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土木香的倍半萜类化学成分研究
作者:许卉 杨小玲 刘生生 韩飞 刘珂

《时珍国医国药》 2007年 第11期

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       【摘要】 
       目的研究中药土木香的化学成分。方法用硅胶柱色谱和制备薄层等方法从乙醇提取物的石油醚萃取部位分离化合物, 通过波谱方法鉴定其结构。结果从土木香中分离得到13个单体化合物,并鉴定了其结构。结论 化合物I~XIII均属倍半萜内酯,依次为脱氢木香内酯、木香烯内酯、11β,13-二氢木香烯内酯、reynosin、11β,13-dihydroreynosin、珊塔玛内酯、11β,13-二氢珊塔玛内酯、11β,13-二氢木兰内酯、11β,13-二氢-β-环广木香内酯、11β,13-二氢-α-环广木香内酯、1β-hydroxycolartin、土木香内酯和异土木香内酯。其中,化合物IV~XI为首次从该植物中得到。
       【关键词】  土木香 石油醚 倍半萜 倍半萜内酯
       Abstract:ObjectiveTo investigate the sesquiterpenoid constituents of Inula helenium L. Methods Silica gel column chromatography and PTLC were used to separate and purify the compounds from the petroleum ether soluble fraction of ethanol extract. The chemical structures were elucidated by spectral method.  ResultsThirteen compounds were isolated.ConclusionThey were identified as dehydrocostus lactone (I), costunolide (II), 11β,13-dihydro-costunolide (III), reynosin (IV), 11β,13-dihydro-reynosin (V), santamarine (VI), 11β,13-dihydro-santamarin (VII), 11β,13-dihydromagnolialide (VIII), 11β, 13-dihydro-β-cyclo-costunolide (IX), 11β,13-dihydro-α-cyclo-costunolide (X), 1β-hydroxyolartin (XI), alantolactone (XII) and isoalantolactone (XIII), repectively.  The compounds above all are sesquitepene lactones, and compounds IV~XI have been obtained from this plant source for the first time.
       Key words:Inula helenium L.;   Petroleum ether;   Sesquiterpenes;   Sesquiterpene lactones
        土木香,别名祁木香、藏木香,2005版《中国药典》(Ⅰ部)收载,为菊科旋覆花属植物土木香Inula helenium L.的干燥根,味辛、苦,性微温,入肺、肝、脾三经,主治胸胁、脘腹作痛、呕吐泻痢等症[1],是藏、蒙地区民间常用药材。自200410以来,国家食品与药品监督管理局要求,在成药处方中以土木香替代含马兜铃酸的青木香,其在中医药领域的应用因此日趋广泛,相关的化学成分研究也日益受到关注。
        倍半萜类化学成分在旋覆花属植物中分布广泛,是其中的特征性成分,且具有抗肿瘤、抗炎、抗真菌等多样的生物活性[2,3]。通过本实验我们对土木倍半萜类化学成分进行了系统的研究。
       1  器材
       1.1  仪器
       X-4型显微熔点仪(温度未校正),Bruker ARX-400核磁共振波谱仪(瑞士Bruker公司),Shimadzu QP1010型GC-MS分析仪(岛津公司)。
       1.2   材料 
       土木香药材于2004 09购自烟台医药商城, 产地河北石家庄,由烟台大学药学院刘珂教授鉴定为菊科旋覆花属植物土木香Inula helenium L.的干燥根。柱色谱和薄层色谱用硅胶均为烟台化工研究所产品,其他实验用试剂均为分析纯。
       2  方法与结果
       2.1  提取和分离 
       取土木香粗粉5 kg, 95%乙醇回流提取3次,合并提取液并减压浓缩,将所得粗浸膏(1.63 kg)加适量水混悬,用等体积石油醚萃取3次,减压回收溶剂得到的石油醚萃取物(210 g)用硅胶拌匀行硅胶柱色谱,用石油醚-醋酸乙酯梯度洗脱, 将分别得到的不同组分再行硅胶柱色谱, 并结合制备薄层进行纯化, 共分离得到化合物I~XIII,结构如图1所示。
       2.2  结构鉴定 
