CN108191931B - 新疆芍药中的三种新化合物及其保健和医药用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品和中药技术领域。提供了从新疆芍药中提取分离得到的三个新化合物制备方法和用途,其化学结构式如式(I)、式(II)、式(III)所示。干燥的新疆芍药块根粉碎后用80%的乙醇加热回流提取,减压浓缩得到的总浸膏加水分散处理后分别用等体积的石油醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇萃取得各部位。将正丁醇部位用水溶解,大孔树脂柱层析得各流份;将30%乙醇部位以硅胶柱色谱分离纯化,收集目标物层析液,再经C18反相色谱柱分离,Sephadex LH‑20(羟丙基葡聚糖凝胶)纯化,得到化合物I、II和III。该三种化合物在神经保护和治疗神经神经退行性疾病方面的用途。
Description
技术领域
本发明涉及食品和中药技术领域,具体涉及从新疆芍药中提取、分离和鉴定的三种新化合物及其在神经保护和治疗神经退行性疾病药物方面的用途。
背景技术
新疆芍药Paeonia anomala subsp.anomala为芍药科Paeoniaceae芍药属Paeonia药用植物,分布于新疆塔城地区。因新疆芍药资源丰富,且为野生,其根在疆内大量收购,自产自销,在疆内维吾尔医、中医作赤芍用。2015版《中华人民共和国药典》中,赤芍为同属植物芍药Paeonia lactiflora Pall.或川赤芍Paeonia veitchii Lynch的干燥根。赤芍味苦,性微寒,归肝经;用于热人营血,温毒发斑,吐血衄血,目赤肿痛,经闭痛经,跌扑损伤,痈肿疮疡等。但作为常用中药材的赤芍,近年来市场对其的需求量逐年上升,野生赤芍的供应量却在逐年递减,已出现供不应求的场面。
现代药理研究表明,赤芍具有抗肿瘤、抗血栓、抗氧化、保肝、心脏保护、神经保护等多种药理作用,其对血液系统、心血管系统、神经系统等均有良好的临床治疗效果。同时,研究表明,赤芍化学成分众多,为其多样的药理作用提供了物质基础,赤芍的主要化学成分包括单萜及单萜苷类、酚酸类、三萜类、单宁类、黄酮类等。其中单萜及单萜苷类是赤芍同时也是芍药属的主要化学成分,笼状蒎烷骨架结构单萜类化合物为芍药属的特征性化学成分。
目前对新疆芍药化学成分和药理活性的研究报道比较少,因此,对新疆芍药中化学成分特别是新化合物的开发及药理活性的研究刻不容缓。同时为新疆芍药作为新的赤芍药用植物资源提供新的依据。
发明内容
本发明的目的在于提供从新疆芍药中提取分离的三种具有神经保护作用的新化合物的方法及其用途。
本发明目的所采用的具体技术方案如下:
从新疆芍药中提取分离的三种新的化合物,其化学结构式如式(I)、式(II)、式(III)所示:
化学名称为:1-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-[4′-O-没食子酰基-β-D-葡萄吡喃糖基]-水杨酸甲酯。
化学名称为:6′-O-α-L-阿拉伯吡喃糖基芍药苷
化学名称为:5-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-α-D-葡萄吡喃糖基-2,5-二羟基肉桂酸甲酯
所述三种从新疆芍药中提取分离的新化合物的提取分离的具体工艺步骤如下:
步骤A.将干燥的新疆芍药块根粉碎后用8-10倍重量浓度为80%的乙醇加热回流提取2次,每次3小时,减压浓缩后,将得到的新疆芍药总浸膏按体积比1∶6-12倍加水进行分散处理;
步骤B.将水分散体分别用等体积的石油醚、乙酸乙酯、水饱和的正丁醇萃取4-6次,回收溶剂得各部位浸膏;
步骤C.将正丁醇部位浸膏用水完全溶解后,然后以D101大孔树脂为载体,湿法上样,用0∶100→100∶0的水-乙醇溶剂梯度洗脱,得到若干洗脱部位,经薄层色谱进行检测,显色,将各显色的洗脱部位分别减压浓缩至干,得浸膏备用;
步骤D.将步骤C中所得30%乙醇部位浸膏用甲醇完全溶解,然后以硅胶为载体,用硅胶柱色谱分离纯化,收集目标物层析液,回收溶剂后,用甲醇-水溶解,过滤,滤液经C18反相色谱柱分离,再经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)甲醇洗脱,得到化合物I、II和III。
