惠昱昱陳 鏑 楊秀芳?
(1.陜西科技大學化學與化工學院,教育部輕化工助劑化學與技術重點實驗室,陜西西安 710021;2.西安醫(yī)學院,陜西西安 710021)
蓽茇Piper longumL.為胡椒科胡椒屬藥用植物,主要產(chǎn)于菲律賓、印尼,在我國云南有野生[1-2],具有溫中散寒、下氣止痛的功效,臨床用于治療胃腹冷痛、食欲不振、消化不良、腎寒、嘔吐等癥,蒙醫(yī)、中醫(yī)都用其果實入藥,其溫熱之性可治療中焦胃寒等癥[3-5]。維醫(yī)不同于蒙、藏、中醫(yī),不是用蓽茇果實,而是用其根莖,作為消化系統(tǒng)的常用藥材[6]。
國內對蓽茇的研究主要集中在果實化學成分、胡椒堿提取工藝及含量測定等方面,而對蓽茇根化學成分的報道較少[6-8]。因此,本研究對蓽茇根進行化學成分分離及鑒定,從中得到10 個化合物,其中3~4、7~10 為首次從該植物中分離得到,5表現(xiàn)出較突出的抗腫瘤活性。
B260 旋轉薄膜蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);XT5 顯微熔點測試儀(溫度計未校正,北京市科儀電光儀器廠);核磁共振光譜用AvanceⅢ-400 MHz 核磁共振儀測定(TMS 內標,瑞士Bruker公司);ESI-MS 譜用ImpactHD Q-TOF 型質譜儀測定(瑞士Bruker 公司);柱層析硅膠(200~300目)、薄層層析硅膠G(青島海洋化工有限公司);Sephadex LH-20(上海浩然生物技術有限公司)。石油醚、乙酸乙酯、甲醇等試劑均為分析純。蓽茇根采自云南山區(qū),經(jīng)西北農(nóng)林科技大學林學院康永祥教授鑒定為胡椒科胡椒屬植物蓽茇Piper longumL.的根,陰干后粉碎備用。
蓽茇根在室溫下陰干稱定質量,約4.5 kg,粉碎,加入95% 乙醇,靜置24 h 回流提取,重復3 次,提取液過濾合并,減壓濃縮得到浸提物約470 g。蓽茇根的浸提物用硅膠拌樣,通過硅膠柱色譜用石油醚、乙酸乙酯、甲醇為洗脫劑進行洗脫,最終得石油醚部位24 g、乙酸乙酯部位203 g、甲醇部位232 g。乙酸乙酯部位經(jīng)硅膠柱層析,石油醚-乙酸乙酯及乙酸乙酯-甲醇梯度洗脫,得到9 個組分Fr.A1~A9,反復硅膠柱層析、Sephadex LH-20 凝膠柱分離,經(jīng)薄層色譜檢識、多次重結晶后,從Fr.A2 得到化合物1(465.8 mg)、9(48.8 mg),從Fr.A3 得到化合物5(12 mg)、6(8.59 g)、8(20 mg)、10(30 mg),從Fr.A4 得到化合物7(70.4 mg),從Fr.A5 得到化合物2(3.22 g)。石油醚部位經(jīng)硅膠柱層析,石油醚-乙酸乙酯及乙酸乙酯-甲醇梯度洗脫,得到9 個組分Fr.B1~B9,從Fr.B2 得到化合物3(2.16 g),從Fr.B6得到化合物4(30 mg)。
化合物1:無色針狀結晶(石油醚),mp135~137 ℃。ESI-MSm/z:413[M-H]-,分子式C29H50O。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.36(1H,m,H-6),3.53(1H,m,H-3),0.69(3H,d,H-18),1.03(3H,s,H-19),0.93(3H,d,J=6.5 Hz,H-21),0.86~0.78(9H,m,H-26,H-27,H-29);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:36.5(C-1),31.6(C-2),71.8(C-3),42.2(C-4),140.7(C-5),121.7(C-6),31.8(C-7),31.4(C-8),49.6(C-9),36.1(C-10),21.0(C-11),39.7(C-12),40.5(C-13),56.0(C-14),23.8(C-15),28.2(C-16),56.0(C-17),11.8(C-18),18.7(C-19),35.6(C-20),18.7(C-21),33.9(C-22),25.9(C-23),45.7(C-24),28.2(C-25),19.3(C-26),18.7(C-27),22.5(C-28),11.3(C-29)。以上數(shù)據(jù)與文獻[9]一致,故鑒定為β-谷甾醇。
化合物2:白色粉末,ESI-MSm/z:575 [MH]-,分子式C35H60O6,mp 296~298 ℃。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:5.34(1H,m,H-6),4.90(1H,H-1′),4.44(2H,t,J=11.48 Hz,H-6′),4.22(1H,d,J=7.72 Hz,H-4′),3.64(1H,m,H-3),0.99(3H,H-21),0.96(3H,H-19),0.91(3H,d,J=6.32 Hz,H-26),0.84(3H,H-29),0.80(3H,H-27),0.66(3H,s,H-18);13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:140.3(C-5),121.1(C-6),100.7(C-1′),76.8(C-3),76.8(C-3′),76.7(C-5′),73.4(C-2′),70.0(C-4′),61.0(C-6′),56.1(C-14),55.3(C-17),49.5(C-9),45.0(C-24),41.8(C-13),40.2(C-12),38.2(C-4),36.7(C-20),36.1(C-1),35.4(C-10),33.3(C-22),31.3(C-7),31.3(C-8),29.2(C-2),28.6(C-25),27.7(C-16),25.3(C-23),23.8(C-15),22.5(C-28),20.5(C-11),19.7(C-26),19.0(C-19),18.8(C-21),18.5(C-27),11.7(C-18),11.6(C-29)。以上數(shù)據(jù)與文獻[10]一致,故鑒定為胡蘿卜苷。
