CN111606801B - 一种裂环半日花烷型二萜类化合物及其分离方法和应用 - Google Patents

一种裂环半日花烷型二萜类化合物及其分离方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于植物化学技术领域，公开了一种裂环半日花烷型二萜类化合物及其分离方法和应用。本发明从裸花紫珠中提取得到经过3,4‑裂环、降碳特征的新半日花烷型二萜类化合物A1‑A3，且化合物A1具有C13‑C17环合新碳骨架特征。本发明中的化合物具有一定的抗肿瘤活性，对人肝癌、胃癌或卵巢癌细胞具有明显的抑制作用，可应用于制备抗肿瘤药物。该方法简单可行、成本低廉。

Description

一种裂环半日花烷型二萜类化合物及其分离方法和应用
技术领域
本发明属于植物化学技术领域，具体涉及一种裂环半日花烷型二 萜类化合物及其分离方法和应用。
背景技术
裸花紫珠(Callicarpa nudiflora Hook.et Arn.)为马鞭草科 (Verbenacase)紫珠属(Callicarpa)的落叶灌木，别名饭汤叶、白花茶。 主产于海南、云南、广东、广西等地。裸花紫珠是海南省黎族地区常 用药材之一，其干燥茎枝、叶均可入药，性苦、涩，味凉，归胃、肝、 肺经，具有清热解毒、止血收敛的功效，主治吐血、外伤出血、咽喉 肿痛、热毒疮疡等症。临床辅助用于皮肤科、妇科、五官科、外科等 各类术后出血型疾病。现已被2015年版《中国药典》新增中药品种 收录。
目前对裸花紫珠化学成分报道较少，主要有黄酮类、苯丙素类、 萜类、酚酸类等化合物，其中，部分化合物表现出较好的生物活性。 现有技术公开裸花紫珠乙酸乙酯提取物具有一定抗乳腺癌转移作用， 但效果佳。而且目前发现的具有抗肿瘤作用的单体化合物较少。裸花 紫珠中含有大量具有生活活性的化合物，本发明旨在对裸花紫珠化学 成分进一步分离研究，以期得到新结构的具有显著抗肿瘤作用的半日 花烷型二萜类化合物，充分发挥裸花紫珠的药用价值。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供一种新结构的裂环半日花烷型 二萜类化合物，具有显著抗肿瘤作用化合物，并提供目标化合物的分 离方法。
本发明技术方案如下：
本发明提供一种裸花紫珠裂环半日花烷型二萜类化合物，A环经 过3,4-裂环、降碳而成，分别为化合物A1-A3，其结构为：
Figure BDA0002562988590000021
本发明还提供了化合物A1-A3的分离方法，包括以下步骤：
(1)将干燥裸花紫珠叶子粉碎，将裸花紫珠粉末使用乙醇溶液 加热50～60℃提取，得到提取液，减压浓缩得粗提物；
(2)将步骤(1)粗提物用水稀释制成悬浮液后，依次用二氯甲 烷、乙酸乙酯各萃取3次以上，合并有机相，减压浓缩得浸膏；
(3)取步骤(2)乙酸乙酯萃取得到的浸膏，先经硅胶柱层析， 采用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度 为(20:1)～(1:1)，根据极性大小共得到4个组分，即Fr.1～Fr.4；
(4)将Fr.2先经正相硅胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶 剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度为(10:1)～(1:1)，减压浓缩后再 经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH，洗脱3～6个柱体积， 减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，色谱柱为Waters C18， 9.4×250mm，4.6μm，流速为2mL/min，流动相为MeCN:H2O＝45:55， 得到化合物A1；
(5)将Fr.3先经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH， 洗脱3～6个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，色谱柱 为Waters C18，9.4×250mm，4.6μm，流速为2mL/min，流动相为 MeCN:H2O＝40:60，依次得到化合物A2和A3。
优选的，步骤(1)中，所述提取次数为2次以上，每次提取1～3h， 合并提取液；步骤(2)中，依次用二氯甲烷、乙酸乙酯各萃取4次。
优选的，步骤(1)中，所述乙醇溶液的体积分数75～95％，其用 量为每千克裸花紫珠粉末用2～3L乙醇溶液。
优选的，步骤(2)中水的用量为每100克粗提物加水300～400mL， 每次萃取的有机溶剂的体积用量是水体积的1.2～1.3倍。