所述D101大孔树脂分离:A:水 B:乙醇,A∶B(0∶100)→(100∶0)为流动相。
所述硅胶柱色谱分离:A:三氯甲烷 B:甲醇,A∶B(10∶1)→(0∶1)为流动相。
本发明分离得到的三种化合物,化合物(I)、(III)FeCl3显色呈蓝色,即该两种化合物为酚性化合物;化合物(II)5%香草醛浓硫酸显色呈蓝紫色,即该化合物为萜类化合物。
在此基础上,进一步分析结果如下:
(1)本发明化合物I为白色无定形粉末(甲醇),易溶于甲醇,紫外灯254nm下有暗斑,365nm下无荧光,碘显黄色,硅胶薄层板上5%香草醛浓硫酸试剂不显色,FeCl3试剂显蓝色,推测化合物中可能含有酚羟基。HRESIM给出实验值m/z:616.1875[M+NH4]+(calcd forC26H34NO16,616.1875),得出其分子式为:C26H30O16,分子量为598。从化合物的1H-NMR(500MHz,DMSO-d6),可以看出其含有一个1,2-二取代苯环的自旋耦合系统[δ7.41(1H,d,J=8.4Hz,H-2),7.58(1H,t,J=7.5Hz,H-3),7.11(1H,t,J=7.5Hz,H-4),7.63(1H,d,J=7.5Hz,H-5)],一个芳香质子的单峰信号δ6.99(2H,s,H-2″′,6″′),两组糖质子信号,端基质子分别为δ5.03(1H,d,J=7.7Hz,H-1′),δ4.09(1H,d,J=6.5Hz,H-1″),一个甲氧基质子单峰信号δ3.81(3H,s,-OCH3)。13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)中两个酯羰基碳信号δ166.4(C-7)和165.3(C-7″′),两个糖端基碳信号δ100.8(C-1′)和103.4(C-1″),将糖环上其他连氧的碳信号(δ64.9~73.8)与文献报道的阿拉伯呋喃糖、葡萄糖对照一致,再结合酸水解的结果,提示该化合物含有L-阿拉伯呋喃糖,由偶合常数提示还有β-D-葡萄糖。以上信息与文献中数据对照,发现该化合物与化合物1-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-β-D-葡萄吡喃糖基-水杨酸甲酯相比,多出了一组没食子酰基信号,因此推测化合物WJ-40可能是没食子酸与化合物1-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-β-D-葡萄吡喃糖基-水杨酸甲酯糖上羟基酯化形成的化合物。通过HSQC谱将化合物的碳、氢相关信号首先进行归属,再结合HMBC相关信号确定其结构。在化合物的HMBC谱中,δC 166.4与δH-5 7.63(1H,d,J=7.5Hz)、δH-2 7.41(1H,d,J=7.5Hz)、δH-4 7.11(1H,d,J=7.5Hz)和3.81(3H,s)都有相关信号,提示δ166.4为C-7位酯基碳信号;δC 165.3与δH-2″′,-6″′6.99(2H,s)有相关信号,提示δ165.3为C-7″′位酯基碳信号,证明有没食子酰基的存在,再经δH-4′4.80与δC 165.3的相关信号提示可证明没食子酸与β-D-葡萄吡喃糖基的4位碳上的羟基酯化,形成δC 165.3的酯键。同时,δH-1′5.03(1H,d,J=7.7Hz)与δC 155.6有相关信号证明δC 155.6与β-D-葡萄吡喃糖的1位碳相连;δH-1″ 4.09(1H,d,J=6.5Hz)与β-D-葡萄吡喃糖的6位碳δC 67.59有相关信号,证明α-L-阿拉伯吡喃糖与β-D-葡萄吡喃糖是1→6相连。综上所述,确定化合物I的结构为1-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-[4′-O-没食子酰基-β-D-葡萄吡喃糖基]-水杨酸甲酯,即Methyl-1-O-[α-L-arabinopyransoyl(1→6)]-[4′-O-galloyl-glucopyranosyl]salicylate。
1H-NMR和13C-NMR数据见下表1。
表1 化合物I核磁数据(DMSO-d6,J in Hz)
a)Measured at 500MHz.b)Measured at 125MHz.
