姜黃石油醚部位的化學(xué)成分研究

都文文,宋成武

1.焦作市人民醫(yī)院,焦作 454000;2. 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,武漢 430074 ;3. 湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,武漢 430065

姜黃是姜科姜黃屬植物CurcumalongaL.的干燥根莖。其味辛、苦,性溫、無毒。始載于《新修本草》[1],主產(chǎn)地位于四川、云南、臺(tái)灣、福建等地[2]。姜黃是我國常用的傳統(tǒng)中藥,藥食同源,具有通經(jīng)止痛、活血行氣之功效,同時(shí)它還可作為香料、色素、調(diào)味品、殺蟲劑以及染料等[3]。姜黃的藥理活性廣泛,主要有效成分為姜黃素類化合物和揮發(fā)油,其揮發(fā)油的主要成分為單萜類和倍半萜類化合物?，F(xiàn)代藥理研究表明,姜黃揮發(fā)油具有抗凝血、調(diào)血脂、止咳平喘、止痛、抗炎、抗腫瘤等作用[4-8]。為了進(jìn)一步研究姜黃的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ),為臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù),本文用傳統(tǒng)柱色譜層析技術(shù)以及高效液相制備色譜技術(shù)從姜黃石油醚部位中分離鑒定出10個(gè)化合物,其中化合物4首次從姜黃屬植物中分離得到,化合物9為新的天然產(chǎn)物。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

TRipleyTOF 5600質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX);UltiMate U3000戴安高效液相色譜儀,Dionex-P680半制備高效液相色譜儀,Welch Ultimate XB-C18分析型色譜柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm)和Welch Ultimate XB-C18半制備型色譜柱(250 mm×10 mm, 5 μm);AM-400型核磁共振儀(德國Bruker公司)。

1.2 試藥

姜黃于2011年12月采自四川樂山和廣東高要,經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學(xué)生藥教研室陳科力教授鑒定為姜黃(CurcumalongaL.)的根莖,存放于華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院(標(biāo)本號(hào)201112);色譜級(jí)甲醇購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;其余所用有機(jī)試劑均為分析純,購自武漢格奧化學(xué)技術(shù)有限公司;薄層色譜硅膠(GF254)和柱色譜硅膠(100～200目和200～300目)均購自青島海洋化工有限公司。

2 方法與結(jié)果

2.1 提取與分離

取姜黃根莖30 kg,干燥后粉碎,用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇浸泡后加熱回流提取3次,每次3 h,合并提取液,減壓濃縮回收溶劑,得總浸膏4.5 kg。浸膏加水分散,依次用石油醚、乙酸乙酯萃取,分別減壓濃縮后得到石油醚部位550 g、乙酸乙酯部位550 g和水部位2.65 kg。

