, J = 16.2 Hz, H-8)；¹³C-NMR (150 MHz, CDCl₃) δ: 172.5 (C-9), 147.2 (C-7), 134.0(C-1), 130.8 (C-4), 129.0 (C-2, 6), 128.4 (C-3, 5), 117.3 (C-8)。以上数据与文献报道基本一致^[14]，故鉴定化合物7为反式肉桂酸。

化合物8：淡黄色粉末，mp 92～94 ℃；[α]25Dδ: 9.18 (1H, s, 5-OH), 8.94 (1H, s, 7-OH), 8.87 (1H, s, 3′-OH), 8.82(1H, s, 4′-OH), 6.72 (1H, d, J = 1.9Hz, H-2′), 6.68 (1H, d, J = 8.0 Hz,H-5′), 6.59 (1H, dd, J = 8.0, 1.9 Hz,H-6′), 5.88 (1H, d, J = 2.2 Hz, H-6),5.69 (1H, d, J = 2.2 Hz, H-8), 4.87(1H, d, J = 5.1 Hz, 3-OH), 4.47 (1H,d, J = 7.5 Hz, H-2), 3.81 (1H, m,H-3), 2.67 (1H, dd, J = 16.0, 5.3 Hz,H-4a), 2.35 (1H, dd, J = 16.0, 8.1Hz, H-4b)；¹³C-NMR (150 MHz, DMSO-d₆)δ: 156.9 (C-9), 156.6 (C-5), 155.8(C-7), 145.3 (C-4′), 145.3 (C-3′), 131.1 (C-1′), 118.9 (C-6′), 115.5 (C-5′),115.0 (C-2′), 99.5 (C-10), 95.6 (C-6), 94.3 (C-8), 81.5 (C-2), 66.8 (C-3), 28.3(C-4)。以上数据与文献报道基本一致^[15]，故鉴定化合物8为儿茶素。

化合物9：淡黄色脂状物；[α]25D＋4.0°(c 0.1, MeOH)；¹H-NMR (600 MHz, DMSO-d₆) δ:9.08 (2H, s, 4′, 4′′-OH), 6.96 (4H, d, J= 8.3 Hz, H-2′, 2′′, 6′, 6′′ ), 6.64 (4H, t, J = 8.3 Hz, H-3′, 3′′, 5′, 5′′), 3.62 (2H, m, H-3, 5), 2.51 (4H, m,H-1, 7), 1.53 (4H, m, H-2, 6), 1.37 (2H, dd, J = 6.1, 5.9 Hz, H-4)；¹³C-NMR (150 MHz,DMSO-d₆)δ: 155.6 (C-4′, 4′′), 133.0 (C-1′,1′′), 129.6 (C-2′, 6′, 2′′, 6′′), 115.4 (C-3′, 5′, 3′′, 5′′), 66.6 (C-3, 5),45.4 (C-4), 40.7 (C-2, 6), 31.1 (C-1, 7)。以上数据与文献报道基本一致^[16]，鉴定化合物9为3,5-二羟基-1,7-双 (4′,4′′-羟基苯基)-庚烷。

化合物10：白色粉末，mp 280～282 ℃；薄层喷硫酸-乙醇溶液加热显紫红色，不同的薄层展开剂展开，与胡萝卜苷对照品比较，Rf值一致，核磁数据也与对照品相同，鉴定化合物10为胡萝卜苷。

4 讨论

化合物1为羽扇豆烷型五环三萜28位去甲的降三萜类化合物，不同的是其D/E环为顺式稠合，这与羽扇豆烷型五环三萜的A/B, B/C, C/D, D/E环均为反式稠合有所差异。该结论与文献对这种类羽扇豆烷型的降三萜稠合方式的报道一致^[17]，揭示此类结构的产生可能与白桦中特殊的酶作用有关。

本研究还得到了2个二芳基庚烷类化合物，结合前期研究^[4]结果，表明白桦树皮中富含二芳基庚烷类次生代谢产物。该类产物大多具有较强的生物活性，如3,5-二羟基-1,7-双 (4-羟基苯基)-庚烷（9）对HepG2细胞有明显的抑制作用并可以增加L6细胞中的葡萄糖消耗^[18]，5-甲氧基-1,7-双 (4-羟基苯基)-庚烷-3-酮（3）对NCI-H460细胞有显著抑制作用^[19]，推测白桦树皮的抗肿瘤和降血糖作用可能与此类化合物有关。