王 涵,司函瑞,焦玉鳳,劉金平,李平亞
吉林大學(xué)藥學(xué)院 吉林大學(xué)天然藥物研究中心,長春 130021
大白菜(BrassicarapaL.ssp.pekinensis)為十字花科(Cruciferae)蕓薹屬(Brassicas)二年生草本植物,又名結(jié)球白菜、黃芽菜,原產(chǎn)于中國[1,2],最早歷史記載始于西晉,古時稱之為“菘”。大白菜中含有多種微量元素、維生素、無機(jī)鹽、纖維素、蛋白質(zhì)、氨基酸、糖苷、黃酮、生物堿、三萜皂苷、揮發(fā)油等成分[3,4],民間有“百菜不如白菜”的說法,可見大白菜在居民蔬菜供應(yīng)中占有重要地位。元代食療專著《飲膳正要》記載其“通利腸胃,除胸中煩,解酒毒”。清代《本草綱目拾遺》記載:“白菜汁,甘溫?zé)o毒,利腸胃,除胸?zé)?,解酒渴,利大小便,和中止嗽”且“冬汁尤佳”??删徑夥螣帷⒖人?、咽干、口渴、頭痛、大便干結(jié)、丹毒、痔瘡出血等病癥[5,6],是清涼降瀉兼補(bǔ)益之良品,適合大部分人群食用。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),對大白菜的研究以栽培育種以及防蟲害為主,對其化學(xué)成分的提取分離鮮有報道,為進(jìn)一步明確大白菜中的化學(xué)成分,以期為其食用價值和藥用價值提供參考依據(jù),本課題組對吉林產(chǎn)大白菜的化學(xué)成分進(jìn)行研究。
大白菜于 2017年10月采購自吉林省長春市,由吉林大學(xué)藥學(xué)院李平亞教授鑒定為十字花科蕓薹屬植物大白菜(BrassicarapaL.ssp.pekinensis)。
Xevo G2-XS QTOF四級桿飛行時間質(zhì)譜儀(美國Waters公司);Acquity UPLC超高效液相色譜儀(美國Waters公司);Acquity UPLC BEH C18色譜柱(50 mm × 2.1 mm,1.7 μm,美國Waters公司);半制備高效液相色譜儀(Waters 1525二元 HPLC泵,Waters 2998二極管陣列檢測器);SunFire Prep C18半制備色譜柱(10 mm×150 mm,10 μm,美國Waters公司);Bruker DRX 500、600核磁共振波譜儀(美國Bruker公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司);DLSB低溫冷卻液循環(huán)泵(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司);Spectrumlab暗箱式紫外分析儀(上海棱光技術(shù)有限公司);FA1104N電子分析天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司);RCT-3200超純水儀(長春博萊帕特科技發(fā)展有限公司);KQ-100數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);柱色譜硅膠(青島鑫昶來硅膠有限公司);TLC硅膠板(青島邦凱高新技術(shù)材料有限公司);反相C18硅膠(梯希愛上?;晒I(yè)發(fā)展有限公司);Sephadex LH-20(上海伊卡生物技術(shù)有限公司);乙腈(色譜純,F(xiàn)isher 公司);正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、正丁醇(分析純,北京化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司);無水乙醇(工業(yè)級,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);甲醇、三氯甲烷、吡啶、二甲基亞砜(氘代試劑,上海思域化工科技有限公司)。
Hep-2 細(xì)胞株(中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院);RPMI-1640 培養(yǎng)基、胎牛血清(美國Hyclone公司);二甲亞砜(DMSO)、青霉素和鏈霉素(上海鼎國生物技術(shù)有限公司);MTT(美國 Sigma 公司)。MCO-20AIC CO2培養(yǎng)箱(中國Sanyo公司)。
取新鮮白菜102 kg,剁碎,以5倍體積量的95%乙醇室溫浸泡3次,第1次浸泡48 h,其余2次各浸泡24 h,合并3次浸泡所得提取液,過200目篩,所得濾液通過減壓回收溶劑得到稠膏,將稠膏溶解于2 000 mL水中,依次用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇萃取3次,合并各部分萃取液,減壓回收溶劑,干燥后得正己烷萃取物5.6 g,二氯甲烷萃取物12.2 g,乙酸乙酯萃取物 25.9 g,正丁醇萃取物260.2 g。
正己烷萃取物(5.6 g)經(jīng)正相硅膠柱色譜,采用正己烷-乙酸乙酯系統(tǒng)(200∶1→0∶100)梯度洗脫,得到3個組分,其中Fr.1中結(jié)晶得到化合物1(5 mg)。
二氯甲烷萃取物(12.2 g)經(jīng)正相硅膠柱色譜,采用正己烷-乙酸乙酯系統(tǒng)(200∶1→0∶100)梯度洗脫,得到5個組分,其中Fr.1中結(jié)晶得到化合物12(2mg).
