纈草化學(xué)成分的研究

樊 浩李玉澤嚴(yán)淑婷黃文麗張化為姜 祎鄧 翀宋小妹

（1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，陜西咸陽 712046；2.陜西省中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西咸陽 712046）

纈草為敗醬科植物纈草屬植物纈草Valeriana officinalisL.的干燥根［1］。主要集中于我國陜西秦嶺一帶,廣泛分布于陜西長安、寧陜、藍(lán)田、黃龍等地區(qū),全國均有栽培。其性寒,味辛、苦,歸心、肝經(jīng)。臨床多用于治療失眠、焦慮、不安等神經(jīng)官能癥［2］。該草藥首載于《科學(xué)的民間草藥》,習(xí)稱大救駕、小救駕、抓地虎、七里香等。纈草的生物活性主要集中在對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用,其中包括鎮(zhèn)靜、解痙、抗抑郁、抗焦慮、抗癲癇等［3-5］。近年來研究發(fā)現(xiàn)其在抗菌、抗病毒及保肝護(hù)腎方面也有療效［6-7］。

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究纈草化學(xué)成分,從中分離得到10個(gè)化合物,其中,化合物2～4為首次從纈草屬中分離得到,化合物1、6、9為首次從該植物中分離得到,首次得到化合物1的單晶X射線衍射晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

1 材料

AVANCE型核磁共振波譜儀（德國Burker公司）；YMC-Pack Pro C18半制備色譜柱、LC-6AD型半制備液相色譜儀（日本島津公司）；XtaLAB Synergy衍射儀、Sephadex LH-20 （瑞典GE Healthcare Bio-Sciences AB公司）；DLSB series型低溫冷凝循環(huán)泵（鄭州長城科工貿(mào)公司）；柱色譜硅膠（100～200、200～300目,青島海洋化工廠）；薄層硅膠板（煙臺(tái)江友硅膠發(fā)展有限公司）。其他試劑均為分析純；水為超純水。

纈草購自陜西秦嶺太白,經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院王繼濤高級(jí)實(shí)驗(yàn)師鑒定為敗醬科植物纈草屬植物纈草Valeriana officinalisL.的干燥根。

2 提取與分離

纈草藥材干燥根10.0 kg,粉碎后于80%乙醇回流提取3次,每次1.5 h。合并提取液,減壓濃縮至無醇味,分散于水,分別用石油醚、水飽和正丁醇萃取3次,得石油醚部位14.0 g、正丁醇部位289.0 g。

取正丁醇部位等量于硅膠干法拌樣后,7倍樣品量硅膠上柱,硅膠柱色譜分離,以二氯甲烷-甲醇（80 ∶1、60 ∶1、40 ∶1、20 ∶1、10 ∶1、5 ∶1）梯度洗脫收集餾分,得到8個(gè)組分Fr.1～8。將Fr.2上硅膠柱分離,以石油醚-乙酸乙酯（40 ∶1、30 ∶1、20 ∶1、10 ∶1、5 ∶1）梯度洗脫收集餾分,得到4個(gè)組分Fr.2.1～2.4。將Fr.2.1用凝膠柱色譜進(jìn)行分離,再經(jīng)半制備HPLC純化 （甲醇-水65 ∶35）得化合物6 （24 mg）、7 （21 mg）、8（15 mg）、9 （17 mg）。將餾分Fr.2.2用Sephadex LH-20反復(fù)純化和結(jié)晶得到無色長方形晶體,于丙酮-石油醚中培養(yǎng)單晶,得白色菱晶1 （1.3 g）。餾分Fr.2.3用半制備HPLC純化（甲醇-水42 ∶58）得化合物2 （19 mg）、4 （25 mg）。餾分Fr.2.4經(jīng)凝膠柱色譜（二氯甲烷-甲醇1 ∶1）反復(fù)純化得化合物3 （22 mg）、5 （19 mg）、10 （24 mg）。

