CN1657521A - 一种联苄类化合物羽苔素e及其提取分离方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通式(I)的化合物羽苔素E(PlagiochinE)。本发明还涉及该化合物的提取分离方法,以及该化合物在制备抗真菌药物中的应用。该类化合物为开发应用新一代天然来源的抗真菌药物开拓了新径。
Description
技术领域
本发明涉及一种联苄类化合物及其提取分离方法与应用,尤其涉及一种联苄类化合物羽苔素E(Plagiochin E)及其由苔纲地钱属植物地钱中提取分离的方法与其在制备抗真菌药物中的应用。
背景技术
联苄类化合物多见于苔藓植物中,在结构上以C6-C2-C6母核及其二聚体存在,以苯环之间连接方式不同而分为不同结构类型,通常根据植物来源命名;因苯环取代基的不同而产生众多化合物,根据所属的结构类型依次命名,如地钱素B-H,J-L,片叶苔素C,异片叶苔素C等(Susanne F.,Ulrich HM.,Brigirle DN.,et al Biosynthesis ofCyclic Bisbibenzyls in Marchantia polymorpha.Phytochemistry,2001,50(4):589-598.)。到目前为至,已从苔类植物中获得联苄类化合物80多个,其中羽苔素(Plagiochin)结构类型者仅四个,即羽苔素A~D(Hashimoto,T.,M.Tori,Y.Asakawa,Y.Fukazawa.Plagiochins A,B,C,D.New type of macrocyclic bis(bibenzyls).Having a biphenyl methylenes;from the liverwort plagiochila acanthophyllasubsp.japonica.Tetrahedron Letters,1987,28:6295)。
目前,由于天然来源的抗真菌化合物较少,人们在开发新药以及利用天然原料提取新药方面作了许多的工作,试图找到具有较强的抗真菌作用,克服合成抗菌药物耐药性的、结构新颖的新型化合物,但是,在检索的诸多报道中,还未见有关羽苔素E(Plagiochin E)的报道。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明要解决的问题是提供一种联苄类化合物羽苔素E(Plagiochin E)及其由苔纲地钱属植物地钱中提取分离的方法与其在制备抗真菌药物中的应用。
本发明的化合物用下述通式(I)表示:
本发明的化合物命名为羽苔素E(Plagiochin E),分子式为C28H24O4,分子量为424;熔点为194~196℃;呈无色块状结晶;硅胶薄层层析显示Rf=0.3~0.6,喷三氯化铁-铁氰化钾显色剂显蓝色;HREI-MS:[M]+424.1685,计算值424.1675,;EI-MS(Rel.Int):424(100),301(2),225(7),211(68),197(8),165(5),152(2),107(13),105(6),91(8),77(5);28个碳原子在碳谱上的信号分布为δ110-δ160区24个,δ36-δ39区4个,呈现双联苄类化合物的典型特征。
本发明的化合物羽苔素E的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)制备乙醚总提物:将干地钱(Marchantia polymorpa L.)粉碎,加入5~10倍地钱体积的乙醚,于20℃~35℃条件下浸泡4~7天,常压过滤,收集乙醚提取液I,重复3~6次,合并提取液I;将提取后的药渣用其2~4倍量的甲醇于20℃~35℃条件下,浸泡3~5次,每次2~3天,常压过滤,收集甲醇提取液,合并,旋转蒸发仪50℃~70℃,真空度0.09Mpa条件下,减压浓缩得甲醇浸膏,用相当于浸膏2~5倍量的乙醚萃取浸膏2~4次,收集、合并乙醚萃取液II;将上述I、II两部分乙醚液合并,于50℃~70℃条件蒸馏至流浸膏,自然挥干,得乙醚总提物;
