云南馬尾杉的化學成分研究

謝小燕， 蔣金和， 陳業(yè)高

（云南師范大學 化學化工學院，云南 昆明 650092）

云南馬尾杉的化學成分研究

謝小燕， 蔣金和， 陳業(yè)高*

（云南師范大學 化學化工學院，云南 昆明 650092）

從蕨類植物云南馬尾杉（Phlegmariurus yunnanensis）地上部分通過溶劑提取、硅膠柱層析、Sephadex LH-20柱層析和反相柱層析等方法分得5個化合物.利用現(xiàn)代波譜法結合理化分析對提純的化合物進行結構鑒定.首次從云南馬尾杉中分離得到1個生物堿lycoposerramine H、4 個 serratene 型三萜：serratenediol-3-acetate、serratenediol、lycocryptol和 serratriol..

云南馬尾杉；化學成分；生物堿；三萜；結構鑒定

石杉科植物分為石杉屬（Huperzia）和馬尾杉屬（Phlegmariurus）［1］.上世紀八十年代，我國科學家從蛇足石杉（Huperzia serrata）中分得石杉堿甲，該化合物具有很強的抑制乙酰膽堿酯酶 （AChE）活性，臨床試驗研究表明其對治療重癥肌無力和早老性癡呆有顯著療效，已被國際上列為第二代乙酰膽堿酯酶抑制劑之一，是近年來廣為矚目的天然藥物成分［2-5］.從蛇足石杉和類似植物中發(fā)現(xiàn)新的活性成分一直受到國內外天然藥物化學家的重視，得到了許多結構奇特且具有較好活性的生物堿［6-8］.云南馬尾杉（Phlegmariurus yunnanensisChing）系云南西北部特有植物.薄層層析可檢測出其中含有五種生物堿，即石杉堿甲、石杉堿乙、lycodoline、lucid ioline和 lycopodine，但未見單體化合物的分離純化［9］.為探索云南馬尾杉的活性成分，我們對產于云南貢山的云南馬尾杉化學成分進行了研究，采用各種分離方法包括常壓硅膠柱層析、減壓硅膠柱層析、凝膠層析和反相柱層析等方法，共分得5個化合物.經過波譜分析（核磁共振氫譜、碳譜）確定它們的結構分別為1個生物堿lycoposerramine H（1）、4 個 serratene 型三萜；serratenediol-3-acetate（2）、serratenediol（3）、lycocryptol（4）和 serratriol（5）.化合物1-5均為首次從本植物中分到，結構式為：

1 儀器、試劑與材料

1.1 儀器

ZF-II型紫外分析儀 （上海顧村中實儀器廠）；Varian Mat-711質譜儀（美國Finnigan公司）；核磁共振儀（Bruker DRX-500型，德國布魯克公司）；旋轉蒸發(fā)儀（SB-2000系列，日本東京理化）.

1.2 試劑

層析硅膠（青島海洋化工廠），Sephadex LH-20（20～80 mm，Pharmacia Fine Chemical Co，Ltd.），高效薄層層析硅膠G板（煙臺化工研究院），顯色劑為體積分數(shù)10%硫酸-乙醇溶液（乙醇為工業(yè)純，使用前重蒸），其它試劑為化學純或分析純.

1.3 材料

云南馬尾杉采自云南貢山，由云南大學生命科學學院陸樹剛教授鑒定為Phlegmarium yunnanensis Ching的地上部分.

