通经草的化学成分探讨

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论文字数:32663 论文编号:sb2021101509392838796 日期:2021-10-24 来源:硕博论文网
本文是一篇药学论文,本文综合运用 HP  20SS、正相硅胶柱色谱、反相 C18柱色谱、Toyopearl HW-40C、Sephadex LH-20、制备薄层色谱(PTLC)以及半制备 HPLC 等色谱分离方法从通经草乙醇提取物中共分离得到 9 个化合物,其中化合物 1,2 为新化合物,且化合物 1~9 均首次从该属植物中分离得到。从结构类型上看,这 9 个化合物均为瘤萼烷型二萜。这是首次从通经草以及蕨科植物中分离得到瘤萼烷型二萜,这一结果大大丰富了通经草以及蕨科植物中化学成分的结构类型。

第一章 实验仪器、材料及制备方法

1.1  实验材料
1.1.1  主要实验耗材及仪器
主要实验耗材及仪器
主要实验耗材及仪器
1.1.2  显色剂及配制方法
1.  硫酸高铈显色剂:称取 1  g 四水硫酸铈溶解于配制好的 10%硫酸水溶液中,加热溶解,过滤即得。
2. 10%硫酸乙醇显色剂:量取 10 ml 的硫酸,将其缓慢加入到 90 ml 无水乙醇中,边加边搅拌,即得。
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1.2 已知化合物的结构鉴定
化合物 3 
白色无定型固体粉末,10%硫酸乙醇显色为紫红色。在氢谱中,δH:0.76,  0.83,  0.90,  0.82,  1.20 处有五组甲基信号,从碳谱可以看出该化合物含有 20 个碳,信号均出现在中高场区,δC  80.00 以上无信号;有一个含氧取代信号(δC:71.12),不含有双键及芳香环。DEPT135 谱中有 17 个信号,其中亚甲基信号 6个,甲基信号 5 个,次甲基信号 6 个,余下 3 个未显示的为季碳信号。推测该化合物可能为二萜。具体信号归属如下:1H-NMR  (CDCl3,  ppm,  600  MHz)  δH: 1.03  (1H,  br  t,  J  =  12.23  Hz,  H-1),  0.86  (1H,  dt,  J  =  4.76,  8.33  Hz,  H-2), 0.26  (1H,  t,  J  =  4.70  Hz,  H-3a),  0.57  (1H,dd,  J  =  4.55,  8.25  Hz,  H-3b),  4.08(1H,  dd,  J  =  7.33,  10.26  Hz,  H-5),  0.69  (1H,  dd,  J  =  10.28,  12.62  Hz,  H-6a),1.59  (1H,  dd,  J  =  7.26,  12.62  Hz,  H-6b),  1.12  (1H,  dd,  J  =  7.26,  12.62  Hz, H-8a),  1.30  (1H,  dd,  J  =  7.26,  12.62  Hz,  H-8b),  1.36  (1H,  m,  H-9a),  1.41  (1H,  m,  H-9b),  1.09  (1H,  m,  H-11a),  1.39  (1H,  m,  H-11b),  1.41  (1H,  m,  H-12a),  1.63  (1H,  m,  H-12b),  1.89  (1H,  dddd,  J  =  3.34,  7.32,  10.40,  12.26  Hz,  H-13),1.23  (1H,  dd,  J  =  9.38,  12.36  Hz,  H-14),  2.18  (1H,  m,  H-15),  0.82  (3H,  d,   J  =  6.70  Hz,  H-16),  0.90  (3H,  d,  J  =  6.76  Hz,  H-17),  1.20  (3H,  s,  H-18),  0.83(3H,  s,  H-19),  0.76  (3H,  s,  H-20).13C-NMR  (CDCl3,  ppm,  150  MHz)  δC:  47.23  (C-1),  25.82  (C-2),  20.04  (C-3),  22.31  (C-4),  71.12  (C-5),  47.67  (C-6),  37.33 (C-7),  35.15  (C-8),  34.36  (C-9),  43.95  (C-10),  39.50  (C-11),  21.92  (C-12),  45.33  (C-13),  46.84  (C-14),  28.65  (C-15),  18.38  (C-16),  22.93  (C-17),  26.06  (C-18),19.84  (C-19),  17.83  (C-20)。以上数据与文献[11]的值报道一致,并结合 HSQC,1H-1H  COSY,HMBC 的谱图进行结构验证,鉴定该化合物为 neoverrucosanol。
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第二章  通经草化学成分的提取分离

