廖懷玉，韓紅園，陳 飛，張海艷，楊 靜，趙天增

苦皮藤中兩個新的-二氫沉香呋喃型化合物的NMR數(shù)據(jù)解析

廖懷玉1,2，韓紅園2，陳 飛2，張海艷2*，楊 靜1#，趙天增2

1. 河南中醫(yī)藥大學(xué)，河南 鄭州 450046；2. 河南省科學(xué)院 天然產(chǎn)物重點實驗室，河南 鄭州 450002

從南蛇藤屬植物苦皮藤中分離出兩個新的-二氫沉香呋喃型化合物：1,2,15-三乙酰氧基-8-(-甲基)-丁酰氧基-9-苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物I）和1,15-二乙酰氧基-8-(-甲基)-丙酰氧基-2,9-二苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物II）．通過核磁共振（NMR，包括1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、NOESY、HSQC、HMBC）技術(shù)對化合物所有的1H和13C NMR信號進(jìn)行了全歸屬和詳細(xì)解析.

核磁共振（NMR）；南蛇藤屬；-二氫沉香呋喃；苦皮藤

引 言

苦皮藤（Maxim）是衛(wèi)矛科南蛇藤屬植物，別名馬斷腸、苦樹皮、老虎麻等，以根或根皮入藥，性苦、平、有小毒，具有清熱利濕，殺蟲之功效[1]．苦皮藤中含有倍半萜、三萜、黃酮、生物堿、皂苷等化學(xué)成分[2-5]，其中-二氫沉香呋喃型化合物是南蛇藤屬植物的特征化合物．現(xiàn)代研究表明，該類化合物具有抗阿爾茲海默癥、抗腫瘤、抗結(jié)核、抗炎、抗HIV、殺蟲等多種功效[6-13]．苦皮藤不僅具有藥用價值，還可作為紙張、人造棉、工業(yè)油的原材料，亦具有較高的觀賞價值．

本研究從苦皮藤中分離得到兩個新的-二氫沉香呋喃型化合物，分別是1,2,15-三乙酰氧基-8-(-甲基)-丁酰氧基-9-苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物I）和1,15-二乙酰氧基-8-(-甲基)-丙酰氧基-2,9-二苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物II），均為首次從自然界中分離得到．本文對化合物I和化合物II的核磁共振（NMR）譜圖進(jìn)行了測定，通過1D NMR和2D NMR技術(shù)[14-21]對該化合物所有的1H NMR和13C NMR信號進(jìn)行了歸屬和解析．化合物I和化合物II的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示．

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、HSQC和HMBC譜圖均在Bruker DPX 400型NMR譜儀上測定，使用5 mm正向檢測探頭；Waters 600型高效液相色譜儀，Waters 2489檢測器；Anton Paar MCP200型全自動控溫型旋光儀；Agilent 1290 Infinity II-6545型超高效液相色譜-四級桿串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用儀；Fisher甲醇為色譜純，甲醇、石油醚、乙酸乙酯等試劑為分析純．

1.2 樣品的提取與分離

苦皮藤根皮2.0 kg采集自陜西寶雞，經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)朱長山教授鑒定為Maxim．將其粉碎，每次以3倍量石油醚80 ℃下回流提取2 h，共提取3次，合并提取液，過濾，減壓濃縮成浸膏（76 g）；浸膏用體積濃度為80%的甲醇水溶液溶解、石油醚萃取除雜，甲醇水溶液的部分減壓濃縮得浸膏42 g；此浸膏使用甲醇溶解，硅膠拌樣，上硅膠柱，用石油醚:乙酸乙酯 （石油醚:乙酸乙酯=10:1~3:7）進(jìn)行梯度洗脫，其中8:2洗脫部位經(jīng)半制備高效液相色譜（采用RP-18色譜柱，MeOH:H2O=65:35等度洗脫，檢測波長為232 nm）制備純化后得到化合物I（16 mg）和化合物II（11 mg）．

