辣椒黄酮苷A的化学结构
材料
核磁共振谱采用Bruker AM-400和DRX-500型超导核磁共振波谱仪(Bruker,Bremerhaven,Germany) 测定,以TMS(四甲基硅烷) 作内标;质谱用LCMS-IT-TOF质谱仪(Shimadzu,Kyoto,Japan) 测定;旋光光谱用Jascomodel 1020旋光仪(Horiba,Tokyo,Japan) 测定;红外光谱用Bio-Rad FTS-135型红外光谱仪(Bio-Rad,Hercules,California,USA) 测定;紫外光谱用UV-2401A型紫外光谱仪(Shimadzu,Kyoto,Japan) 测定;Waters Alliance 2695高效液相色谱仪,色谱柱为SB-C18半制备柱(9.4 mm× 250 mm,5 μm,Agilent,USA);Dr Flash-II中压制备液相(上海利穗),色谱柱为MCI GEL CHP-20P(Mitsubishi Chemical Corporation,Tokyo,Japan) 自装柱;柱色谱Sephadex LH-20凝胶(Pharmacia公司) 自装柱;柱色谱硅胶(200~300目) 购自青岛美高集团有限公司;分析纯甲醇购自江苏汉邦科技有限公司;纯净水购自娃哈哈集团有限公司;显色剂为H2SO4(10%) 的乙醇溶液;所用试剂均为化学纯或分析纯。
辣椒果实样品于2011年10月采自云南省文山市丘北县农户种植场,由中国科学院昆明植物研究所雷立公副研究员鉴定为茄科辣椒属植物辣椒C. annuum,标本(No. 20111008) 保存于中国科学院昆明植物研究所抗病毒与天然药物化学研究组。
2 提取与分离
干燥辣椒果实(5 kg) 粉碎后,用10倍量的90%乙醇冷浸3次,每次浸泡24 h,提取液合并,减压浓缩至1.6 L,用乙酸乙酯萃取3次,减压浓缩得乙酸乙酯萃取物200 g。将乙酸乙酯部分经硅胶柱(18 cm× 60 cm,2 000 g) 色谱,氯仿-甲醇-水(100∶0∶0,95∶5∶0,90∶10∶1,80∶20∶2,70∶30∶3) 依次洗脱,经硅胶TLC检查后合并相同流分得到10个组分(Frs. 1~10)。组分Fr. 9(8 g) 经中压制备液相(MCI GEL CHP-20P,75~150 μm,2.54 cm×50 cm,168 g) 分离,甲醇-水(20∶80~100∶0) 梯度洗脱,得到5个组分(Frs. 9.1~9.5)。组分Fr. 9.1(2.2 g) 和组分Fr. 9.5(2.5 g) 分别经硅胶柱(3.0 cm× 56 cm,50 g) 色谱,氯仿-甲醇(95∶5,90∶10) 依次洗脱和Sephadex LH-20(1.4 cm× 120 cm,48 g,甲醇) 柱色谱纯化,得到化合物 2(15 mg), 3(30 mg), 4(6 mg), 5(8 mg)。组分Fr. 10(4 g) 经中压制备液相(MCI GEL CHP-20P,75~150 μm,2.54 cm×50 cm,168 g) 分离,以甲醇-水(20∶80~100∶0) 梯度洗脱,得到3个组分(Frs. 10.1~10.3)。组分Fr. 10.1(760 mg) 首先经硅胶柱(1.6 cm× 23 cm,20 g) 色谱,氯仿-甲醇-水(80∶20∶2) 等度洗脱,再经高效液相(Agilent SB-C18,9.4 mm× 250 mm,5 μm) 纯化,甲醇-水(39∶61) 洗脱,得到化合物 1(28 mg)。
3 结构鉴定
化合物 1为黄色粉末。HR-ESI-MS m/z 787.205 6 [M+H]+(计算值787.208 0),推测其分子式为C37H38O19,不饱和度为19。红外光谱(KBr) 表明其结构中含有羟基(3 439 cm-1),羰基(1 654 cm-1) 和苯环(1 610 cm-1,1 498 cm-1,1 452 cm-1) 等基团。13C-NMR(DEPT) 谱中显示37个碳信号,包括15个季碳,17个次甲基,3个亚甲基,2个甲氧基。1H-NMR谱中低场区显示6组芳香氢信号 δH 6.28(1H,s),6.39(1H,d,J=2.0 Hz),6.58(1H,d,J=2.0 Hz),7.27(1H,br s),6.86(1H,d,J=8.3 Hz),7.24(1H,d,J=8.3 Hz),据此推测其结构中含有一个木犀草素单元[3],与HR-ESI-MS中的碎片离子峰m/z 287.055 5相吻合。同时,由1H-NMR谱中的2个芳香氢质子6.58(2H,s),一对反式双键δH 7.28(1H,d,J=15.8 Hz),6.08(1H,d,J=15.8 Hz),2个甲氧基氢信号δH 3.75(6H,s),以及13C-NMR谱中的11个碳信号δC(168.7,149.0×2,146.8,139.3,126.1,114.4,106.3×2,56.5×2),推知结构中具有一个芥子酰基单元[4]。