优选的，步骤(3)中，石油醚-乙酸乙酯混合溶剂的洗脱梯度为 20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度收集三个柱体积，每个梯度得到一个 组分，共得到4个组分，即Fr.1～Fr.4。
优选的，步骤(4)中，石油醚-乙酸乙酯混合溶剂的洗脱梯度为 20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度洗脱2～5个柱体积；高效液相色谱的 条件为：色谱柱Waters C18，流速为2mL/min，流动相为体积比45:55 的MeCN:H2O。
优选的，步骤(5)中，甲醇溶剂洗脱，每个梯度洗脱3～6个柱 体积；高效液相色谱的条件为：色谱柱Waters C18，流速为2mL/min， 流动相为体积比40:60的MeCN:H2O。
优选的，裸花紫珠采集于海南五指山，所用部位为叶子。
本发明还通过药理活性实验，确认所得化合物A1-A3具有较好 的抗肿瘤效果，提示化合物A1-A3在制备预防或治疗肿瘤的药物中 具有良好的应用前景。所述肿瘤包括人肝癌、胃癌或卵巢癌。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明从裸花紫珠叶子中提取分离出新结构新半日花烷型二萜 类化合物A1-A3，具有一定的抗肿瘤效果，尤其对人肝癌、胃癌或卵 巢癌效果显著。具体地，本发明通过溶剂浸提、蒸馏水溶解分散、极 性溶剂萃取、溶剂梯度洗脱和液相色谱分离等多级分离提取方法，从 裸花紫珠浸膏中得到一种3,4-裂环、降碳特征的新半日花烷型二萜类 化合物，且化合物A1具有C13-C17环合新碳骨架特征。
附图说明
图1：本发明化合物A1的1H-NMR谱(CDCl3)；
图2：本发明化合物A1的13C-NMR谱(CDCl3)；
图3：本发明化合物A1的DEPT(135°)谱(CDCl3)；
图4：本发明化合物A1的1H-1H COSY谱(CDCl3)；
图5：本发明化合物A1的HSQC谱(CDCl3)；
图6：本发明化合物A1的HMBC谱(CDCl3)；
图7：本发明化合物A1的NOESY谱(CDCl3)；
图8：本发明化合物A1的HRESIMS谱；
图9：本发明化合物A2的1H-NMR谱(CDCl3)；
图10：本发明化合物A2的13C-NMR谱(CDCl3)；
图11：本发明化合物A2的DEPT(135°)谱(CDCl3)；
图12：本发明化合物A2的1H-1H COSY谱(CDCl3)；
图13：本发明化合物A2的HSQC谱(CDCl3)；
图14：本发明化合物A2的HMBC谱(CDCl3)；
图15：本发明化合物A2的NOESY谱(CDCl3)；
图16：本发明化合物A2的HRESIMS谱；
图17：本发明化合物A3的1H-NMR谱(MeOD-d4)；
图18：本发明化合物A3的13C-NMR谱(MeOD-d4)；
图19：本发明化合物A3的DEPT(135°)谱(MeOD-d4)；
图20：本发明化合物A3的1H-1H COSY谱(MeOD-d4)；
图21：本发明化合物A3的HSQC谱(MeOD-d4)；
图22：本发明化合物A3的HMBC谱(MeOD-d4)；
图23：本发明化合物A3的NOESY谱(MeOD-d4)；
图24：本发明化合物A3的HRESIMS谱。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明 做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业 途径得到。
本发明实验材料裸花紫珠采集于海南五指山，所用部位为叶子。
Figure BDA0002562988590000051
实施例1裂环半日花烷型二萜类化合物的制备
包括以下步骤：
(1)将干燥裸花紫珠叶子粉碎，取1500g裸花紫珠粉末，按每 千克裸花紫珠粉末用2L乙醇溶液(体积分数75％)加热50～60℃提 取3次，每次提取3h，合并提取液，减压浓缩得粗提物(约300g)；
(2)取每100克粗提物加蒸馏水300mL稀释制成悬浮液后，依 次用二氯甲烷、乙酸乙酯各萃取4次，合并有机相，减压浓缩得浸膏； 每次萃取的有机溶剂的体积用量是水体积的1.2倍。
(3)取步骤(2)乙酸乙酯萃取得到的浸膏(80g)，先经硅胶 柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂进行梯度洗脱， 洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度收集3个柱体积，每个 梯度得到一个组分，共得到4个组分，即Fr.1～Fr.4。
(4)将Fr.2先经正相硅胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶 剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每 个梯度洗脱2个柱体积，产物减压浓缩后再经Sephadex LH-20凝胶 柱层析，洗脱剂为MeOH，洗脱3个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，得到化合物A1；高效液相色谱的条件为：色谱 柱Waters C18，流速为2mL/min，流动相为体积比45:55的MeCN:H2O。
