蛇足石杉生物碱成分的研究(Ⅳ)
作者：袁珊琴 赵毅民
单位：军事医学科学院毒物药物研究所(北京 100850
关键词：蛇足石杉；6-β-羟基石杉碱甲；马尾杉碱N；胆碱酯酶抑制剂
中草药000707摘 要 从石杉科植物蛇足石杉中分离出二个生物碱，经光谱鉴定分别为6-β-羟基石杉碱甲和马尾杉碱N。这两个化合物均首次从该植物中得到。生物实验初步结果表明，6-β-羟基石杉碱甲为又一个强效胆碱酯酶抑制剂，其毒性低于石杉碱甲，而对电鳐AChE的抑制作用比石杉碱甲强约4 倍。
我们曾从蕨类植物蛇足石杉和同科植物华南马尾杉中分得一个强效胆碱酯酶抑制剂福定碱[1]即石杉碱甲[2]，经临床证明，其对重症肌无力和老年性健忘症、痴呆症有肯定的疗效，此药现已开发用于治疗老年性痴呆症。为综合利用此植物资源，进一步寻找生物活性成分，曾从蛇足石杉中先后分得10 个生物碱成分[3～5]，但药理作用均不理想。近年来，在开发石杉碱甲的过程中，我们从该植物中又分得二个生物碱单体(碱Ⅰ和Ⅱ)，经光谱鉴定分别为6-β-羟基石杉碱甲和马尾杉碱N。这两化合物均为首次从该植物中分得。生物实验初步表明：6-β-羟基石杉碱甲是继石杉碱甲后分得的又一个强效胆碱酯酶抑制剂，其对电鳐AChE的抑制作用比石杉碱甲强约4 倍，而毒性低于石杉碱甲，进一步的药理作用正在研究中。碱Ⅰ、Ⅱ的化学结构式见图1。
, 百拇医药
碱Ⅰ为白色针状结晶，分子式C15H18N2O2，分子量258.136 8。IR(KBr)cm-1(3 159，1 650，1 594，1 555)；UVmax nm(231.8，313.0)和1HNMR(δ7.90，6.43 each 1H，d，J=9.5 Hz)表明分子中存在邻位双取代的α-吡啶酮环外尚含二个孤立双键，结合由分子式求得的不饱和度为8，进而判定该分子为三环结构。MS测得其分子离子及主要碎片离子有258(M±，75)，243(65)，241(91)，229(30)，215(13)，212(100，C14H14NO)，203(24)等，根据碎片离子243，229，215及203并综合以上光谱数据，推断其结构与石杉碱甲(huperzine A)相似。1HNMR及13C NMR中出现的信号除6 位外，其余与石杉碱甲非常相似，根据碱Ⅰ的分子量比石杉碱甲多16 并结合其他光谱数据推定，该化合物为羟基取代的石杉碱甲。从石杉碱甲结构(见图1)分析，羟基可取代的位置只有6，7和14位，根据1HNMR中7-H和14-H的化学位移与石杉碱甲相似，而6-H的化学位移(δ4.70，1H)却比石杉碱甲(δ2.76，2H)明显向低场位移并且只显示一个氢质子表明，羟基的取代位置只能在6 位。碱Ⅰ的NOE差谱进一步确定了羟基的立体构型：当照射δ4.70处的6 位氢时，7-H(δ3.78)出现明显的NOE效应(增益13%)，而14-H(δ2.17)无NOE效应，表明6 位氢为α型，即6 位羟基为β型，由此确定碱Ⅰ为6-β-羟基石杉碱甲。以上推定的结构与文献报道的6-β-羟基石杉碱甲相符[6]。
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图1 碱Ⅰ、Ⅱ和huperzine A的化学结构式
1 仪器与试剂
熔点用瑞士Mettler FP5仪测定。紫外光谱用岛津UV-260型分光光度计测定，甲醇为溶剂。红外光谱用Nicolet SDX型仪测定，KBr压片。比旋度用P-E243旋光计测定。核磁共振谱用超导傅里叶变换J-NM-GX-400型仪测定，工作频率1HNMR 400 Hz，13CNMR 100 Hz(CDCl3和CD3OD为溶剂，四甲基硅为内标)。质谱用MAT-711型仪测定。柱层析和薄层层析所用硅胶为青岛海洋化工厂出品。
2 提取和分离
