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    臺(tái)灣擬金發(fā)蘚二苯甲酮類(lèi)化學(xué)成分及其細(xì)胞毒活性研究

    2022-02-14 03:16:54劉麗娜張學(xué)文侯芳潔段緒紅趙建成陳玉玲
    中草藥 2022年3期
    關(guān)鍵詞:細(xì)胞毒金發(fā)苯基

    劉麗娜,張學(xué)文,侯芳潔,段緒紅, ,趙建成,陳玉玲

    臺(tái)灣擬金發(fā)蘚二苯甲酮類(lèi)化學(xué)成分及其細(xì)胞毒活性研究

    劉麗娜1,張學(xué)文3,侯芳潔2,段緒紅2, 3*,趙建成3*,陳玉玲3

    1. 衡水市人民醫(yī)院 藥學(xué)部,河北 衡水 053000 2. 河北中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,河北省中藥炮制技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 石家莊 050200 3. 河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河北 石家莊 050016

    對(duì)臺(tái)灣擬金發(fā)蘚全草的化學(xué)成分及其細(xì)胞毒活性開(kāi)展研究,為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。采用硅膠、Sephadex LH-20凝膠、MCI-Gel樹(shù)脂柱色譜、半制備型RP-HPLC等多種色譜技術(shù)進(jìn)行分離純化,運(yùn)用波譜方法對(duì)所分離的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,采用MTT法測(cè)試化合物對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞和人胰腺癌PANC-1細(xì)胞的細(xì)胞毒活性。從臺(tái)灣擬金發(fā)蘚植物中分離得到4個(gè)化合物,分別鑒定為2′′-(1-苯甲?;?2-羥基-4-苯氧基)--(2′′′-羥基-乙基)-乙酰胺(1)、(2-羥基-4-甲氧基-苯基)-苯基-甲酮(2)、(2,4-二甲氧基-苯基)-苯基-甲酮(3)、(2,4-二羥基-苯基)-苯基-甲酮(4);部分化合物顯示出了一定的細(xì)胞毒活性。化合物1為新化合物,命名為金發(fā)蘚酮B;化合物2~4為新天然產(chǎn)物,首次從金發(fā)蘚科植物中分離得到;化合物1對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒活性,其半數(shù)抑制濃度(median inhibition concentration,IC50)值為38.14 μmol/L。

    金發(fā)蘚科;臺(tái)灣擬金發(fā)蘚;二苯甲酮;金發(fā)蘚酮B;細(xì)胞毒活性

    臺(tái)灣擬金發(fā)蘚為金發(fā)蘚科擬金發(fā)蘚屬植物臺(tái)灣擬金發(fā)蘚(Hedw.) G. L. Sm. 的干燥全草。廣泛分布于我國(guó)四川、云南、貴州等西南省區(qū)。常生長(zhǎng)于林下潮濕土壁,植株體相對(duì)較大。金發(fā)蘚科植物因植株較高大、容易被識(shí)別與采集、藥用歷史記載悠久而備受關(guān)注,近年來(lái),陸續(xù)有學(xué)者對(duì)該科植物的化學(xué)成分及藥理活性開(kāi)展了系列研究,從中得到了一系列結(jié)構(gòu)新穎的活性化合物[1-5]。課題組前期也從該植物中分離得到了部分生物活性較好的化合物[6],為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用該植物資源,本實(shí)驗(yàn)繼續(xù)對(duì)臺(tái)灣擬金發(fā)蘚植物進(jìn)行了化學(xué)成分研究,從中分離得到了4個(gè)二苯甲酮類(lèi)化合物(圖1),分別鑒定為2′′-(1-苯甲?;?2-羥基-4-苯氧基)--(2′′′-羥基-乙基)-乙酰胺[2′′-(1-benzoyl-2- hydroxy-4-phenoxy)--(2′′′-hydroxy-ethyl)-acetamide,1]、(2-羥基-4-甲氧基-苯基)-苯基-甲酮[(2-hydroxy- 4-methoxy-phenyl)-phenyl-methanone,2]、(2,4-二甲氧基-苯基)-苯基-甲酮[(2,4-dimethoxy-phenyl)- phenyl-methanone,3]和(2,4-二羥基-苯基)-苯基-甲酮[(2,4-dihydroxy-phenyl)-phenyl-methanone,4]。經(jīng)Scifinder檢索,發(fā)現(xiàn)化合物1為新化合物,化合物2~4為新天然產(chǎn)物,首次從金發(fā)蘚科植物中分離得到。初步藥理結(jié)果顯示,化合物1對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒活性,其半數(shù)抑制濃度(median inhibition concentration,IC50)值為38.14 μmol/L?;衔?~4對(duì)HepG2細(xì)胞和人胰腺癌PANC-1細(xì)胞的增殖均無(wú)顯著影響。