乙酸乙酯萃取物(25.9 g)經(jīng)正相硅膠柱色譜,以正己烷-乙酸乙酯系統(tǒng)(30∶1→0∶1)和氯仿甲醇系統(tǒng)(10∶1→1∶1)梯度洗脫,得到5個組分,其中Fr.2結(jié)晶得到化合物6(10 mg),F(xiàn)r.3經(jīng)Sephadex LH-20和半制備液相以及重結(jié)晶得到化合物7(3 mg),F(xiàn)r.3經(jīng)反復(fù)硅膠柱色譜和Sephadex LH-20得到化合物8(5 mg)。
正丁醇萃取物(124.2 g)經(jīng)正相硅膠柱色譜,以氯仿甲醇系統(tǒng)(100∶1→1∶1)梯度洗脫,得到12個組分,F(xiàn)r.1經(jīng)正相硅膠柱色譜和反向硅膠柱色譜得到化合物2(7 mg)、14(5 mg),F(xiàn)r.2經(jīng)正相硅膠柱色譜、反相硅膠柱色譜和半制備液相得到化合物10(2mg)、9(2 mg)、15(2 mg),F(xiàn)r.3經(jīng)正相硅膠柱色譜和半制備液相得到化合物11(2 mg),F(xiàn)r.7經(jīng)Sephadex LH-20和半制備液相得到化合物4(5 mg)、5(2 mg),F(xiàn)r.19經(jīng)正相硅膠柱色譜和反向硅膠柱色譜得到化合物13(3 mg),F(xiàn)r.10經(jīng)結(jié)晶和重結(jié)晶技術(shù)得到化合物3(512 mg)。
用MTT法檢測該化合物對喉癌Hep-2細(xì)胞的抑制作用,將喉癌Hep-2細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)后接種于96孔板內(nèi)(體積為100 μL/孔,每孔細(xì)胞約1×105個/mL),設(shè)相應(yīng)濃度的溶媒對照孔及調(diào)零孔,然后加入不同濃度的藥物,給藥濃度分別為200、100、50、25、12.5、6.25 μM,每個濃度設(shè)6個復(fù)孔。藥物與細(xì)胞共同孵育24 h后用MTT法檢測細(xì)胞生長情況。吸盡培養(yǎng)基后,每孔加入90 μL無血清培養(yǎng)基,除空白孔外,每孔加入MTT 10 μL,置培養(yǎng)箱中反應(yīng)4 h,吸盡培養(yǎng)基后,每孔加入100 μL DMSO混勻后充分吹打,使紫色結(jié)晶完全溶解后測定570 nm處的OD值。細(xì)胞增殖抑制率=[1-(用藥組OD值-空白組OD值)/(對照組OD值-空白組OD值)]×100%。
化合物1白色晶體(甲醇);10% 硫酸-乙醇溶液顯紫紅色,Liebermann-Burchard反應(yīng)呈陽性,Molish反應(yīng)呈陰性。1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:5.38(1H,m,H-1)為烯氫信號,3.55(1H,m,H-3)為連氧氫信號,1.03(3H,s,19-CH3),0.95(3H,d,J=1.0 Hz,21-CH3),0.87(3H,m,26-CH3),0.85(3H,m,29-CH3),0.83(3H,m,27-CH3),0.70(3H,m,18-CH3)為甲基上的氫信號。13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:140.8(C-5),121.7(C-6),71.8(C-3),56.8(C-14),56.1(C-17),50.1(C-9),45.8(C-24),42.3(C-4),39.8(C-13),37.3(C-12),36.5(C-1),36.2(C-10),33.9(C-20),33.7(C-7),31.9(C-22),31.7(C-8),29.7(C-25),29.2(C-16),28.3(C-23),26.1(C-2),24.3(C-15),23.1(C-28),21.1(C-11),19.8(C-27),19.4(C-18),19.0(C-29),18.8(C-21),11.9(C-26),11.9(C-19)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]報道基本一致,故鑒定化合物1為β-谷甾醇。
化合物2棕色油狀物;常溫下易溶于甲醇、醋酸乙酯、丙酮等。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:9.55(1H,s,H-5),7.40(1H,d,J=3.6 Hz,H-2),6.60(1H,d,J=3.6 Hz,H-3),4.63(2H,s,H-6);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:179.4(CHO-),163.2(C-5),153.8(C-2),124.7(C-3),110.8(C-4),57.6(CH2)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]報道基本一致,故鑒定化合物2為5-羥甲基糠醛。