1.3 實驗條件

樣品溶于CDCl3，以四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)（H0.00，C0.0）．1H核和13C核的工作頻率分別為400.132 MHz和100.577 MHz，實驗溫度為25℃，譜寬分別為9 980.04 Hz和25 125.69 Hz．二維譜包括2D梯度場1H-1H COSY、1H-13C HSQC、1H-13C HMBC及1H-1H NOESY譜，均采用標(biāo)準(zhǔn)脈沖程序．化合物I的1H-1H COSY的2（1H）和1（1H）維的譜寬為3 591.95 Hz和3 601.19 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為16；DEPT135的譜寬為25 125.63 Hz；1H-13C HSQC的2（1H）和1（13C）維的譜寬分別為3 591.95 Hz和19 118.22 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為64；1H-13C HMBC的2（1H）和1（13C）維的譜寬分別為3 591.95 Hz和19 118.48 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為256．NOESY的2（1H）和1（1H）維的譜寬分別為4 201.68 Hz和4 201.68 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣2×1=2 048×128，累加次數(shù)為64．化合物II的1H-1H COSY的2（1H）和1（1H）維的譜寬為3 591.95 Hz和3 601.20 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為16；DEPT的譜寬為25 125.63 Hz；1H-13C HSQC的2（1H）和1（13C）維的譜寬分別為3 591.95 Hz和19 118.33 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為32；1H-13C HMBC的2（1H）和1（13C）維的譜寬分別為3 591.95 Hz和19 118.33 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣21=1 024×128，累加次數(shù)為64．NOESY的2（1H）和1（1H）維的譜寬分別為3 591.95 Hz和3 601.18 Hz，采樣數(shù)據(jù)點陣2×1=1 024×128，累加次數(shù)為144．

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物I的結(jié)構(gòu)解析

根據(jù)碳原子化學(xué)位移（圖S2）規(guī)律，C24.3（伯碳）、26.3（伯碳）、30.1（伯碳）、50.7（季碳）、72.2（季碳）、84.6（季碳）、91.5（季碳）分別為4-OH--二氫沉香呋喃型倍半萜多醇脂類化合物C-14、C-13、C-12、C-10、C-4、C-11、C-5的特征峰[17-21]；因此，初步認(rèn)為化合物I屬該類型化合物．C169.4、169.6、170.3在乙酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍，C175.4在異戊酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍，C165.7在苯甲酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍.

1H-1H COSY譜圖（圖S3，S4）指出，H5.38（1H, m）與H5.47（1H, d,=3.3 Hz）相關(guān)，H5.38與H2.01（1H, m）、2.10（1H, m）相關(guān)，H2.01與H2.10相關(guān)，可證明H5.47、5.38、2.01、2.10分別歸屬于H-1、H-2、H-3a、H-3b；H5.22（1H, m）與H2.56（1H, brd,=3.0 Hz）相關(guān)，H2.56與H5.63（1H, dd,=3.0/9.8 Hz）相關(guān)，H5.63與H6.08（1H, d,=9.8 Hz）相關(guān)，可證明H5.22、2.56、5.63、6.08分別歸屬于H-6、H-7、H-8、H-9；H4.73（1H, d,=13.3 Hz）與H4.79（1H, d,=13.3 Hz）相關(guān)，可證明H4.73、4.79分別歸屬于H-15a、H-15b．根據(jù)1H-13C HSQC譜圖（圖S5，S6）顯示，C75.0、67.4、41.2、76.9、53.7、73.4、75.3、61.5分別歸屬于C-1、C-2、C-3、C-6、C-7、C-8、C-9、C-15.

1H-13C HMBC譜圖（圖S7）指出，C169.6與H5.47（H-1）、C169.4與H5.38（H-2）、C170.3與H4.73（H-15a）和H4.79（H-15b）、C175.4與H5.63（H-8）、C165.7與H6.08（H-9）相關(guān)，確認(rèn)取代基OAc（C169.6）處于C-1位、OAc（C169.4）處于C-2位、OAc（C170.3）處于C-15位、Oipet（C175.4）處于C-8位、OBz（C165.7）處于C-9位.

由C-15化學(xué)位移為C61.5，推斷C-9取代基為-取代；H-8與H-9之間偶合常數(shù)為9.8 Hz，表明H-8和H-9均為直立氫，觀看Dreiding模型，H-8為-H，H-9為-H，因此C-8取代基為-取 代[13-15]．NOESY相關(guān)（圖2，圖S8）指出，H5.47（H-1）與H6.08（H-9）相關(guān)，H5.22（H-6）與H5.63（H-8）、H1.79（H-14）、H4.73（H-15a）、H4.79（H-15b）相關(guān)，H1.79（H-14）與H4.73（H-15a）、H4.79（H-15b）相關(guān)，加之H-1與H-2之間偶合常數(shù)為3.3 Hz，因此，化合物I為1,2,15-三乙酰氧基-8-(-甲基)-丁酰氧基-9-苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃[1,2,15-triacetoxy-8-(-methyl)-butanoyloy-9-benzoxy-4,6-dihydroxy--dihydroagrofuran].化合物I的NMR詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1.

