刺梨(
Rosa roxburghii),蔷薇科(Rosaceae)多年生落叶灌木,又名山王果、茨梨、木梨子等,是我国一种稀有的珍贵植物,一般生长于海拔500~ 2 500 m的向阳山坡、沟谷、路旁及灌木丛中,主要分布于我国西南地区,如贵州、云南和四川等地
[1]。刺梨的果实、叶片、根茎和花等部位均具有极高的药用价值和经济价值
[2]。
刺梨叶中含有较丰富的高营养价值与药用价值的天然活性成分,如多糖、黄酮类化合物(槲皮素、山柰酚等)
[3]、萜类化合物(刺梨苷、刺梨酸等)
[4]、酚酸类(鞣花酸、儿茶素等)
[5]和有机酸类(没食子酸、抗坏血酸等)
[6]。多种天然活性成分的存在使得刺梨叶具有极高的药用价值。研究
[3]表明,刺梨具有助消化、延缓衰老、抗肿瘤、抗癌等作用。
刺梨叶中三萜类化合物的含量较高,且种类丰富。然而,目前针对刺梨叶中三萜类化合物的研究较少,其中的具体成分等尚不清楚。因此,本研究选用多种分离方法分离刺梨叶中的三萜类化合物成分,并对其化学结构进行鉴定,以期从刺梨叶中分离到新的化合物,为刺梨叶的综合利用提供指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本研究所用的刺梨叶购于贵州绿源公司(贵州,贵阳)。乙醇(分析级)、甲醇(分析级)、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯,购于北京现代东方公司(中国,北京)。甲醇(色谱级)、乙腈(色谱级)购于北京百灵威科技有限公司。氘代甲醇、氘代二甲基亚砜及氘代吡啶-d5均购于美国CIL公司。GF254薄层色谱板购于青岛海洋化工集团有限公司。柱层析用硅胶购于青岛美高集团有限公司。Sephadex LH-20购于美国Pharmacia公司。Agilent 1260半制备液相色谱,美国Agilent公司;Agilent 1260高效液相色谱系统,美国Agilent公司;600 MHz AVANCE Ⅲ HD核磁波谱仪,德国Bruke公司;0.45 μm微孔滤膜,Beyotime生物技术公司。
1.2 刺梨叶中三萜类化合物的分离纯化
将新鲜采摘的刺梨叶在烘箱中烘干,并使用粉碎机粉碎。取7 kg粉碎完成的刺梨叶,用35 L 80%乙醇浸泡3 d,共重复3次。将所得提取液减压浓缩得到提取物浓缩浸膏。将提取物浓缩浸膏加水分散之后,利用石油醚、乙酸乙酯萃取,每个步骤重复3次,合并萃取液并减压浓缩旋干得到不同组分提取物,其中石油醚层60.0 g、乙酸乙酯层126.8 g。利用大孔吸附树脂、硅胶柱色谱和半制备液相等方法分离纯化获得单体化合物(
图1)。采用质谱和核磁谱图鉴定化合物结构。
2 结果与分析
2.1 三萜类化合物的分离纯化
石油醚层萃取物分离:通过硅胶柱色谱,用石油醚-乙酸乙酯系统梯度洗脱,得到化合物1(56 mg)和化合物2(132 mg)。
乙酸乙酯层萃取物分离:将乙酸乙酯层(126.8 g)用适量甲醇加热溶解后,采用D101大孔树脂拌样,再用大孔树脂干法上样进行柱层析分离(柱床高度33 cm,直径15 mm,样品层高度 7 cm)。采用乙醇水溶液进行梯度洗脱,梯度洗脱顺序依次为10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇和100%乙醇。将梯度洗脱的各馏分溶液浓缩后通过薄层色谱(TLC)展开,合并相似组分后,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C共3个部分。
Fr.A部分用二氯甲烷-甲醇溶剂体系(体积比100∶0,50∶1,20∶1,10∶1,5∶1,2∶1,0∶100)进行梯度洗脱,采用200~300目硅胶柱进行柱层析分离,利用薄层色谱对得到的各馏分进行显色,合并主要部分的馏分,得到Fr.A-1~Fr.A-11共11个部分。随后对Fr.A-8部分减压浓缩过Sephdex-LH-20凝胶色谱柱V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=1∶1洗脱,结果发现未能完全分开化合物。随后采用200~300目硅胶色谱柱进一步分离之后合并相似馏分,然后用半制备HPLC分离得到化合物3(27 mg)、化合物4(450 mg)和化合物5(110 mg)。