(2)本发明化合物II为白色无定形粉末(甲醇),易溶于甲醇,紫外灯254nm下有暗斑,365nm下无荧光,碘显黄色,硅胶薄层板上5%香草醛浓硫酸试剂显蓝紫色。HRESIMS给出实验值m/z:630.2393[M+NH4]+(calcd for C28H40NO15,630.2393),得出其分子式为:C28H36O15,分子量为612。1H-NMR(600MHz,CD3OD)谱中给出了一个缩醛质子的单峰信号δ5.39(1H,s,H-9);低场区有一组苯甲酰基质子信号:δ8.01(2H,d,J=8.2Hz,H-2″′,6″′),δ7.58(1H,t,J=7.8Hz,H-4″′),7.45(2H,d,J=7.4Hz,H-3″′,5″′);两组糖质子信号,端基质子信号分别为δ4.50(1H,d,J=7.7Hz,H-1′),δ4.25(1H,d,J=6.5Hz,H-1″);一个甲基质子单峰信号δ1.32(3H,s,H-10)。13C-NMR(150MHz,CD3OD)谱中低场区有一个酯羰基碳信号峰δ168.0(C-7″′),两组糖端基碳信号峰δ100.1(C-1′)和105.1(C-1″)。与芍药苷氢谱、碳谱信息对照,发现除多了一组五碳糖信号峰,其他信息与芍药苷基本一致,将糖环上其他连氧的碳信号(δ66.4~77.9)与文献报道的阿拉伯呋喃糖、葡萄糖对照一致,再结合酸水解的结果,提示该化合物含有L-阿拉伯呋喃糖,由偶合常数提示还有β-D-葡萄糖,因此我们猜测该化合物可能是在芍药苷的基础上连有一个α-L-阿拉伯吡喃糖。HMBC谱中,δ168.0(C-7″′)与δ8.01(2H,d,J=8.2Hz,H-2″′,6″′),7.45(2H,d,J=7.4Hz,H-3″′,5″′)和4.71(2H,m,H-8)的相关信号证明了苯甲酰基的存在,且连在″cage-like″蒎烷母核的8位,同时δ4.50(1H,d,J=7.7Hz,H-1′)与δ89.4(C-1)有相关信号,证明了芍药苷结构片段的存在;α-L-阿拉伯吡喃糖的端基氢δ4.25(1H,d,J=6.5Hz,H-1″)与β-D-葡萄吡喃糖的6位碳δ69.3(C-6′)有相关信号,证明α-L-阿拉伯吡喃糖与β-D-葡萄吡喃糖是1→6相连的。然后再通过TOCSY谱,将糖基中各氢进行了归属。综上所述,确定化合物II的结构为6′-O-α-L-阿拉伯吡喃糖基芍药苷,即6′-O-α-L-arabinopyransoylpaeoniflorin。
1H-NMR和13C-NMR数据见下表2。
表2 化合物II核磁数据(600MHz,CD3OD,J in Hz)
a)Measured at 600MHz.b)Measured at 150MHz.