       2.2.1  化合物Ⅰ C15H18O2,无色棱晶(EtOAc),mp 60-61℃。EI-MS m/z (%):230 (64, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):6.18 (1H, d, J=3.3Hz, H-13a), 5.46 (1H, d, J=3.3Hz, H-13b), 5.23 (1H, br.s, H-15a), 5.02 (1H, br.s, H-15b), 4.86 (1H, br.s H-14a), 4.77 (1H, br.s, H-14b), 3.92 (1H, t, J=9.2 Hz, H-5)。13C NMR谱数据见表1。综合以上信息,并与文献[4]对照, 鉴定该化合物为脱氢木香内酯。
       2.2.2  化合物ⅡC15H20O2,无色棱晶(EtOAc),mp 106-107℃。EI-MS m/z (%):232 (70, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):6.22 (1H, d, J=3.5Hz, H-13a), 5.49 (1H, d, J=3.5 Hz, H-13b),  4.80 (1H, dd, J=10.5, 4.3 Hz, H-1), 4.69 (1H, d, J=9.9 Hz, H-5), 4.53 (1H, t, J=9.3 Hz, H-6), 1.67 (3H, s, H-15), 1.36 (3H, s, H-14)。13C NMR谱数据见表1。综合以上信息,并与文献[5]对照, 鉴定该化合物为木香烯内酯。
       2.2.3  化合物ⅢC15H22O2,白色粉末,mp 70~71℃。EI-MS m/z (%):234 (6, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):4.80 (1H, dd, J=10.4, 3.3 Hz, H-1), 4.62 (1H, d, J=10.0 Hz, H-5), 4.54 (1H, t, J=8.6 Hz, H-6), 1.24 (3H, d, J=6.8Hz, H-13), 1.40 (3H, s, H-14), 1.68 (3H, s, H-15)。 13C NMR谱数据见表1。综合以上信息,并与文献[6]对照, 鉴定该化合物为11β, 13-二氢木香烯内酯。
       2.2.4  化合物ⅣC15H20O3,无色针晶 (CHCl3),mp 145-146℃。EI-MS m/z (%):248(6, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):5.99 (1H, d, J=3.2Hz, H-13a), 5.34 (1H, d, J=3.2 Hz, H-13b), 4.89 (1H, br.s, H-15a), 4.76 (1H, br.s, H-15b), 3.95 (1H, t, J=10.8 Hz, H-6β), 3.44 (1H, dd, J=7.6, 4.3 Hz, H-1α), 0.73 (3H, s, H-14)。13C NMR谱数据见表1。综合以上信息,并与文献[5]对照, 鉴定该化合物为reynosin。
       2.2.5  化合物VC15H22O3,无色针晶(正己烷),mp 109-110℃。EI-MS m/z:250 (7, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):4.95 (1H, s, H-15a), 4.80 (1H, s, H-15b), 4.03 (t, J=10.6 Hz, H-1), 3.48 (1H, dd, J=11.5, 4.6 Hz, H-6), 1.21 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 0.80 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[7]对照, 鉴定该化合物为11β,13-diihydroreynosin。
       2.2.6  化合物VIC15H20O3,无色针晶(CHCl3),mp 137-138℃。EI-MS m/z (%):248 (95, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):6.03 (1H, d, J=3.2Hz, H-13a), 5.37 (1H, d, J=3.2 Hz, H-13b), 5.31 (1H, br.s, H-3), 3.91 (1H, t, J=11.0 Hz, H-6β), 3.63 (1H, dd, J=9.9, 6.6 Hz, H-1α),1.79(3H, br. s, H-15), 0.84 (3H, s, H-14)。13C NMR谱数据见表1。综合以上信息,并与文献[5]对照, 鉴定该化合物为珊塔玛内酯。表1  化合物Ⅰ~ⅩⅢ的13C-NMR数据(略)
       2.2.7  化合物ⅦC15H22O3,无色针晶(石油醚-EtOAc),mp 133~134℃。EI-MS m/z:250 (100, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):5.30 (1H, br.s, H-3), 3.94 (1H, dd, J=9.8, 1.3 Hz, H-1), 3.62 (1H, dd, J=10.0, 6.7Hz, H-6), 2.29( qd, 1H, J=12.0, 6.9 Hz), 1.78 (3H, s, H-15), 1.19 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 0.86 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[7]对照, 鉴定该化合物为11β,13-二氢珊塔玛内酯。
