新枞酸与2-氨基-6-甲基-吡啶的共晶识别
作者：金志敏 尚四华
单位：金志敏(浙江工业大学化工学院制药工程系 杭州 310014)；尚四华(中华人民共和国浙江出入境检验检疫局)
关键词：新枞酸；枞酸；脂松香；共晶；分离
中草药001105摘 要 首次报道了新枞酸与2-氨基-6-甲基-吡 啶的共晶分子识别现象。将马尾松脂松香与2-氨基-6-甲基-吡啶溶于乙醚溶剂，2-氨 基-6-甲基-吡啶与新枞酸形成摩尔比为1∶1的共晶。在酸解该共晶过程中，伴随着新枞 酸异构化为枞酸的反应。根据理化性质和光谱分析(UV、IR、ESI-MS、1HNMR、 13CNMR)对该共晶及其酸解产物作了确认，用X射线衍射的方法进一步确认了共晶的组 成与结构。
马尾松Pinus massoniana Lamb.脂松香，主要由树脂酸及其少量的树脂 酸 类似物组成，具有祛风、燥湿、排脓、拔毒、生肌、止痛等功用[1]。树脂酸是廉 价的手性源，有报道化合物Ⅰ与Ⅱ已经用作药物及香料的手性合成子[2，3]。另有 报道化合物Ⅰ与Ⅱ都具有抗肿瘤作用[4]。树脂酸包括枞酸(Ⅰ)，新枞酸(Ⅱ)，长 叶松(Ⅲ)，脱氢松酸(Ⅳ)，四氢枞酸(Ⅴ)，海松酸(Ⅵ)，左旋海松酸(Ⅶ)，异海松酸(Ⅷ)， 8，14-二氢枞酸(Ⅸ)，8，9-二氢枞酸(Ⅹ)，7，8-二氢枞酸(Ⅺ)。树脂酸的化学结构(图 1)都很相似，其中化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ互为异构，化合物Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ互为异构， 难以从松香中分离单一的树脂酸纯品。近来在研究2-氨基-6-甲基-吡啶(APMD)与羧酸的 分子组装过程中，在AMPD与松香的乙醚混合液中分离出共晶AMPD-Ⅱ。共晶AMPD-Ⅱ在酸析 过程中发生化合物Ⅱ异构化为化合物Ⅰ的反应，用盐酸酸析共晶AMPD-Ⅱ得到异构化产物纯 品化合物Ⅰ。上述分离方法虽然独特，但操作简单，具备应用前景。
, 百拇医药
2-氨基-6-甲基-吡啶与羧酸的复合物(1∶1)的理论[6]与光谱学研究[7] 的结果表明了，通过氢键，羧基质子与吡啶环内的氮原子相连，同时羰基与氨基的氮原子 键合。共晶AMPD-Ⅱ的X射线衍射研究的结果确认这种结构。
图1 树脂酸的结构
1 仪器与试剂
Yanaco MP-500 熔点仪；Eger 200 元素分析仪；EsquireLC-00075电喷雾质谱仪；Union PM-101 旋光度仪；Beckman DU-50 紫外吸收光谱仪；Shimadzu IR-470 红外光谱仪；Br uker Avance DMX500 (Mhz)核磁共振仪。
市售的AMPD在使用前经精馏处理。马尾松脂松香产自广东省，其组成(%，HPLC)为：Ⅰ45.1 ，Ⅱ15.3，Ⅲ22.8，Ⅳ4.6，Ⅶ9.3，Ⅷ2.0，未知成分0.7。
, 百拇医药
2 AMPD-Ⅱ共晶的形成、共晶酸析解离及化合物Ⅱ的异构化
[ STBZ 将AMPD(5.00 g)与脂松香(8.00 g)溶于乙醚(30 mL)溶剂中，20 ℃下静置10 d，析出淡 黄色的共晶复合物。用乙醚将共晶复合物重结晶，过滤，用少量乙醇洗涤，室温下风干，得 1.14 g淡黄色结晶。分别用2-氨基-3-甲基-吡啶，2-氨基-4-甲基-吡啶，2-氨基 -5-甲基-吡啶代替AMPD，通过类似过程，任何一例都得不到共晶复合物。
共晶(1.14 g)与10 mL盐酸(3 mol/L)一并回流30 min，产生不溶物，经抽滤，洗涤，室温 下风干，得到Ⅰ(0.76 g，基于马尾松脂松香的收率为9.5%)。用饱和的硼酸溶液(50 mL) 代替盐酸，通过相似的过程，60 min后得到产物Ⅰ。
3 鉴定