Fr.B部分用二氯甲烷-甲醇溶剂体系(体积比100∶0,50∶1,20∶1,10∶1,5∶1,2∶1,0∶100)进行梯度洗脱,采用200~300目硅胶柱进行柱层析分离,利用薄层色谱对得到的各馏分进行显色,合并主要部分的馏分,得到Fr.B-1~Fr.B-10共10个部分。对Fr.B-9部分用二氯甲烷-甲醇溶剂体系(体积比100∶0,50∶1,20∶1,10∶1,5∶1,2∶1,0∶100)进行梯度洗脱,对馏分进行相似合并,结果发现未能完全分开化合物。随后用半制备HPLC分离得到化合物6(13 mg)和化合物7(3 mg)。
Fr.C部分用二氯甲烷-甲醇溶剂体系(体积比100∶0,50∶1,20∶1,10∶1,5∶1,2∶1,0∶100)进行 梯度洗脱,采用200~300目硅胶柱进行柱层析分离,利用薄层色谱对得到的各馏分进行显色,合并主要部分的馏分,得到Fr.C-1~Fr.C-6共6个部分。随后用半制备HPLC对Fr.C-1分离得到化合物 8(11 mg)和化合物9(9 mg)。进一步用半制备HPLC对Fr.C-3进行分离得到化合物10(37 mg)、化合物11(28 mg)、化合物12(11 mg)、化合物13(9 mg)、化合物14(8 mg)和化合物15(8 mg)。
2.2 三萜类化合物结构鉴定结果
2.2.1 三萜类化合物1结构鉴定结果:β-谷甾醇
化合物1为白色针晶,由质谱和核磁谱图推测分子式可能为C
29H
50O。
1H NMR(800 MHz,CDCl
3)
δ:5.35为H-6烯氢信号,
1H NMR(800 MHz,CDCl
3)
δ:5.35(1H,dt,
J=4.8,2.1 Hz),3.50~3.55(1H,m),2.19~2.33(2H,m),1.93~2.05(2H,m),1.84(3H,tq,
J=12.1,5.0,4.2 Hz);
13C NMR(200 MHz,CDCl
3)的数据见
表1,比较波谱数据与文献[
3]发现,二者基本一致,因此确定化合物1为
β-谷甾醇(
β-sitosterol)。
β-谷甾醇的化学结构式见
图2。
2.2.2 三萜类化合物2结构鉴定结果:胡萝卜苷
化合物2为白色粉末,由质谱和核磁谱图推测分子式可能为C
35H
60O
6。
1H NMR(800 MHz,DMSO-
d6)
δ:5.33(1H,s),4.84~4.87(1H,m),4.20~4.24(1H,m),3.64(1H,d,
J=11.6 Hz),3.47(1H,t,
J=7.6 Hz),3.39~3.43(1H,m),3.12(1H,dt,
J=9.1,5.4 Hz),3.07(1H,t,
J=7.8 Hz),3.02(1H,t,
J= 8.9 Hz),2.87~2.92(1H,m),2.37(1H,d,
J=13.2 Hz),2.13(1H,t,
J=12.6 Hz),1.96(1H,d,
J=12.2 Hz),1.92(1H,d,
J=17.8 Hz),1.81(2H,d,
J=14.9 Hz),1.79(1H,s),1.64(1H,p,
J=7.0 Hz),1.51~1.56(1H,m),1.50(1H,s),1.48(2H,d,
J=10.5 Hz),1.42(1H,d,
J=12.2 Hz),1.39(1H,s),1.29~1.37(2H,m),1.24(2H,dq,
J=24.4,14.3,11.0 Hz),1.17~1.21(1H,m),1.12~1.17(3H,m),1.09(1H,d,
J=9.7 Hz),1.06(1H,s),0.98(3H,d,
J=14.2 Hz),0.96(3H,s),0.86~0.93(5H,m),0.79~0.84(8H,m),0.74~0.79(1H,m),0.65(3H,d,
J=3.1 Hz);
13C NMR(200 MHz,DMSO-
d6)的碳谱数据见
表1,结果发现该化合物的波谱数据与文献[
3]基本一致,因此确定化合物2为胡萝卜苷(daucosterol)。这是首次在刺梨叶中分离鉴定出胡萝卜苷这一成分。胡萝卜苷的化学结构式见
图3。
2.2.3 三萜类化合物3结构鉴定结果:2α,3α,19α-三羟基齐墩果烷-12-烯-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷
化合物3为白色粉末,ESI-MS m/z:673.5[M+Na]
+,表明该化合物相对分子质量为650,经过点板发现该化合物呈紫色。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,该化合物分子式可能为C
36H
58O