(5)将Fr.3先经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH， 洗脱3个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，依次得 到化合物A2、A3。高效液相色谱的条件为：色谱柱Waters C18，流 速为2mL/min，流动相为体积比40:60的MeCN:H2O。
实施例2裂环半日花烷型二萜类化合物的制备
包括以下步骤：
(1)将干燥裸花紫珠叶子粉碎，取1600g裸花紫珠粉末，按每 千克裸花紫珠粉末用2L乙醇溶液(体积分数95％)加热50～60℃提 取4次，每次提取2h，合并提取液，减压浓缩得粗提物(约330g)；
(2)将每100克粗提物加水400mL稀释制成悬浮液后，依次用 二氯甲烷、乙酸乙酯萃取5次，合并有机相，减压浓缩得浸膏；每次 萃取的有机溶剂的体积用量是水体积的1.3倍。
(3)取步骤(2)乙酸乙酯萃取得到的浸膏(约95g)，先经硅 胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂进行梯度洗脱， 洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度收集3个柱体积，每个 梯度得到一个组分，共得到5个组分，即Fr.1～Fr.4。
(4)将Fr.2先经正相硅胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶 剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每 个梯度洗脱2个柱体积，产物减压浓缩后再经Sephadex LH-20凝胶 柱层析，洗脱剂为MeOH，洗脱3个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，得到化合物A1；高效液相色谱的条件为：色谱 柱Waters C18，流速为2mL/min，流动相为体积比45:55的MeCN:H2O。
(5)将Fr.3先经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH， 洗脱3个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，依次得 到化合物A2、A3。高效液相色谱的条件为：色谱柱Waters C18，流 速为2mL/min，流动相为体积比40:60的MeCN:H2O。
实施例3裂环半日花烷型二萜类化合物的结构鉴定
运用波谱(1H NMR，13C NMR，HSQC，HMBC，NOESY)和 MS等现代结构鉴定技术，确定实施例1和实施例2所得化合物A1-A3 的化学结构。
结构鉴定数据如下：
化合物A1：为无色晶状物，易溶于甲醇。经高分辩质谱 HRESI(-)MS(m/z 289.1804[M-H]，理论值289.1804)确定其分子式 为C18H26O3；根据1H，13C及二维核磁共振数据确定其结构，骨架类 型为裂环半日花烷型二萜，将其命名为callnudoid D，其1H和13C NMR 数据归属见表1。[400MHz(1H)，100MHz(13C)，溶剂：CDCl3]。
化合物A2：为无色晶状物，易溶于甲醇。经高分辩质谱 HRESI(-)MS(m/z 303.1572[M+Na]+，理论值303.1571)确定其分子式 为C16H24O4；根据1H，13C及二维核磁共振数据确定其结构，骨架类 型为裂环半日花烷型二萜，将其命名为callnudoid E。在甲醇中缓慢 挥发，得到该化合物单晶，晶体结构如结构式1所示。其1H和13C NMR 数据归属见表1。[400MHz(1H)，100MHz(13C)，溶剂：CDCl3]。
Figure BDA0002562988590000081
化合物A3：为无色晶状物，易溶于甲醇。经高分辩质谱 HRESI(-)MS(m/z 317.1729[M+Na]+，理论值317.1727)确定其分子式 为C17H26O4；根据1H，13C及二维核磁共振数据确定其结构，骨架类 型为裂环半日花烷型二萜，将其命名为callnudoid F，其1H和13C NMR 数据归属见表1。[400MHz(1H)，100MHz(13C)，溶剂：MeOD-d 4]。
表1.化合物A1-A3的1H-NMR和13C-NMR(400,100MHz)数据
Figure BDA0002562988590000082
Figure BDA0002562988590000091
a测量试剂为CDCl3.
b测量试剂为MeOD-d4.
