生姜内酯的分离与结构表征*

许浩然，谭小燕，彭晓姣，黄冕，黄静

(1.四川大学华西药学院，四川成都 610041;2.重庆三峡医药高等专科学校，重庆万州 404120)

生姜内酯的分离与结构表征*

许浩然1，谭小燕2，彭晓姣1，黄冕1，黄静1

(1.四川大学华西药学院，四川成都 610041;2.重庆三峡医药高等专科学校，重庆万州 404120)

从荜澄茄药材粗粉中分离得生姜内酯晶体(1)，其结构经NMR和X-射线单晶衍射分析确证。1的晶体为单斜晶系，空间群P21/c，晶胞参数a=8.780 9(5)Å，b=19.923 9(9)Å，c=7.139 1(4)Å，β=107.299 (6)°，V=1 192.49(10)Å3，Z=4，F(000)=512.0，R1=0.049 3，wR2=0.109 4。1为首次从樟科植物中发现，由于其具有罕见的三环骈双内酯结构，其完整的结构表征对类似化合物的结构鉴定具有重要的参考价值。关键词:樟科;木姜子属;荜澄茄;山鸡椒;生姜内酯;分离

荜澄茄(Litseae Fructus)为樟科木姜子属植物山鸡椒Litsea cubeba(Lour.)Pers.的干燥成熟果实，收载于《中国药典》(2010版)，具有温中散寒，行气止痛之功效，民间亦作为食物或调料使用［1］。该植物主产于我国长江以南各省区直至西藏，东南亚各国也有分布［2］。现代药理研究表明荜澄茄具有抗炎、抗菌、抗氧化、平喘、抗过敏、抗血小板凝集、抗心律失常及心肌缺血等多种活性［3］。国内外对山鸡椒化学成分进行过一些研究，发现其主要成分是挥发油、脂肪酸，以及生物碱、甾醇及其苷类等成分［4］。由于生物碱成分常常是药用植物中的活性成分，因此针对山鸡椒中生物碱成分的研究也相对较多。但到目前为止，针对山鸡椒中生物碱成分的研究都集中以该植物的地上部分如树皮、材和茎以及地下部分根和根茎为研究对象［5-6］。

本课题组在对山鸡椒果实-荜澄茄中生物碱成分进行系统分离研究的过程中，意外获得一针状结晶，经波谱及X-射线单晶衍射分析，最终鉴定为生姜内酯(1，Chart 1)［7-8］，为首次从樟科植物中发现，第三次在天然界中发现。由于1具有一种罕见的三环骈双内酯结构，其完整准确的结构表征具有良好的参考价值，故本文详细地报道了该化合物的结构表征过程。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Bruker AV-400型和Varian INO-VA400/54型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);Agilent Xcalibur E型X-射线单晶衍射仪。

荜澄茄药材，于2012年4月采自重庆市开县和谦镇五合村小河山，由黄静教授鉴定其原植物为山鸡椒Litsea cubeba(Lour.)Pers.;硅胶G，青岛海洋化工有限公司;其余试剂为分析纯。

1.2 1的提取与分离

荜澄茄药材粗粉3.2 kg用石油醚(60℃～90 ℃)回流提取三次(每次2 h)脱脂得脱脂药材A。A用0.1 mol·L-1盐酸浸泡过夜，转入渗滤筒渗滤至无生物碱反应为至，得渗滤液(约40 L)B。B用氨水碱化至pH＞10，用乙酸乙酯(3×20 L)萃取，合并萃取液，减压浓缩，残余液用0.1 mol· L-1盐酸(3×4 L)萃取，合并萃取液，用氨水碱化至pH＞10;用二氯甲烷(3×2 L)萃取，合并萃取液，减压浓缩得生物总碱22.3 g，经硅胶柱层析［梯度洗脱剂:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=30∶1～1∶1］分离得6个部分。第1部分再经硅胶柱层析［梯度洗脱剂:V(环己烷)∶V(丙酮)=30∶1～1∶1］纯化得无色针状晶体1 200 mg。

1.3 晶体结构测定

将单晶1置衍射仪上，在298(2)K用经石墨单色器单色化的MoKα射线，以ω-θ扫描方式(6.32°≤2θ≤57.72°)共收集衍射点数据5 572个，其中独立衍射点2 752个(Rint=0.018 0，2 752/0/157)。所有数据进行Lp因子校正和吸收校正，使用OLEX2和SHELXL程序由直接法、最小二乘法分析解出结构。