       2.2.8  化合物ⅧC15H22O3,无色针晶(正己烷),mp 172-174℃。EI-MS m/z:250 (5, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):4.57 (1H, t, J=10.8Hz, H-1), 3.52 (1H, dd, J=11.2, 4.5 Hz, H-6), 2.27 (1H, qd, J=12.0, 7.0  Hz, H-11), 1.84 (3H, s, H-15), 1.23 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 1.10 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[7]对照, 鉴定该化合物为11β,13-二氢木兰内酯。
       2.2.9  化合物ⅨC15H22O2,无色针晶(石油醚-乙酸乙脂),mp 133~135℃。EI-MS m/z:234 (34, M+), 219 (100)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):5.36 (1H, br.s, H-3), 3.87 (1H, t, J=10.9 Hz, H-6), 1.80 (3H, s, H-15), 1.22 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 0.91 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[8]对照, 鉴定该化合物为11β,13-二氢-β-环广木香内酯。
       2.2.10  化合物XC15H22O2,无色针晶,mp 137-138℃。EI-MS m/z:234 (55, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):4.91 (1H, br.s, H-15a), 4.75 (1H, br.s, H-15b), 3.98 (1H, t, J=10.7 Hz, H-6), 1.22 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 0.85 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[8]对照, 鉴定该化合物为11β,13-二氢-α-环广木香内酯。
       2.2.11  化合物ⅪC15H24O4,无色方晶(正己烷),mp 199~200℃。EI-MS m/z:268 (5, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):4.13 (1H, t, J=11.1 Hz, H-6), 3.42 (1H, dd, J=10.8, 4.8 Hz, H-1), 1.35 (3H, s, H-15), 1.23 (3H, d, J=6.9 Hz, H-13), 0.99 (3H, s, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[7]对照, 鉴定该化合物为1β- hydroxycolartin。
       2.2.12  化合物ⅫC15H20O2,白色针晶(正己烷),mp 78~79℃。EI-MS m/z:232 (53, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):6.20 (1H, d, J=1.9   Hz, H-13a), 5.16 (1H, d, J=1.9 Hz, H-13b), 5.14 (1H, d, J=4.12, H-6), 4.82 (1H, m, H-8), 1.19 (3H, s, H-14), 1.09 (3H, d, J=7.2 Hz, H-15)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[9]对照, 鉴定该化合物为土木香内酯。
       2.2.13  化合物ⅩⅢC15H20O2, 无色针晶(正己烷),mp 112-113℃。EI-MS m/z:232 (46, M+)。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm):6.13 (1H, br.s, H-13a), 5.58 (1H, br.s, H-13b), 4.77 (1H, d, J=1.4 Hz, H-15a), 4.44 (1H, d, J=1.4 Hz, H-15b), 4.49 (1H, td, J=4.9, 1.5 Hz, H-8), 0.83 (3H, H-14)。13C NMR数据见表1。综合以上信息,并与文献[9]对照, 鉴定该化合物为异土木香内酯。
       3  讨论
        作为一种传统的药物资源,土木香在世界各地民间的使用历史悠久,倍半萜是其中的特征性成分。通过反复硅胶柱层析,结合制备薄层层析,我们从土木香乙醇提取物的石油醚萃取部分分离得到13个单体化合物,并经理化性质测定和波谱分析确定了所有化合物的结构。结果表明,这此化合物均为倍半萜内酯,其中大多具有桉叶烷骨架,化合物Ⅳ~Ⅺ首次从土木香中分离得到。
       
       本课题的研究,使我们对土木香的化学成分,特别是其中的倍半萜类成分,有了较为全面的认识,也为进一步开发其药用价值和相关质量标准的制订提供了科学依据。
       【参考文献】
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