10,核磁数据显示该化合物存在1个糖信号。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:6.39(1H,d,
J=8.1 Hz),5.51(1H,s),3.56(1H,s),3.53(1H,s),1.14(3H,s),1.04(3H,s),0.98(3H,s),0.93(3H,s);
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表1,分析比对结果表明:该化合物的波谱数据与文献[
7]中化学位移一致,因此确定化合物3为2
α,3
α,19
α-三羟基齐墩果 烷-12-烯-28-O-
β-D-吡喃葡萄糖苷(2
α,3
α,19
α-Trihydroxyolean-12-en-28-O-
β-D-
β-glucopyranoside)。2
α,3
α,19
α-三羟基齐墩果烷-12-烯-28-O-
β-D-吡喃葡萄糖苷的化学结构式见
图4。
2.2.4 三萜类化合物4结构鉴定结果:刺梨苷
化合物4为白色粉末,ESI-MS m/z:673.5[M+Na]
+,相对分子质量为650。根据
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,该化合物分子式可能为C
36H
58O
10,核磁数据显示该化合物存在着1个糖信号。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:5.51(1H,s),5.46(1H,s),2.89(1H,s),2.45(1H,s),1.34(3H,s),1.22(3H,s),1.00(3H,s),0.88(3H,s);
13CNMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表1,分析比对结果表明:该化合物的波谱数据与文献[
3]中化学位移一致,因此确定化合物4为刺梨苷(kaji-ichigoside F1),与化合物3为同分异构体。刺梨苷的化学结构式见
图5。
2.2.5 三萜类化合物5结构鉴定结果:野蔷薇苷
化合物5为白色粉末,ESI-MS m/z:673.5[M+Na]
+,表明化合物5的相对分子质量为650,核磁 数据显示该化合物存在1个糖信号。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:6.33(1H,d,
J=6.5 Hz),5.55(1H,d,
J=5.1 Hz),3.40(1H,d,
J=7.5 Hz),2.94(1H,s),1.69(3H,s),1.40(3H,s),1.26(3H,s),1.23(3H,s),1.11(3H,s);
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表1,分析比对结果表明:该化 合物的波谱数据与文献[
3]中化学位移一致,因 此确定化合物5为野蔷薇苷(rosamultin),与化合物3、4为同分异构体。野蔷薇苷的化学结构式见
图6。
2.2.6 三萜类化合物6结构鉴定结果:野蔷薇酸
化合物6为白色粉末,ESI-MS m/z:509[M+Na]
+,相对分子质量为486。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,表明该化合物分子式为C
30H
46O
5。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:6.12(1H,s),5.62(1H,s),4.63(1H,d,
J=16.8 Hz),4.49(1H,d,
J=14.9 Hz),4.05(1H,d,
J=10.4 Hz),3.85(1H,d,
J=10.4 Hz),3.05(1H,s),1.72(3H,s),1.48(3H,s),1.43(3H,s),1.25(3H,s),1.16(3H,s),1.11(3H,d,
J=6.7 Hz)。6.12为3号位上的H信号,5.62为12号位上的H信号,4.63和4.49为1号位上的H信号,所以裂分成了二重峰。4.05和3.85为24号位上的H信号,同样裂分成了二重峰,3.05为18号位上的H信号,1.72为27号位上的甲基H信号,1.48为23号位上的甲基H信号,1.43为29号位上的甲基H信号,1.25为25号位上的甲基H信号,1.16为26号位上的甲基H信号,1.11为30号位上的甲基H信号;