(2)分离:将上述乙醚总提物用其1~3倍量的200~300目的硅胶拌样,进行硅胶柱层析(200~300目,6×15cm),以石油醚-丙酮系统按常规比例梯度洗脱(100%石油醚~50%石油醚),在石油醚∶丙酮为90~98∶2~10洗脱部分用硅胶薄层层析检测,其中展开剂为石油醚∶丙酮=6∶4;显色剂为三氯化铁-铁氰化钾溶液,合并收集Rf=0.3~0.6相同流份,以常规方法浓缩析出结晶,干燥得羽苔素E。
其中,上述三氯化铁-铁氰化钾溶液是1%三氯化铁与2%铁氰化钾溶液等体积混合溶液。
其中,步骤(2)所述石油醚∶丙酮优选为95∶5。
本发明的化合物羽苔素E在制备抗菌药物中的应用,尤其是涉及在制备抗真菌药物中的应用。
采用本发明的化合物羽苔素E进行抗菌活性实验表明:该化合物具有较强的抗真菌作用,且由于其结构新颖,在天然新药开发中具有良好应用前景。
利用本发明涉及的羽苔素E采用TLC(薄层层析)生物自显影法进行抗菌活性测试:无菌条件下,用取菌环将白色念珠菌(Candida allbicans)接种于常规肉汤琼脂培养基(蛋白胨,氯化钠,牛肉膏,营养琼脂),恒温培养至测试浓度(约107CFU/mL)。样品TLC法展开,待薄层板上的溶剂完全挥干后,紫外灭菌,将菌培养液均匀的涂抹在薄板上,恒温培养,观测其抑菌斑。用MTT(四唑盐)溶液显色5分钟后,观测其抑菌斑。结果表明羽苔素E显示较强抗菌活性。
本发明的化合物为新的联苄类化合物,利用本发明的从地钱植物中提取分离化合物羽苔素E的方法,提取产率较高,所获得化合物纯度达98%以上,抗菌活性实验表明该化合物具有较强的抗真菌作用,虽然活性不及合成抗菌药硝酸咪康唑,但天然来源的抗真菌化合物比较少见,引起耐药的可能性较小,在目前合成抗菌药物耐药严重的环境下,采用本发明的化合物羽苔素E具有良好的开发、利用和发展前景,同时也为研究开发新的抗菌药物提供先导化合物开辟了一个新的途径。
附图说明
图1羽苔素E的1HNMR谱图
图2羽苔素E的13CNMR谱图
图3羽苔素E的1H-1HCOSY谱图
图4羽苔素E的HMBC谱图
图5羽苔素E的HMQC图谱
图6羽苔素E的EI-MS谱图
图7TLC生物自显影法进行抗菌活性测试最小抑菌浓度(MID)试验结果:
其中:A图为硝酸咪康唑,从第三个点开始出现抑菌斑,表明MID为0.01μg;
B图为羽苔素E,从第三个点开始出现抑菌斑,表明MID为0.25μg。
具体实施方式
实施例1:
将采自四川省峨嵋山海拔1000-1500米地区的地钱(Marchantia polymorpa L.)自然阴干粉碎得8.95Kg,用8倍地钱体积的乙醚28℃浸泡5天,常压过滤,收集乙醚提取液I,重复4次,合并提取液I。将最后一次提取后的药渣用3倍量甲醇28℃浸泡4次,每次3天,常压过滤,收集甲醇提取液,合并,旋转蒸发仪60℃,减压(真空度0.09Mpa)浓缩得甲醇浸膏,用相当于浸膏3倍量的乙醚萃取浸膏3次,收集、合并乙醚萃取液II,将I、II两部分乙醚液合并后于60℃条件蒸馏至流浸膏,自然挥干,得乙醚总提物。将上述乙醚总提物用其2倍量的200~300目的硅胶拌样,进行硅胶柱层析(青岛海洋化工生产200~300目,6×15cm),石油醚-丙酮系统常规比例梯度洗脱(100%石油醚~50%石油醚),在石油醚-丙酮(95∶5)洗脱部分用硅胶薄层层析(展开剂,石油醚∶丙酮=6∶4;显色剂,三氯化铁-铁氰化钾溶液)检测,合并收集Rf=0.3~0.6相同流份,以常规方法浓缩析出结晶,干燥得羽苔素E 4.117g。