3 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1：無色晶體,mp 85～86 ℃,HR-ESIMS m/z：282.134 8 ［M+Na］+,分子式C17H28O3。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：0.80（3H,d,J=6.7 Hz）,0.89,1.09,1.15,2.01（each 3H,each s）,4.78 （1H,ddd,J=1.6,9.0,9.0 Hz,H-8）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：75.2（C-1）,32.7 （C-2）,28.6 （C-3）,27.4 （C-4）,42.5 （C-5）,23.7 （C-6）,43.5 （C-7）,74.8 （C-8）,39.2 （C-9）,39.2 （C-10）,40.2 （C-11）,25.3（C-12）,27.7 （C-13）,20.4 （C-14）,18.7 （C-15）,21.6 （-OCOOCH3）,171.0 （-OCOOCH3）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［8］一致,初步暫定為8-acetoxylpathchouli alcohol。為進(jìn)一步確定研究其結(jié)構(gòu),于丙酮-石油醚中培養(yǎng)單晶,得白色菱晶,經(jīng)單晶X射線衍射確定其結(jié)構(gòu),見圖1,故鑒定為8-acetoxyl-pathchouli alcohol,并得到其晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),見表1～2。

圖1 化合物1單晶X射線衍射分析的分子立體結(jié)構(gòu)Fig.1 Molecular three dimensional structure of compound 1 established by single crystal X-ray diffraction analysis

化合物1單晶X射線衍射的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為分子式C17H28O3,a=8.395 6（2）?,b=12.303 7（3）?,c=15.567 4 （1）?,α=90°,β=90°,γ=90°,V=1 608.06 （7）?3,T=293 K,波長為斜方晶結(jié)構(gòu),1.541 84 ?,晶系空間群P212121,單包密度1.158 g/mm3,Z=4,吸收系數(shù)0.612 mm-1,單包電子數(shù)目616.0,晶體大小0.2 × 0.2 ×0.2 mm3,數(shù)據(jù)收集范圍5 751,9.162°≤2θ ≤151.18°,衍射指表范圍-5 ≤h≤10,-14≤k≤14,-19≤l≤13,反射收集5 751,獨(dú)立衍射點(diǎn)2 977［Rint=0.023 3,Rsigma=0.026 0］,數(shù)據(jù)限制性參數(shù)2 977、0、187,精修后殘余電子密度的峰、谷值為0.21和-0.39,R10.049 7（I ＞2σ （I））和R20.122 0。其晶體數(shù)據(jù)已上傳于劍橋晶體數(shù)據(jù)中心,編號(hào)為CCDC 1998428。

表1 化合物1鍵長Tab.1 Bond lengths of compound 1

表2 化合物1鍵角Tab.2 Bond angles of compound 1

化合物2：無定型粉末,ESI-MS m/z：390.2［M+H］+,分子式C26H47O2。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：5.28 （1H,m,H-5）,5.17 （1H,m,H-6）,5.27 （1H,m,H-8）,5.25 （1H,m,H-9）,5.21 （1H,m,H-11）,5.23 （1H,m,H-12）,2.77（1H,d,J=6.54 Hz,H2-2a）,2.75 （1H,d,J=6.8 Hz,H2-2b）,2.32 （2H,m,H2～7）,2.33（2H,m,H2～10）,2.09 （2H,m,H2～4）,2.01（2H,m,H2～13）,1.62 （4H,m,2×CH2）,1.27（6H,m,3×CH2）,1.28 （6H,m,3×CH2）,1.20（12 H,brs,6×CH2）,0.85 （3H,t,J=6.6 Hz,CH3-26）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：180.1 （C-1）,130.5 （C-5）,130.4 （C-6,8）,130.1 （C-9）,128.5 （C-11）,127.9 （C-12）,34.3 （-CH2）,32.2（-CH2）,32.0 （-CH2）,29.8 （-CH2）,29.7（-CH2）,29.6 （-CH2）,29.5 （-CH2）,29.4（-CH2）,29.3 （-CH2）,29.3 （-CH2）,29.2（-CH2）,29.1 （-CH2）,29.0 （-CH2）,29.0（-CH2）,27.4 （-CH2）,29.1 （-CH2）,25.2（-CH2）,24.9 （-CH2）,22.9 （-CH2）,20.7（-CH2）,14.5 （-CH3-26）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［9］一致,故鑒定為n-hexacos-5,8,11-trienoic acid。

