化学学报 ACTA CHIMICA SINICA 1994, 52, 722-726 中药升麻的化学成分 田. 升麻昔 C 和升麻昔 D 的化学结构 李从军 * 陈迪华肖培根 ( 中国医学科学院药用植物资源开发研究所北京 100094) 摘要从中药升麻的地道药材之 d 兴安升麻 [Cimicifuga dahurica (Turcz.) Maxim.] 的根茎中分得 两个新的环菠萝蜜烧型二蔽双糖苦, 分别命名为升麻背 C(cimiside C 1) 和升麻音 D(cimiside 0 2). 它们的结构经 IR, MS, IH 和 13C NMR, IH 一 IH COSY, IH-1H TOCSY I)C- 1 H COSy, 13C-1H COLOC 及 DEPT 测定, 确定为 (23R, 24R)- 24 一异乙毗氧基 shengmano1-3-0-ß-d-p 比喃木糖 -15-0-{ì-D-U 比喃葡萄糖背手 U(23R, 24R)-24 一异乙耽氧基 shengmano1-3-0 一卢 -D 一毗喃来苏糖一 15-0-{J-D-P 比喃葡萄糖背. 关键词 兴岁升麻, 升麻苦 C, 升麻苦 D 在对兴安升麻 [Cimicifuga dahurica (Turcz.) Maxim.] 根茎化学成分的研究中, 我们从其正 T 醇提取物中又分得两种新的环夜萝蜜皖塑三瞄 (cycloartane triterpenoid) 双糖昔, 分别命名为升麻昔 C(cimiside C, 1) 和升麻昔 D(cimiside D, 2). 本文报道它们的结构测定. 1 为无色结晶, 其 FABMS 给出 m / z 84 1[ M--IL 因而其分子量为 842. 结合元素分析 lh 和 13C NMR 谱信息推出其分子组成为 C43H700 16' 不饱和数为 9. 其 IR 中的 1740cm- 1 吸收峰, lh NMR 谱的 c'ì 2.28ppm(3H, s, CH 3 ) 及 13C NMR 的 c'ì 17 1.3, 2 1.1 ppm 共振信号均表明 1 分子中存在一个乙眈氧基. t 的 Molish 阳性反应及 lh NMR 谱中 c'ì 4.84ppm(lH, d, J= 7.2Hz) 和 c'ì 5.01ppm(1 H, d, J= 7.49Hz) 信号, 则提示 1 中存在两个卢型糖基 ; 进一步经酸性水解, TLC 及纸层析检出 D 一木糖和 D 一葡萄糖. 1 的 I3 C NMR 谱中 41 个共振信号代表 43 个碳原子, 扣除己述及的乙酷氧基和两个糖部分, 剩下的 30 个眼信号提示其届三席类化合物. 1 的 I H NMR 谱中 c'ì 0.30 和 c'ì 0.61ppm( 各 lh, d, 环丙皖两个氢 ) 此 0.92, 1.08, 1.21, 1.36, 1. 53ppm( 各 3H, s, 5 x CH 3 ) 和 c'ì 1.27ppm(6H, s, 2 x CH 3 ) 信号, 表明 1 属于升麻属植物的特征性成分一一环截萝蜜皖型三席类成分. 其 1 帖母核部分具有的六个不饱和数 六个氧取代碳及六个含氧取代基要求其中具有 个含氧杂环, 进 ' 步推知 c 103.0ppm(DEPT 说明为季碳原子, 16-C) 的信号为半缩酬共振峰, 由此类化合物的生源建议该半缩酣结构存在于 16-C 和 23-C 之间, 即 16-C, 17-C, 20-C, 22-C 和 23- C 构成一个含氧六元环. 1 的 lh 一 lh TOCSY 中 23-H( c'ì 4.53ppm), 22-H(c'ì 1.46, 2.08ppm), 20-H(<5 1.78ppm), 17-H(c'ì 1. 91ppm) 和 21-H( <5 0.92ppm) 的信号彼此存在相关点, 表明它们为一个自旋系统, 进一步证实 22-C 没有含氧取代基, 而 23-C 氧取代基必与 1993 年 3 月 1 日收到, 修改稿于年 5 月 19 日收到本文第 E 报见化学学报, 1994, 刀, 296. 高等学校博七 点基金资助的项目.