    圖1 化合物1~4的化學(xué)結(jié)構(gòu)

    1 儀器與材料

    Agilent 6530B Q-TOF質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司);X-5A顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(鞏義市科瑞儀器有限公司);Bruker AV-500核磁共振儀(瑞士Bruker公司);二氧化碳培養(yǎng)箱(上海BPN-240CRH公司);SYNERGY多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)Bio Tek公司);R-1020旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);DZF-6050型真空干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);柱色譜用硅膠(100~200、200~300目,青島海洋化工有限公司);GF254預(yù)制硅膠板(青島海洋化工有限公司);Sephadex LH-20(Pharmacia公司);ODS柱色譜材料(YMC公司);MCI柱色譜材料(MCI-gel CHP-20P,日本三菱公司);安捷倫1200型半制備HPLC分析儀器(高效液相色譜儀);制備用色譜柱:Zorbax Prep HT GF(250 mm×21.2 mm,7 μm);色譜乙腈和色譜甲醇(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);水(自制,Milli-Q型超純水機(jī));其他試劑為分析純(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);HepG2細(xì)胞、PANC-1細(xì)胞細(xì)胞株(美國(guó)ATCC)。

    臺(tái)灣擬金發(fā)蘚樣品2019年10月采于貴州梵凈山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),標(biāo)本經(jīng)河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院趙建成教授鑒定為金發(fā)蘚科擬金發(fā)蘚屬植物臺(tái)灣擬金發(fā)蘚(Hedw.) G. L. Sm.的全草。憑證標(biāo)本(HBSD2019110401)保存于河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院系統(tǒng)與進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室。

    2 提取與分離

    稱(chēng)取臺(tái)灣擬金發(fā)蘚曬干植株1.3 kg,粉碎成粗粉后過(guò)30目篩,并用95%乙醇浸泡提取5次(每次溶劑用量5 L,提取時(shí)間3 d),過(guò)濾后合并提取液,減壓濃縮成稠浸膏(39.1 g)。將粗提物用熱水分散后,依次用石油醚(30~60 ℃)、二氯甲烷、醋酸乙酯和正丁醇萃取。各極性部位萃取液再減壓濃縮,得萃取物。其中二氯甲烷萃取物(7.5 g),上MCI凝膠柱,用甲醇-水溶劑系統(tǒng)梯度洗脫,90%甲醇洗脫部分減壓濃縮得浸膏(3.1 g),該浸膏用5 g硅膠(100~200目)濕法拌樣,烘干,干法上樣,過(guò)150 g硅膠(200~300目)柱色譜,采用石油醚-丙酮(10∶1、5∶1、3∶1、3∶2、1∶1)梯度洗脫,分成5個(gè)餾份Fr. 1~5。Fr. 2(850 mg)通過(guò)ODS柱(依次用30%、60%、90%甲醇洗脫)得到7個(gè)亞組分Fr. 2.1~2.7。將Fr. 2.2用適量甲醇溶解,采用反相色譜柱法,以60%乙腈-水溶液為流動(dòng)相,體積流量為15 mL/min進(jìn)行制備液相分離,收集17.5 min色譜峰,得化合物粗品,粗品再經(jīng) Sephadex LH-20 柱純化后得化合物1(7.1 mg);Fr. 2.3經(jīng)制備柱色譜(甲醇-水53∶47,8 mL/min)得到Fr. 2.3.1~2.3.5,再將Fr. 2.3.3經(jīng)半制備柱色譜得到化合物3(9.2 mg,R=31.4 min,乙腈-水21∶79)。Fr. 2.5經(jīng)制備柱色譜(甲醇-水40∶60,8 mL/min)得到Fr. 2.5.1~2.5.4,將Fr. 2.5.1經(jīng)半制備柱色譜得到化合物2(8.8 mg,R=17.3 min,乙腈-水32∶78)。將Fr. 2.5.3經(jīng)半制備柱色譜得到化合物4(5.9 mg,R=42.6 min,乙腈-水18∶82)。