2.1  石油醚部位的制备及分离
2.1.1  石油醚部位的制备
取通经草干燥全草 10 kg,打粉机粉碎,然后用乙醇回流提取 3 次,每次提取时间为 6 h,将 3 次的提取液进行合并,经减压浓缩得总浸膏。总浸膏加水混悬,混悬液依次用水饱和石油醚(60-90℃)、乙酸乙酯和正丁醇萃取,每个部位萃取 6 次,每次 24h,各个部位的萃取液合并后经减压浓缩得石油醚部位浸膏(P.E Fr.) 172.0 g,乙酸乙酯部位浸膏(E. A Fr.) 182.0 g,正丁醇部位浸膏  (BuOH Fr.) 163.0 g。制备过程见下图 2-1。
图 2-1 通经草各极性部位的制备
图 2-1 通经草各极性部位的制备 
石油醚部位提取物 P.E Fr. (172.0 g)  经大孔吸附树脂 HP 20SS 分离,依次用甲醇-水  (2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 8.5:1.5, 9:1, 9.5:0.5, 0:10)  梯度洗脱,得到 Fr.A 0101~0110 共 10 个组分。
Fr.A 0106 (10.0 g)  经正相硅胶色谱柱  (200~300 目)  ,依次用石油醚-乙酸乙酯(12:1, 9:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 0:1)、乙酸乙酯-甲醇(4:1, 1:1, 0:1)梯度洗脱得 Fr.A 0201~0215。
Fr.A 0202 (464.9 mg)  经 Toyopearl HW-40C 柱色谱  (CH2Cl2-MeOH 2:1,下同)、正向制备 HPLC (二氯甲烷-异丙醇  99:1,等度洗脱;流速 1.5 mL · min-1,下同)  得化合物 3(15.8 mg,tR = 42.3 min)。
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2.2新化合物的结构鉴定
化合物 1   白色无定型固体粉末,10%硫酸乙醇显色为紫红色。HR  ESIMS 307.2641([M+H]+  计算值 307.2637)推测化合物的分子式为 C20H34O2,有 4 个不饱和度。氢谱中,高场区有 5 个甲基信号,有三组单峰信号分别为 H-18 (δH: 1.78, 3H, s)、H-19 (δH: 0.92, 3H, s)、H-20 (δH: 0.93, 3H, s),两组二重峰 H-16 (δH: 0.92, 3H, d, J = 6.6 Hz)  和 H-17 (δH: 0.93, 3H, d, J = 6.7 Hz),化学位移稍左移,提示可能连在季碳上。低场区,有一组二重峰 H-2 (δH: 5.25, 1H, br d, J = 5.4 Hz),推测可能为烯氢;一组六重峰 H-12 (δH: 4.21, 1H, ddd, J = 3.4, 7.2, 11.1 Hz),一组多重峰信号 H-5 (δH: 3.58, 1H, dddd, J = 2.3, 3.4, 5.4, 11.1 Hz),  根据峰形提示,这两个氢原子所在碳的邻位可能含有多个氢,且化学位移值向低场方向移动,表明氢原子可能为烯氢或与氧原子相邻;此外,余下的氢信号在  δH:  2.5-1.1  之间,且均非单峰信号,积分为一个或两个氢原子,推测此化合物中含有多个次甲基和亚甲基信号。
化合物的碳谱中共有 20 个信号,DEPT135 谱中有 17 个信号,提示此化合物中有 3 个季 C,5 个 CH3,5 个 CH2,7 个 CH。碳谱中低场区有两个信号,为δC 133.36 的 CH 信号和 δC 133.01 的季碳信号,提示化合物中含有双键结构。高场区 δC  50-20  之间的共有  12  个信号,多为 CH3、CH2或 CH 信号;此外,有两个向低场方向移动的次甲基信号 δC  76.20 和 δC  65.70,推测可能与氧原子相连。结合氢谱和碳谱中高场区峰形情况及化学位移值,推测此化合物为二萜类。碳信号中 δC  40.0 以上的信号有 11 个,结合不饱和度,推测此二萜中可能有 3个环状结构。
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第三章  化合物的结构鉴定......................................... 16
3.1  化合物 1-9 结构式.............................................. 16
3.2  新化合物的结构鉴定 .................................................... 17
3.3  已知化合物的结构鉴定 ......................................... 23
3.4  小结 ..................................... 32