化合物3白色針狀晶體;10% 硫酸-乙醇溶液顯棕黃色,Molish反應(yīng)呈陽性。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:3.83~3.54(7H,m,F(xiàn)ru-H),3.42(2H,m,H-1),1.47(2H,m,H-2),1.31(2H,m,H-3),0.84(3H,t,J=7.4 Hz,H-4);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:101.4(C-2′),71.4(C-5′),70.9(C-4′),70.4(C-6′),65.0(C-1′),63.3(C-3′),61.4(C-1),33.1(C-2),20.3(C-3),14.1(C-4)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[9]報道基本一致,故鑒定化合物3鑒定為正丁基-O-β-D-吡喃果糖苷。
化合物4透明膠狀物;Molish反應(yīng)呈陽性,1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:5.88(1H,d,J=15.6 Hz,H-7),5.78(1H,s,H-4),5.64(1H,dd,J=15.6,7.2 Hz,H-8),4.44(1H,q,J=6.5 Hz,H-9),4.18(1H,d,J=7.8 Hz,H-1′),3.76(1H,dd,J=11.9,2.0 Hz,H-6′ a),3.55(1H,dd,J=11.9,6.2 Hz,H-6′b),3.26~3.01(4H,m,H-3′,H-4′,H-2′,H-5″),2.51(1H,d,J=17.0 Hz,H-2a),2.09(1H,d,J=16.9 Hz,H-2b),1.85(3H,s,H-13),1.20(3H,d,J=6.5 Hz,H-10),0.93(6H,d,J=12.7 Hz,H-11,12);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:199.9(C-3),165.7(C-5),132.3(C-7,8),125.7(C-4),99.8(C-1′),78.6(C-6),76.9(C-5′),76.7(C-3′),73.5(C-9),73.2(C-2′),70.2(C-4′),61.4(C-6′),49.3(C-2),41.0(C-1),23.3(C-12),22.1(C-11),20.9(C-10),18.2(C-13)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[10]報道基本一致,鑒定化合物4為(6S,9S)-長壽花糖苷。
化合物5白色粉末;1H NMR(800 MHz,CD3OD)δ:8.03(1H,d,J=8.1 Hz,H-6),5.92(1H,d,J=4.7 Hz,H-1′),5.71(1H,d,J=8.1 Hz,H-5),4.18(2H,m,H-3′,H-2′),4.02(1H,m,H-4′ ),3.86(1H,dd,J=12.5,2.7 Hz,H-5′b),3.75(1H,dd,J=12.2,3.1 Hz,H-5′b);13C NMR(201 MHz,CD3OD)δ:166.3(C-4),152.2(C-2),142.4(C-6),102.3(C-5),90.4(C-1′),86.0(C-4′),75.4(C-3′),71.0(C-2′),62.3(C-5′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報道基本一致,故鑒定化合物5為尿嘧啶核苷。
化合物6白色晶體;溴甲酚綠反應(yīng)呈陽性。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:2.47(4H,s,-CH2);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:176.1(-COOH),29.8(-CH2)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]報道基本一致,故鑒定化合物6為琥珀酸。
化合物7白色粉末;1H NMR(800 MHz,CD3OD)δ:3.69(3H,s,-OCH3),2.61(4H,s,H-2,H-3);13C NMR(201 MHz,CD3OD)δ:176.1(-COOH),174.8(COO-),52.2(-OCH3),29.9(C-2,3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]報道基本一致,故鑒定化合物7為琥珀酸甲酯。