化合物I

表1 化合物I的NMR數(shù)據(jù)歸屬（CDCl3）

續(xù)表1

2.2 化合物II的結(jié)構(gòu)解析

根據(jù)碳原子化學(xué)位移（圖S10）規(guī)律，C24.5（伯碳）、26.3（伯碳）、30.1（伯碳）、50.5（季碳）、72.1（季碳）、84.6（季碳）、91.5（季碳）分別為4-OH--二氫沉香呋喃型倍半萜類化合物C-14、C-13、C-12、C-10、C-4、C-11、C-5的特征峰[17-21]，初步認(rèn)為化合物II屬該類型化合物．C169.7、170.4在乙酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍，C175.9在異丁酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍，C165.5、165.7在苯甲酰氧基的羰基碳化學(xué)位移范圍．

1H-1H COSY譜（圖S11，S12）中，H5.62（1H, d,=3.4 Hz）與H5.66（1H, m）相關(guān)，H5.66與H5.62、2.20（2H, m）相關(guān)，可證明H5.62、5.66、2.20分別歸屬于H-1、H-2、H-3；H5.22（1H, brd,=4.9 Hz）與H2.59（1H, brd,=3.3 Hz）相關(guān)，H2.59與H5.67（1H, dd,=3.3/9.8 Hz）相關(guān)，H5.67與H6.12（1H, d,=9.8 Hz）相關(guān)，可證明H5.22、2.59、5.67、6.12分別歸屬于H-6、H-7、H-8、H-9；H4.75（1H, d,=13.1 Hz）與H5.09（1H, d,=13.1 Hz）相關(guān)，可知H4.75、5.09分別歸屬于H-15a、H-15b．根據(jù)1H-13C HSQC譜圖（圖S13，S14）可知，C74.8、68.2、41.3、77.2、53.6、73.6、75.4、62.1分別歸屬于C-1、C-2、C-3、C-6、C-7、C-8、C-9、C-15．

1H-13C HMBC譜圖（圖S15）指出，C169.7與H5.62（H-1）、C170.4與H4.75（H-15a）和5.09（H-15b）、C175.9與H5.67（H-8）、C165.5與H5.66（H-2）、C165.7與H6.12（H-9）相關(guān)，可以確定OAc（C169.7）處于C-1位、OAc（C170.4）處于C-15位、OiBu（C175.9）處于C-8位、OBz（C165.5）處于C-2位、OBz（C165.7）處于C-9位．

由C-15化學(xué)位移為C62.1，可推斷C-9取代基OBz為-取代；H-8與H-9之間偶合常數(shù)為9.8 Hz，表明H-8與H-9均為直立氫，觀看Dreiding模型，H-8為-H，H-9為-H，因此，C-8取代為-取代[13-15]．NOESY相關(guān)（圖3，圖S16）指出，H5.62（H-1）與H6.12（H-9）相關(guān)，H2.59（H-7）與H1.64（H-12）相關(guān)，H1.84（H-14）與H4.75（H-15a）和5.09（H-15b）相關(guān)，加之H-1與H-2之間偶合常數(shù)為3.4 Hz，可知H-1、H-2、H-9處于同側(cè)，為-取向，C-1、C-2、C-9上取代基均位于位；H5.22（H-6）與H5.67（H-8）相關(guān)，可知H-6、H-8處于同側(cè)，為-取向，C-6、C-8位取代基位于位．因此，化合物II結(jié)構(gòu)為：1,15-二乙酰氧基-8-(-甲基)-丙酰氧基-2,9-二苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃[1,15-diacetoxy-8-(-methyl)-propionyloxy-2,9- dibenzoxy-4,6-dihydroxy--dihydroagrofuran]．化合物II的NMR詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2．