(3)本发明化合物III为白色无定形粉末(甲醇),易溶于甲醇,紫外灯254nm下有暗斑,365nm下有亮黄色荧光,碘显黄色,硅胶薄层板上5%香草醛浓硫酸试剂加热不显色。HRESIMS给出实验值m/z:489.1605[M+H]+(calcd for C21H29O13,489.1605),得出其分子式为:C21H29O13,分子量为488。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)图谱中,低场区δ9.96(1H,s)的单峰信号可能是酚羟基的信号峰,一组反式烯氢信号:δ7.84(1H,d,J=16.1Hz,H-7)和6.59(1H,d,J=16.1Hz,H-8),同时δ7.23(1H,d,J=2.9Hz,H-6),7.03(1H,dd,J=8.9,2.9Hz,H-4),6.85(1H,d,J=8.9Hz,H-3)为芳氢质子信号,还有一个甲氧基质子信号δ3.71(3H,s,H-10)。与2,5-二羟基肉桂酸甲酯氢谱相比,少了一个酚羟基单峰质子信号,多了两组端基氢分别为δ4.75(1H,d,J=2.4Hz,H-1′)和δ4.16(1H,d,J=6.1Hz,H-1″)的糖质子信号。13C-NMR(150MHz,DMSO-d6)谱中低场区有一个酯羰基碳信号峰δ167.2(C-9),一组烯碳信号δ139.9(C-7)和117.2(C-8),同时与2,5-二羟基肉桂酸甲酯氢谱相比,多了两组端基碳分别为δ101.3(C-1′)和δ103.2(C-1″)的糖基碳信号,将糖环上其他连氧的碳信号(δ64.9~76.4)与文献报道的阿拉伯呋喃糖、葡萄糖对照一致,再结合酸水解的结果,提示该化合物含有L-阿拉伯呋喃糖,由偶合常数提示还有α-D-葡萄糖。再结合碳氢数据,猜测该化合物的苷元为2,5-二羟基肉桂酸甲酯,糖基部分与酚羟基形成酚苷。首先,通过HSQC将化合物WJ-42的碳、氢相关信号进行归属,再结合HMBC谱数据确定其平面结构。HSQC谱图中,δ4.75(1H,d)与δ101.3(C-1′)有相关信号,δ4.16(1H,d)与δ103.2(C-1″)有相关信号,证实了两个糖端基氢与糖的连接。同时,在HMBC谱图中,α-D-葡萄糖基的端基氢δ4.75与苷元δ150.3(C-5)的相关信号提示α-D-葡萄糖基直接与2,5-二羟基肉桂酸甲酯5位的羟基形成酚苷,α-L-阿拉伯糖基的端基氢δ4.16与α-D-葡萄糖基的6位碳δ67.7(C-6)的相关信号提示α-L-阿拉伯糖基与α-D-葡萄糖基为1→6相连。HMBC谱中,甲氧基质子δ3.71(3H,s)与δ167.2(C-9)和117.2(C-8)有相关信号,证实了苷元支链中甲酯的存在。综上所述,确定化合物WJ-42的结构为5-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基(1→6)]-α-D-葡萄吡喃糖基-2,5-二羟基肉桂酸甲酯,即Methyl-5-O-[α-L-arabinopyransoyl(1→6)]-glucopyranosyl-2,5-dihydroxycinnamate。
1H-NMR和13C-NMR数据见下表3。
表3 化合物III核磁数据(DMSO-d6,J in Hz)
a)Measured at 600MHz.b)Measured at 150MHz.