化学学报 ACTA CHIMICA SINICA 1994.723. 16-C 形成环状内酶, 以满足不饱和度的安排 13C 一 lh COLOC 谱图中 23-H InJ 16-C 问存在远程相关关系的事实更确证了这一内酿即 16-C 半缩酬结构的存在. 1 的 DEPT 135 在 15 43ρppm 附近没有亚甲基碳信号, 摹于这事实并参考有关文献 ll], 推定 15-C 位应有含氧取代基, 并由 13C NMR 谱高场甲基碳信号 12.7ppm(28-C) 确定 15-C 的含氧取代基同该甲基空间取向相同, 即亦为 α 构型 I2]; 在 13C 一 lh COLOC 谱 e 勺 z 7.3 5Hz) 中, 氢信号 1. 27ppm(6H, 28-H 与 29-H 重叠 ) 与碳信号 15 95.4ppm 存在远程相关关系, 故不仅归属了该碳信号为 15--c, 俨而且根据其较低场的化学位移推测 15-C 亦为糖的昔化位置 c 88 柳 m 的信号显然归属于音化的 3 --c). 前已述及 1 中存在 D 一木糖和 D 一葡萄糖两个糖基且兰瞄昔元上有 3-C 和 15-C 两个音化 位置, 为证实它们的连接方式, 我们进行了 NOE 差谱实验. 即照射糖端基氢信号 4.84ppm(b 人 13C 一 lh COSY, lh 一 lh COSY 和 lh-1h TOCSY 中可知该信号为木糖端基质子 ) 时, 除引起木糖 2' -H(ð 4.01ppm), 3'-H(ð 4.1 8ppm) 和 5'-H(ð 3.75ppm) 信号增益外, 还引起 3.49ppm 信号的增益, 该氢在 13C 一 lh COSY 中间 88.6ppm 的碳信号相关, 在 lh 一 lh TOCSY 中则与 l-h(ð 1. 61 和 15 1.25ppm), 2-H(ð 1. 95 和 15 2 万 ppm) 彼此相关 ( 构成一个自旋系统 ), 故证明 3- C 连接卢 -D 一木糖基 ; 照射另 糖端基氢信号 5.01 ppm ( 葡萄糖的 1" -H) 时, 除葡萄糖上的 2" -H(ð 3.95ppm) 和 3 I! -H(ð 4.1 6) 增益外, 亦导致单峰信号 4.20ppm( 在 13C-1H COSY 中与玩 95.4ppm 相关, 在 13C_ 1 H COLOC 中与 ðc 103. Oppm 的信号相关 ) 的增益, 由此确证了 15a 一位卢 -D 一葡萄糖取代的事实. 根据 1 的 A 环部分的碳化学位移, 参照有关文献 [ 坷, 不仅进一步确定了卢 -D 一木糖基处于 3 卢 -C 位, 而且由 3a-H 的偶合常数 (dd, J 1 = 11.5Hz, J 2 = 4.2Hz) 判断 A 环呈椅式构象 αh 与非 H 都处于竖键位置, 与 2α-H 两面夹角约 60 0 ) 13C 一 lh COLOC 谱中, 25-C 的两个借甲基氢信号 1.3 6 和 15 1.53ppm 分别显示同季碳信号 72.6ppm 和叔碳信号 15 78.6ppm 存在相关点, 前者显然归属于 25-C 共振信号, 后者则必为 24-C 的化学位移, 且该碳 (15 78.6ppm) 所连氢的信号 5.05ppmC 3 C 一 lh COSY) 在 COLOC 谱中与 15 17 1. 3ppm 的乙酷氧基殷基碳信号存在相关点, 因而确证 24-C 存在乙酷 氧基取代. 比较 1 与 (23R, 24S)-24-0 一 aωtylhydroshengmanol xylside[ 坷的 13C 化学位移, 发现 1 的 24-C 明显高场位移 (Að= 4. Oppm), 而 23-C 和 25-C 则分别低场移 21 OAc 嚣, OH 1. 6ppm 和 15 1. 5ppm, 表明该两个化合物间 的差异除存在于 15-C 的含氧取代基外, 还 存在于 24-C 的取代情况. 在经由 13C 一 lh COSY 和 13C 一 lh COLOC 确证 1 的 24 RO 上存在乙酷氧基取代后, 这种差别必然因 不同的构型而引起, 即据此推测 1 的 24-C 的绝对构型为 R. 至此, 升麻昔 C(1) 的结构被确定为 (23R, 24R)-24 一异乙酷氧基 -Shen 伊 mnol-3-0 一卢一 D 一毗喃木糖一 15-0 一卢 -D 一口比喃葡萄糖昔. l j 28 ~.~ '...0 日 /\ LS 如二 o L 29 30" 4,{?H 'x H0 3=l2- OH I R=β -D- 水黯 (23R, 24Rh 2 R=β -D- 来都蜻 (23R, 24R) 2 为白色粉末状结晶, 其 FAB-MS 给出 m / z 841[M-l] 一, 因而分 f 量为 842. 结合 lh,
