中国特有药用植物铁破锣化学成分及生物活性的研究(1)

中国特有药用植物铁破锣化学成分及生物活性的研究摘要铁破锣[Beesiacalthaefolia(Maxim.)Ulbr.]系毛茛科铁破锣属(Beesia)植物；广泛分布于我国云南西北部，四川、贵州、广西北部，湖南、湖北西部和陕西、甘肃南部，是一种民间常用草药，也是我国特有的药用植物。其根茎或全草药用，具有清热解毒，凉血，活血，消肿，镇痛，散风寒的功效；民间用来治疗风寒感冒，风湿关节痛，红白痢疾，咽喉肿疼，头痛，牙痛等病，外敷治疗疮疗和毒蛇咬伤。铁破锣在民间有广泛的用药基础，常和其它中药组成方剂，在不同地区有不同的别名，又称山豆根、滇豆根(云南)，猴儿七、白细辛(四川)，定木香(贵州)，一口血、葫芦七(陕西)，土黄连、单叶升麻(陕西、甘肃)，是一种民间常用草药。为了探讨其生理活性成分，为合理用药和新药开发提供科学依据和物质基础，我们对其化学成分进行了系统的研究。利用多种吸附材料和分离方法对贵州产铁破锣全草和甘肃产铁破锣根茎的乙醇提取物进行了卓有成效的分离工作，共分离得到四十个化合物，并通过经典的化学方法和各种先进的波谱学技术(包括IR，UV，1HNMR，13CNMR，DEPT，1H-1HCOSY，13C-1HCOSY，HMQC，HMBC，TOCSY，MQC-TOCSY，NOESY，EI-MS，FAB-MS和ESI-MS)，鉴定了其中三十三个化合物，已鉴定的化合物中，有18个为新化合物，12个系首次从该植物中分离得到。新化合物包括16个环菠萝蜜烷型三萜皂甙、一个齐墩果酸型三萜皂甙和一个有机酸，分别命名为：铁破锣皂甙A［BC-ll，20ε1-24ε2-epoXy-9，19-cyclolanostane-3β，16β，18，25-tetraol-3一O-β-D-xylopyranoside]，铁破锣皂甙B[BC-12，(20S*－24R*)－epoxy一9，19-cyclolanostane－3β，13β，16β，25－tetraol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙C[BC一10,（20S*-24R*）-16βacetoxy-20，24-epoxy-9，19-cyclolanostane-3β，12β，25-teriaol-3-0-β-D-xyloPyranoside]；铁破锣皂甙D[BC-14，(20S*-24R*)-epoXy-9，19-cyclolanostane-3β，12β，16β，18，25-Pentaol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙E[BC-15，20εl-24ε2-epoxy-9，19-cyclolanostane-3β，12α，16β，18，25-pentaol-3一O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙F[BC-13，(20S*，24R*)-16β-acetoxy-epoXy-9，19-cyclolanostane-3β，12β，18，25-tetraol一3一O-（β-D-xylopyranoside）；铁破锣皂甙G[BC一16，20ε1一24ε2一epoxy一9，19一cyclolanostane-3β，15α，16β，18，25-pentaol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙H[gbc-23，(20S，24R)一15α，16β-diacetoxy-epoxy一9，19一cyclolanostanostane一3β，18，25一triol-3一O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙Ia[gbc-22，(20S，24S)-16β-acetoxy-18，24；20，24-diepoXy-9，19-cyclanostane-3β，15β，25-triol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙J[gbc-20，(20S，24S)-16β-acetoxy一18，24；20，24-diepoxy一9，19一cyclane-3β，25-diol-3一O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙K[gbc-18，(20S，24S)-15α-acetoxy-16β，24；20，24-diepoXy-9，19-cyclolanostane-3β，25一diol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙L[gbc一19，15α-acetoxy一20ε1一24ε2一epoxy一9，19一cyclolanostane一3β，16β，25一triol-3-O-β-D-xylopyranoside]；铁破锣皂甙M[gbc-26，(20S，24R)-15α-acetoxy-9，19-cyclolanestane-3β，6β，20，24，25-pentol-3-O-P-D-xyloPyranoside]；铁破锣皂甙N[gbc-27，20ε1-24ε2－eqoxy-9，19-cyclolanostane-3β，12α，15α，16β，25-pentaol-3-o-p-D-Xylopyranoside]；铁破锣皂甙o[gbc-30，20ε1-24ε2-epoxy-9，19-cycldanostane-3β，16β，18，25-tetra01-3-o-βD-glucopyranoside]；铁破锣皂甙P[gbc-31，20εl-24ε2-epoxy-9，19-cyclolanostane-3β，16β，18，25-tetraol-3-O-[β-D-glucopyrasy1一(1-6)]一β-D-glucopyranoside]；铁破锣Q[gbc-33，oleanolicacid一3一o一α一L一rhamnopyranosyl一(1-4)一β-D一glucopyran03y2(1-6)-β-D-glucopyranosyleste]和铁破锣酸[BC-07，9-苯基一2E，4E，6E，8E-壬-四烯酸]。