化合物3:白色粉末(石油醚),ESI-MSm/z:367 [M-H]-,mp 52~54 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:0.89(3H,t,-CH3),1.27(40H,m),1.64(2H,m,-CH2),2.36(2H,t);13CNMR(100 MHz,CDCl3)δ:179.7(C-1),33.5(C-2),26.3(C-3),23.1(C-23),13.6(C-24)。以上數(shù)據(jù)與文獻[11]一致,故鑒定為二十四烷酸。
化合物4:白色粉末(石油醚),ESI-MSm/z:297 [M-H]-。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:0.88(3H,t,-CH3),1.27(30H,m,H-4~13),1.64(2H,m,-CH2),2.37(2H,t);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:180.4(C-1),34.5(C-2),27.7(C-3),22.2(C-18),13.1(C-19)。以上數(shù)據(jù)與文獻[12]一致,故鑒定為十九烷酸。
化合物5:白色晶體(甲醇),ESI-MSm/z:316 [M-H]-。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.04(1H,m,H-3),6.95(1H,m,H-4),2.48(2H,m,H-5′),4.03(2H,m,H-6),6.80(1H,s,H-2′,6′),7.66(1H,d,H-7′),7.69(1H,d,H-8′),3.90(3H,s,OCH3-3′,OCH3-5′),3.85(3H,OCH3-4′);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:166.3(C-2),126.3(C-3),145.9(C-4),25.2(C-5),42.1(C-6),131.1(C-1′),106.0(C-2′,C-6′),153.8(C-3′,C-5′),140.3(C-4′),144.3(C-7′),121.5(C-8′),169.3(C-9′),56.6(OCH3-3′,OCH3-5′),61.4(OCH3-4′)。以上數(shù)據(jù)與文獻[13]一致,故鑒定為蓽茇酰胺。
化合物6:無色方晶(甲醇),mp135~136 ℃。碘化鉍鉀反應陽性。ESI-MSm/z:284 [MH]-。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.44(1H,d,J=14.6 Hz,H-2),7.40(1H,m,H-3),6.77(1H,m,H-4),6.74(1H,m,H-5),6.97(1H,d,J=1.4 Hz,H-2′),6.77(1H,d,J=80 Hz,H-5′),6.88(1H,dd,J=8.0,1.4 Hz,H-6′),5.96(2H,s,-O-CN2-O-),3.55(2H,brs,H-1″),1.61(2H,m,H-2″),1.61(2H,m,H-3″),1.60(2H,m,H-4″),3.46(2H,brs,H-5″);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:165.3(C-1),120.0(C-2),142.4(C-3),125.3(C-4),138.1(C-5),130.9(C-1′),105.6(C-2′),148.1(C-3′),148.0(C-4′),108.4(C-5′),122.5(C-6′),101.3(-0-CH2-O),43.2(C-1″),26.7(C-2″),24.6(C-3″),25.6(C-4″),46.9(C-5″)。以上數(shù)據(jù)與文獻[8]一致,故鑒定為胡椒堿。
化合物7:黃色粉末,ESI-MSm/z:264 [MH]-。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:10.65(1H,brs,-NH),9.27(1H,m,H-5),7.94(1H,m,H-8),7.77(1H,s,H-2),7.53(2H,m,H-6,7),7.13(1H,s,H-9),4.05(3H,s,4-OCH3);13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:57.7(3-OCH3),104.8(C-9),109.0(C-2),114.9(C-4a),116.2(C-1),124.8(C-11),125.4(C-7),127.3(C-6),127.2(C-8a),127.9(C-5),129.2(C-8),134.6(C-5a),135.6(C-10),148.8(C-4),150.1(C-3),169.4(C-12)。以上數(shù)據(jù)與文獻 [14]一致,故鑒定為胡椒內酰胺A。