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表2,其中180.67(C-28)是羧基碳信号,分析比较结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
7]中化学位移一致,因此确定化合物6为野蔷薇酸(rosamultic acid)。这是首次在刺梨叶中分离鉴定出野蔷薇酸这一成分。野蔷薇酸的化学结构式见
图7。
2.2.7 三萜类化合物7结构鉴定结果:新化合物
化合物7为白色粉末,ESI-MS m/z:509[M+Na]
+,表明化合物7相对分子质量为486。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,表明该化合物分子式为C
30H
46O
5。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:6.08(1H,s),5.61(1H,s),4.60(1H,d,
J=14.5 Hz),4.51(1H,d,
J=14.2 Hz),4.05(1H,d,
J=10.4 Hz),3.86(1H,d,
J=10.2 Hz),1.72(3H,s),1.46(3H,s),1.26(3H,s),1.20(3H,s),1.13(3H,s),1.10(3H,s)。6.08为3号位上的H信号,5.61为12号位上的H信号,4.60和4.51为1号位上的H信号,所以裂分成了二重峰。4.05和3.86为24号位上的H信号,同样裂分成了二重峰,1.72为27号位上的甲基H信号,1.46为23号位上的甲基H信号,1.26为29号位上的甲基H信号,1.20为25号位上的甲基H信号,1.13为26号位上的甲基H信号,1.10为30号位上的甲基H信号;
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表2。因为29号位上的甲基由19号碳转移到了20号碳,所以,相较于野蔷薇酸,18号碳的化学位移由54.81降低到45.16。类似地,19号碳的化学位移由72.66上升到81.11,20号碳的化学位移由42.35降低到35.72,21号碳的化学位移由27.16上升到29.15,22号碳的化学位移由38.52降低到33.70,29号碳的化学位移由26.95上升到28.89,0号碳的化学位移由16.78上升到25.02,其中180.94(C-28)是羧基碳信号。由DEPT 90°、DEPT 135°、HMBC、COSY谱图发现,12号和3号碳为叔碳,化学位移为132.09,19号、5号、18号、9号碳的化学位移分别为81.11、63.83、45.15、44.44。故鉴定化合物7为野蔷薇酸同分异构体,为新化合物。此新化合物的化学结构式见
图8。
2.2.8 三萜类化合物8结构鉴定结果:山香二烯酸
化合物8为白色针晶,ESI-MS m/z:469[M-H]
-,推测化合物8的相对分子质量为470。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,该化合物分子式为C
30H
46O
4。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:5.76(1H,s),4.58(1H,s),4.56(1H,s),3.06(1H,s),1.72(3H,s),1.43(3H,s),1.18(3H,s),1.12(3H,d,
J=6.2 Hz),1.10(3H,s),0.99(3H,s)。0.99为23号位上的甲基H信号,1.10为24号位上的甲基H信号,1.12为30号位上的甲基H信号,1.18为26号位上的甲基H信号,1.43为27号位上的甲基H信号,1.72为29号位上的甲基H信号,3.06为18号位上的H信号,4.58和4.56为1号位上的H信号,所以裂分成了二重峰,5.76为3号位上的H信号;
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)的数据见
表2,其中180.66(C-28)是羧基碳信号,分析比较结果发 现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
8]中化学 位移一致,确定化合物8为山香二烯酸(hyptadienic acid)。这是首次在刺梨叶中分离鉴定出山香二烯酸这一成分。山香二烯酸的化学结构式见
图9。
2.2.9 三萜类化合物9结构鉴定结果:野鸦椿酸