上述化合物羽苔素E结晶为无色块状结晶,mp:194.8-195.8℃,TLC(石油醚∶丙酮=6∶4)Rf=0.56,三氯化铁-铁氰化钾溶液(所述三氯化铁-铁氰化钾溶液是1%三氯化铁与2%铁氰化钾溶液等体积混合溶液)显蓝色。
HREI-MS:[M]+424.1685,计算值424.1675,分子式为C28H24O4。碳谱显示有28个碳原子,δ110-δ160有24个,δ36-δ39有4个,提示该化合物可能为双联苄类化合物。
1HNMR显示出13个芳氢信号具备四种不同取代苯环上芳氢的裂分特征(见下式A~D结构片断),饱和区质子信号的耦合关系显示两组相邻亚甲基特征。
1H-1HCOSY可知δ7.22(1H,t,J=7.8Hz)、δ7.01(1H,dd,J=7.8Hz,J=1.05Hz)。δ6.80(1H,dd,J=7.8Hz,J=1.05Hz)相互耦合,可知三个氢连在苯环的三个相连的碳上。由HMQC可知分别与δ129.99、δ123.17、δ114.42的碳相连。HMBC中δ7.01、δ6.80都与δ126.65有远程耦合,提示δ126.65的碳在δ123.17和δ114.42的间位。δ7.22与δ145.61和δ156.18有远程耦合,提示δ145.61与δ156.18的碳位于δ129.99的间位。δ156.18的碳相对于正常的苯环的碳有较大的低场位移,提示与氧相连。δ145.61的低场位移也比较大,但不如δ156.18的大,因此应该与碳相连。HMBC中δ7.15处有1氢与δ114.42、δ126.65、δ156.18的碳有远程耦合,而在HMQC中没有与之相连的碳,提示此处应为一个-OH。因此可以推出下式A结构片断,同理结合HMBC,HMQC,1H-1HCOSY可以推出下式B结构片断和C结构片断;
1HNMR中剩余四个宽峰,HMQC中分别与δ130.91,δ130.65,δ123.71,δ123.40的四个宽的碳信号相关,还剩余δ141.93、δ154.96的碳原子。由EI-MS可知分子量为424,可以推知还剩余一个苯环,连有四个氢原子,一个碳,一个氧。根据碳谱中碳的化学位移值可以推出下式D结构片断。
1H-1HCOSY中δ2.69(2H)、δ2.71(1H)、δ2.60(1H)相互耦合,结合HMQC可以推知下式E结构片断,同理也可以推出下式F结构片断。
HMBC中δ2.69与δ118.48、δ123.40、δ134.29有远程耦合。δ2.60和δ2.68与δ118.41、δ139.29、δ121.82、δ143.28远程耦合,可推出下式G结构片断,同理也可以推出下式H结构片断。HMBC中δ6.85与δ126.65有远程耦合,可推知A、B环直接相连,C片断中3’氢化学位移值δ5.46的较高场,根据联苄类化合物的一般波谱学特征,可以得出D环和C环通过1,2’醚氧键相连而得出下式整体结构I。
EI-MS(Rel.Int):424(100),301(2),225(7),211(68),197(8),165(5),152(2),107(13),105(6),91(8),77(5)。各碎片离子都能得到合理的解释,其可能的裂解途径如下式所示。
经查阅文献资料,所述化合物母核为羽苔素,检索CA等相关文献没有发现该化合物的记载,确定该化合物为一新化合物,命名为羽苔素E(Plagiochin E)。本发明化合物羽苔素E鉴定中涉及的MS、1HNMR、13CNMR、1H-1HCOSY、HMBC、HMQC图谱见附图1-6。
1H-NMR数据见表1,13C-NMR数据见表2。
表1羽苔素E的1H-NMR数据(Acetone,600MHz)
序号 | 1H(ppm) | 序号 | 1H(ppm) |