化合物II

表2 化合物II的NMR數(shù)據(jù)歸屬（CDCl3）

續(xù)表2

3 結(jié)論

本文首次從自然界中分離得到兩個新型化合物：1,2,15-三乙酰氧基-8-(-甲基)-丁酰氧基-9-苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物I）和1,15-二乙酰氧基-8-(-甲基)-丙酰氧基-2,9-二苯甲酰氧基-4,6-二羥基--二氫沉香呋喃（化合物II）．通過HR-ESI-MS譜圖確定了化合物I和化合物II的分子式及其精確分子量；綜合利用1D NMR和2D NMR技術(shù)，分別對化合物I和化合物II的1H NMR與13C NMR信號進(jìn)行了詳細(xì)解析和歸屬，通過偶合常數(shù)、季碳、伯碳等特征峰化學(xué)位移確定其-二氫沉香呋喃型化合物結(jié)構(gòu)骨架，應(yīng)用HMBC譜確定取代基位置，取代構(gòu)型可根據(jù)C-15化學(xué)位移及NOESY譜判斷，其解析特征為今后-二氫沉香呋喃型化合物的結(jié)構(gòu)研究提供了參考依據(jù)．

致謝

鄭州大學(xué)分析測試中心的朱衛(wèi)國及康建勛兩位老師幫助進(jìn)行核磁共振儀樣品測試，河南省科學(xué)院化學(xué)研究所的趙俊宏老師幫助進(jìn)行質(zhì)譜樣品測試，在此特致謝意！

利益沖突

無

附件材料

圖S1 化合物I的HR-ESI-MS譜．

圖S2 化合物I的DEPT譜．

圖S3 化合物I的1H-1H COSY譜．

圖S4 化合物I的1H NMR譜．

圖S5 化合物I的1H-13C HSQC譜．

圖S6 化合物I的13C NMR譜．

圖S7 化合物I的1H-13C HMBC譜．

圖S8 化合物I的1H-1H NOESY譜．

圖S9 化合物II的HR-ESI-MS譜．

圖S10 化合物II的DEPT譜．

圖S11 化合物II的1H-1H COSY譜．

圖S12 化合物II的1H NMR譜．

圖S13 化合物II的1H-13C HSQC譜．

圖S14 化合物II的13C NMR譜．

圖S15 化合物II的1H-13C HMBC譜．

圖S16 化合物II的1H-1H NOESY譜．

[1] 《全國中草藥匯編》編寫組. 全國中草藥匯編(下冊)[M]. 2版. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 1996.

[2] CHANG X, WANG Z Y, CHEN X. et al. Two new sesquiterpene pyridine alkaloids from root barks of[J]. J Asian Nat Prod Res, 2019, 21(11): 1043-1051.

[3] ZHAO D Y, CHANG J H, YANG Y N, et al. Study on the chemical constituents from the root bark ofMaxim[J].Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 1987, 4: 118-121.趙德義, 常建華, 楊韻娜, 等. 苦皮藤根皮化學(xué)成分的研究[J]. 西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 1987, 4: 118-121.

[4] CHEN P D, LIANG J Y. Study on the chemical constituents from the root bark ofMaxim[J]. Strait Pharmaceutical Journal, 2002, 4: 33-36.陳佩東, 梁敬鈺. 苦皮藤根皮的化學(xué)成分研究[J]. 海峽藥學(xué), 2002, 4: 33-36.

[5] FAN D S, LI T, ZHENG Z Y, et al. Macrolide sesquiterpene pyridine alkaloids from the stems of[J]. J Nat Med, 2018, 73(1): 23-33.

[6] CHEN Y L, HE J Y, HU C G, et al. Effects ofon human rheumatoid arthritis fibroblast synovial cells proliferation and expression of related cytokines[J]. Chinese Journal of Ethnomedicine and Ethnopharmacy, 2020, 29(4): 14-20.陳彥伶, 何金英, 胡成剛, 等. 苦皮藤對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎成纖維滑膜細(xì)胞增殖和相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)的影響[J]. 中國民族民間醫(yī)藥, 2020, 29(4): 14-20.

[7] YANG G F, LI X T, WEI J L. et al.Synthesis and insecticidal activity in vitro and vivo of novel benzenesulfonyl derivatives based on potent target subunit H of V-ATPase[J].Bioorg Med Chem Lett, 2018, 28(19): 3164-3167.

[8] JIN H Z, HWANG B Y, KIM H S, et al. Antiinflammatory constituents ofinhibit the NF-κB activation and NO production[J]. J Nat Prod, 2002, 65(1): 89-91.

[9] NING R N, LEI Y, LIU S Z, et al. Natural-dihydroagarofuran-type sesquiterpenoids as cognitionenhancing and neuroprotective agents from medicinal plants of the[J]. J Nat Prod, 2015, 8(9): 2175-2186.