取石油醚萃取部位500 g,用100～200目硅膠柱層析進(jìn)行分離,以石油醚-乙酸乙酯(100∶1、95∶5、9∶1、8∶2、7∶3、1∶1、1∶100)梯度洗脫,合并后得到7個(gè)流份(Fr-1～Fr-7)。Fr-1經(jīng)200～300目硅膠柱層析進(jìn)一步分離,以石油醚-乙酸乙酯(1∶0、200∶1、100∶1、90∶1、80∶1、50∶1、25∶1、10∶1、8∶1、5∶1、2∶1、1∶1、0∶1)梯度洗脫,得到22個(gè)流份(Fr-1-1～Fr-1-22)。Fr-1-4經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(1∶0、80∶1、50∶1、20∶1、10∶1、5∶1、1∶1、0∶1)梯度洗脫,得到化合物1(600 mg)。Fr-1-9經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,合并得4個(gè)流份(Fr-1-9-1～Fr-1-9-4)。Fr-1-9-3經(jīng)半制備高效液相(甲醇∶水=75∶25)分離得到化合物2(11 mg)。Fr-1-10經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,得到化合物3(1 g)。 Fr-1-17經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,合并得15個(gè)流份(Fr-1-17-1～Fr-1-17-15)。Fr-1-17-9經(jīng)半制備高效液相(甲醇∶水=50∶50)分離得到化合物4(4 mg)。Fr-1-17-12經(jīng)半制備高效液相(甲醇∶水=60∶40)分離得到化合物5(180 mg)。Fr-1-17-14經(jīng)半制備高效液相(甲醇∶水=50∶50)分離得到化合物6(15 mg)。Fr-1-22經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(100∶1、80∶1、70∶1、50∶1、20∶1、10∶1、8∶1、5∶1、2∶1、1∶1、1∶100)梯度洗脫,得到12個(gè)流份(Fr-1-22-1～ Fr-1-22-12)。Fr-1-22-10經(jīng)硅膠色譜柱,半制備高效液相(甲醇∶水=50∶50)分離得到化合物7(300 mg)。Fr-3(57 g)經(jīng)200～300目硅膠柱層析進(jìn)一步分離,以石油醚-乙酸乙酯(1∶0、80∶1、50∶1、25∶1、10∶1、5∶1、2∶1、1∶1、0∶1)梯度洗脫,得到13個(gè)流份(Fr-3-1～Fr-3-13)。Fr-3-4反復(fù)重結(jié)晶得化合物8(10 g)。Fr-3-6經(jīng)薄層硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,合并得13個(gè)流份(Fr-3-6-1～Fr-3-6-13)。Fr-3-6-8經(jīng)薄層硅膠進(jìn)一步分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,合并得5個(gè)流份(Fr-3-6-8-1～Fr-3-6-8-5)。Fr-3-6-8-3經(jīng)半制備高效液相(甲醇∶水=50∶50)分離得到化合物9(15 mg)。Fr-3-6-12經(jīng)薄層硅膠分離,以石油醚-乙酸乙酯(5∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶5)梯度洗脫,合并得15個(gè)流份(Fr-3-6-12-1～Fr-3-6-12-15)。Fr-3-6-12-4經(jīng)薄層硅膠進(jìn)一步分離,以石油醚-乙酸乙酯(1∶1)洗脫,得化合物10(140 mg)。

2.2 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1無色油狀物,易溶于甲醇和氯仿,分子式為C15H22。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.25(3 H,d,J=6.9 Hz,H-14),1.56(3 H,s,H-15),1.61(2 H,m,H-8),1.67(3 H,s,H-13),1.91(2 H,m,H-9),2.35(3 H,s,H-12),2.68(1 H,m,H-7),5.12(1 H,m,H-10),7.09(2 H,d,J=8.2 Hz,H-2,6), 7.12(2 H,d,J=8.2 Hz,H-3,5)。13C-NMR(101 MHz,CDCl3)δC:144.67(C-1), 126.90(C-2,6),128.96(C-3,5),135.14(C-4),39.03(C-7),38.48(C-8),26.19(C-9), 124.58(C-10),131.36(C-11),17.67(C-12),25.72(C-13),20.99(C-14), 22.48(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為姜黃烯。

化合物2黃色油狀物,易溶于甲醇和氯仿,分子式為C15H22O。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.63(3 H,s,J=9.2 Hz,H-14),1.87(3 H,s,H-12),2.12(3 H,s,H-13),2.21(3 H,s,H-15),2.63(1 H,m,H-6b),2.71(1 H,m,H-6a),3.25(1 H,m,H-7),5.39(H,brs,H-3),6.04(1 H,s,H-10),6.06(2 H,d,H-8,10)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:44.47(C-1),30.29(C-2),120.08(C-3),133.83(C-4),30.33(C-5),27.73(C-6),161.83(C-7),124.22(C-8),192.11(C-9),126.45(C-10),154.15(C-11),27.37(C-12),17.50(C-13),23.42(C-14),20.54(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[10]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為E-α-atlantone。