化合物8淡黃色粉末;1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:7.33(1H,d,J=15.8 Hz,H-7), 7.26(2H,d,J=8.4 Hz,H-2,H-6),6.65(2H,d,J=8.4 Hz,H-3,H-5),6.24(1H,d,J=15.7 Hz,H-8);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:177.3(C-9),159.9(C-4),142.2(C-7),130.1(C-2,6),128.2(C-1),121.8(C-8),116.4(C-3,5)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[14]對照一致,故鑒定化合物8為對羥基肉桂酸。
化合物9白色粉末;10% 硫酸-乙醇顯色顯黃色斑點(diǎn),Molish反應(yīng)呈陽性。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:4.29(1H,d,J=7.8 Hz),1.25(3H,t,J=7.1 Hz,CH3),3.97(1H,m),3.68(1H,m);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:102.7(C-1′),76.7(C-5′),76.5(C-3′),73.7(C-2′),70.2(C-4′),64.7(C-1),61.3(C-6′),14.0(C-2)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[15]對照一致,故鑒定化合物9為乙基-β-D-吡喃葡萄糖苷。
化合物10白色粉末;1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:4.30(1H,dd,J=9.0,4.3 Hz,H-5),4.19(2H,t,J=6.6 Hz,H-7),2.58~2.46(1H,m,H-4a),2.44~2.29(2H,m,H-3),2.17(1H,m,H-4b),1.74~1.63(2H,m,H-8),1.43(2H,m,H-9),0.98(3H,t,J=7.4 Hz,H-10);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:172.7(C-2),64.9(C-7),55.7(C-5),30.3(C-8),28.9(C-3),24.5(C-4),18.7(C-9),12.6(C-10)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[16]對照一致,故鑒定化合物10為焦谷氨酸正丁酯。
化合物11白色粉末;碘熏顯色,與三氯化鐵試劑反應(yīng)呈陽性,說明該化合物結(jié)構(gòu)中含有酚羥基。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:6.90(2H,d,J=8.4 Hz,H-9,13),6.61(2H,d,J=8.4 Hz,H-10,12),4.14(1H,m,H-6),3.56(1H,m,H-3),3.10(1H,dd,J=13.9,3.5 Hz,H-7a),2.74 (1H,dd,J=13.9,4.7 Hz,H-7b),1.33(1H,m,H-15),0.78(1H,m,H-14),0.64(6H,m,H-16,17);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:170.6(C-2),169.2(C-5),158.1(C-11),133.1(C-9,13),127.2(C-8),116.4(C-10,12),57.7(C-6),54.1(C-3),45.2(C-14),39.4(C-7),24.8(C-15),23.3(C-16),21.3(C-17)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[17]對照一致,故鑒定化合物11為環(huán)(酪氨酸-亮氨酸)二肽。
化合物12白色粉末;碘熏顯色。1H NMR(600 MHz,CD3OD)δ:4.22~4.00(2H,m),3.68(1H,m),3.40(2H,m),2.21(1H,m),1.77~1.95(2H,m),1.54(1H,m),1.43(1H,m),1.32(1H,m),0.86(6H,m);13C NMR(151 MHz,CD3OD)δ:171.4(C-4),167.5(C-2),58.8(C-3),53.2(C-1),45.0(C-7),37.9(C-8),27.6(C-5),24.3(C-6),22.2(C-9),21.8(C-10),20.8(C-11)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[18]對照一致,故鑒定化合物12為環(huán)(L-脯氨酸-D-亮氨酸)。