. 724' 化学学报 ACTA CHIMICA SINICA 1994 13c NMR 信息 推出其分子组成亦为 C43H70016' 不饱和数为 9. 2 的各种谱图均与 1 相似. 其背元的 13C NMR 共振信号均与 1 相对应 ( 表 1), 不仅表明 2 与 1 具有相同的音元, 且其昔化位置亦相同, 即 3 卢 -C 和 15α- c, 'H NMR 谱中 ð 4.76ppm(d, J=7.49Hz) 和 ð 5. ppm(d, J= 7.75Hz) 信号, 表明 2 中两个卢型糖基的存在. 与 1 的 'H NMR 谱对照, 2 的 lh NMR 谱中也存在一组葡萄糖基的氢信号 ( 实验部分 ). 2 的酸性水解液中检出 D 一葡葡糖和 D 一来苏糖. 在 NOE 差谱实验中, 当照射糖的端基氢信号 5. ppm 时, 引起的 NOE 增益信号谱图与 1 的 NOE 差谱实验中照射葡萄糖端基质子信号 (ð 5.01ppm) 引起的增益情况相间, 即 15 卢 -H (ð 4.15ppm), 葡萄糖的 2" -H(ð 3.92ppm), 3" -H(ð 4.l 4ppm) 和 5" -H(ð 4.18ppm) 均有增 益, 因而证明了 2 的 15α-C 被 D 一葡萄糖昔化 ; 而照射另一个糖的端幕氢 ð 4.76ppm 时, 引起 3ß-H((j 3.45ppm, dd, J, = 1 1. 64Hz, J 2 = 4.20Hz) 的增益, 故该糖即 D 一来苏糖连接于 3 时 :. 2 的 13C NMR 信号扣除昔元及葡萄糖基部分, 剩余的丘个碳信号 107.6, 72 从 74 怠 69.5 和 66.8ppm 根据文献 [4] 亦鉴定为来苏糖. 综上所述, 确定 2 的结构为 (23R, 24R)-24 一异乙酷氧基 -shengmanol-3-0-ß-d 一口比喃来苏 糖一 15-0-ß-D 一毗喃葡萄糖昔. 根据 1 的各种光谱信息, 特别是二维谱图显泊的相关关系, 并参照文献, 对 1 的碳 ( 表 1) 氢信号 ( 表 2) 进行了归属, 并经与 1 的 'H 13C 化学位移比较, 指定了 2 的各碳信号 ( 表 1) 及部分氢信号 ( 实验部分 ) 的归属. 表 1 1 和 2 的 13C NMR ð 值 (ppm) 碳序 l(dept) 2 碳序 l(dept) 2 32.6(CH 2 ) 32.7 26 28.4(CH,) 28.4 2 30.2(CH 2 ) 30.1 27 27.0(CH)) 27.0 3 88.6(CH) 88.7 28 12.7(CHJ 12.8 4 41.4(C) 41.5 29 25.7(CH,) 25.8 5 47.8(CH) 47.8 30 15.4(CH,) 15.5 6 21.5(CH 2 ) 21.6 Xy1 l' 107.6(CH) 7 25.7(CH 2 ) 25.8 2' 75.5(CH) 8 49.2(CH) 49.4 3' 78.4(CH) 9 20.3(C) 20.3 4' 71.2(CH) 10 26.8(C) 26.8 5' 67.1(CH 2 ) 11 26.4(CH 2 ) 26.5 Lyx l' 107.6 12 32.8(CH 2 ) 32.9 2' 74.6 13 42. l(c) 42.2 3' 72.9 14 47.7(C) 47.8 4' 69.5 15 95.4(CH) 95.5 5' 66.8 16 103.0(C) 103.0 Glc 1" 105.5(CH) 105.6 17 59.7(CH) 59.7 主 " 75.4(CH) 75.4 18 20.2(CH,) 20.3 3ν 78.5(CH) 78.4 19 31.J(CH) 31.2 4" 70.2(CH) 70.0 20 27.J(CH) 27.2 5" 78.3(CH) 78.6 21 23.0(CH,) 23.1 6" 61.5(CH 2 ) 61.4 22 32.3(CH 2 ) 32.4 OAc 17 1.3(C) 17 1.5 23 76. l(ch) 76.2 21.1 (CH)) 21.2 24 78.6(CH) 78.6 25 72.6(C) 72.6