2 試驗方法

云南馬尾杉干燥地上部分（419 g），用工業(yè)乙醇室溫浸提7次.浸出液減壓濃縮得乙醇提取物.提取物加入1 mol/L H2SO4酸化至pH 2后，用乙酸乙酯萃取得到非堿性脂溶性成分（22 g），萃取后的酸水液用濃氨水堿化至pH 10，然后用氯仿萃取，減壓濃縮后得到堿性脂溶性成分（2.1 g）.氯仿萃取物上硅膠柱，以氯仿∶甲醇（1∶0→0∶1）進行梯度洗脫，薄層層析檢測共分成五部分.其中氯仿∶甲醇10∶1 部分（60 mg）經反相柱層析（甲醇∶水 6∶4→1∶0）和凝膠層析（氯仿∶甲醇 3∶2）得到化合物 1（15 mg）.乙酸乙酯萃取物進行硅膠柱層析，以氯仿∶丙酮（1∶0→0∶1）進行梯度洗脫，薄層層析檢測共分成五個部分.其中氯仿部分（200 mg）和氯仿∶丙酮 80∶1 部分（150 mg），分別進行反復重結晶得到化合物2（20 mg）和化合物 3（15 mg）.氯仿∶丙酮 20∶1 部分（200 mg）經反復硅膠柱層析（氯仿∶甲醇 50∶1→0∶1）和凝膠層析（氯仿∶甲醇 3∶2）得到化合物 4（30 mg）和化合物 5（12 mg）.

3 結果與討論

首次從云南馬尾杉地上部分分離得到5個成分，利用現(xiàn)代核磁共振波譜法，結合理化分析進行鑒定，5個化合物的結構分別為lycoposerramine H（1）、serratenediol-3-acetate （2）、serratenediol（3）、lycocryptol（4）和 serratriol（5）.

化合物1，無色針狀晶體，易溶于甲醇，碘化鉍甲顯色呈紅色.13C-NMR和DEPT譜顯示該化合物有16個碳，包括1個CH3，7個CH2，5個 CH 和3個季碳.δ 213.2處的季碳說明連有羰基，δ 77.2處的連氧 CH 說明連有羥基.δ 1.52 （3H，s，H-16）處的甲基和三取代雙鍵[δ 123.2（d，C-8），135.5（s，C-15）]表明為石松類生物堿.1H-NMR（C5D5N，500 MHz） ∶δ 3.88（1H，dd，J=3.1，11.8 Hz，H-4），4.16（1H，s，H-6），5.42 （1H，d，J=5.0 Hz，H-8），1.71（1H，m，H-11），2.46 （1H，dd，J=1.7 Hz，H-11），2.79（1H，d，J=18.0 Hz，H-14）1.52（3H，s，H-16）；13C-NMR（C5D5N，125MHz）:δ 47.3（t，C-1），18.4 （t，C-2），19.8（t，C-3），38.8（d，C-4），213.2（s，C-5），77.2（d，C-6），43.1（d，C-7），123.2（d，C-8），47.7（t，C-9），27.4（t，C-10），26.7（t，C-11），43.2（d，C-12），61.2（s，C-13），41.4（t，C-14），135.5（s，C-15），23.1（q，C-16）.數(shù)據(jù)與文獻報道的化合物 lycoposerramine H［10］數(shù)據(jù)完全一致，結構鑒定為lycoposerramine H.