化合物9为白色粉末,ESI-MS m/z:487[M-H]
-,相对分子质量为488。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,该化合物分子式为C
30H
48O
5。
1H NMR(800 MHz,CD
3OD)
δ:5.29(1H,s),3.93(1H,d,
J=12.0 Hz),3.33(1H,s),2.50(1H,s),1.35(3H,s),1.19(3H,s),0.93(3H,d,
J=6.7 Hz),0.87(3H,s),0.79(3H,s);
13C NMR(200 MHz,CD
3OD)的数据见
表2,比较分析结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
9]中化学位移基本一致,确定化合物9为野鸦椿酸(euscaphic acid)。野鸦椿酸的化学结构式见
图10。
2.2.10 三萜类化合物10结构鉴定结果:委陵菜酸
化合物10为白色粉末,ESI-MS m/z:487[M-H]
-,相对分子质量为488。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,该化合物分子式可能为C
30H
48O
5。
1H NMR(800 MHz,CD
3OD)
δ:5.30(1H,s),3.62(1H,ddd,
J=11.4,9.5,4.5 Hz),2.50(1H,s),1.33(3H,s),1.19(3H,s),1.02(3H,s),1.00(3H,s),0.93(3H, d,
J=6.7 Hz),0.81(3H,s),0.80(3H,s);
13C NMR(200 MHz,CD
3OD)的数据见
表2,比较分析结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
10]中化学位移基本一致,确定化合物10为委陵菜酸(tormentic acid),与化合物9为同分异构体。委陵菜酸的化学结构式见
图11。
2.2.11 三萜类化合物11结构鉴定结果:克罗索酸
化合物11为白色粉末,ESI-MS m/z:471.5[M-H]
-,相对分子质量为472。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析表明,该化合物分子式可能为C
30H
48O
4。
1H NMR(800 MHz,Pyridine-
d5)
δ:5.48(1H,s),1.29(3H,s),1.22(3H,s),1.09(3H,s),1.06(3H,s),0.96(3H,s);
13C NMR(200 MHz,Pyridine-
d5)
δ:17.03(C-24),17.53(C-25),17.56(C-26),17.76(C-29),18.89(C-6),21.45(C-30),23.78(C-11),23.95(C-27),24.95(C-16),28.69(C-15),29.42(C-23),31.12(C-21),33.56(C-7),37.49(C-22),38.48(C-10),39.45(C-20),39.52(C-19),39.89(C-4),40.08(C-8),42.59(C-14),48.05(C-1),48.08(C-9),48.14(C-17),53.57(C-18),55.96(C-5),68.63(C-2),83.88(C-3),125.60(C-12),139.34(C-13),179.93(C-28)。比较分析结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
7]中的化学位移基本一致,确定化合物11为克罗索酸(corosolic acid)。克罗索酸的化学结构式见
图12。
2.2.12 三萜类化合物12结构鉴定结果:白桦脂酸
化合物12为白色粉末,ESI-MS m/z:455.3[M-H]
-,相对分子质量为456。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析,化合物分子式可能为C
30H
48O
3。
1H NMR(800 MHz,CDCl
3)
δ:4.74(1H,s),4.61(1H,s),3.19(1H,d,
J=11.8 Hz),0.94(3H,s),0.82(3H,s),0.75(3H,s);
13C NMR (200 MHz,CDCl
3)