    3 結(jié)構(gòu)鑒定

    化合物1:白色粉末(氯仿);HR-ESI-MS/: 316.118 2 [M+H]+(計(jì)算值316.117 9),推測(cè)其分子式為C17H17O5N,不飽和度為10。紫外光譜在241(1.50)、284(2.35)、325(1.33)nm處顯示出了吸收峰。紅外光譜提示結(jié)構(gòu)中含有羥基(3319 cm?1),羰基(1898 cm?1),苯環(huán)(3058、1640、1503 cm?1)等基團(tuán)。1H-、13C-NMR(表1)顯示化合物中存在17個(gè)碳和17個(gè)氫原子。其中低場(chǎng)區(qū)顯示有8個(gè)芳香氫信號(hào);H7.63 (1H, d,= 8.6 Hz, H-6), 6.47 (1H, dd,= 8.6 1.4 Hz, H-5), 6.60 (1H, d,= 1.4 Hz, H-3) 信號(hào)顯示存在1個(gè)1,2,4-三取代苯環(huán)偶合系統(tǒng);同時(shí)還存在1個(gè)單取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)片段H7.70 (2H, d,= 7.4 Hz, H-2′, 6′), 7.56 (2H, d,= 7.4 Hz, H-3′, 5′), 7.62 (1H, dd,= 7.4, 1.2 Hz, H-4′);高場(chǎng)區(qū)氫信號(hào)顯示存在1個(gè)連氧亞甲基信號(hào)H4.63 (2H, s, H-2′′);1個(gè)連氧乙基信號(hào)H3.60 (2H, m, H-1′′′), 3.85 (2H, m, H-2′′′)。13C-NMR譜中給出了17個(gè)碳信號(hào),結(jié)合DEPT和HSQC譜,可以推斷含有1個(gè)連氧亞甲基碳信號(hào)(C66.7)、1個(gè)連氧乙基碳信號(hào)(C61.6, 41.5)、8個(gè)次甲基碳信號(hào)(C102.3, 106.2, 128.4, 128.4, 127.9, 127.9, 131.3, 135.2)和6個(gè)季碳信號(hào)(C113.9, 137.6, 162.7, 165.6, 167.6, 199.7),并對(duì)直接相連的1H- 和13C-NMR信號(hào)進(jìn)行了準(zhǔn)確歸屬(表1)。通過(guò)文獻(xiàn)報(bào)道[6]比對(duì),發(fā)現(xiàn)該化合物與2-(4-benzoyl-3- hydroxyphenoxy)--propylacetamide的NMR信號(hào)非常相似,主要不同之處在于少了1個(gè)甲基信號(hào)。同時(shí)在HMBC(圖2)中,H-2′、H-6′與C=O (C199.7) 的相關(guān)信號(hào)以及H-3′、H-5′與C-1′ (C137.6) 的相關(guān)信號(hào)證實(shí)了B環(huán)為單取代,且C-1′與羰基相連;H-6 (H7.63) 與C-1 (C113.9)、C-4 (C165.6) 和C-7 (C199.7) 存在相關(guān)信號(hào),H-3 (H6.61) 與C-1 (C113.9)、C-5 (C106.2) 存在相關(guān)信號(hào),同時(shí)H4.63與C165.6 (C-4) 的相關(guān)信號(hào)表明乙氧基側(cè)鏈與C-4相連,充分印證了A環(huán)為ABX偶合系統(tǒng);也提示上述A、B環(huán)構(gòu)成了1個(gè)二苯甲酮的結(jié)構(gòu)片段;H4.63與C167.6 (C-1′′) 的相關(guān)信號(hào)表明連氧亞甲基與羰基直接相連;H-1′′′ (H3.60) 與C-2′′′ (C61.6)、H-2′′′ (H3.85) 與C-1′′′ (C41.5)的相關(guān)信號(hào),H-1′′′與H-2′′′的COSY相關(guān)信號(hào)印證了乙基結(jié)構(gòu)片段的存在;H3.61與C167.6 (C-1′′) 的遠(yuǎn)程相關(guān)信號(hào),-NH (H7.01) 與H-1′′′的COSY相關(guān)信號(hào)提示乙基連接在酰胺基團(tuán)的N原子上。至此,化合物1的結(jié)構(gòu)確定為2′′-(1-苯甲?;?2-羥基-4-苯氧基)--(2′′′-羥基-乙基)-乙酰胺,經(jīng)Scifinder檢索,化合物1為1個(gè)新化合物,命名為金發(fā)蘚酮B。

    表1 化合物1的NMR數(shù)據(jù)(500/125 MHz, CDCl3)