化合物3淡黃色油狀物,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS[M+H]+217.158 8(calcd. 217.158 7),分子式為C15H20O。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.25(3 H,d,J=6.9 Hz,H-14),1.87(3 H,s,H-13),2.13(3 H,s,H-12),2.33(3 H,s,H-15),2.64(1 H,dd,J=15.7,8.3 Hz,H-8a),2.70(1 H,dd,J=15.7,8.3 Hz,H-8b),3.30(1 H,m,H-7),6.04(1 H,s,H-10),7.10(4 H,brs,H-2,3,5,6)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:143.70(C-1),126.67(C-2,6),129.10(C-3,5),135.54(C-4),35.30(C-7),52.69(C-8),199.85(C-9),124.11(C-10),155.03(C-11),20.69(C-12),27.62(C-13),20.97(C-14),21.99(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為芳姜黃酮。

化合物4無定形粉末,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS[M+H]+235.169 1(calcd. 235.169 3),分子式為C15H22O2,不飽和度為5。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:0.93(3 H,d,J=6.7 Hz,H-14),1.77(3 H,s,H-15),1.89(3 H,s,H-13),2.02(1 H,m,H-1),2.10(1 H,m,H-7),2.14(3 H,s,H-12),2.16(1 H,m,H-7a),2.32(1 H,m,H-7b),2.20(1 H,m,H-6b),2.45(1 H,m,H-6a),2.25(1 H,m,H-8b),2.49(1 H,m,H-8a),6.05(1 H,brs,H-10),6.75(1 H,d,J=3.7 Hz,H-3)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:40.31(C-1),30.36(C-2,6),145.08(C-3),135.38(C-4),200.03(C-5),40.90(C-6),33.00(C-7),48.56(C-8),200.23(C-9),124.00(C-10),155.68(C-11),20.76(C-12),27.68(C-13),16.35(C-14),15.64(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]中報(bào)道一致,故鑒定為2-methyl-6-(4-methyl-5-one-3-cyclohexen)-2-hepten-4-one。該化合物首次從該屬植物中分離得到。

化合物5淡黃色油狀物,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS[M+H]+221.153 6(calcd. 221.153 6),分子式為C14H20O2,不飽和度為5。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:0.93(3 H,d,J=10.3 Hz,H-14),1.90(3 H,s,H-13),2.14(3 H,s,H-12),2.38(1 H,m,H-7),2.13(1 H,m,H-6b),2.45(1 H,m,H-6a),2.30(1 H,m,H-8b),2.345(1 H,m,H-8a),2.34(1 H,m,H-5b),2.49(1 H,m,H-5a),2.52(1 H,m,H-1),6.01(1 H,dd,J=10.2,2.1 Hz,H-3),6.05(1 H,m,H-10),6.83(1 H,dt,J=10.2,1.9 Hz,H-2)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:40.65(C-1),154.29(C-2),130.01(C-3),199.68(C-4),37.37(C-5),24.22(C-6),32.68(C-7),48.21(C-8),199.81(C-9),123.81(C-10),156.09(C-11),20.80(C-12),27.73(C-13),16.55(C-14)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為2-methyl-6-(2-cyclohexen-4-one)-2-hepten-4-one。

化合物6無色油狀物,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS [M+H]+235.169 0(calcd. 235.169 3),分子式為C15H22O2。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:0.89(3 H,d,J=5.9 Hz,H-14),1.51(1 H,m,H-6b),1.89(3 H,s,H-12),1.90(1 H,m,H-6a),2.12(3 H,s,H-13),2.22(1 H,m,H-8b),2.24(1 H,m,H-7),2.44(1 H,m,H-8a),2.48(1 H,m,H-1),4.41(1 H,t,J=3.5 Hz,H-5),4.95(1 H,s,H-15a),5.05(1 H,s,H-15b),5.76(1 H,brd,J=10.0 Hz,H-2),6.05(1 H,s,H-10),6.12(1 H,d,J=2.3,10.0 Hz,H-3)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:35.68(C-1),133.69(C-2),127.03(C-3),144.83(C-4),69.30(C-5),31.61(C-6),32.74(C-7),48.55(C-8),200.63(C-9),123.99(C-10),155.36(C-11), 27.68(C-12),20.73(C-13),16.63(C-14),113.59(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為2-methyl-6-(4-methane-5-hydroxyl-2-cyclohexen)-2-hepten-4-one。