共晶为AMPD-Ⅱ：mp 145 ℃～147 ℃。元素分析C 76.00%，N 6.84%，H 9.32%，理论值 C20H30O2C6H8N2，C 76.06%，N 6.82%，H 9.33%。ESI-MS(CH3 OH) m/z：301.4(M-1)，109.4(M+1)。IRνmax(KBr，cm-1)：3 400(νa sNH )，3 330(νasNH)，3 200，2 940，(νas-CH3)，2 910(νas-CH2 -)，2 860(νs-CH3，-CH2-，>CH-)，2 800，1 640(s，νC=O)， 1 610，1 358(δs-CH3)。13CNMR(CDCl3)δ：158.56(C-6′)，15 4.60(C-2′)，139.72(C-4′)，112.99(C-3′)，107.82(C-5′)，22.94(C-7′) ，其中C-2′与C-6′的归属有可能颠倒；185.57(C-18)，140.42，128.97，123.92 ，122.51，52.12，49.53，48.06，39.29，38.35，37.86，36.38，26.46，25.5 2，22.39，21.00，20.34，19.04，17.86，16.00。1HNMR(CDCl3)δ：7.36 (1H， t，H-4′)，6.45(1H，d，H-3′)，6.33(1H，d，H-5′)，2.37(3H，s，H-7′)，6 .20(1H，H-14)，1.75(1H，s，H-17)，1.71(3H，s，H-16)，1.23(3H，s，H-19)， 0.81(3H，s，H-20)，其中与C-16，17相连的质子的归属有可能颠倒。通过对烯碳及烯氢 在NMR谱中的呈现的信号数目[7～9]的确认，被AMPD共晶识别的树脂酸只能是化 合物Ⅱ或Ⅲ。在该谱图中，没有发现异丙基的特征峰。据此可以确认共晶中的树脂酸是化合 Ⅱ，而非化合物Ⅲ。峰面积积分结果表明，共晶复合物中，AMPD与化合物Ⅱ的摩尔比为1∶1 。
, 百拇医药
用X射线衍射解析了共晶的结构。共晶的结构给定了双链〔C13-C15，1.336( 3)A；C14-C8，1.342(3)A〕的确切位置，随即进一步确认了被AMPD共晶识别的树 脂酸是化合物Ⅱ。
化合物Ⅰ：淡黄色，mp 174 ℃～175 ℃。元素分析C 79.40%，H 10.02%；理论值：C 20H30O2，C 79.42%，H 10.00%。ESI-MS(CH3OH) m/z：301.4(M-1)。[α ] 25D -106°(c，0.51，EtOH)。UVλEtOHmax nm：241，236(sh)。IR νmax(KBr，cm-1)：2 950(νas-CH3)，2 910(νas-CH2-)， 2 830(νs-CH3，-CH2-，>CH-)，1 697(s，νC=O)，1 460，1 381 +1 362[δs-CH3 of -CH(CH3)2]，1 180+1 157[δC-C of -C H(CH3)2]。13CNMR(CDCl3)δ：185.28(C-18)，145.75(C-13)，135 .97(C-8)，122.74(C-14)，120.92(C-7)，51.31(C-9)，46.73(C-4)，45.28(C -5)，38.65(C-1)，37.56(C-3)，35.29(C-15)，34.85(C-10)，27.87(C-12)，2 6.01(C-6)，22.88(C-11)，21.84(C-17)，21.28(C-16)，18.46(C-2)，17.13(C -19)，14.45(C-20)，其中与C-16、C-17相连的质子的归属有可能颠倒。盐酸酸解产物 的物理性质与化合物Ⅰ相对应性质(旋光度[10]、紫外吸收光谱[11，12] 、红外光谱[13]、13CNMR[14，15]、1HNMR[1 6])相吻合。共晶AMPD-Ⅱ被盐酸完全解离为化合物Ⅱ的同时，其中化合物Ⅱ随即完全异 构化为化合物Ⅰ(基于化合物Ⅱ的两步反应收率为90.9%)。
, 百拇医药
在产物Ⅰ的1HNMR谱图中，同时具有AMPD、化合物Ⅰ、Ⅱ的特征峰。根据对烯氢峰面 积积分结果的计算表明，AMPD-Ⅱ解离率为61.6%，解离的产物中从化合物Ⅱ到Ⅰ的异构化 率为56.0%。硼酸是弱酸，不能快速解离AMPD-Ⅱ，但其酸性足以将化合物Ⅱ催化异构化为 化合物Ⅰ。
Address ： Jin Zhimin, Zhejiang University of Technology, Hangzhou