[10] SPIVEY A C, WESTON M, WOODHEAD S.Celastraceae sesquiterpenoids: biological activity and synthesis[J].Chem Soc Rev, 2002, 31(1): 43-59.

[11] WU W J, JI Z Q, HU Z N, et al. The effective components and biological activities in insecticidal plant ofMaxim[J]. Journal of Central China Normal University (Natural Sciences), 2005, 39(1): 50-53.吳文君, 姬志勤, 胡兆農(nóng), 等. 殺蟲植物苦皮藤中的有效成分及其生物活性[J]. 華中師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2005, 39(1): 50-53.

[12] CHENG D, FENG M X, JI Y F, et al.Effects of Celangulin IV and V fromMaximon Na+/K+-ATPase activities of the(:)[J].J Insect Sci, 2016, 16(1): 1-5.

[13] KONG R, MAO X Y. Contrast experiment on the insecticidal effect of plant insecticideagainst wheat aphids[J]. Agricultural Science-technology and lnformation, 2020, 13: 10-11, 18.孔融, 毛曉燕. 植物殺蟲劑苦皮藤對小麥蚜蟲的殺蟲效果對比試驗[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息, 2020, 13: 10-11, 18.

[14] 張海艷, 趙天增, 董建軍, 等. 一種鑒別苦皮藤根皮藥材的方法: 中國, 103048347. B[P], 2014-01-11.

[15] LIN X Q, LI H, ZHAN H L, et al. High-resolution pure shift NMR spectroscopy and its applications[J]. Chinese J Magn Reson, 2019, 36(4): 425-436.

林曉晴, 李弘, 詹昊霖, 等. 高分辨率核磁共振純化學(xué)位移譜新方法及其應(yīng)用[J]. 波譜學(xué)雜志, 2019, 36(4): 425-436.

[16] YIN T P, LI X, WANG Z, et al. A Review on spectral characteristics of dendrobines from theplants[J]. Chinese J Magn Reson, 2020, 37(3): 381-389.尹田鵬, 李幸, 汪澤, 等. 石斛屬植物中石斛堿類成分的波譜學(xué)特征[J]. 波譜學(xué)雜志, 2020, 37(3): 381-389.

[17] 趙天增. 核磁共振氫譜[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社, 1983.

[18] 趙天增. 核磁共振碳譜[M]. 鄭州: 河南科學(xué)技術(shù)出版社, 1993.

[19] 趙天增, 秦海林, 張海艷, 等. 核磁共振二維譜[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2018.

[20] CHEN X, WANG T, LIANG Y H, et al. NMR study on a sesquiterpene polyol ester from[J].Henan Science, 2018, 36(8): 1210-1214. 陳欣, 王韜, 梁雅輝, 等. 苦皮藤中一個倍半萜多醇酯活性化合物的NMR數(shù)據(jù)解析[J]. 河南科學(xué), 2018, 36(8): 1210-1214.

[21] ZHANG H Y, WANG Z Y, CHANG X, et al. Chemical components from seeds of[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2017, 23(16): 57-61. 張海艷, 王志堯, 常霞, 等. 苦皮藤種子的化學(xué)成分分析[J]. 中國實驗方劑學(xué)雜志, 2017, 23(16): 57-61.

An NMR Study on Two New-Dihydroagrofuran Compounds inMaxim

1,2，2，2，2*，1#，2

1. Henan University of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, China; 2.Key Laboratory of Natural Products, Henan Academy of Science, Zhengzhou 450002, China

Two new-dihydroagrofuran compounds, 1,2,15-triacetoxy-8-(-methyl)-butanoyloy-9-benzoxy-4,6- dihydroxy--dihydroagrofuran (compound I) and 1,15-diacetoxy-8-(-methyl)-propionyloxy-2,9-dibenzoxy-4,6- dihydroxy--dihydroagrofuran (compound II), were isolated fromMaxim. The chemical shifts of the two new compounds were assigned by one- and two-dimensional nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. Their structures were elucidated.

nuclear magnetic resonance (NMR),L.,-dihydroagrofuran,Maxim

O482.53

A

10.11938/cjmr20202862

2020-09-28;

2020-11-16

“重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(2018ZX09711001-008-004).

* Tel: 0371-55935563, E-mail: haiyanhai6828_cn@sina.com;

# Tel: 18039119299, E-mail: candy.yjing@163.com.