化合物 2，白色片狀結晶，溶于氯仿.5%濃硫酸乙醇溶液顯色呈紅色.13C-NMR和DEPT譜顯示該化合物有 32個碳，其中8個為 CH3[δ 28.0（q，C-23），19.2（q，C-24），16.2 （q，C-25），21.7 （q，C-26），13.8（q，C-28），15.0（q，C-29），28.0（q，C-30）]，有 1個甲基為乙酰氧基[δ 171.0，27.6 和 2.05（3H，s）].2 個連氧碳信號[δ 80.8（d，C-3），79.1（d，C-21）]及 δ 55.9（t，C-27）處的亞甲基顯示了 serratene 型五環(huán)三萜型特征，推斷為三萜類化合物.1H-NMR（CDCl3，500 MHz）∶δ 5.32 （1H，s，H-15），4.47（1H，dd，J=5.2，11.3 Hz，H-3），3.22（1H，dd，J=4.3，11.3 Hz，H-21），2.05（3H，s，-OCOCH3），0.96 （3H，s，H-30），0.79-0.84 （15H，s，H-24，25，26，28，29），0.66（3H，s，H-23）；13C-NMR（CDCl3，125 MHz） ∶δ 27.5（t，C-1），27.2（t，C-2），80.8（d，C-3），38.0（s，C-4），44.9（d，C-5），18.7（t，C-6），49.4（t，C-7），38.1（s，C-8），62.6（d，C-9），37.8（s，C-10），24.0（t，C-11），25.2（t，C-12），57.1（d，C-13），138.1（s，C-14），122.1（d，C-15），23.8 （t，C-16），55.7 （d，C-17），36.0 （s，C-18），38.8（t，C-19），27.2（t，C-20），79.1（d，C-21），37.0 （s，C-22），28.0 （q，C-23）19.2 （q，C-24），16.2（q，C-25），21.7 （q，C-26），55.9 （t，C-27），13.8（q，C-28），15.0 （q，C-29），28.0 （q，C-30），171.0 （s，CH3COO-），27.6（q，CH3COO-）.以上數(shù)據(jù)與文獻報道的serratenediol-3-acetate數(shù)據(jù)一致［11］，故鑒定該化合物為serratenediol-3-acetate.

化合物3，片狀晶體，易溶于石油醚、氯仿、苯、熱甲醇，不溶于水，硫酸乙醇顯色呈紅色.13C-NMR和DEPT譜顯示該化合物有30個碳，其中7個為CH3碳.核磁共振譜與化合物2非常相似，僅少了一個乙?；?1H-NMR （C5D5N，500 MHz）∶δ 5.51（1H，brs，H-15），3.56（2H，m，H-3a，21b），1.26（3H，s，H-30），1.20（3H，s，H-28），1.08（3H，s，H-26），0.95 （3H，s，H-29），0.88（3H，s，H-24），0.85（3H，s，H-25），0.79（3H，s，H-23）；13C-NMR （C5D5N，125MHz):δ 38.9（t，C-1），28.0（t，C-2），79.0（d，C-3），39.5（s，C-4），56.5（d，C-5），19.8（t，C-6），46.0（t，C-7），37.9（s，C-8），63.4（d，C-9），38.0（s，C-10），25.1（t，C-11），28.6（t，C-12），58.1（d，C-13），39.2（s，C-14），123.2（d，C-15），25.1 （t，C-16），50.5 （d，C-17），39.9 （s，C-18），36.9（t，C-19），28.7（t，C-20），78.6（d，C-21），40.0（s，C-22），29.2（q，C-23），16.0（q，C-24），16.6（q，C-25），20.6 （q，C-26），57.0 （t，C-27），14.2（q，C-28），16.9（q，C-29），28.7（q，C-30）.以上數(shù)據(jù)與文獻報道的serratenediol對照完全一致［11-13］，故鑒定化合物3為serratenediol.