经更深入的研究表明,所述新化合物I、II和III均有一定的神经保护作用,对氧糖剥夺/复糖复氧(OGD/R)诱导小鼠N2a细胞缺血再灌注造成的损伤有一定的保护作用,可作为在制备神经保护药物中的用途。
本发明的有益技术效果在于:
1、化合物结构确定,明确了其药理活性与新疆芍药有效成分的关系。
单萜苷类和酚类化合物具有一定的神经保护作用。化合物在小鼠N2a细胞缺血再灌注损伤中的作用表明,化合物对神经损伤有一定的保护作用。
2、化合物产品的提取分离容易,方法简单。
该化合物可由不同质量百分比浓度的乙醇,通过加热回流提取的方式,从药材中提取出来,再经石油醚,乙酸乙酯,水饱和正丁醇溶剂萃取,得到不同极性部位浸膏,经大孔树脂分离后,再经硅胶,C18反相柱色谱和Sephadex LH-20纯化,得到目标化合物,该提取分离方法简单,适用于工业化生产。
3、进一步发掘了新疆芍药新的药用作用,丰富了新疆芍药的化学成分,为新疆芍药作为新的赤芍药用资源提供了植物化学的依据,对于制备新型神经保护药物具有很好的参考价值。
作为首次报道其结构,并根据核磁二维等相关数据确定了其结构的新化合物,药理研究表明其对小鼠N2a细胞缺血再灌注损伤中有一定的保护作用,在研制新型神经保护和神经退行性疾病治疗药物方面,可以作为一种潜体结构进行开发利用。
附图说明
图1为化合物对OGD损伤N2a细胞活力的影响(n=3)
具体实施方式
实施例1 化合物的提取分离
取干燥的新疆芍药块根10Kg,粉碎后用8倍重量浓度为80%的乙醇加热回流提取3次,每次4小时,减压浓缩至无醇味后,得总浸膏2.5Kg,将得到的总浸膏按体积比1∶9加水进行分散处理;将水分散体依次用等体积的石油醚,乙酸乙酯水饱和正丁醇萃取4次,回收溶剂后得450g正丁醇部位浸膏及其他部分浸膏;将正丁醇部位浸膏用600ml水完全溶解,然后以D101大孔树脂为载体,湿法上样,用0∶100→100∶0的水-乙醇溶剂梯度洗脱,得到若干洗脱部位,经薄层色谱进行检测,显色,将各显色的洗脱部位分别减压浓缩至干,得浸膏备用;将所得30%乙醇部位浸膏用甲醇完全溶解,然后以硅胶为载体,干法上样,用硅胶柱色谱分离,A:三氯甲烷 B:甲醇,A∶B(10∶1)→(0∶1)为流动相收集目标物层析液,回收溶剂后,用甲醇-水溶解,过滤,滤液经C18反相色谱柱分离,再经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)甲醇洗脱,得到白色粉末化合物I 30mg、白色粉末化合物II 35mg和白色粉末化合物III15mg。
实施例2 化合物的提取分离
取干燥的新疆芍药块根10Kg,粉碎后用10倍重量浓度为80%的乙醇加热回流提取2次,每次4小时,减压浓缩至无醇味后,得总浸膏3.0Kg,将得到的总浸膏按体积比1∶12加水进行分散处理;将水分散体依次用等体积的石油醚,乙酸乙酯水饱和正丁醇萃取3次,回收溶剂后得500g正丁醇部位浸膏及其他部分浸膏;将正丁醇部位浸膏用650ml水完全溶解,然后以D101大孔树脂为载体,湿法上样,用0∶100→100∶0的水-乙醇溶剂梯度洗脱,得到若干洗脱部位,经薄层色谱进行检测,显色,将各显色的洗脱部位分别减压浓缩至干,得浸膏备用;将所得30%乙醇部位浸膏用甲醇完全溶解,然后以硅胶为载体,干法上样,用硅胶柱色谱分离,A:三氯甲烷 B:甲醇,A∶B(10∶1)→(0∶1)为流动相收集目标物层析液,回收溶剂后,用甲醇-水溶解,过滤,滤液经C18反相色谱柱分离,再经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)甲醇洗脱,得到白色粉末化合物I 40mg、白色粉末化合物II 45mg和白色粉末化合物III20mg。
实施例3 化合物的提取分离