第三章  化合物的结构鉴定

3.1  化合物 1-9 结构式
图 3-1  化合物 1~9 的结构式(标“*”为新化合物)
图 3-1  化合物 1~9 的结构式(标“*”为新化合物) 
化合物 1   白色无定型固体粉末,10%硫酸乙醇显色为紫红色。HR  ESIMS 307.2641([M+H]+  计算值 307.2637)推测化合物的分子式为 C20H34O2,有 4 个不饱和度。氢谱中,高场区有 5 个甲基信号,有三组单峰信号分别为 H-18 (δH: 1.78, 3H, s)、H-19 (δH: 0.92, 3H, s)、H-20 (δH: 0.93, 3H, s),两组二重峰 H-16 (δH: 0.92, 3H, d, J = 6.6 Hz)  和 H-17 (δH: 0.93, 3H, d, J = 6.7 Hz),化学位移稍左移,提示可能连在季碳上。低场区,有一组二重峰 H-2 (δH: 5.25, 1H, br d, J = 5.4 Hz),推测可能为烯氢;一组六重峰 H-12 (δH: 4.21, 1H, ddd, J = 3.4, 7.2, 11.1 Hz),一组多重峰信号 H-5 (δH: 3.58, 1H, dddd, J = 2.3, 3.4, 5.4, 11.1 Hz),  根据峰形提示,这两个氢原子所在碳的邻位可能含有多个氢,且化学位移值向低场方向移动,表明氢原子可能为烯氢或与氧原子相邻;此外,余下的氢信号在  δH:  2.5-1.1  之间,且均非单峰信号,积分为一个或两个氢原子,推测此化合物中含有多个次甲基和亚甲基信号。
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第四章  总结与展望.................... 33

第四章  总结与展望

本文对蕨科植物通经草乙醇提取物的石油醚部位的化学成分进行研究,取得了一定的成果,并对今后的研究有所展望,总结如下:
1、本文综合运用 HP  20SS、正相硅胶柱色谱、反相 C18柱色谱、Toyopearl HW-40C、Sephadex LH-20、制备薄层色谱(PTLC)以及半制备 HPLC 等色谱分离方法从通经草乙醇提取物中共分离得到 9 个化合物,其中化合物 1,2 为新化合物,且化合物 1~9 均首次从该属植物中分离得到。从结构类型上看,这 9 个化合物均为瘤萼烷型二萜。这是首次从通经草以及蕨科植物中分离得到瘤萼烷型二萜,这一结果大大丰富了通经草以及蕨科植物中化学成分的结构类型。
2、首次在蕨科植物分离得到瘤萼烷型二萜,这是继苔藓植物、海绵以及微生物中存在该类化合物的又一发现,这也表明瘤萼烷型二萜还有可能存在于其他蕨类植物中,具有化学分类学意义。
3、目前分离得到的化合物均来自于通经草乙醇提取物的石油醚部位,对于乙酸乙酯部位和正丁醇部位的提取分离还在进行之中,本研究结果对于发现新颖的瘤萼烷型二萜类化合物,具有指导意义。
4、瘤萼烷型二萜类化合物在抗肿瘤方面具有一定的生物活性,本文还未对通经草中分离得到的瘤萼烷型二萜类化合物开展生物活性评价,今后将对分离得到的化合物进行生物活性测试,特别是两个新化合物的生物活性,以便于对其药理作用进行更加深入的研究。
参考文献(略)

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