此外,13C-NMR谱中剩余的11个连氧碳信号δC(109.8,99.4,79.2,78.7,78.5,78.2,77.3,75.0,71.1,68.1,62.4) 和1H-NMR谱中2个糖端基质子氢信号δH 5.18(1H,d,J=7.4 Hz) 和5.50(1H,s),提示结构中含有2个糖基片段。综上分析,化合物 1的波谱数据与已知化合物木犀草素-7-O-[2″-O-(5-O-阿魏酰基)-β-D-芹糖]-β-D-葡萄糖苷[5]非常相似,区别在于化合物 1多出1个甲氧基信号。在HMBC中,见图1,由甲氧基δH 3.75(6H,s) 与δC 149.0(C-3″″,5″″) 的相关,推定该甲氧基连接在C-5″″位。化合物 1经酸水解,水解产物乙酸乙酯萃取部分通过TLC与对照品对比,检测到木犀草素和芥子酸;水部分通过TLC与对照品对比,并结合其旋光度([α]21D + 51.3,c 0.10,H2O; [α]20D + 6.7,c 0.10,H2O),分别确定为D-葡萄糖和D-芹糖[6]。同时,葡萄糖端基质子的耦合常数(J=7.4 Hz) 示其为β-构型,芹糖端基质子(5.50,s) 以及端基碳的化学位移(109.8) 亦示其为β-构型[5]。至此,化合物 1的结构确定为木犀草素-7-O-[2″-O-(5-O-芥子酰基)-β-D-芹糖]-β-D-葡萄糖苷,见图1,为一新化合物,命名为辣椒黄酮苷A(capsicuoside A)。
化合物 1 黄色粉末。[α]20D-85.0(c 0.30,MeOH);UV(MeOH) λmax(lgε):342(3.91),243(3.79),204(4.20) nm;IR(KBr) νmax: 3 439,2 927,1 654,1 610,1 498,1 452,1 339,1 302,1 281,1 257,1 175,1 115,1 026,999 cm-1。HR-ESI-MS m/z 787.205 6 [M+H]+(C37H39O19,计算值787.208 0),m/z 595.164 6 [M-芥子酰基+H]+,m/z 287.055 5 [M-芥子酰基-芹糖基-葡萄糖基+H]+。1H和13C-NMR数据见表1。
化合物 1(10 mg) 溶解于1 mL甲醇中,加入1 mL盐酸溶液(2 mol·L-1) 后,加热回流3 h。水解反应结束后用2 mL水稀释,并用NaHCO3中和至中性,然后用4 mL乙酸乙酯萃取3次。乙酸乙酯萃取部分减压回收,经硅胶TLC检测并与对照品对比,检测到木犀草素和芥子酸;水部分减压回收,经硅胶TLC检测并与对照品对比,检测到葡萄糖和芹糖。水部分再经硅胶柱色谱(1.0 cm×30 cm,10 g;氯仿-甲醇-水,70∶30∶3) 纯化,得到葡萄糖(1.8 mg) 和芹糖(1.5 mg)。根据葡萄糖([α]21D + 51.3,c 0.10,H2O) 和芹糖([α]20D + 6.7,c 0.10,H2O) 的比旋光度,确定这2个糖均为D构型。
化合物2 白色粉末。HR-ESI-MS m/z 245.071 8 [M+H]+(计算值245.076 8)。1H-NMR(CD3OD,400 MHz)δ: 5.70(1H,d,J=8.1 Hz,H-5),8.01(1H,d,J=8.1 Hz,H-6),5.90(1H,d,J=4.5 Hz,H-1′),4.20(1H,m,H-2′),4.15(1H,m,H-3′),4.00(1H,m,H-4′),3.84(1H,dd,J=12.2,2.5 Hz,H-5′a),3.72(1H,dd,J=12.2,3.0 Hz,H-5′b);13C-NMR(CD3OD,100 MHz) δ: 152.5(C-2),166.2(C-4),102.6(C-5),142.8(C-6),90.6(C-1′),75.7(C-2′),71.3(C-3′),86.4(C-4′),62.2(C-5′)。以上数据与文献[7]中的化合物对照一致,鉴定为尿苷(uridine)。
化合物 3 白色粉末。HR-ESI-MS m/z 268.100 1 [M+H]+(计算值268.104 0)。1H-NMR(DMSO-d6,400 MHz) δ: 8.34(1H,s,H-2),8.12(1H,s,H-8),7.35(2H,s,-NH2),5.85(1H,d,J=6.3 Hz,H-1′),4.10(1H,m,H-2′),3.94(1H,m,H-3′),3.80(1H,m,H-4′),3.66(1H,m,H-5′a),3.54(1H,m,H-5′b);13C-NMR(DMSO-d6,100 MHz)δ: 152.4(C-2),149.0(C-4),119.4(C-5),156.2(C-6),140.0(C-8),87.9(C-1′),73.4(C-2′),70.7(C-3′),85.9(C-4′),61.7(C-5′)。以上数据与文献[8]中的化合物对照一致,鉴定为腺苷(adenosine)。