取干燥的新疆芍药块根10Kg,粉碎后用10倍重量浓度为80%的乙醇加热回流提取4次,每次4小时,减压浓缩至无醇味后,得总浸膏2.8Kg,将得到的总浸膏按体积比1∶6加水进行分散处理;将水分散体依次用等体积的石油醚,乙酸乙酯水饱和正丁醇萃取5次,回收溶剂后得470g正丁醇部位浸膏及其他部分浸膏;将正丁醇部位浸膏用630ml水完全溶解,然后以D101大孔树脂为载体,湿法上样,用0∶100→100∶0的水-乙醇溶剂梯度洗脱,得到若干洗脱部位,经薄层色谱进行检测,显色,将各显色的洗脱部位分别减压浓缩至干,得浸膏备用;将所得30%乙醇部位浸膏用甲醇完全溶解,然后以硅胶为载体,干法上样,用硅胶柱色谱分离,A:三氯甲烷 B:甲醇,A∶B(10∶1)→(0∶1)为流动相收集目标物层析液,回收溶剂后,用甲醇-水溶解,过滤,滤液经C18反相色谱柱分离,再经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)甲醇洗脱,得到白色粉末化合物I 37mg、白色粉末化合物II 40mg和白色粉末化合物III18mg。
实施例4 三种化合物神经保护活性实验
1、主要实验材料
1.1 药品和试剂:上述实施例1中提取分离得到的三种白色粉末化合物,MEM低糖培养基(Gibco公司),胎牛血清(Gibco,16000-044),磷酸缓冲液(PBS),3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)。
1.2 细胞株:小鼠N2a成神经瘤细胞由中国药科大学中药药理教研室提供。
2.实验方法
2.1 分组:分为对照组、OGD/R模型组和药物处理组
2.2 OGD/R模型制备,小鼠N2a成神经瘤细胞,常规培养于含有10%胎牛血清的MEM(含低葡萄糖)完全培养基中,并置入37℃、含21%O2、5%CO2和74%N2常氧混合气体、饱和湿度培养箱内培养,24h换液,2~3d传代。将N2a细胞分成对照组、OGD/R模型组、化合物处理组,其中OGD/R模型组细胞使用无糖Earleg平衡盐溶液替换正常的细胞培养液,将其置于37℃含体积分数0.94N2,0.05CO2和0.01O2的混合气体的培养箱,3h后换正常培养液,然后正常培养条件继续培养1h。对照组细胞使用有糖Earleg平衡盐溶液正常条件培养3h后,再换正常培养液正常条件继续培养1h。化合物处理组在造OGD/R模型前1h加入100nM,1μM,10μM的化合物孵育。
MTT比色法测定细胞活力,各组细胞按照实验要求处理后,每孔加入含0.5mg/mlMTT细胞培养液150ul培养4h。弃上清液,每孔加入DMSO 150ul,37℃振摇孵育15min,酶标仪490nm下检测吸光值,来反映细胞活性。
实验数据使用单因素方差分析(One way ANOVA)和Bonferroni显著性检验进行统计学处理,数值以均数±标准误差(Mean±SEM)表示,其中P<0.05为差异显著。实验结果见图1,*与模型组相比p<0.05;**与模型组相比p<0.01;***与模型组相比p<0.001。
Claims (3)
2.一种从新疆芍药中提取分离得到如权利要求1所述三个新化合物的方法,其特征在于:具体工艺步骤是:
步骤A.将干燥的新疆芍药块根粉碎后用12-15倍重量浓度为80%的乙醇加热回流提取3-5次,每次4小时,减压浓缩至无醇后,将得到的新疆芍药总浸膏按体积比1∶6-12倍加水进行分散处理;
步骤B.将水分散体分别用等体积的石油醚、乙酸乙酯、水饱和的正丁醇萃取4-6次,回收溶剂得各部位浸膏;
步骤C.将正丁醇部位浸膏用水完全溶解后,然后以D101大孔树脂为载体,湿法上样,用0∶100→100∶0的水-乙醇溶剂梯度洗脱,得到若干洗脱部位,经薄层色谱进行检测,显色,将各显色的洗脱部位分别减压浓缩至干,得浸膏备用;
步骤D.将步骤C中所得30%乙醇部位浸膏用甲醇完全溶解,然后以硅胶为载体,干法上样,用硅胶柱色谱分离纯化,以三氯甲烷∶甲醇(10∶1→0∶1)为流动相,收集目标物层析液,回收溶剂后,用甲醇-水溶解,过滤,滤液经C18反相色谱柱分离,再经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)甲醇洗脱,得到化合物I、II和III。
3.如权利要求1所述的从新疆芍药中提取分离的三个新化合物在制备神经保护药物中的用途。
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新疆芍药的化学成分研究;杨素珍等;《中草药》;20140328;第45卷(第6期);第760-764页 * |
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