2356781011121413-OH | 6.78(m)6.94(m)7.04(m)6.78(m)2.92(m)2.91(m),2.79(m)7.01(dd,J=7.8,1.8Hz)7.22(d,J=7.8Hz)6.80(dd,J=7.8,1.8Hz)7.15(s) | 2′3′5′6′7′8′10′11′12′14′1′-OH13′-OH | 5.46(d,J=1.80Hz)6.74(dd,J=7.8,1.8Hz)6.86(d,J=7.8Hz)2.70(2H,m)2.68(m),2.60(m)6.85(d,J=7.8Hz)6.33(m)6.33(m)7.68(s)7.68(s) |
表2羽苔素E的13C-NMR数据(Acetone,150MHz)
序号 | 13C(ppm) | 序号 | 13C(ppm) |
1234567891011121314 | 154.96123.71130.91141.93130.65123.4039.1036.29145.61123.17129.99114.47156.18126.65 | 1′2′3′4′5′6′7′8′9′10′11′12′13′14′ | 145.94148.95118.48134.29123.40117.2938.1139.08143.28121.82134.18121.74155.65118.41 |
实施例2:
将采自四川省峨嵋山海拔1000-1500米地区的地钱(Marchantia polymorpa L.)自然阴干粉碎得9.50Kg,用5倍地钱体积的乙醚23℃浸泡4天,常压过滤,收集乙醚提取液I,重复6次,合并提取液I;将最后一次提取后的药渣用2倍量甲醇35℃浸泡5次,每次2天,常压过滤,收集甲醇提取液,合并,旋转蒸发仪70℃,减压(真空度0.09Mpa)浓缩得甲醇浸膏,用相当于浸膏2倍量的乙醚萃取浸膏4次,收集、合并乙醚萃取液H,将I、II两部分乙醚液合并后于70℃条件蒸馏至流浸膏,自然挥干,得乙醚总提物。将上述乙醚总提物用其1倍量的200目的硅胶拌样,用硅胶柱层析(200目,6×15cm)石油醚-丙酮系统常规比例梯度洗脱(100%石油醚~50%石油醚),在石油醚-丙酮(98∶2)洗脱部分用硅胶薄层层析(展开剂,石油醚∶丙酮=6∶4;显色剂,三氯化铁-铁氰化钾溶液)检测,合并收集Rf=0.3~0.6相同流份,以常规方法浓缩析出结晶,干燥得羽苔素E4.275g。
实施例3:
将采的地钱(Marchantia polymorpa L.)自然阴干粉碎得8.25Kg,用10倍地钱体积的乙醚35℃浸泡7天,常压过滤,收集乙醚提取液I,重复3次,合并提取液I。将最后一次提取后的药渣用4倍量甲醇室温浸泡3次,每次2天,常压过滤,收集甲醇提取液,合并,旋转蒸发仪50℃,减压(真空度0.09Mpa)浓缩得甲醇浸膏,用相当于浸膏5倍量的乙醚萃取浸膏2次,收集、合并乙醚萃取液II,将I、II两部分乙醚液合并后于50℃条件蒸馏至流浸膏,自然挥干,得乙醚总提物。将上述乙醚总提物用其3倍量的300目的硅胶拌样,用硅胶柱层析(300目,6×15cm)石油醚-丙酮系统常规比例梯度洗脱(100%石油醚~50%石油醚),在石油醚-丙酮(90∶10)洗脱部分用硅胶薄层层析(展开剂,石油醚∶丙酮=6∶4;显色剂,三氯化铁-铁氰化钾溶液)检测,合并收集Rf=0.3~0.6相同流份,以常规方法浓缩析出结晶,干燥得3.547g羽苔素E。
实施例4:
无菌条件下,用取菌环将白色念珠菌(Candida allbicans)接种于常规肉汤琼脂培养基(蛋白胨,氯化钠,牛肉膏,营养琼脂),30℃恒温培养1周,菌浓度达到107CFU/mL。将羽苔素E配制如表3的系列梯度浓度,以硝酸咪康唑(表4)作为对照品,样品羽苔素E(Plagiochin E)经TLC展开(石油醚∶丙酮=6∶4),待薄板上的溶剂完全挥干后,紫外灭菌30分钟,将菌培养液均匀的涂抹在薄板上,30℃恒温培养36小时,用2.5mg/mL的MTT溶液显色,5分钟后,观测其抑菌斑。