化合物 4 白色粉末。HR-ESI-MS m/z 223.092 6 [M+H]+(计算值223.096 5)。1H-NMR(CDCl3,400 MHz) δ: 6.24(1H,d,J=16.0 Hz,H-2),7.55(1H,d,J=16.0 Hz,H-3),6.98(1H,d,J=1.7 Hz,H-5),6.85(1H,d,J=8.1 Hz,H-8),7.01(1H,dd,J=8.1,1.7 Hz,H-9),4.16(2H,q,J=7.1 Hz,H-1′),1.22(3H,t,J=7.1 Hz,H-2′),3.85(3H,s,-OMe);13C-NMR(CDCl3,100 MHz) δ: 167.3(C-1),115.6(C-2),144.7(C-3),127.0(C-4),109.2(C-5),146.7(C-6),147.8(C-7),114.6(C-8),123.0(C-9),60.4(C-1′),14.3(C-2′),55.9(-OMe)。以上数据与文献[9]中的化合物对照一致,鉴定为7-羟基-6-甲氧基桂皮酸乙酯(7-hydroxy-6-methoxy cinnamic acid ethyl ester)。
化合物 5 白色粉末。HR-ESI-MS m/z 193.084 0 [M+H]+(计算值193.085 9)。1H-NMR(CDCl3,500 MHz) δ: 6.28(1H,d,J=16.0 Hz,H-2),7.60(1H,d,J=16.0 Hz,H-3),7.40(2H,d,J=8.6 Hz,H-5,9),6.85(2H,d,J=8.6 Hz,H-6,8),4.20(2H,q,J=7.1 Hz,H-1′),1.28(3H,t,J=7.1 Hz,H-2′);13C-NMR(CDCl3,100 MHz) δ: 168.2(C-1),115.1(C-2),144.9(C-3),126.8(C-4),130.0(C-5,9),115.9(C-6,8),158.2(C-7),60.7(C-1′),14.3(C-2′)。以上数据与文献[10]中的化合物对照一致,鉴定为7-羟基桂皮酸乙酯(7-hydroxy cinnamic acid ethyl ester)。
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Chemical structure of capsicuoside A from fruits of Capsicum annuum
CHEN Hui-xin1,2, GENG Chang-an1, CAO Tuan-wu1,2, ZHANG Xue-mei1, MA Yun-bao1, HUANG Xiao-yan1, CHEN Ji-jun1*
(1.State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China,
Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)
[Abstract] Five compounds were isolated from Capsicum annuum by means of various chromatographic techniques(silica gel,Sephadex LH-20,MCI GEL CHP-20P and HPLC),and their structures were determined as luteolin-7-O-[2″-O-(5-O-sinapoyl)-β-D-apiofuranosyl]-β-D-glucopyranoside( 1),uridine( 2),adenosine( 3),7-hydroxy-6-methoxy cinnamic acid ethyl ester( 4) and 7-hydroxy cinnamic acid ethyl ester( 5) by extensive spectroscopic analyses(UV,IR,MS,1D- and 2D-NMR). Among them,compound 1 is a new flavone glycoside named as capsicuoside A,and cmpounds 2-5 are isolated for the first time from the fruits of C. annuum.
[Key words] capsicuoside A; flavone glycoside; Capsicum annuum; Solanaceae
doi:10.4268/cjcmm20131218
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