δ:38.89(C-1),27.42(C-2),79.03(C-3),38.74(C-4),55.37(C-5),18.31(C-6),34.35(C-7),40.72(C-8),50.55(C-9),37.23(C-10),20.88(C-11),25.53(C-12),38.41(C-13),42.47(C-14),29.73(C-15),32.18(C-16),56.30(C-17),46.91(C-18),49.29(C-19),150.44(C-20),30.57(C-21),37.05(C-22),28.01(C-23),16.15(C-24),15.37(C-25),16.05(C-26),14.72(C-27),179.88(C-28),109.73(C-29),19.40(C-30)。比较分析结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
3]中的化学位移一致,确定化合物12为白桦脂酸(betulinic acid)。白桦脂酸的化学结构式见
图13。
2.2.13 三萜类化合物13结构鉴定结果:山楂酸
化合物13为白色粉末,ESI-MS m/z:471.7[M-H]
-,相对分子质量为472。
1H NMR和
13C NMR谱结合分析表明,该化合物分子式可能为C
30H
48O
4。
1H NMR(800 MHz,CD
3OD)
δ:5.25(1H,s),3.61(1H,s),2.90(1H,d,
J=9.7 Hz),2.85(1H,d,
J=13.6 Hz),1.17(3H,s),1.01(3H,s),1.00(3H,s),0.94(3H,s),0.91(3H,s),0.81(3H,s),0.81 (3H,s);
13C NMR(200 MHz,CD
3OD)
δ:181.86(C-28),145.38(C-13),123.52(C-12),84.51(C-3),69.53(C-2),56.74(C-5),48.18(2C,C-1,C-9),47.67(C-17),47.28(C-19),42.99(C-18),42.77(C-14),40.64(C-4),40.55(C-8),39.30(C-10),34.94(C-21),33.96(C-29),33.86(C-7),33.60(C-22),31.67(C-20),29.34(C-23),28.84(C-15),26.46(C-27),24.66(C-16),24.09(C-30),24.02(C-11),19.61(C-6),17.77(C-24),17.49(C-26),17.12(C-25)。比较分析结果发现:该化合物的核磁波谱数据与文献[
11]中的化学位移基本一致,确定化合物13为山楂酸(maslinic acid)。山楂酸的化学结构式见
图14。
2.2.14 三萜类化合物14结构鉴定结果
化合物14为白色粉末,溶于甲醇,10%硫酸乙醇显色呈紫红色,推测为三萜类物质,结构正在解析中。ESI-MS m/z:455.2[M-H]
-,相对分子质量为456。
1H NMR(800 MHz,CD
3OD)
δ:5.24(1H,s),3.14(1H,d,
J=14.4 Hz),1.16(3H,s),0.97(3H,d,
J=2.8 Hz),0.94(6H,s),0.91(3H,s),0.82(3H,s),0.77(3H,s);
13C NMR(200 MHz,CD
3OD)的数据见
表2。
2.2.15 三萜类化合物15结构鉴定结果
化合物15为白色粉末,溶于甲醇,10%硫酸乙醇显色呈紫红色,推测可能为三萜类物质,结构有待解析。
3 结论
本研究通过多种分离方法对刺梨叶三萜类物质进行了系统的分离纯化,共获得15个三萜类单体化合物,并鉴定出13个单体成分结构,分别为(1)β-谷甾醇、(2)胡萝卜苷、(3)2α,3α,19α-三羟基齐墩果烷-12-烯-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、(4)刺梨苷、(5)野蔷薇苷、(6)野蔷薇酸、(7)新化合物、(8)山香二烯酸、(9)野鸦椿酸、(10)委陵菜酸、(11)克罗索酸、(12)白桦脂酸和(13)山楂酸。其中化合物2、6、7、8首次从刺梨中分离得到,而化合物7是全新的化合物单体,此前未见报道。另外 2个单体化合物14、15的结构正在鉴定中。
综上,本研究通过刺梨叶中三萜类化学成 分的分离纯化和结构鉴定,明确了其成分物质 基础,对刺梨叶资源的综合利用具有一定的指 导意义。