已知化合物包括3个三萜，即：蒲公英萜酮(BC-01)，蒲公英萜醇(BC-02)，表木栓醇(BC-03)；2个甾醇，即：E-24ξ-ethyl-ch01est-22一en一3α一ol(BC-04)，β一谷甾醇(BC-05)；3个有机酸，即：香草酸(BC-06)，阿魏酸(gbc-17)，硬脂酸(gbc032)；4个环菠萝蜜烷型三萜皂甙，即：升麻醇-3-o-β-D-吡喃木糖甙(gbc-08)，25-脱水升麻醇-3-O-β-D-吡喃木糖甙(gbc-09)，beesideI(gbc-21))beesioside(Ⅲ(gbc-25)；2个齐墩果酸型三萜多糖皂甙，即：铁破锣皂甙R[oleanolicacid一3一o一α一L-rhamnopyranosyl(1-2)一α一L一rhaminopyranosyl一(1-2)一。-L-arabinopyranosyl-(1-2)-α-L-arabinoyranosyl-28-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1-4)-β-D-glucopyranosyl(1-6)-β-D-glucopyranosylester]；铁破锣皂甙S[gbc-35，oleanolicacid一3一o-β-D-glucoPyranosyl(1-3)一α一L-arabinoPyranosyl-28一o一α一L一rhamoopyranosy1一(1-4)一β-D-g1ucoPyranosyl(1-6)一β-D-g1ucopyranosylester3和胡萝卜甙(gbc一24)。对铁破锣中分离鉴定的部分单体化合物进行了初步的生物活性筛选试验。受体结合试验表明部分单体化合物对三种受体(5-HT受体、钙通道和GABA受体)具有一定的拮抗活性。在较低浓度(5μg／ml)时，化合物gbc021-23和gbc-25对淋巴细胞增殖具有显著的促进作用；在一定浓度范围20-100μg／ml)时，化合物BC-11、BC-12和BC-14对GLC-82细胞株显示一定的抗肿瘤活性并且成一定的量效关系。首次发现两个结构较为独特的化合物，显示出了较好的药理学活性，有一定的应用和开发前景。这两个化合物是：铁破锣皂甙M(gbc-26)在低浓度(10μh／mt)时对钙通道的拮抗活性达79．55％，是一种钙拮抗剂，有望在防治心血管系统疾病方面有所突破。铁破锣皂甙K(gbc-18)在小鼠体内试验可明显抑制由ConA诱导的T细胞增殖，具有免疫抑制作用，是一种免疫抑制剂；鸡胚尿囊膜试验还显示铁破锣皂甙K还有抑制微血管生成方面的活性(20μg／ml)；其作用机理值得深入研究。这项研究工作为寻找开发新药的先导化合物及进一步开发和利用铁破锣这一丰富的药用植物资源奠定了坚实的基础。关键词铁破锣属铁破锣化学成分环菠萝蜜烷型三萜皂甙齐墩果酸型三萜皂甙铁破锣皂甙A-Q铁破锣酸药理活性钙离子受体拮抗活性免疫抑制活性抑制血管生成活性化学成分与民间疗效结果与讨论一、结构解析举例1．铁破锣皂甙B(beesiosideB，BC-12)的结构测定化合物BC-12，白色无定型粉末，mp.250-252℃(CHCl3-MeOH)，[α]D20十13．6。(CHCl3MeOHl：1，c，0．11)，Liebermann-Burchard反应阳性，Molish反应阳性，薄层水解检识有木糖(BAW4：1：1)。FAB-MS显示m／z623[M十H]+，结合1H和13CNMR谱数据推测其分子式为C35H58O9，不饱和度为7。BC-01BC-02BC-03BC-04BC-05R=H*BC-07gbc-24R=Gicgbc-08bgc-09*BC-14*BC-10R=COCH3*BC-13R=COCH3*BC-14*BC-10R=H*BC-13R=H＊BC-16gbc-32*gbc-18＊gbc-19R=H*gbc-20gbc-21R=COCH3gbc-25R=OH*gbc-22R=H*gbc-23gbc-26*gbc-27Fig1Structureschemicalconstituentsisolatedfrombeesiacalthaefolia(Maxim.)Ulhr.IR谱在3600-3100及1045，1065cm-1出现强吸收，示甙类化合物；FAB-MS和EI-MS出现基峰m／z143(离子a)，及失水峰m／z125(离子b)，提示分子中存在部分结构A(25-羟基-20，24-环氧残基)，这是ocotillone型三萜的典型特征；1HNMR谱中δ3．93(1H，t，J＝8.0HZ可以归属A结构中的H-24，其13CHMR谱数据同beesiosideⅢ比较一致，证明A部分结构的存在。lHNMR谱高场区显示一对AB系统质子的信号[δ0.35(1H，D，J＝3.6Hz，19-H)，o，58(1H，d，J＝3.6Hz，19-H)]，七个叔甲基质子的单峰信号[δ0294，1.00，1.31，1.36，1.59，1.68(2×CH3)]，提示该化合物的骨架为环菠萝蜜烷型三萜。糖的端基氢信号出现在δ4.84(1H，d，J＝7．6Hz)，说明甙键为β构型。低场区除了木糖质子和H-24信号外，还显示2个连氧碳上的质子信号[δ4.81(1H，m，Hz)，4.14(1H，m，同H-3'重叠，Hx)]。13CNMR谱共显示35个碳信号。一组碳信号[δ107．45，75．53，78．52，71．26，67．05]可归属为木糖的C-1～C-5。低场区除了C-3和A部分结构碳信号外，还显示2个连氧碳信号[δ72.07，73.10]。1HNMR谱中17位氢出现在δ2.76(1H，d，J＝8.4Hz)，考虑化合物的不饱合度，说明16位有羟基取代；1H-1HCOSY谱中δ4.8l(Ha，H-16)与δ2．76(H-17)相关，还与δ2.15(1H，m，H-15)和δ1．93(1H，m，H-15)两个氢相关13C-HCOSY谱中，δ72.07与84.81(Ha，H-16)相关5根据偶合常数(J16,17)大小可判断16经基与17位侧链处于顺式位置，因此确定16位经基