2 结构表征

2.1 NMR

1的1H NMR谱图显示3个特征的CH3信号［δ:1.38(s，3H，11-H)，1.34(s，3H，12-H)，1.42(s，3H，13-H)］外，显示的其他信号均为脂肪族氢信号［δ:3.48(d，J=6.4 Hz，1H，1-H)，2.90(dd，J=6.4 Hz，3.2 Hz，1H，2-H)，1.74 (dt，J=12.8 Hz，4.0 Hz，1H，3-H)，1.43(dd，J=14.8 Hz，4.0 Hz，1H，4-Ha)，1.88(brd，J= 14.8 Hz，1H，4-Hb)，1.56(td，J=13.6 Hz，4.4 Hz，1H，5-Ha)，2.03(brd，J=13.6 Hz，1H，5-Hb)，1.83(dd，J=15.2 Hz，3.6 Hz，1H，7-Ha)，1.96(dd，J=15.2 Hz，3.2 Hz，1H，7-Hb)］。由于除甲基信号外的脂肪族氢信号彼此之间存在很复杂的偶合关系，难以直接进行分析，需要进一步借助其他波谱技术分析。

1的13C NMR谱图显示了共计13个碳信号，其中比较特征的信号分别是2个羰基信号［δ 164.6 (C9)和δ 165.1(C8)］，以及2个含氧取代碳信号［δ 80.5(C6)和δ 84.9(C10)］，其他信号均为脂肪碳信号［δ 44.3(C1)，28.2(C2)，38.9(C3)，18.4 (C4)，36.4(C5)，80.57(C6)，35.2(C7)，84.9 (C10)，28.0(C11)，26.1(C12)，28.8(C13)］。

1H NMR和13C NMR谱提示1的结构不属于常见的天然产物结构类型，属于比较特殊的结构类型。

1的HMQC谱图显示，1的13个碳信号中分别有3个甲基［δH1.38(s，3H)与δC28.0，δH1.34 (s，3H)与δC26.1，δH1.42(s，3H)与δC28.8相关］，3个亚甲基［δH1.43(dd，J=14.8 Hz，4.0 Hz，1H)，1.88(brd，J=14.8 Hz，1H)与δC18.4，δH1.56(td，J=13.6 Hz，4.4 Hz，1H)，2.03(brd，J=13.6 Hz，1H)与δC36.4，以及δH1.83(dd，J= 15.2 Hz，3.6 Hz，1H)，1.96(dd，J=15.2，3.2 Hz，1H)与δC35.2相关］，3个次甲基［δH3.48(d，J=6.4 Hz，1H)与δC44.3，δH2.90(dd，J=6.4 Hz，3.2 Hz，1H)与δC28.2，δH1.74(dt，J=12.8 Hz，4.0 Hz，1H)与δC38.9相关］，以及4个季碳信号(δC165.1，164.6，84.9和80.5)。

进一步分析1的HMBC谱图，甲基氢信号δH1.38(s，3H)与δC36.4(CH2)，35.2(CH2)和80.5(C)存在远程相关。另2个甲基氢信号δH1.34(s，3H)和1.42(s，3H)同时与δC84.9(C)和38.9(CH)存在远程相关，且彼此之间也存在远程相关关系，提示这2个甲基应链接在同一碳上。在此基础上，从上述的数据出发进行跟踪远程相关关系分析:δH1.56(td，J=13.6 Hz，4.4 Hz，1H)和2.03(brd，J=13.6 Hz，1H)同时与δC18.4(CH2)，38.9(CH)和35.2(CH2)相关; δH1.83(dd，J=15.2 Hz，3.6 Hz，1H)和1.96 (dd，J=15.2 Hz，3.2 Hz，1H)与δC 28.2(CH)，38.9(CH)和36.4(CH2)相关;δH1.43(dd，J= 14.8 Hz，4.0 Hz，1H)和1.88(brd，J=14.8 Hz，1H)同时与δC28.2(CH)，38.9(CH)和84.9(C)相关;δH2.90(dd，J=6.4 Hz，3.2 Hz，1H)则与δC44.3(CH)，38.9(CH)，18.4(CH2)，80.5 (C)，35.2(CH2)，165.1(C)，164.6(C)和84.9 (C)共计6个碳信号存在远程相关，提示δC44.3的碳原子为三环体系中的中心原子。