化学学报 ACTA CHIMICA SINICA 1994.725. 表 2 1 的 lhnmrδ 值 (ppm) 位序 A 有 f 序 8 1.36(1 H, m); 1.61 (1 H, br d) 26 1. 53 (3 H, 1.95( 1H, m); 2.350H,d, J= 1O.9Hz) 27 1.3 6(3H 咱 s) 3 3 别 (l H, dd, J 1 = I 1.5Hz, 在 = 4. 1Hz) 28 1.27(3H,5) 5 1.35' 29 1.27(3H,5) 6 0.87(1 H, d); 1.61(I H, br d) 30 1.08(3H, 7 1.34; 2.04( 各 1H, m) Xyll' 4.840H, d, J = 7.2Hz) 8 1.78(1 H, m) 2' 4.010H, (, J= 7.8Hz) 11 1. 17, 2.66( 各 IH, d) 3' 4.18(m)' 12 1.46; 1. 63( 各 IH. brd) 4' 4.20(m), 15 4.22(lH,5) 5' 3.750H, (, J= 1O.6Hz); 17 1.9J(1H, d, J= 8.3Hz) 4.36(1H, dd,.t1 = 1 1. 5 日 z, 18 1.21(3H,5) J 2 =4.4Hz) 19 0.30; O.ω( 各 IH.d) Glcl" 5.0I(lH, d, J= 7.5Hz) 20 1.78(1H, m) 2" 3.95(lH, (. J= 8.IHz) 21 0.92(3H, d, J = 5.4Hz) 3" 4.16(m)' 22 1.46( 1 H,br d); 2.08( 1 H d, J=1 古 7Hz) 4" 4.4O(IH, (..T=9.3Hz) 23 4.53 (1 H 句 d, J=I 1.3 Hzl 5μ 4.23(m), 24 5.05(1 H, br s) 6" 4.530 H, d, J = II.3Hz) 4.65(lH, d,j = 11.6Hz) OAc 2.28(3H, * 为重叠. 1 实验 熔点用 Fisher-Johnne 型显微熔点仪测定, 温度计未校正. 核磁共振谱用 Bruker AM-500 型仪测定, C 5 D 5 N 为洛剂及参考标准 13C 一 lh COLOC 的远程偶合常数 2.3J = 735Hz. 旋光用 Perkin-Elmer 241 型仪测定. 兴安升麻生药于 1991 年 8 月采自辽宁省本溪市南芬区. 1.1 提取分离 如前报 [5J 将 50.0g 正丁醇提取物进行硅胶柱层析, CHC1 3-CH30H 系统梯度洗脱, 每流分 25 伽 L 第 70-76 流分合并 (5 : 1 CHC1 3 -CH 30H), 回收洗脱剂得 5.5g 白色粉末. 该粉末经中 压柱层析, 以 20 : 1 CHC1 3-CHpH 洗脱, 每流分 2 ml, 第 3 流分得 1. 5g 固体物, 丙酬溶 液中析出结晶 3 mg. 该结品经硅胶 (50.0g) 柱层析, 10: 1 乙酸乙醋一甲醇洗脱, 第 6-10 流分 合并, 得 40. 伽 19 无色结晶 2; 第 13-18 流分合并, 得 78. 加 19 无色结晶 1. 1 m.p. 210-2qt( 丙酣 )-ME o (c054, CH30HL C43H700l6 2H20( 计算值 : C, 58.76: H, 8.20. 实测值 :C 5 览 8.56 协 6: H, 8.25.). v 斗 zπmë 116ω0, 110 0, 108 创 0, 1ω03 到 0, 9 锦 8 阮 m 一斗 1. FAB-MS: m/ z 84 1[M-lr. ðc 和也数据分别见表 l 和表 2. 2 m.p. 2 伺川 ~ 寸 2 瞅 ( 甲嗨唰醇酣 ). [IXω]ii' μ 十吃旷 222 6ω0.63 卫 : H, 8.34. 实测值 :C 巳, 6ω0.53 玉 : H, 8.30ω). v 飞怡 I 宵 ma 1 口 15 到 0, 107 叩 0-10ω120 创 (brο), 9 伽 m- 1. ðh (C 5 D 5 N, 5 MHzr 0.28, 0.58( 各 lh, d, J= 3.86Hz, 19-H2), 0.91(3H, d, J=6.39Hz, 21-H), 1.02,1.20,1.22,1.25,1.35, 1. 51( 各 3H, s, 6 x CH3), 1.89(IH, d, J = 8.68 尬, 17-H), 2.27( 班, s, OAc), 3 届 (l H, dd, J1=l1.64Hz, J 2 =4.20Hz, 31X-H), 4.l5(lH, s, 15ß 一