化合物3：無色液體,ESI-MS m/z：275.4［M+H］+,分子式C17H24O3。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：0.65,0.78 （2H,d,J=6.3 Hz,H-8′）,0.91 （3H,t,J=7.0 Hz,-CH3CH2）,1.40 （2H,m,H-5′）,1.77 （2H,m,H-4′,8′）,2.23 （2H,m,H-6′）,3.39,2.53 （2H,d,J=15.5 Hz,HC3′）,3.62,3.29 （2H,dd,J=9.9,7.0 Hz,-CH3CH2）,4.06 （2H,brs,H-7′）,5.24 （1H,m,H-4）,6.58 （1H,brs,H-2′）,6.59 （1H,m,H-2）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：14.3 （-CH3CH2）,17.1,22.6 （C-9′,l0′）,22.9 （C-5′）,25.9 （C-6′）,29.9 （C-8′）,32.1 （C-3′）,43.3 （C-4′）,60.4 （-CH3CH2）,100.1 （C-4）,109.9 （C-7′）,130.5 （C-2′）,142.2 （C-3′,2）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［10］一致,故鑒定為4-epipenlanbutenolide。

化合物 4：無色膠體,HR-EI-MS m/z：188.164 4 ［M+H］+,分子式C10H22NO2。1H-NMR（400 MHz,CDCl3） δ：0.80 （3H,d,J=6.3 Hz,H-1）,2.66 （1H,m,H-2）,2.08 （2H,d,J=7.5 Hz,H-3）,5.28 （1H,brs,-NH）,3.53 （2H,ddd,J=13.8,6.6,2.7 Hz,H-6a）,2.66 （2H,ddd,J=13.8,8.7,4.5 Hz,H-6b）,3.47 （1H,ddd,J=8.7,6.3,2.7 Hz,H-7）,1.53 （1H,m,H-8）,0.87 （3H,d,J=6.9 Hz,H-9）,0.98 （3H,d,J=6.9 Hz,H-10）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：22.6 （C-1）,25.9 （C-2）,47.1 （C-3）,173.3 （C-4）,43.3 （C-6）,77.2 （C-7）,30.2 （C-8）,19.1（C-9）,17.4 （C-10）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［11］一致,故鑒定為xylariamide。

化合物 5：無色油狀,HR-ESI-MS m/z：259.167 3 ［M+Na］+,分子式C15H24O24。1H-NMR（400 MHz,CDCl3） δ：4.77,4.65 （2H,s,H-13）,2.32 （2H,t,J=6.4 Hz,H-9）,2.25,2.04 （2H,m,H-5）,2.26 （1H,m,H-7）,2.07 （3H,s,H-11）,1.83 （1H,m,H-3）,1.82,1.27 （2H,m,H-6）,1.67 （2H,m,H-8）,1.56 （3H,s,H-14）,1.50 （1H,m,H-2）,1.35,1.25 （2H,m,H-4）,1.12 （3H,d,J=6.4 Hz,H-15）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：221.1 （C-1）,209.1 （C-10）,146.6 （C-12）,113.8 （C-13）,54.4 （C-2）,45.1（C-7）,41.6 （C-9）,38.9 （C-3）,37.8 （C-5）,33.1 （C-6）,30.3 （C-11）,29.6 （C-4）,27.0 （C-8）,20.3 （C-15）,17.6 （C-14）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［12］一致,故鑒定為（2R,3S）-3-methyl-2-（5-oxo-2-isopropenylhexyl）-cyclopentanone。

化合物6：亮銀白色片狀結(jié)晶,mp 69～71 ℃,溴酚藍(lán)反應(yīng)顯黃色,ESI-MS m/z：367.3 ［M-H］-,分子式C24H48O2。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：2.52 （2H,t,J=7.5 Hz,H-2）,1.82 （2H,m,H-3）,1.28～1.31 （40H,m,H-4～23）,0.88 （3H,t,J=6.5 Hz,H-24）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：176.2 （-C=O）,34.6 （C-2）,32.1 （C-3）,30.2（C-4～18）,29.3 （C-19）,29.6 （C-20）,9.2 （C-21）,25.5 （C-22）,23.3 （C-23）,14.4 （C-24）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［13］一致,故鑒定為木蠟酸。