化合物13白色無定型粉末;1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:1.28(26H,s,13 × CH2),0.90(3H,t,J=7.0 Hz,CH3);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:33.0(C-3),31.5(C-4),29.3(C-4~13),22.8(C-2),22.3(C-15),18.0(C-1),13.7(C-16)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[19]對照一致,故鑒定化合物13為氯代正十六烷。
化合物14白色粉末;碘熏顯色。1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:5.35 (2H,t,J=4.8 Hz,H-9,10),2.27~2.19 (2H,m,H-2),2.01(2H,dd,J=12.6,6.7 Hz,H-8),1.64(2H,dt,J=15.2,7.6 Hz,H-11),1.30(22H,m,H-12~17,3~7),0.88(3H,t,J=7.0 Hz,H-18);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ172.5(C-1),129.9(C-9,10),36.0(C-2),31.9(C-16),29.7(C-4,5),29.7(C-6),29.6(C-7),29.5(C-8),29.5(C-11),29.4(C-12),29.3(C-13),29.2(C-14),27.2(C-15),25.5(C-3),22.6(C-17),14.1(C-18)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[20]對照基本一致,故鑒定化合物14為油酸酰胺。
化合物15白色粉末;碘熏顯色。1H NMR(600 MHz,CDCl3)δ:0.98(3H,s,H-19),0.95(3H,d,J=6.5 Hz,H-21),0.90~0.79(9H,m,H-29,26,27),0.72(3H,s,H-18);13C NMR(151 MHz,CDCl3)δ:209.1(C-3),209.0(C-6),57.5(C-5),56.6(C-14),56.0(C-17),53.5(C-9),46.6(C-10,13),45.8(C-7,24),39.3(C-12),38.1(C-1),38.0(C-8),37.4(C-2),37.0(C-4),36.0(C-20),33.8(C-22),29.7(C-25),28.0(C-16),26.0(C-23),24.0(C-15),23.0(C-28),21.6(C-11,29),19.8(C-26),19.0(C-27),18.7(C-21),12.5(C-19),12.0(C-18)。以上波譜數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)[21]對照基本一致,故鑒定化合物15為豆甾烷-3,6-二酮。
MTT法測得該化合物在給藥濃度低于125 μM時,未表現(xiàn)出對喉癌Hep-2細(xì)胞明顯的抑制作用,給藥濃度為180 μM時對喉癌Hep-2細(xì)胞的抑制率達(dá)50%。
本實(shí)驗(yàn)從十字花科蕓薹屬植物大白菜中共分離得到15個化合物,有11個首次從蕓薹屬植物中分得,14個首次從大白菜中分得,豐富了大白菜化學(xué)成分的參考資料。據(jù)報道,正丁基-O-β-D-吡喃果糖苷(化合物3)具有誘導(dǎo)肝癌Bel-7402 細(xì)胞凋亡的作用,且隨著濃度的升高和作用時間的延長,其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用增強(qiáng),不同濃度的正丁基-β-D-吡喃果糖苷與Bel-7402細(xì)胞作用24、48 h可明顯抑制Bel-7402 細(xì)胞存活,25 mg/L的正丁基-β-D-吡喃果糖苷抑制率達(dá)到42.39%[22]。因分離所得的化合物3含量達(dá)500 mg,在正丁醇層中大量存在,且已有活性研究基礎(chǔ),其余化合物因分離得到的數(shù)量少或未有文獻(xiàn)報道顯著活性,故只對化合物3進(jìn)行了體外藥理活性測試,結(jié)果表明給藥濃度低于125 μM時,該化合物對喉癌Hep-2細(xì)胞的生長作用抑制不明顯,為大白菜的生物活性研究提供了參考依據(jù)。