生药粗粉用2%HCl渗滤，滤出液以阳离子交换树脂交换，所得总碱用硅胶G(粒度10～40 μm)柱低压柱层分离，以乙醇-冰醋酸(100∶7)为展开剂，按色带收集大体分成6 部分。第5 部分再以上述柱层析进行低压分离，以环己烷-异丙醇-水(55∶45∶3)为展开剂，按色带接收定性合并成5 组分，从第4组分中得到一单体，用异丙醇-丙酮-水(7∶2∶1)重结晶得碱Ⅰ。上述第2部分按同样方法进行柱层析，以环己烷-异丙醇-水(2∶8∶0.2)为洗脱剂，按色带接收定性合并成4 组份，从第2 组分中得到一单体，用丙酮重结晶得碱Ⅱ。
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3 鉴定
碱Ⅰ：mp 246 ℃，[α]20D-258°(c,0.37，MeOH)；UV(MeOH) nm (log ε)：231.8(4.09)，313.0(3.96)。IR(KBr)cm-1：3 278(m)，3 159(s)，1 650(s)，1 594(s)，1 555(m)。1HNMRδ：7.90，6.43(各1H，AB型，J=9.5 Hz，H-3，H-2)，5.56(1H，d，J=5 Hz，H-8)，5.54(1H，q，J=7.0 Hz，H-11)，4.70(1H，d，J=5.1 Hz，H-6)，3.78(1H，brs，H-7)，2.17(2H，brs，H-14)，1.66(3H，d，J=7.0 Hz，H-10)，1.58(3H，s，H-16)。13CNMRδ：164.5(C-1)，145.6(C-12)，140.5(C-5)，140.3(3-CH)，135.3(C-15)，122.5(C-4)，120.4(8-CH)，118.2(2-CH)，113.6(11-CH)，70.7(6-CH)，54.9(C-13)，49.4(14-CH2)，40.0(7-CH)，22.8(16-CH3)，12.4(10-CH3)。MS m/z：258.1 368(M+，C15H18N2O2，75)，243(65)，241(91)，229(30)，225(96)，215(13)，212(100，C14H14NO)，203(24)，199(27)，197(25)。
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碱Ⅱ：mp 282 ℃，1HNMRδ：8.83(1H，s，OH，加D2O交换消失)，8.63(1H，d，J=4.4 Hz，H-2)，8.25(1H，d，J=8.4 Hz，H-4)，7.62(1H，s，H-8)，7.37(1H，dd，J=8.4 Hz，4.4 Hz，H-3)，2.45(3H，s，H-11)，2.37(3H，s，H-12)。13CNMRδ：151.2(C-6)，146.7(2-CH)，143.6(C-9)，131.5(C-7)，131.0(4-CH)，127.4(8-CH)，127.0(C-10)，120.1(3-CH)，115.4(C-5)，17.7(12-CH2)，10.8(11-CH3)。MS m/z：173.0835(M+，C11H11NO，100)，172(13)，159(3)，158(25)，154(11)，144(18)，130(15)。以上数据与文献[7]报道的马尾杉碱N一致。
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致谢：原植物由本室马其云等同志鉴定并提供；红外和紫外光谱由本所高泽军、仲伯华分别代测；核磁、质谱和旋光谱由本院仪器中心代测；体外抑酶和小鼠急性表性由本所李凤珍、于桂华和魏滨等完成。
参考文献
1，徐择邻，储滨孟，栾新慧，等.解放军医学杂志，1985，10：263
2，刘嘉森，俞超美，周有作，等.化学学报，1986，44：1035
3，袁珊琴，魏同泰.药学学报，1988，23(7)：516
4，袁珊琴，冯锐，顾国明.中草药，1994，25(9)：453
5，袁珊琴，冯锐，顾国明.中草药，1995，26(3)：115
6，William A A, et al. Can J Chem, 1989,67:1538
7，缪振春，杨振声，冯锐.药学学报，1989，24(2)：114
(1999-03-12收稿), http://www.100md.com
