袁 媛, 徐德平, 吳盼盼
(江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無錫 214122)
鹿血為鹿科動(dòng)物梅花鹿(Cervus nippon)和馬鹿(Cervus elaphus)的血液,是傳統(tǒng)名貴中藥[1-2]。近年來,運(yùn)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)手段,進(jìn)行臨床研究和動(dòng)物比較試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鹿血具有抗衰老、抗疲勞、調(diào)節(jié)免疫、補(bǔ)血、美容、補(bǔ)腎益精、抗輻射等作用[3-5],是一種集預(yù)防、醫(yī)療、保健作用于一體的滋補(bǔ)品[6]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,鹿血的化學(xué)成分非常復(fù)雜[10-14],國(guó)內(nèi)外對(duì)鹿血具體化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)研究還未見報(bào)道,特別是鹿血甾體化合物,僅有范玉林等在鹿茸中發(fā)現(xiàn)過此類物質(zhì)[15]?,F(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道都是用標(biāo)準(zhǔn)品,利用HPLC對(duì)鹿血活性成分進(jìn)行定性、定量研究,對(duì)鹿血中未知的激素并不能測(cè)定[16]。目前,僅發(fā)現(xiàn)其含常見幾種甾體化合物,如睪丸酮(testosterone)、雌二醇(estradiol)[17-18],對(duì)鹿血甾體化合物的分離、結(jié)構(gòu)鑒定還未見報(bào)道。
鑒于以上原因,用乙醇提取,多種色譜柱分離,采用TLC、1HNMR,和13CNMR等方法對(duì)鹿血化學(xué)成分進(jìn)行研究,以探明鹿血化學(xué)成分與功能活性之間的關(guān)系,為鹿產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)提供理論依據(jù)。
鹿血,安徽五星集團(tuán)提供;GF254硅膠板,山東煙臺(tái)芝罘化工廠產(chǎn)品;MCI柱,日本三菱化學(xué)公司產(chǎn)品;ODS柱、ODS-A柱、ODS-B柱,日本東曹株式會(huì)社產(chǎn)品;無水乙醇、丙酮、硫酸、茴香醛、冰醋酸、甲醇、正丁醇均為分析純,上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠制造;ZF-90型暗箱式紫外透射儀,上海顧村電光儀器廠制造;CQ-005型萃取罐,常州市特威電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司制造;R-1002型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海申順生物科技有限公司制造;SYB06-100型恒流泵,BS-100A自動(dòng)部分收集器,上海滬西分析儀器廠有限公司制造;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋,江蘇省金壇市榮華儀器廠制造;SHB-3型循環(huán)水多用真空泵,鄭州長(zhǎng)城科貿(mào)有限公司經(jīng)銷;Brucker AVance500型核磁共振儀,Brucker公司制造。
1.3.1 鹿血中有效成分的提取 取10 L鹿血原液置于 100 L 的萃取罐中,按料液比 m(g)∶V(mL)=1∶5加入體積分?jǐn)?shù)95%乙醇,常溫?cái)嚢杼崛?次,每次2 d左右,過濾取濾液。殘?jiān)谙嗤瑮l件下重復(fù)提取2次,合并3次濾液,真空減壓蒸餾回收乙醇,即得鹿血醇提物,濃縮干燥,置于冰箱備用。
1.3.2 鹿血醇提物的粗分 取部分鹿血醇提物加少量去離子水,溶解后上樣MCI柱(5 cm×150 cm),調(diào)節(jié)柱體積流量為10 mL/min,依次用去離子水,體積分?jǐn)?shù) 20%、30%、40%、50%、75%、80%乙醇溶液梯度洗脫,用250 mL的錐形瓶收集洗脫液,TLC法跟蹤檢測(cè),將薄層板上顯示相同Rf值的洗脫液合并濃縮。將體積分?jǐn)?shù)80%乙醇洗脫液濃縮至適量,再上樣ODS柱(5 cm×100 cm),調(diào)節(jié)體積流量為 8 mL/min,用乙醇溶液梯度洗脫,250 mL的錐形瓶收集洗脫液,經(jīng) TLC 法檢測(cè),根據(jù) Rf值粗分為 A、B、C、D、E、F 6部分。將這6部分全部放入冰箱保存?zhèn)溆?。根?jù)所做抗疲勞實(shí)驗(yàn),得出C部分具有明顯的抗疲勞作用,而A、B、D、E、F這5部分的抗疲勞活性不太明顯,所以就單獨(dú)對(duì)C部分進(jìn)行進(jìn)一步分離。
1.3.3 C部分的分離 將前面得到的C部分再次上樣 MCI柱(5 cm×150 cm),調(diào)節(jié)體積流量為10 mL/min,依次用去離子水、乙醇溶液梯度洗脫,TLC法跟蹤檢測(cè),大致得到3部分,分別標(biāo)記為C1、C2、C3。