金志敏 2000年毕业于浙江大学，获博士学位，现从事天然药物的研究与开发
参 考 文 献
1，江苏新医学 院编.中药大辞典.上海：上海科学技术出版社，1985：2550
2，Haslinger E, Huefner A. Monatsh Chem, 1995,126(10):1109
, 百拇医药
3，Franich R A, Larsen D, Rutledge P S, et al. A ust J Chem, 1990,43(1):21
4，Bang S D, Johuson S K, Park C S. W O 9218119
5，Kozo I, Akira F. Bull Chem Soc Jpn, 1990,63:971
6，Kozo I, Akira F. Spectrochim Acta Part A, 1986,42:929
7，Sadtler Standard 13CNMR Spectra, File No 2057
8，Sadtler Standard 1HNMR Spectra, File No 11962
, http://www.100md.com
9，James C W C. J Am Cem Soc, 1960,82:4762
10，南京林产工业学院编.林产工业手册.北京：中国林业出版社，1984：95
11，Sandermann W. Ber, 1941,74:154
12，Woodward R B. J Am Chem Soc, 1942,64:72
13，Sadtler Standard IR Grating Spectra, File No 28295
14，Smith W B. Org Magn Reson, 1978,11:427
15，Feliciamo A S, Miguel del Corral J M, Gordaliza M, et al. [ WTBZ Magn Reson Chem, 1993,31:841
16，Sadtler Standard 1HNMR Spectra, File No 2295
(1999-06-18收稿), 百拇医药
单位：金志敏(浙江工业大学化工学院制药工程系 杭州 310014)；尚四华(中华人民共和国浙江出入境检验检疫局)
关键词：新枞酸；枞酸；脂松香；共晶；分离
中草药001105摘 要 首次报道了新枞酸与2-氨基-6-甲基-吡 啶的共晶分子识别现象。将马尾松脂松香与2-氨基-6-甲基-吡啶溶于乙醚溶剂，2-氨 基-6-甲基-吡啶与新枞酸形成摩尔比为1∶1的共晶。在酸解该共晶过程中，伴随着新枞 酸异构化为枞酸的反应。根据理化性质和光谱分析(UV、IR、ESI-MS、1HNMR、 13CNMR)对该共晶及其酸解产物作了确认，用X射线衍射的方法进一步确认了共晶的组 成与结构。
马尾松Pinus massoniana Lamb.脂松香，主要由树脂酸及其少量的树脂 酸 类似物组成，具有祛风、燥湿、排脓、拔毒、生肌、止痛等功用[1]。树脂酸是廉 价的手性源，有报道化合物Ⅰ与Ⅱ已经用作药物及香料的手性合成子[2，3]。另有 报道化合物Ⅰ与Ⅱ都具有抗肿瘤作用[4]。树脂酸包括枞酸(Ⅰ)，新枞酸(Ⅱ)，长 叶松(Ⅲ)，脱氢松酸(Ⅳ)，四氢枞酸(Ⅴ)，海松酸(Ⅵ)，左旋海松酸(Ⅶ)，异海松酸(Ⅷ)， 8，14-二氢枞酸(Ⅸ)，8，9-二氢枞酸(Ⅹ)，7，8-二氢枞酸(Ⅺ)。树脂酸的化学结构(图 1)都很相似，其中化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ互为异构，化合物Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ互为异构， 难以从松香中分离单一的树脂酸纯品。近来在研究2-氨基-6-甲基-吡啶(APMD)与羧酸的 分子组装过程中，在AMPD与松香的乙醚混合液中分离出共晶AMPD-Ⅱ。共晶AMPD-Ⅱ在酸析 过程中发生化合物Ⅱ异构化为化合物Ⅰ的反应，用盐酸酸析共晶AMPD-Ⅱ得到异构化产物纯 品化合物Ⅰ。上述分离方法虽然独特，但操作简单，具备应用前景。
, 百拇医药