单位：军事医学科学院毒物药物研究所(北京 100850
关键词：蛇足石杉；6-β-羟基石杉碱甲；马尾杉碱N；胆碱酯酶抑制剂
中草药000707摘 要 从石杉科植物蛇足石杉中分离出二个生物碱，经光谱鉴定分别为6-β-羟基石杉碱甲和马尾杉碱N。这两个化合物均首次从该植物中得到。生物实验初步结果表明，6-β-羟基石杉碱甲为又一个强效胆碱酯酶抑制剂，其毒性低于石杉碱甲，而对电鳐AChE的抑制作用比石杉碱甲强约4 倍。
我们曾从蕨类植物蛇足石杉和同科植物华南马尾杉中分得一个强效胆碱酯酶抑制剂福定碱[1]即石杉碱甲[2]，经临床证明，其对重症肌无力和老年性健忘症、痴呆症有肯定的疗效，此药现已开发用于治疗老年性痴呆症。为综合利用此植物资源，进一步寻找生物活性成分，曾从蛇足石杉中先后分得10 个生物碱成分[3～5]，但药理作用均不理想。近年来，在开发石杉碱甲的过程中，我们从该植物中又分得二个生物碱单体(碱Ⅰ和Ⅱ)，经光谱鉴定分别为6-β-羟基石杉碱甲和马尾杉碱N。这两化合物均为首次从该植物中分得。生物实验初步表明：6-β-羟基石杉碱甲是继石杉碱甲后分得的又一个强效胆碱酯酶抑制剂，其对电鳐AChE的抑制作用比石杉碱甲强约4 倍，而毒性低于石杉碱甲，进一步的药理作用正在研究中。碱Ⅰ、Ⅱ的化学结构式见图1。
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碱Ⅰ为白色针状结晶，分子式C15H18N2O2，分子量258.136 8。IR(KBr)cm-1(3 159，1 650，1 594，1 555)；UVmax nm(231.8，313.0)和1HNMR(δ7.90，6.43 each 1H，d，J=9.5 Hz)表明分子中存在邻位双取代的α-吡啶酮环外尚含二个孤立双键，结合由分子式求得的不饱和度为8，进而判定该分子为三环结构。MS测得其分子离子及主要碎片离子有258(M±，75)，243(65)，241(91)，229(30)，215(13)，212(100，C14H14NO)，203(24)等，根据碎片离子243，229，215及203并综合以上光谱数据，推断其结构与石杉碱甲(huperzine A)相似。1HNMR及13C NMR中出现的信号除6 位外，其余与石杉碱甲非常相似，根据碱Ⅰ的分子量比石杉碱甲多16 并结合其他光谱数据推定，该化合物为羟基取代的石杉碱甲。从石杉碱甲结构(见图1)分析，羟基可取代的位置只有6，7和14位，根据1HNMR中7-H和14-H的化学位移与石杉碱甲相似，而6-H的化学位移(δ4.70，1H)却比石杉碱甲(δ2.76，2H)明显向低场位移并且只显示一个氢质子表明，羟基的取代位置只能在6 位。碱Ⅰ的NOE差谱进一步确定了羟基的立体构型：当照射δ4.70处的6 位氢时，7-H(δ3.78)出现明显的NOE效应(增益13%)，而14-H(δ2.17)无NOE效应，表明6 位氢为α型，即6 位羟基为β型，由此确定碱Ⅰ为6-β-羟基石杉碱甲。以上推定的结构与文献报道的6-β-羟基石杉碱甲相符[6]。
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图1 碱Ⅰ、Ⅱ和huperzine A的化学结构式
1 仪器与试剂
熔点用瑞士Mettler FP5仪测定。紫外光谱用岛津UV-260型分光光度计测定，甲醇为溶剂。红外光谱用Nicolet SDX型仪测定，KBr压片。比旋度用P-E243旋光计测定。核磁共振谱用超导傅里叶变换J-NM-GX-400型仪测定，工作频率1HNMR 400 Hz，13CNMR 100 Hz(CDCl3和CD3OD为溶剂，四甲基硅为内标)。质谱用MAT-711型仪测定。柱层析和薄层层析所用硅胶为青岛海洋化工厂出品。
2 提取和分离