化合物7無色油狀物,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS[M+Na]+275.161 3(calcd. 275.161 8),分子式為C15H24O3。1H-NMR(400-MHz,CDCl3)δH:0.89(3-H,d,J=6.6 Hz,H-14),1.26(3-H,s,H-15),1.68(1-H,m,H-6a),1.78(1-H,m,H-6b),1.83(3-H,s,H-13),2.11(3-H,s,H-12),2.22(1-H,m,H-8b),2.24(1-H,m,H-7),2.41(1-H,m,H-8a),2.45(1-H,t,J=4.7,H-1),3.77(1 H,dd,J=6.8, 3.1 Hz,H-5),5.59(2 H,s,H-2,3),6.04(1 H,s,H-10)。13C-NMR(100 Hz,CDCl3)δC:36.83(C-1),131.54(C-2),132.56(C-3),70.81(C-4),73.18(C-5),28.01(C-6),33.21(C-7),48.82(C-8),200.88(C-9),123.93(C-10),155.84(C-11),20.80(C-12),27.72(C-13),17.06(C-14),23.64(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[15]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為bisacurone。

化合物8無色棱柱狀結(jié)晶,易溶于甲醇、乙酸乙酯。HR-ESI-MS [M+H]+235.169 2(calcd. 235.169 3),分子式為C15H22O2。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.02(3 H,d,J=6.0 Hz,CHCH3),1.60(3 H,s,CCH3),1.66(3 H,s,CCH3),1.82(3 H,s,CCH3),1.91(2 H,q,CHCH2CH2),2.11(1 H,d,J=15.6 Hz,CH2CH),2.64(1 H,d,J=15.2 Hz,CH2CH),3.02(2 H,CCH2C),5.76(1 H,2s,CCHC)。13C-NMR(100 Hz,CDCl3)δC:11.83(C-1),18.84(C-2), 20.92(C-3),22 .26(C-4),27.58(C-5),31.21(C-6),37.19(C-7),40.36(C-8),51.23(C-9),85.65(C-10),101.50(C-11),122.18(C-12),125.72(C-13),137.28(C-14),139.06(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為姜黃烯醇。

化合物9淡黃色油狀物,易溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS [M+H]+235.168 6(calcd. 235.169 3)。通過HR-ESI-MS和13C-NMR數(shù)據(jù)分析,推測(cè)該化合物分子式為C15H22O2,其不飽和度為5。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)中顯示有4個(gè)苯環(huán)氫信號(hào)δH7.09(4H,brs,H-2,3,5,6),符合苯環(huán)對(duì)位取代情況,4個(gè)甲基氫信號(hào)δH2.30(3H,s,H-15),1.24(3H,d,J=7.0 Hz,H-14),1.18(1H,s,H-12),1.16(1H,s,H-13)和一系列脂肪氫信號(hào)。13C-NMR(100 MHz,CDCl3)和DEPT譜中顯示含有15個(gè)碳原子,分別為4個(gè)甲基(δC20.97,22.16,29.16,29.27)、2個(gè)亞甲基(δC52.70,53.59)、5個(gè)次甲基(δC34.94,126.56,126.56,129.23,129.23)、3個(gè)季碳(δC69.59,135.91,142.71)和1個(gè)酮羰基(δC212.19),其中δC135.91,142.71,129.23,126.56符合苯環(huán)對(duì)位取代情況。結(jié)合1H-1H-COSY譜顯示有3個(gè)偶合體系,即H-7/H-14/H-8,H-2/H-3,H-5/H-6,確定1位和4位為季碳。HMBC譜中H3-15與C-3和C-5相關(guān),證明C-15與C-4相連;H3-12與C-10、C-11、C-13相關(guān),H3-13與C-10、C-11、C-12相關(guān),結(jié)合1H-1H-COSY譜,證明了該化合物11位是連氧季碳(δC69.59)。綜合以上理化性質(zhì)和波譜數(shù)據(jù),將其進(jìn)一步與文獻(xiàn)[17]對(duì)照,可推斷該化合物為2-hydroxy-2-methyl-6-p-tolyl-4-heptanone。經(jīng)系統(tǒng)的文獻(xiàn)檢索,該化合物未見在植物中報(bào)道過,為首次分離得到新的天然產(chǎn)物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 化合物9的結(jié)構(gòu)