2-氨基-6-甲基-吡啶与羧酸的复合物(1∶1)的理论[6]与光谱学研究[7] 的结果表明了，通过氢键，羧基质子与吡啶环内的氮原子相连，同时羰基与氨基的氮原子 键合。共晶AMPD-Ⅱ的X射线衍射研究的结果确认这种结构。
图1 树脂酸的结构
1 仪器与试剂
Yanaco MP-500 熔点仪；Eger 200 元素分析仪；EsquireLC-00075电喷雾质谱仪；Union PM-101 旋光度仪；Beckman DU-50 紫外吸收光谱仪；Shimadzu IR-470 红外光谱仪；Br uker Avance DMX500 (Mhz)核磁共振仪。
市售的AMPD在使用前经精馏处理。马尾松脂松香产自广东省，其组成(%，HPLC)为：Ⅰ45.1 ，Ⅱ15.3，Ⅲ22.8，Ⅳ4.6，Ⅶ9.3，Ⅷ2.0，未知成分0.7。
, 百拇医药
2 AMPD-Ⅱ共晶的形成、共晶酸析解离及化合物Ⅱ的异构化
[ STBZ 将AMPD(5.00 g)与脂松香(8.00 g)溶于乙醚(30 mL)溶剂中，20 ℃下静置10 d，析出淡 黄色的共晶复合物。用乙醚将共晶复合物重结晶，过滤，用少量乙醇洗涤，室温下风干，得 1.14 g淡黄色结晶。分别用2-氨基-3-甲基-吡啶，2-氨基-4-甲基-吡啶，2-氨基 -5-甲基-吡啶代替AMPD，通过类似过程，任何一例都得不到共晶复合物。
共晶(1.14 g)与10 mL盐酸(3 mol/L)一并回流30 min，产生不溶物，经抽滤，洗涤，室温 下风干，得到Ⅰ(0.76 g，基于马尾松脂松香的收率为9.5%)。用饱和的硼酸溶液(50 mL) 代替盐酸，通过相似的过程，60 min后得到产物Ⅰ。
3 鉴定
共晶为AMPD-Ⅱ：mp 145 ℃～147 ℃。元素分析C 76.00%，N 6.84%，H 9.32%，理论值 C20H30O2C6H8N2，C 76.06%，N 6.82%，H 9.33%。ESI-MS(CH3 OH) m/z：301.4(M-1)，109.4(M+1)。IRνmax(KBr，cm-1)：3 400(νa sNH )，3 330(νasNH)，3 200，2 940，(νas-CH3)，2 910(νas-CH2 -)，2 860(νs-CH3，-CH2-，>CH-)，2 800，1 640(s，νC=O)， 1 610，1 358(δs-CH3)。13CNMR(CDCl3)δ：158.56(C-6′)，15 4.60(C-2′)，139.72(C-4′)，112.99(C-3′)，107.82(C-5′)，22.94(C-7′) ，其中C-2′与C-6′的归属有可能颠倒；185.57(C-18)，140.42，128.97，123.92 ，122.51，52.12，49.53，48.06，39.29，38.35，37.86，36.38，26.46，25.5 2，22.39，21.00，20.34，19.04，17.86，16.00。1HNMR(CDCl3)δ：7.36 (1H， t，H-4′)，6.45(1H，d，H-3′)，6.33(1H，d，H-5′)，2.37(3H，s，H-7′)，6 .20(1H，H-14)，1.75(1H，s，H-17)，1.71(3H，s，H-16)，1.23(3H，s，H-19)， 0.81(3H，s，H-20)，其中与C-16，17相连的质子的归属有可能颠倒。通过对烯碳及烯氢 在NMR谱中的呈现的信号数目[7～9]的确认，被AMPD共晶识别的树脂酸只能是化 合物Ⅱ或Ⅲ。在该谱图中，没有发现异丙基的特征峰。据此可以确认共晶中的树脂酸是化合 Ⅱ，而非化合物Ⅲ。峰面积积分结果表明，共晶复合物中，AMPD与化合物Ⅱ的摩尔比为1∶1 。
, 百拇医药
用X射线衍射解析了共晶的结构。共晶的结构给定了双链〔C13-C15，1.336( 3)A；C14-C8，1.342(3)A〕的确切位置，随即进一步确认了被AMPD共晶识别的树 脂酸是化合物Ⅱ。