生药粗粉用2%HCl渗滤，滤出液以阳离子交换树脂交换，所得总碱用硅胶G(粒度10～40 μm)柱低压柱层分离，以乙醇-冰醋酸(100∶7)为展开剂，按色带收集大体分成6 部分。第5 部分再以上述柱层析进行低压分离，以环己烷-异丙醇-水(55∶45∶3)为展开剂，按色带接收定性合并成5 组分，从第4组分中得到一单体，用异丙醇-丙酮-水(7∶2∶1)重结晶得碱Ⅰ。上述第2部分按同样方法进行柱层析，以环己烷-异丙醇-水(2∶8∶0.2)为洗脱剂，按色带接收定性合并成4 组份，从第2 组分中得到一单体，用丙酮重结晶得碱Ⅱ。
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3 鉴定
碱Ⅰ：mp 246 ℃，[α]20D-258°(c,0.37，MeOH)；UV(MeOH) nm (log ε)：231.8(4.09)，313.0(3.96)。IR(KBr)cm-1：3 278(m)，3 159(s)，1 650(s)，1 594(s)，1 555(m)。1HNMRδ：7.90，6.43(各1H，AB型，J=9.5 Hz，H-3，H-2)，5.56(1H，d，J=5 Hz，H-8)，5.54(1H，q，J=7.0 Hz，H-11)，4.70(1H，d，J=5.1 Hz，H-6)，3.78(1H，brs，H-7)，2.17(2H，brs，H-14)，1.66(3H，d，J=7.0 Hz，H-10)，1.58(3H，s，H-16)。13CNMRδ：164.5(C-1)，145.6(C-12)，140.5(C-5)，140.3(3-CH)，135.3(C-15)，122.5(C-4)，120.4(8-CH)，118.2(2-CH)，113.6(11-CH)，70.7(6-CH)，54.9(C-13)，49.4(14-CH2)，40.0(7-CH)，22.8(16-CH3)，12.4(10-CH3)。MS m/z：258.1 368(M+，C15H18N2O2，75)，243(65)，241(91)，229(30)，225(96)，215(13)，212(100，C14H14NO)，203(24)，199(27)，197(25)。
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碱Ⅱ：mp 282 ℃，1HNMRδ：8.83(1H，s，OH，加D2O交换消失)，8.63(1H，d，J=4.4 Hz，H-2)，8.25(1H，d，J=8.4 Hz，H-4)，7.62(1H，s，H-8)，7.37(1H，dd，J=8.4 Hz，4.4 Hz，H-3)，2.45(3H，s，H-11)，2.37(3H，s，H-12)。13CNMRδ：151.2(C-6)，146.7(2-CH)，143.6(C-9)，131.5(C-7)，131.0(4-CH)，127.4(8-CH)，127.0(C-10)，120.1(3-CH)，115.4(C-5)，17.7(12-CH2)，10.8(11-CH3)。MS m/z：173.0835(M+，C11H11NO，100)，172(13)，159(3)，158(25)，154(11)，144(18)，130(15)。以上数据与文献[7]报道的马尾杉碱N一致。
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致谢：原植物由本室马其云等同志鉴定并提供；红外和紫外光谱由本所高泽军、仲伯华分别代测；核磁、质谱和旋光谱由本院仪器中心代测；体外抑酶和小鼠急性表性由本所李凤珍、于桂华和魏滨等完成。
参考文献
1，徐择邻，储滨孟，栾新慧，等.解放军医学杂志，1985，10：263
2，刘嘉森，俞超美，周有作，等.化学学报，1986，44：1035
3，袁珊琴，魏同泰.药学学报，1988，23(7)：516
4，袁珊琴，冯锐，顾国明.中草药，1994，25(9)：453
5，袁珊琴，冯锐，顾国明.中草药，1995，26(3)：115
6，William A A, et al. Can J Chem, 1989,67:1538
7，缪振春，杨振声，冯锐.药学学报，1989，24(2)：114
(1999-03-12收稿), http://www.100md.com