经以上分析，确定化合物A1-A3结构为：
Figure BDA0002562988590000092
实施例4药理活性实验
实验材料：
细胞：SMMC(肝癌细胞)、MGC(胃癌细胞)、OV-90(卵巢 癌细胞)。
细胞培养液：含10％胎牛血清(FBS)的DMEM培养基， RPMI-1640完全培养基，MTT。
阳性对照：paclitaxel(紫杉醇)。
实验方法：
(1)接种细胞：将10％新生牛血清的培养液(DMEM)配成单个 细胞悬液，加100μL(每孔约5×103个细胞)细胞液到96孔板内， 培养12小时，待其贴壁。
(2)加药：加100μL待测样，设定加6孔，以40μg/ml浓度为初 筛浓度，根据初筛结果设定5个梯度浓度进行复筛，每种设定3个平 行复孔。
(3)显色：将完成上述加药步骤的96孔板在37℃条件下培养 48小时，取出给每孔加50μL的MTT溶液。继续培养后弃去上层清 液，给每孔加150μL的DMSO溶液，使结晶物完全融解。
(4)比色：在490nm波长下用酶标仪读取各孔的吸光值，记录 数值。
(5)数据处理：细胞的抑制率％＝[(对照组的OD值–样品组的 OD值)/对照组OD的值]×100％，带入数值算出IC50值。
化合物的抗肿瘤结果如表2所示：
表2化合物A1-A3抑制肿瘤细胞增殖结果
Figure BDA0002562988590000101
从结果可知，化合物A1对SMMC(肝癌细胞)、MGC(胃癌 细胞)和OV-90(卵巢癌细胞)都表现出一定的体外抑制作用，化合 物A2对SMMC细胞表现出较好的体外抑制作用。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属 技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可 以做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种裂环半日花烷型二萜类化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如式A1、A2、A3所示：
Figure 841957DEST_PATH_IMAGE001
（A1）或
Figure 244863DEST_PATH_IMAGE002
（A2）或
Figure 144467DEST_PATH_IMAGE003
（A3）。
2.权利要求1所述裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干燥裸花紫珠叶子粉碎，将裸花紫珠粉末使用乙醇溶液加热50~60℃提取，得到提取液，减压浓缩得粗提物；
（2）将步骤（1）粗提物用水稀释制成悬浮液后，依次用二氯甲烷、乙酸乙酯萃取，分别合并有机相，减压浓缩得浸膏；
（3）取步骤（2）乙酸乙酯萃取得到的浸膏，先经硅胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度收集3个柱体积，每个梯度得到一个组分，根据极性大小共得到4个组分，即Fr.1~Fr.4；
（4）将步骤（3）的Fr.2先经正相硅胶柱层析，采用石油醚-乙酸乙酯混合溶剂作为洗脱剂进行梯度洗脱，洗脱梯度为(10:1)~(1:1)，减压浓缩后再经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH，洗脱3~6个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，色谱柱为Waters C18，9.4×250 mm，4.6 μm，流速为2 mL/min，流动相为MeCN:H2O＝45:55，得到化合物A1；
（5）将步骤（3）的Fr.3先经Sephadex LH-20凝胶柱层析，洗脱剂为MeOH，洗脱3~6个柱体积，减压浓缩后再经高效液相色谱HPLC制备，色谱柱为Waters C18，9.4×250 mm，4.6 μm，流速为2 mL/min，流动相为MeCN:H2O＝40:60，依次得到化合物A2和A3。
3.根据权利要求2所述的裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，步骤（1）中，所述提取次数为2次以上，每次提取1~3 h，合并提取液；步骤（2）中，依次用二氯甲烷、乙酸乙酯各萃取4次。
4.根据权利要求2所述的裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，步骤（1）中，所述乙醇溶液的体积分数75~95%，其用量为每千克裸花紫珠粉末用2~3 L乙醇溶液；步骤（2）中水的用量为每100克粗提物加水300~400 mL，每次萃取的有机溶剂的体积用量是水体积的1.2~1.3倍。
5.根据权利要求2所述的裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，步骤（4）中，石油醚-乙酸乙酯混合溶剂的洗脱梯度为20:1、10:1、5:1、1:1，每个梯度洗脱2~5个柱体积；高效液相色谱的条件为：色谱柱Waters C18，流速为2 mL/min，流动相为体积比45:55的MeCN:H2O。
6.根据权利要求2所述的裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，步骤（5）中，高效液相色谱的条件为：色谱柱Waters C18，流速为2 mL/min，流动相为体积比40:60的MeCN:H2O。
7.根据权利要求2-6任一项所述的裂环半日花烷型二萜类化合物的分离方法，其特征在于，所述裸花紫珠为采集于海南五指山的裸花紫珠。
8.权利要求1所述的裂环半日花烷型二萜类化合物在制备预防或治疗肿瘤的药物中的应用，所述肿瘤包括肝癌、胃癌或卵巢癌。
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