化合物 4，白色片狀結晶，溶于氯仿.濃硫酸乙醇顯色呈紅色，13C-NMR和DEPT譜顯示該化合物有 30 個碳，其中有 5 個 CH3[δ 23.7（q，C-23），14.5（q，C-25），23.1（q，C-26），16.6（q，C-28），20.1 （q，C-29）]和 2 個連氧碳信號[δ 80.5（d，C-3），80.0 （d，C-21）].此外，δ 64.6（t，C-24），64.0（t，C-30）處的 2個羥甲基，以及serratene型五環(huán)三萜的特征信號δ 56.3（t，C-27），說明化合物 4 為 serratene 型三萜化合物.1H-NMR （C5D5N，500 MHz）∶δ 5.46（1H，m，H-15），4.57（1H，d，J=10.9，H-24a），4.50（1H，d，J=10.1，H-30a），3.82 （1H，d，J=10.9，H-24b），3.70（1H，d，J=10.1，H-30b），3.63 （1H，m，H-3），3.59（1H，s，H-21），1.53 （3H，s，H-23），1.49 （3H，s，H-26），0.86 （3H，s，H-29），0.80 （3H，s，H-28），0.72（3H，s，H-25）；13C-NMR （C5D5N，125 MHz）∶δ 37.5（t，C-1），28.8（t，C-2），80.5（d，C-3），42.7（s，C-4），50.9 （d，C-5），19.7（t，C-6），45.7（t，C-7），38.2 （s，C-8），62.9（d，C-9），36.2（s，C-10），25.7（t，C-11），27.7 （t，C-12），57.6 （d，C-13），138.6 （s，C-14），122.7（d，C-15），24.7（t，C-16），56.6（d，C-17），37.6（s，C-18），38.9（t，C-19），29.0（t，C-20），80.0（d，C-21），43.4（s，C-22），23.7（q，C-23），64.6（t，C-24），14.5（q，C-25），23.1（q，C-26），56.3（t，C-27），16.6（q，C-28），20.1（q，C-29），64.0（t，C-30）.以上數(shù)據(jù)與文獻報道的lycocryptol對照一致［14-15］，故鑒定化合物4為lycocryptol.

化合物 5，白色片狀結晶，溶于氯仿.濃硫酸乙醇顯色呈紅色，13C-NMR和DEPT譜顯示該化合物有 30 個碳，其中有 6 個 CH3[δ 28.3（q，C-23），15.5（q，C-25）23.7（q，C-26）16.6（q，C-28）20.1（q，C-29），13.8（q，C-30）]和 2 個連氧碳信號 [δ 80.0（d，C-3）78.3（d，C-21）].此外，還有一個羥甲基[δ 64.5（t，C-24）]，以及 serratene 型三萜的特征信號[δ56.4（t，C-27）]，由此可推斷為 serratene 類三萜化合物.1H-NMR（C5D5N，500 MHz）∶δ 5.39（1H，br s，H-15），4.52（1H，d，J=10.9，H-24a），3.73（1H，d，J=10.9，H-24b），3.67 （1H，m，H-3），3.52 （1H，m，H-21），1.55 （3H，s，H-23），1.20 （3H，s，H-25），1.10（3H，s，H-26），0.84 （3H，s，H-28），0.79 （3H，s，H-29），0.76（3H，s，H-30）；13C-NMR （C5D5N，125 MHz）∶δ 37.6（t，C-1），28.7（t，C-2），80.0（d，C-3），43.4 （s，C-4），50.1（d，C-5），20.0 （t，C-6），45.8 （t，C-7），38.2（s，C-8），62.9（d，C-9），36.5（s，C-10），25.6（t，C-11），27.7（t，C-12），57.6（d，C-13），138.6（s，C-14），122.9（d，C-15），24.7（t，C-16），56.7（d，C-17），37.5 （s，C-18），39.0 （t，C-19），28.8 （t，C-20），78.3（d，C-21），39.5（s，C-22），28.3（q，C-23），64.5（t，C-24），15.5（q，C-25），23.7（q，C-26），56.4（t，C-27），16.6（q，C-28），20.1（q，C-29），13.8（q，C-30）.以上數(shù)據(jù)與文獻報道的serratriol對照一致［16］，故鑒定化合物5為serratriol.

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志第六卷（第3分冊）[M].北京:科學技術出版社,2004.

［2］Liu J S,Zhu Y L,Yu C M,et al.The structures of huperzine A and B,two new alkaloids exhibiting marked anticholinesterase activity[J].Can J Chem,1986,64(4):837-839.

［3］Wang R,Yan H,Tang X C.Progress in studies of huperzine A,a natural cholinesterase inhibitor from Chinese herbal medicine[J].Acta Pharmacol Sin,2006,27(1):1-26.

［4］Tang X C,Han Y F.Pharmacological profile of huperzine A,a novel acetylcholinesterase inhibitor from Chinese herb[J].CNS Drug Rev,1999,5(3):281-300.