实验结果:羽苔素E(Plagiochin E)抗白色念珠菌的MID为0.25μg,阳性对照硝酸咪康唑的MID为0.01μg。(见附图7)。
表3羽苔素E点样量
E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | |
C(μg/μl)点样量(μg) | 0.03750.075 | 0.0750.15 | 0.1250.25 | 0.18250.375 | 0.250.5 | 0.3750.75 |
表4硝酸咪康唑点样量
A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | |
C(μg/μl点样量(μg) | 0.00250.005 | 0.003750.0075 | 0.0050.01 | 0.006250.0125 | 0.01250.025 | 0.0250.05 |
Claims (7)
2.如权利要求1所述的化合物,其命名为羽苔素E(Plagiochin E),分子式为C28H24O4,分子量为424;熔点为194~196℃;呈无色块状结晶;硅胶薄层层析显示Rf=0.3~0.6,喷三氯化铁-铁氰化钾溶液显蓝色;HREI-MS:[M]+424.1685,计算值424.1675,;EI-MS(Rel.Int):424(100),301(2),225(7),211(68),197(8),165(5),152(2),107(13),105(6),91(8),77(5);28个碳原子在碳谱上的信号分布为δ110-δ160区24个,δ36-δ39区4个,呈现双联苄类化合物的典型特征。
3.权利要求1或2所述化合物的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)制备乙醚总提物:将干地钱(Marchantia polymorpa L.)粉碎,加入5~10倍地钱体积的乙醚,于20℃~35℃条件下浸泡4~7天,常压过滤,收集乙醚提取液I,重复3~6次,合并提取液I;将提取后的药渣用其2~4倍量的甲醇于20℃~35℃条件下,浸泡3~5次,每次2~3天,常压过滤,收集甲醇提取液,合并,旋转蒸发仪50℃~70℃,真空度0.09Mpa条件下,减压浓缩得甲醇浸膏,用相当于浸膏2~5倍量的乙醚萃取浸膏2~4次,收集、合并乙醚萃取液II;将上述I、II两部分乙醚液合并,于50℃~70℃条件蒸馏至流浸膏,自然挥干,得乙醚总提物;
(2)分离:将上述乙醚总提物用其1~3倍量的200~300目的硅胶拌样,进行硅胶柱层析,以石油醚-丙酮系统按常规比例梯度洗脱,在石油醚∶丙酮为90~98∶2~10洗脱部分用硅胶薄层层析检测,其中展开剂为石油醚∶丙酮=6∶4;显色剂为三氯化铁-铁氰化钾溶液,合并Rf=0.3~0.6相同流份,以常规方法浓缩析出结晶,干燥得羽苔素E。
4.如权利要求2或3所述的化合物的制备方法,其特征在于,所述三氯化铁-铁氰化钾溶液是1%三氯化铁与2%铁氰化钾溶液等体积混合溶液。
5.如权利要求3所述的化合物的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述石油醚∶丙酮为95∶5。
6.权利要求1或2所述化合物在制备抗菌药物中的应用。
7.如权利要求6所述的化合物在制备抗真菌药物中的应用。
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