    Table 1 NMR data (500/125 MHz, CDCl3) for compound 1

    碳位δcδH 1113.9 (s) 2162.7 (s) 3102.3 (d)6.60 (1H, d, J = 1.4 Hz) 4165.6 (s) 5106.2 (d)6.47 (1H, dd, J = 8.6, 1.4 Hz) 6135.2 (d)7.63 (1H, d, J = 8.6 Hz) 2-OH 12.63 (1H, s) NH 7.01 (1H, brs) 7199.7(s) 1′137.6 (s) 2′, 6′128.4 (d)7.70 (2H, d, J =7.4 Hz) 3′, 5′127.9 (d)7.56 (2H, d, J = 7.4 Hz) 4′131.3 (d)7.62 (1H, dd, J = 7.4, 1.2 Hz) 1′′167.6 (s) 2′′ 66.7 (t)4.63 (2H, s) 1′′′ 41.5 (t)3.60 (2H, m) 2′′′ 61.6 (t)3.85 (2H, m)

    圖2 化合物1的主要COSY ()及HMBC () 相關(guān)

    化合物2:淡黃色結(jié)晶(甲醇),mp 65~67 ℃;ESI-MS/: 229.2 [M+H]+;1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 12.61 (1H, s, 2-OH), 7.56 (2H, d,= 7.5 Hz, H-2′, 6′), 7.50 (1H, dd,= 7.5, 1.5 Hz,H-4′), 7.47 (1H, d,= 8.9 Hz, H-6), 7.41 (2H, d,= 7.5 Hz, H-3′, 5′), 6.45 (1H, d,= 2.0 Hz, H-3), 6.33 (1H, dd,= 8.9, 2.0 Hz, H-5), 3.79 (3H, s, -OCH3);13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 200.0 (C=O), 166.3 (C-2), 166.2 (C-4), 138.2 (C-1′), 135.2 (C-6), 131.4 (C-4′), 128.8 (C-2′, 6′), 128.2 (C-3′, 5′), 113.1 (C-1), 107.3 (C-5), 101.0 (C-3), 55.6 (-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[7],故鑒定化合物2為 (2-羥基-4-甲氧基-苯基)-苯基-甲酮,經(jīng)Scifinder檢索,為首次從天然產(chǎn)物中分離得到。

    化合物3:淡黃色結(jié)晶(甲醇),mp 86~88 ℃;ESI-MS/: 243.3 [M+H]+;1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.69 (2H, d,= 7.5 Hz, H-2′,6′), 7.45 (1H, dd,= 7.5, 1.5 Hz, H-4′), 7.35 (1H, d,= 8.9 Hz, H-6), 7.33 (2H, d,= 7.5 Hz, H-3′, 5′), 6.48 (1H, d,= 2.0 Hz, H-3), 6.43 (1H, dd,= 8.9, 2.0 Hz, H-5), 3.79 (3H, s, -OCH3), 3.62 (3H, s, -OCH3);13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 195.5 (C=O), 163.3 (C-2), 159.6 (C-4), 138.8 (C-1′), 132.3 (C-6), 132.1 (C-4′), 129.6 (C-2′, 6′), 127.9 (C-3′, 5′), 121.5 (C-1), 104.5 (C-5), 98.8 (C-3), 55.6 (-OCH3), 55.5 (-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[8],故鑒定化合物3為 (2,4-二甲氧基-苯基)-苯基-甲酮,經(jīng)Scifinder檢索,為首次從天然產(chǎn)物中分離得到。

    化合物4:白色結(jié)晶(甲醇),mp 142~143 ℃;ESI-MS/: 215.2 [M+H]+;1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.64 (2H, d,= 7.5 Hz, H-2′, 6′), 7.59 (1H, dd,= 7.5, 1.5 Hz, H-4′), 7.53 (1H, d,= 8.9 Hz, H-6), 7.51 (2H, d,= 7.5 Hz, H-3′, 5′), 6.49 (1H, d,= 2.0 Hz, H-3), 6.37 (1H, dd,= 8.9, 2.0 Hz, H-5);13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 200.3 (C=O), 166.1 (C-2), 162.9 (C-4), 138.2 (C-1′), 136.2 (C-6), 131.6 (C-4′), 128.9 (C-2′, 6′), 128.4 (C-3′, 5′), 113.6 (C-1), 107.7 (C-5), 103.7 (C-3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致[9],故鑒定化合物4為 (2, 4-二羥基-苯基)-苯基-甲酮,經(jīng)Scifinder檢索,為首次從天然產(chǎn)物中分離得到。