化合物7：白色片狀固體,mp 62～63 ℃,香草醛-濃硫酸顯淡紫色,ESI-MS m/z：255.1 ［M+H］+,分子式 C16H32O2。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：2.34 （2H,t,J=7.6 Hz,H-2）,1.60（2H,m,H-3）,1.23～1.27 （16H,m,H-4～13）,1.27 （2H,m,H-14）,1.35 （2H,m,H-15）,0.87（3H,t,J=7.2 Hz,H-16）；13C-NMR （100 MHz,CDCl3） δ：179.9 （C-1）,34.2 （C-2）,24.9 （C-3）,29.5 （C-4,13）,29.6 （C-5,12）,29.7 （C-6～11）,32.2 （C-14）,22.9 （C-15）,14.3 （C-16）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［14］一致,故鑒定為棕櫚酸。

化合物8：白色針晶（CHCl3）,mp 141～148 ℃,ESI-MS m/z：412.3 ［M+H］+,分子式C29H48O。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：5.33 （1H,d,J=3.6 Hz,H-6）,5.14 （1H,dd,J=15.3,8.5 Hz,H-22）,5.03 （1H,dd,J=15.3,8.6 Hz,H-23）,3.54 （1H,m,H-3）,1.06 （3H,s,H-19）,1.02 （3H,d,J=6.6 Hz,H-21）,0.88 （3H,d,J=6.6 Hz,H-29）,0.81～0.84 （6H,m,H-26,27）,0.73 （3H,s,H-18）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［15］一致,且TLC展開后置紫外燈（254 nm）下熒光觀察無斑點(diǎn),10% 硫酸-乙醇顯紫紅色,與豆甾醇標(biāo)準(zhǔn)品在多種展開體系作TLC對(duì)照,Rf值相同,故鑒定為豆甾醇

化合物9：白色粉末（CHCl3）,ESI-MS m/z：199.1 ［M-H］-,分子式C12H24O2。1H-NMR （400 MHz,CDCl3） δ：2.35 （2H,t,J=7.5 Hz,H-2）,1.63 （2H,m,H-3）,1.25 （16H,m,H-4-11）,0.88 （3H,t,J=6.6,7.0 Hz,H-12）；13C-NMR（100 MHz,CDCl3） δ：179.6 （C-1）,34.1 （C-2）,32.1 （C-3）,29.9 （C-4）,29.8 （C-5）,29.6 （C-6）,29.5 （C-7）,29.4 （C-8）,29.2 （C-9）,24.9（C-10）,22.9 （C-11）,14.3 （C-12）。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［16］一致,故鑒定為月桂酸。

化合物10：白色粉末（CHCl3）,ESI-MS m/z217.3 ［M-H］-,分子式C13H12O3。1H-NMR （400 MHz,DMSO-d6） δ：3.72 （1H,s,H-1）,6.67（4H,d,J=8.4,H-2,H-2′,H-6,H-6′）,7.74（4H,d,J=8.4,H-3,H-3′,H-5,H-5′）；13C-NMR（100 MHz,DMSO-d6） δ：55.7 （C-7）,114.5 （C-2,C-2′,C-3,C-3′,C-5,C-5′,C-6,C-6′）,131.2（C-1,C-1′）,158.0 （C-4,C-4′）。上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)［17］一致,故鑒定為bis （4-hydroxyphenyl）methanol。

4 討論

本實(shí)驗(yàn)從纈草中分離得到10個(gè)化合物,其中化合物1、6、9為首次從該植物中分離得到,化合物2～4為首次從纈草屬中分離得到,進(jìn)一步為開發(fā)纈草藥材提供科學(xué)依據(jù)。倍半萜是纈草藥材中的主要成分,其藥理活性主要集中于對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。通過對(duì)化合物1的單晶培養(yǎng),進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)首次得到其單晶X射線衍射晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)處理及對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精修,確定其所屬的晶系、空間群及各原子空間鍵長、鍵角。得到三維晶體結(jié)構(gòu)模型、晶胞中各原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和指標(biāo)化結(jié)果,以期豐富晶體家族。