基于上述分析，推测1为一具有三环骈双内酯骨架的结构(Chart 1)，将1的波谱数据与文献报道［7］的数据对照，两者基本一致，故确定1为生姜内酯。

为了进一步确证1的结构，对其进行X-射线单晶衍射分析，结果见图1。结构分析表明，1的晶体为单斜晶系，空间群P21/c，Mr=238.27(C13H18O4)，晶胞参数a=8.780 9(5)Å，b=19.923 9(9)Å，c=7.139 1(4)Å，β=107.299(6)°，V=1 192.49(10)Å3，Z=4，F(000)=512.0，F2=1.044，μ=0.098 mm-1，R1=0.049 3，wR2=0.109 4，全部R1=0.072 6，wR2=0.124 3，ρcalc=1.327 mg·mm-3。

图1 1的分子结构图Figure 1Molecular structure of 1

3 讨论

自然界中的双内酯结构并不多见，且一般两个内酯环并不相连或仅成螺环相连，即便是在有关合成的文献中该骈双内酯的骨架也鲜有报道，而且在为数不多的已知双内酯结构中还有不少表现出较强的肿瘤抑制活性，如从竹柏中发现的二萜双内酯类成分［9］以及从曲霉属、核盘菌属微生物中发现的四降二萜双内酯类衍生物［10］。

尽管1已不是首次从天然产物中发现，但其所具有的罕见的三环骈双内酯结构在天然产物中也仅仅只有两例报道，分别发现于姜科姜属［7］和唇形科青兰属［8］，在樟科植物中为首次发现。

本课题组是在研究荜澄茄的生物碱成分时意外获得1，而且其含量比较可观。虽然Shuang Yang等［8］发现其对人肺癌A549细胞系仅显示较弱的细胞毒性，但是该类化合物在天然产物中的分布、种类、含量以及其生物活性仍然显示出极大的研究价值和广泛的应用前景，有待进一步的深入研究。

［1］国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部) ［M］.北京:中国医药科技出版社，2010:219-220.

［2］中国科学院《中国植物志》编委会.中国植物志31卷［M］.北京:科学出版社，1982:271.

［3］周宏辉，葛发欢.山鸡椒化学成分和药理作用的研究概况［J］.中药材，1990，13(9):43-45.

［4］Nisha Agrawal，Amit Singh Choudhary，Mahesh Chandra Sharma，et al．Chemical constituents of plants from the genus Litsea［J］.Chemistry＆Biodiversity，2011，8:223-243.

［5］谢海辉，张凤仙，魏孝义，等.木姜子属生物碱的研究概况［J］.热带亚热带植物学报，1999，7(1):87-92.

［6］朱超兰，杨培明.豆豉姜的化学成分分离和结构鉴定［J］.中国医药工业杂志，2007，38(8):558-560.

［7］彭卫新，张阳德，杨科，等.罗平产生姜的化学成分［J］.云南植物研究，2007，29(1):125-128.

［8］Shuang Yang，Limei Wang，Xiaojiang Guo，et al．A new flavonoid glycoside and other constituents from Dracocephalum moldavica［J］.Natural Product Research，2013，27(3):201-207.

［9］徐亚明，方圣鼎.罗汉松科植物中化学成分的研究I.竹柏中的抗肿瘤成分［J］.化学学报，1989，47 (11):1080-1086.

［10］Zhenwei Zhang，Lei Miao，Weizhang Sun，et al．Wentilactone B from Aspergillus wentii induces apoptosis and inhibits proliferation and migration of human hepatoma SMMC-7721 cells［J］.Biological＆Pharmaceutical Bulletin，2012，35(11):1964-1971.

Isolation and Structure Characterization of Zingiberolide

XU Hao-ran1，TAN Xiao-yan2，PENG Xiao-jiao1，HUANG Mian1，HUANG Jing1

(1.West China School of Pharmacy，Sichuan University，Chengdu 610041，China; 2.Chongqing Three Gorges Medical College，Wanzhou 404120，China)

Zingiberolide(1)was isolated from Litseae Fructus.The structure was confirmed by NMR and X-ray single crystal diffraction.The crystal of 1 belongs to monoclinic system，space group P21/c with a=8.780 9(5)Å，b=19.923 9(9)Å，c=7.139 1(4)Å，β=107.299(6)°，V=1 192.49 (10)Å3，Z=4，F(000)=512.0，R1=0.049 3，wR2=0.109 4.1 was firstly found from Lauraceae family.Because the rare tricyclic parallel dilactone structure of 1，the detail characterization is valuable for similar nature products.

Lauraceae;Litsea cubeba;Bichengqie;Shanjijiao;Zingiberolide;isolation

R284.2

A

1005-1511(2014)03-0389-03

2014-04-15

许浩然(1988-)，男，汉族，湖北宜昌人，硕士研究生，主要从事天然药物化学的研究。

黄静，教授，博士生导师，Tel.028-85503045，E-mail:huangj_pharm@scu.edu.cn