［5］Carlier P R,Du D M,Han Y F,et al.Dimerization of an inactive fragment of huperzine A produces a drug with twice the potency of natural product[J].Angew Chem Int Ed,2000,39(10):1775-1777.

［6］Kubota T,Yahata H,Yamamoto S,et al.Serratezomines D and E,new lycopodium alkaloids from Lycopodium serratum var.serratum[J].Bioorg Med Chem,2009,19(13):3577-3580.

［7］Morita H,Ishiuchi K,Haganuma A,et al.Complanadine B,obscurumines A and B,new alkaloids from two species of Lycopodium[J].Tetrahedron,2005,61(8):1955-1960.

［8］Hirasawa H,Kobayashi J,Morita H,Lycoperine A,A novel C27N3-type pentacyclic alkaloid from Lycopodium hamiltonii,inhibiting acetylcholinesterase[J].Org Lett,2006,8(1):123-126.

［9］Ma X Q,Jiang S H,Zhu D Y.Alkaloid patterns in Huperzia and some related genera of Lycopodiaceae Sensu Lato occurring in China and their contribution to classification[J].Biochem Syst Ecol,1998,26(7):723-728.

［10］Takayama H,Katakawa K,Kitajima M,et al.Ten new lycopodium alkaloids having the lycopodane skeleton isolated from Lycopodium serratum thunb[J].Chem Pharm Bull,2003,51(10):1163-1169.

［11］裴剛,周樸華,何桂霞,等.皺邊石杉脂溶性化學成分的研究[J].天然產物研究與開發(fā),2004,16(3):213-214.

［12］Sano T,Tsuda Y.Strutures of tohogenol triterpenoids of Lycopodium serratum[J].Tetrahedron,1970,26(12):2984-2986.

［13］Haruo S,Kazuo F,Xu GY,et al.Assignments of the1H-and13C-NMR spectra of four Lycopodium triterpenoids by the application of a new two-dimensional technique,heteronuclear multiple bond connectivity (HMBC)[J].Agric Biol Chem,1988,52(7):1797-1801.

［14］Tsuda Y,Fujimoto T,Isobe K,et al.Chemotaxonomical studies on the triterpenoids of Lycopodium plants[J].Yakugaku Zasshi,1974,94(8):970-990.

［15］Tsuda Y,Isobe K,Sano T.Triterpenoid chemistry.IX.Lycopodium triterpenoid.(6).The structures of three new tetraols,lycocryptol,21-epilycocryptol,and diepilycocryptol,and two new acids,lycernuic acid-A and-B[J].Chem Pharm Bull,1975,23(2):264-271.

［16］Yoshisuke T,Takehiro S,Akira M,et al.Triterpenoid chemistry.VI.Lycopodium triterpenoid.Structures and stereochemistry of serratriol,21-episerratriol,and lycoclavanol[J].Chem Pharm Bull,1974,22(10):2383-2395.

Study on the Chemical Constituents fromPhlegmariurus yunnanensis

XIE Xiaoyan，JIANG Jinhe，CHEN Yegao*（School of Chemistry and Chemical Engineering,Yunnan Normal University，Kunming650092，China）

Five compounds were obtained by silica gel chromatography,Sephadex LH-20 column chromatography and reverse phase C-18 column chromatography from the aerial parts ofPhlegmariurus yunnanensis,and the chemical structures of these compounds were identified by modern spectroscopy as well as physico-chemical analysis.These compounds were identified to be lycoposerramine H,serratenediol-3-acetate,serratenediol,lycocryptol and serratriol.They were obtained from P.yunnanensis for the first time.

Phlegmariurus yunnanensis；chemical constituents；alkaloid；triterpenoids；structural identification

R 248.1

A

1674-4942（2010）01-0068-04

2009-10-27

中國科學院西部之光人才培養(yǎng)項目(2005)

*通訊作者

畢和平