1.3.4 C1、C2、C33部分分離純化 將濃縮后的C1、C2、C33部分分別上樣 ODS-B柱、ODS-A 柱(5 cm×100 cm),調(diào)節(jié)體積流量為8 mL/min,依次用去離子水、乙醇溶液梯度洗脫,用自動(dòng)部分收集器收集,15 mL/管,經(jīng)TLC跟蹤監(jiān)測(cè),將Rf值相同的組分合并減壓濃縮,反復(fù)上樣ODS-B柱、ODS-A柱(5 cm×100 cm),由TLC法鑒定純度,最后分離得到純化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
1.3.5 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定 以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑,四甲基硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo)物,將上述3個(gè)化合物經(jīng)氫譜 (1HNMR)和碳譜(13CNMR)等光譜數(shù)據(jù)分析,并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)確定這3種物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
分離得到的化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,經(jīng)點(diǎn)樣在展開劑V(正丁醇)∶V(乙酸)∶V(水)=5∶4∶1 中展開,在暗箱式紫外透射儀和顯色后的薄層板上顯示均為單一斑點(diǎn),從左到右依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3種化合物(見圖1),說明純度達(dá)到核磁鑒定分析要求。
圖1 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的薄層色譜圖Fig.1 Thin-layer chromatogram of compounds Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
將化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別進(jìn)行醋酐-濃硫酸和氯仿-濃硫酸的定性試驗(yàn)[15],結(jié)果見表1。
表1 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顯色反應(yīng)Table 1 Color reaction of compoundsⅠ,Ⅱ,Ⅲ
結(jié)果表明,化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均發(fā)生甾體反應(yīng),反應(yīng)呈陽性,初步判定3種物質(zhì)為甾體化合物。
2.3.1 化合物Ⅰ 白色無定形粉末,可溶解于含水甲醇、乙醇中。
從化合物Ⅰ的1H-NMR圖譜可見,δ7.87有1個(gè)單峰 H信號(hào), 這個(gè) H應(yīng)為活潑 H,δ5.31、5.20、5.06各有1個(gè)單峰H信號(hào),表明這3個(gè)H是雙鍵上H,δ1.73、1.64、1.55、1.23、0.99 各有 1 個(gè)單峰甲基信號(hào),即含5個(gè)甲基。
13C-NMR(125 MHz)中可見到 34 個(gè)碳信號(hào)(見表2),δ212.5處有1個(gè)碳信號(hào),說明有酮基存在;δ172.4、170.1 有 2 個(gè)碳信號(hào),δ136.4~123.9 共有 7 個(gè)碳信號(hào),應(yīng)為雙鍵上的碳,推測(cè)170.1也是雙鍵上的碳,可見有4個(gè)雙鍵,δ75.3、64.4為2個(gè)連氧碳。高場(chǎng)區(qū)有 12 個(gè) CH2,5 個(gè) CH3,3 個(gè) CH。
從δ212.5處的酮基、δ170.1雙鍵上的碳信號(hào)及顯色反應(yīng)來看,化合物Ⅰ應(yīng)為雄甾烯酮類化合物,根據(jù)此類化合物的特征,δ212.5為C3位酮基,δ170.1為 C5,δ172.4為連接在 C17位上的羧基,δ75.3為C17信號(hào)。δ64.4為一連氧信號(hào),表明母環(huán)上有羥取代基,綜合分析應(yīng)為C2碳信號(hào),即C2上有羥基取代,由于β效應(yīng)導(dǎo)致酮基向低場(chǎng)移動(dòng)。從碳譜中可以見到共有4個(gè)雙鍵,除C4、C5雙鍵,母環(huán)上C14、C15之間也有一個(gè)雙鍵。δ13.9的甲基為C18,δ22.4的甲基為C19。至此可以得出化合物為雄性激素類似物質(zhì)。