    4 抗腫瘤活性測(cè)定

    參考文獻(xiàn)方法[10],采用MTT法檢測(cè)化合物1~4對(duì)HepG2細(xì)胞和PANC-1細(xì)胞的體外細(xì)胞毒活性。結(jié)果表明,化合物1可顯著抑制HepG2細(xì)胞的增殖,抑制作用表現(xiàn)出了劑量相關(guān)性,50 μmol/L的抑制率達(dá)到62%,IC50值為38.14 μmol/L,顯示出了較強(qiáng)的細(xì)胞毒活性。而化合物2~4對(duì)HepG2和PANC-1細(xì)胞增殖無(wú)顯著影響。

    5 討論

    本實(shí)驗(yàn)對(duì)臺(tái)灣擬金發(fā)蘚95%乙醇水浸提物的二氯甲烷萃取部位進(jìn)行分離純化,得到4個(gè)二苯甲酮類(lèi)化合物,其中化合物1為新化合物,化合物2~4為新天然產(chǎn)物。體外細(xì)胞毒活性實(shí)驗(yàn)表明,化合物1對(duì)HepG2細(xì)胞具有較好的細(xì)胞毒活性。

    前期研究發(fā)現(xiàn),金發(fā)蘚科金發(fā)蘚屬植物金發(fā)蘚[11]和小金發(fā)蘚屬植物東亞小金發(fā)蘚[12]均含有二苯甲酮類(lèi),與擬金發(fā)蘚屬臺(tái)灣擬金發(fā)蘚植物具有高度相似性,說(shuō)明該科上述三個(gè)屬植物的親緣關(guān)系較近,這也與三者在植物形態(tài)上具有相似性相吻合,可以從化學(xué)分類(lèi)學(xué)角度對(duì)金發(fā)蘚科植物分類(lèi)提供一定的參考。

    利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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    Benzophenones from endohydric mossand their cytotoxic activities

    LIU Li-na1, ZHANG Xue-wen3, HOU Fang-jie2, DUAN Xu-hong2, 3, ZHAO Jian-cheng3, CHEN Yu-ling3

    1. Department of Pharmacy, Hengshui People′s Hospital, Hengshui 053000, China 2. Traditional Chinese Medicine Processing Technology Innovation Center of Hebei Province, School of Pharmacy, Hebei University of Chinese Medicine, Shijiazhuang 050200, China 3. College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China

    To investigate the chemical constituents and cytotoxic activity of the whole plant of, and provide scientific basis for its further development.Various chromatographic techniques such as silica gel, Sephadex LH-20 gel, MCI-Gel resin column chromatography and semi-preparative RP-HPLC were used for separation and purification. Their structures were elucidated by spectroscopic data analyses. The cytotoxicity of compounds for HepG2 and PANC-1 cells line was also evaluated by using the MTT method.Four compounds were isolated and identified as 2′′-(1-benzoyl-2-hydroxy-4-phenoxy)--(2′′′-hydroxy-ethyl)-acetamide (1), (2-hydroxy-4-methoxy-phenyl)-phenyl-methanone (2), (2,4-dimethoxy-phenyl)-phenyl-methanone (3), and (2,4-dihydroxy-phenyl)-phenyl-methanone (4). Some compounds showed certain cytotoxic activity.Compound 1 is a new compound named pogonatone B; Compounds 2—4 are new natural products, and isolated from Polytrichaceae species for the first time; Compound 1 also displays the high cytotoxicity on HepG2 cell with IC50values of 38.14 μmol/L.

    Polytrichaceae;(Hedw.) G.L.Sm.; benzophenones; pogonatone B; cytotoxic activity

    R284.1

    A

    0253 - 2670(2022)03 - 0667 - 04

    10.7501/j.issn.0253-2670.2022.03.003

    2021-10-12

    國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31070184);河北中醫(yī)學(xué)院博士科研基金資助項(xiàng)目(BSZ2021020);全國(guó)中藥特色技術(shù)傳承人才培訓(xùn)項(xiàng)目(T20194828003)

    劉麗娜(1974—),副主任中藥師,研究方向?yàn)橹兴庤b定及制劑開(kāi)發(fā)。E-mail: 18631811807@163.com

    段緒紅(1982—),博士,副主任中藥師,研究方向?yàn)橹兴幓瘜W(xué)與炮制。E-mail: duanxuhong@126.com

    趙建成(1956—),教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)樘\類(lèi)植物化學(xué)與分類(lèi)。E-mail: zhaojiancheng@mail.hebtu.edu.cn

    [責(zé)任編輯 王文倩]

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