化合物8:黃色粉末,ESI-MSm/z:294 [MH]-。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:3.93(3H,s,C3-OCH3),4.45(3H,s,C4-OCH3),7.26(1H,s,H-9),7.49(2H,m,H-6,H-7),7.88(1H,m,H-8),9.28(1H,m,H-5),9.82(1H,brs,NH);13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ:61.8(C3-OCH3),62.9(C4-OCH3),105.8(C-9),106.3(C-1),112.2(C-10a),125.6(C-7),126.7(C-6),127.2(C-4a),127.6(C-5a),127.8(C-5),129.2(C-8),134.2(C-9a),135.5(C-10),140.0(C-3),153.7(C-4),154.6(C-2),167.5(-C =O)。以上數(shù)據(jù)與文獻[15]一致,故鑒定為胡椒內酰胺D。
化合物9:油狀物。ESI-MSm/z:332 [MH]-,分子式 C22H39NO。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.53(1H,br,-NH),5.69(1H,d,J=14.8 Hz,H-2),7.18(1H,dd,J=10 Hz,H-3),6.11(1H,m,H-4),6.07(1H,m,H-5),2.17(2H,m,H-6),1.25~1.41(14H,m,H-7,8,9,10,15,16,17),2.01(2H,m,H-11),5.35(1H,m,H-12),5.34(1H,m,H-13),2.01(2H,m,H-14),0.89(3H,m,H-18),3.16(2H,t,J=6.4 Hz,H-2′),1.68(1H,m,H-3′),0.92(6H,m,H-4,5′);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:166.4(C-1),121.7(C-2),143.2(C-3),128.3(C-4),141.3(C-5),33.0(C-6),28.9(C-7),29.4(C-8),29.6(C-9),29.3(C-10),26.1(C-11),129.5(C-12),129.6(C-13),27.3(C-14),29.4(C-15),32.0(C-16),22.7(C-17),14.1(C-18),46.9(C-2′),28.6(C-3′),20.5(C-4′,5′)。以上數(shù)據(jù)與文獻[16]一致,故鑒定為N-異丁基-(2E,4E,12Z)-十八烷基-1-酰胺。
化合物10:黃色粉末,ESI-MSm/z:191 [MH]-,分子式 C10H8O4。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.59(1H,d,J=15.9 Hz,3-H),6.96~6.76(3H,d,Ar-H),6.34(1H,d,J=15.9 Hz,2-H),5.90(2H,s,-O-CH2-O-);13CNMR(100 MHz,CDCl3)δ:179.7(C-1),33.5(C-2),31.4(C-3),29.2(C-4),29.2(C-5),29.1(C-6),29.1(C-7),28.9(C-8),28.8(C-9),28.5(C-10)。以上數(shù)據(jù)與文獻[17-18]一致,故鑒定為3,4-亞甲二氧基肉桂酸。
選取3 種常見的腫瘤細胞株,對化合物5、6進行抗腫瘤活性測試。取對數(shù)生長期的人前列腺腫瘤細胞株PC3、人肺癌腫瘤細胞株A549、人乳腺癌腫瘤細胞株MCF7,加入適量0.25%的胰蛋白酶消化后,用DMEM 培養(yǎng)液配成1×105/mL 細胞懸液,在96 孔細胞培養(yǎng)板中每孔加入100 μL,置于37 ℃、5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h 后,吸去上清液,加入不同質量濃度的化合物,分別為200、67、22、7.4、2.5、0 μmol/L,作為實驗組;加入100 μL 5% DMEM 培養(yǎng)液,作為空白組,每組3孔,繼續(xù)培養(yǎng)48 h。實驗結束前4 h,每孔加入20 μL MTT(5 mg/mL,用PBS 緩沖液配置),37 ℃繼續(xù)培養(yǎng)4 h,棄去上清液,加入100 μL/孔DMSO,振蕩混勻后,在570 nm 波長處測定OD值,計算抑制率,公式為抑制率=[(1-平均OD值實驗組/平均OD值對照組)]×100%。
以阿霉素(DOX)作為陽性對照,化合物5~6 對3 株腫瘤細胞(PC3、A549、MCF7)的細胞毒性見圖1。結果表明,化合物5 對腫瘤細胞生長有明顯的抑制作用,而化合物6 作用較弱。
圖1 化合物5~6 對3 種細胞的細胞毒性Fig.1 Cytotoxic activities of compounds 5-6 on three cells
胡椒屬為胡椒科中最大的屬。國內外對該屬植物的化學成分和藥理作用作了大量的研究,發(fā)現(xiàn)其中含有生物堿、黃酮、木脂素、揮發(fā)油及脂肪酸類等多種成分。本研究從蓽茇根中分離鑒定了10 個化合物,化合物3~4、7~10 為首次從蓽茇根中分離得到,其中甾體類1 個、糖苷類1 個、有機酸類3 個、生物堿類5 個。近年來研究表明酰胺類生物堿是胡椒屬植物的主要生物堿成分[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn)胡椒堿為蓽茇根中的主要成分,其化學結構為桂皮酰胺類。研究證明此類化合物具有消炎止痛、抗驚厥、鎮(zhèn)靜、抗抑郁等作用[21]。通過抗腫瘤活性測試,表明蓽茇酰胺有顯著的抗腫瘤活性,可彌補蓽茇根化學成分研究的不足,有利于將其開發(fā)成抗癌的天然藥物或保健產(chǎn)品。