化合物Ⅰ：淡黄色，mp 174 ℃～175 ℃。元素分析C 79.40%，H 10.02%；理论值：C 20H30O2，C 79.42%，H 10.00%。ESI-MS(CH3OH) m/z：301.4(M-1)。[α ] 25D -106°(c，0.51，EtOH)。UVλEtOHmax nm：241，236(sh)。IR νmax(KBr，cm-1)：2 950(νas-CH3)，2 910(νas-CH2-)， 2 830(νs-CH3，-CH2-，>CH-)，1 697(s，νC=O)，1 460，1 381 +1 362[δs-CH3 of -CH(CH3)2]，1 180+1 157[δC-C of -C H(CH3)2]。13CNMR(CDCl3)δ：185.28(C-18)，145.75(C-13)，135 .97(C-8)，122.74(C-14)，120.92(C-7)，51.31(C-9)，46.73(C-4)，45.28(C -5)，38.65(C-1)，37.56(C-3)，35.29(C-15)，34.85(C-10)，27.87(C-12)，2 6.01(C-6)，22.88(C-11)，21.84(C-17)，21.28(C-16)，18.46(C-2)，17.13(C -19)，14.45(C-20)，其中与C-16、C-17相连的质子的归属有可能颠倒。盐酸酸解产物 的物理性质与化合物Ⅰ相对应性质(旋光度[10]、紫外吸收光谱[11，12] 、红外光谱[13]、13CNMR[14，15]、1HNMR[1 6])相吻合。共晶AMPD-Ⅱ被盐酸完全解离为化合物Ⅱ的同时，其中化合物Ⅱ随即完全异 构化为化合物Ⅰ(基于化合物Ⅱ的两步反应收率为90.9%)。
, 百拇医药
在产物Ⅰ的1HNMR谱图中，同时具有AMPD、化合物Ⅰ、Ⅱ的特征峰。根据对烯氢峰面 积积分结果的计算表明，AMPD-Ⅱ解离率为61.6%，解离的产物中从化合物Ⅱ到Ⅰ的异构化 率为56.0%。硼酸是弱酸，不能快速解离AMPD-Ⅱ，但其酸性足以将化合物Ⅱ催化异构化为 化合物Ⅰ。
Address ： Jin Zhimin, Zhejiang University of Technology, Hangzhou
金志敏 2000年毕业于浙江大学，获博士学位，现从事天然药物的研究与开发
参 考 文 献
1，江苏新医学 院编.中药大辞典.上海：上海科学技术出版社，1985：2550
2，Haslinger E, Huefner A. Monatsh Chem, 1995,126(10):1109
, 百拇医药
3，Franich R A, Larsen D, Rutledge P S, et al. A ust J Chem, 1990,43(1):21
4，Bang S D, Johuson S K, Park C S. W O 9218119
5，Kozo I, Akira F. Bull Chem Soc Jpn, 1990,63:971
6，Kozo I, Akira F. Spectrochim Acta Part A, 1986,42:929
7，Sadtler Standard 13CNMR Spectra, File No 2057
8，Sadtler Standard 1HNMR Spectra, File No 11962
, http://www.100md.com
9，James C W C. J Am Cem Soc, 1960,82:4762
10，南京林产工业学院编.林产工业手册.北京：中国林业出版社，1984：95
11，Sandermann W. Ber, 1941,74:154
12，Woodward R B. J Am Chem Soc, 1942,64:72
13，Sadtler Standard IR Grating Spectra, File No 28295
14，Smith W B. Org Magn Reson, 1978,11:427
15，Feliciamo A S, Miguel del Corral J M, Gordaliza M, et al. [ WTBZ Magn Reson Chem, 1993,31:841
16，Sadtler Standard 1HNMR Spectra, File No 2295
(1999-06-18收稿), 百拇医药