.726. 化学学报 ACTA CHIMICA SINICA 1994 H), 4.52(1H, dd, J 1 =12.11Hz, J 2 =3.25Hz, 23-H), 5.03(1 H, br s, 24-H), 5.00(1H, d, J=7.75Hz, 葡萄糖端基氢 1" -H), 3.92(1 H, t, J=8.5Hz, 2" -H), 4.l4(1H, m, 3" -H), 4.42(1 H, t, J=8.58, 7.39Hz, 4" -H), 4.l8(1H, m, 5" -H), 4.61, 4.50( 各 lh, d, J= 1O.47Hz, 6" -H), 4.76(IH, d, J= 7.49Hz, 来苏糖端基氢 l' -H), 4 到 (1 H, t, J=9.5Hz, 来苏糖氢 ), 4.28(2H, dd, J 1 = 1505Hz, J 2 = 3 升, 2.61Hz, 5' -H), 4.l2(1 H, d, J=9.8Hz, 来苏糖氢 ), 3.78(IH, d, J= 1126Hz, 来苏糖氢 ). FAB-MS: m/ z 84 l[m 一 lf. ðc 数据见表 1. 致谢 : 本文的核磁共振实验在北京微量化学研究所进行, 作者深致谢意. 参考文献 l 龚运淮著 " 天然有机化合物的 13C 核磁共振化学位移 " 江南科技出版社, 昆明, 1986, 第 128. 2 Radics, L Kajtar-peredy, M.; Corsano, S.; Stando!i, L., Tetrahedron Lett, 1975,48,4278 3 水村修, 楼 Jt 信 -f, 永井 E 博, 井上降犬._ 擎幸在苔, 1982, 102, 538. 4 龚运淮著, 天然有机化合物的 13C 核磁共振化学位移, 云南科技出版社, 昆明, 1986, 第 403 页, 5 李从卒, 陈迪华, 肖培根, 药学学报, 1993,28,777 Chemical Constituents of Traditional Chin 臼 edrug "Sheng-ma" (Cimicifuga Dahurica) m, Structures of Cimiside C and Cimiside 0 Li, Cong 一 Jun * Chen, Di-Hua Xiao, Pei-Geng (Institute o{ Medicinal Plant Development, Chinese Academy o{ 凡 fedical Scien c, 凹, Beijing, ω0094) Abstract Our chemical investigation on the rhizomes of Cimicifuga dahurica has led to the isolation of two new cycloartane trite 甲 enoid glycosides cimiside C(l) and cimiside D(2). By m 回 ns of analysis of spectral eviden :s (IR, MS, 1 H and 13C NMR, 1 H 一 1H TOCSY, 13C 一 l H COSY, l:1clh COLOC as well as DEPT), we have established the 让 structures as (23R, 24R}-24-epiaωtylhydroxyshengmanol-3-0 一卢 '-D--xylopyranosid~ 15-0-ß-D--glucopyranoside (1) and(23 R, 24 R}-24-epiacetylhydroxyshengmanol-3-0 一卢 -D-lyxopyranosid~ 15-0 一卢 -D--glucopyranoside (2). This is the first report of the two triterpenoids isolated from Cimicifuga plants bearing two glycoside chains respectively in their structures.