淡黃色油狀物,易溶于甲醇和氯仿,HR-ESI-MS [M+H]+235.168 6(calcd. 235.169 3)。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.1(3H,s,H-13),1.18(3H,s,H-12),1.23(3H,d,J=7.0 Hz,H-14),2.30(3H,s,H-15),2.49(2H,q,J=13.7 Hz,H-10),2.62(1H,dd,J=16.2,7.6 Hz,H-8b),2.72(1H,dd,J=16.2,7.6 Hz,H-8a),3.27(1H,m,H-7),7.09(1H,brs,H-6),7.09(1H,brs,H-5),7.09(1H,brs,H-3),7.09(1H,brs,H-2)。13C-NMR(100 Hz,CDCl3)δC:142.71(C-1),126.56(C-2),129.23(C-3),135.91(C-4),129.23(C-5),126.56(C-6),34.94(C-7),52.70(C-8),212.19(C-9),53.59(C-10),69.59(C-11), 29.27(C-12),29.16(C-13),22.16(C-14),20.97(C-15)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[17]中合成反應(yīng)的中間產(chǎn)物基本一致,鑒定化合物9為2-hydroxy-2-methyl-6-p-tolyl-4-heptanone。

化合物10無色油狀物,可溶于甲醇和氯仿。HR-ESI-MS [M+H]+233.153 6(calcd. 233.153 6),分子式為C15H20O2。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δH:1.23(3 H,d,J=6.9 Hz,H-14),1.87(3 H,s,H-12),2.12(3 H,s,H-13),2.21(3 H,s,H-15),2.63(1 H,dd,J=15.6, 8.2 Hz,H-8b),2.71(1 H,dd,J=15.6,8.2 Hz,H-8a),3.25(1 H,m,H-7),6.04(1 H,s,H-10),6.69(1 H,s,H-2),6.70(1 H,d,J=7.9 Hz,H-6),7.02(1 H,d,J=11.8 Hz,H-5)。13C-NMR(101 Hz,CDCl3)δC:145.92(C-1),113.54(C-2),155.64(C-3),121.51(C-4),130.92(C-5),118.74(C-6), 35.36(C-7),52.59(C-8),200.26(C-9),124.06(C-10),153.93(C-11), 27.69(C-12),20.80(C-13),21.95(C-14),15.39(C-15)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]報(bào)道一致,故鑒定該化合物為turmeronol A。

3 討論

姜黃是我國常用的傳統(tǒng)中藥,在印度等國家也被作為咖喱的原料而食用,還可用作天然的染色劑等。近年來,姜黃越來越多的藥理活性被發(fā)現(xiàn),如抗腫瘤、抗糖尿病、抗炎等,有巨大的開發(fā)潛力,它的主要有效成分為揮發(fā)油和姜黃素類化合物,揮發(fā)油的藥理活性隨著其化學(xué)成分的不斷深入研究而逐漸被發(fā)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)姜黃石油醚部位進(jìn)行了化學(xué)成分研究,分離鑒定出10個(gè)化合物,其中化合物4首次從該屬植物中分離得到,化合物9為新的天然產(chǎn)物。本研究進(jìn)一步豐富了姜黃的化學(xué)成分種類,為后續(xù)的藥理活性研究及開發(fā)利用提供依據(jù)。