雄性激素類物質(zhì)C17位上常連有側(cè)鏈,該化合物也一樣,C17連有羧基,從高場(chǎng)區(qū)碳信號(hào)來看δ45.4有一個(gè)CH信號(hào),表明側(cè)鏈有分枝,除母環(huán)外,側(cè)鏈上有6個(gè)CH2,3個(gè)CH3,2個(gè)雙鍵,從雙鍵碳信號(hào)性質(zhì)來看,有3個(gè)季碳。從這些數(shù)據(jù)并參照相關(guān)文獻(xiàn)初步認(rèn)定化合物Ⅰ為△4,14-雄烯-2醇-28,30環(huán)戊二烯庚酸酯-3酮。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2(a)所示。
表2 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的13CNMR中的數(shù)據(jù)(δ)Table 2 13CNMR chemical shifts of compound Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ
圖2 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of compoundⅠ,Ⅱ,Ⅲ
2.3.2 化合物Ⅱ 白色無定形粉末,可溶解于含水甲醇、乙醇中。
從化合物Ⅱ的1H-NMR圖譜可見,δ7.91有1個(gè)單峰 H信號(hào),這個(gè)H應(yīng)為活潑 H,δ5.31、5.20、5.06各有1個(gè)單峰H信號(hào),表明這3個(gè)H是雙鍵上H。δ1.93、1.64、1.50、0.89 各有 1 個(gè)單峰甲基信號(hào),即含4個(gè)甲基。
13C-NMR(125 MHz)中可見到 34個(gè)碳信號(hào)(見表2),δ212.5處有1個(gè)碳信號(hào),說明有酮基存在,δ172.4、170.1 有 2 個(gè)碳信號(hào),δ136.4~123.9 共有 7 個(gè)碳信號(hào),應(yīng)為雙鍵上的碳,δ75.3、64.4、63.0 為 3 個(gè)連氧碳。 高場(chǎng)區(qū)有12個(gè)CH2,4個(gè)CH3,3個(gè)CH。
從以上數(shù)據(jù)來看,化合物Ⅱ與化合物Ⅰ結(jié)構(gòu)相似,不同的是化合物Ⅱ多了一個(gè)δ63.0的連氧碳信號(hào),少了δ22.4的甲基,表明C19上有羥基取代。從這些數(shù)據(jù)并參照相關(guān)文獻(xiàn)初步認(rèn)定化合物Ⅱ?yàn)椤?,14-雄烯-2,19 醇-28,30 環(huán)戊二烯庚酸酯-3 酮。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2(b)所示。
2.3.3 化合物Ⅲ 白色無定形粉末,可溶解于含水甲醇、乙醇中。
從化合物Ⅲ的1H-NMR圖譜可見,δ7.92有1個(gè)單峰H信號(hào),這個(gè)H應(yīng)為活潑H,δ5.25有1個(gè)單峰H信號(hào),5.17、5.07各有2個(gè)單峰H信號(hào),表明這5個(gè)H是雙鍵上H。13C-NMR(125 MHz)中可見到31個(gè)碳信號(hào)(見表2),δ212.5處有1個(gè)碳信號(hào),說明有酮基存在;δ170.1 有 1 個(gè)碳信號(hào),δ136.4~117.3 共有7個(gè)碳信號(hào),δ170.1碳信號(hào)應(yīng)為雙鍵上的碳,表明與化合物Ⅰ具有相似的烯酮結(jié)構(gòu)。與化合物Ⅰ相比不一樣的是少一個(gè)δ172.4的羧基,多一個(gè)δ61.2連氧碳CH2信號(hào),表明C17位上連接的是氧而不是羧基。從135DEPT譜中可以看到,δ136.4~117.3共有5個(gè)CH碳信號(hào),說明有5個(gè)雙鍵H未被取代,這與H譜信號(hào)彈相一致,高場(chǎng)區(qū)碳信號(hào)δ45.5有一個(gè)CH信號(hào),表明側(cè)鏈有分枝,除母環(huán)外,側(cè)鏈上有6個(gè)CH2,3個(gè)CH3,從以上數(shù)據(jù)來看化合物Ⅲ與化合物Ⅰ雖有不同但母環(huán)結(jié)構(gòu)是相似的。經(jīng)這些數(shù)據(jù)分析并參照相關(guān)文獻(xiàn)可知,化合物Ⅲ為△4,14-雄烯-2醇-27,29環(huán)戊二烯己醚-3酮。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖2(c)所示。
利用乙醇對(duì)鹿血的有效成分進(jìn)行提取,經(jīng)MCI柱層析粗分,再經(jīng)ODS反相色譜柱反復(fù)分離,得到3種化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,通過1HNMR、13CNMR等方法鑒定出Ⅰ為△4,14-雄烯-2醇-28,30環(huán)戊二烯庚酸酯-3 酮;Ⅱ?yàn)椤?,14-雄烯-2,19 醇-28,30 環(huán)戊二烯庚酸酯-3酮; Ⅲ為△4,14-雄烯-2醇-27,29環(huán)戊二烯己醚-3酮。結(jié)果顯示,3個(gè)化合物均為雄性激素衍生物,這3種雄性激素衍生物在鹿血中存在屬首次報(bào)道。采用TLC、1HNMR和13CNMR等方法對(duì)鹿血化學(xué)成分進(jìn)行研究,以探明鹿血化學(xué)成分與功能活性之間的關(guān)系,為鹿產(chǎn)品的開發(fā)提供理論依據(jù)。
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