李懷志,徐凌川,王曉,李佳*,楊鵬,楊炳田
(1.山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟南 250355;2.山東省分析測試中心,山東 濟南 250014;3.濟南三峰生物制藥有限公司,山東 濟南 250014)
硅膠柱色譜結(jié)合高速逆流色譜法分離制備白首烏根皮中的苯乙酮類成分△
李懷志1,2,徐凌川1,王曉2,李佳1*,楊鵬3,楊炳田3
(1.山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟南 250355;2.山東省分析測試中心,山東 濟南 250014;3.濟南三峰生物制藥有限公司,山東 濟南 250014)
目的創(chuàng)建硅膠柱色譜結(jié)合高速逆流色譜法制備分離泰山白首烏根皮中苯乙酮類成分的方法。方法白首烏根皮粗提物先經(jīng)過硅膠柱色譜進行初步分離,得到含有苯乙酮類成分的A和B兩個組分,分別采用石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶4.5∶5.5,V/V)和石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶3∶7,V/V)的兩相溶劑體系進行制備并分離。結(jié)果從260 mg 組分A中分離制備得到對苯二酚3.9 mg (1)、 4-羥基苯乙酮17.1 mg (2)、2,5-二羥基苯乙酮13.3 mg (3)和2,4-二羥基苯乙酮21.0 mg (4);從300 mg 組分B中分離得到白首烏二苯酮136 mg (5)。經(jīng)高效液相色譜分析,其純度分別為97.0%、96.6%、99.2%、99.7%、99.5%。結(jié)論該法簡便、快速、高效,可用于白首烏根皮中苯乙酮類成分的快速分離制備,有較好的實用價值,為白首烏根皮的開發(fā)利用提供了參考依據(jù)。
硅膠柱色譜;高速逆流色譜;苯乙酮類成分;白首烏根皮
泰山白首烏CynanchumbungeiDecne為蘿藦科植物戟葉牛皮消的塊根,是泰山的“四大名藥”之一,其味甘、苦,性微溫,具有補肝腎、益精血、烏須發(fā)、止心痛、壯筋骨和延年益壽之功效[1]。白首烏塊根中的化學(xué)成分復(fù)雜,主要含有C21甾體酯苷類、磷脂類、苯乙酮類等,具有抗氧化、抗腫瘤、抗缺氧、調(diào)節(jié)免疫功能、降血脂等多種藥理活性[2-3]。據(jù)報道,其中苯乙酮類成分能夠保護肝細胞以及具有抗氧化活性[3-4],目前對這類成分的研究還不夠深入,并且沒有對其根皮進行分離的報道。本文對泰山白首烏根皮粗提物中的苯乙酮類成分進行分離制備,建立了白首烏中苯乙酮類成分的高效分離制備方法,對白首烏藥材及產(chǎn)品的開發(fā)利用以及苯乙酮類成分的藥理研究都具有重要意義。
高速逆流色譜(HSCCC)是不需要固態(tài)載體的液-液分配色譜技術(shù),相比傳統(tǒng)色譜法克服了固相載體對樣品造成的吸附損失、變性、耗時長、溶劑消耗量大、分離效率低等缺點,該法操作簡便、快速、高效,已被廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物的分離純化[5-9]。本研究采用硅膠柱色譜法對白首烏根皮粗提物進行初步純化,然后對所得組分分別采用HSCCC進行分離制備,實現(xiàn)了對白首烏中苯乙酮類化合物的快速、有效的分離,為白首烏根皮的開發(fā)利用提供了參考依據(jù)。
TBE300A型高速逆流色譜儀(上海同田生物技術(shù)有限公司)、多層聚四氟乙烯螺旋管(直徑1.6 mm,分離體積300 mL,β值為0.47~0.73)、TBP泵(上海同田生物技術(shù)有限公司)、8823B-紫外檢測器(北京賓達英創(chuàng)科技有限司)、3057-11記錄儀(重慶川儀總廠有限公司);Waters 600-996高效液相色譜系統(tǒng)[配有光電二極管陣列檢測器(PDA),美國Waters公司];Varian INOVA-600核磁共振波譜儀(Varian公司,美國);硅膠柱直徑2.5 cm。
高效液相色譜所用乙腈為色譜純 (美國天地公司),水為娃哈哈純凈水;硅膠柱色譜和HSCCC分離用溶劑均為分析純(濟南巨業(yè)化學(xué)試劑有限公司),所用水為過濾蒸餾水;硅膠(200~300目) 及GF254硅膠板(青島海洋化工廠)。白首烏藥材來自泰山白首烏種植基地(泰安),經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)徐凌川教授鑒定為蘿藦科泰山白首烏CynanchumbungeiDecne的根皮。
2.1 白首烏根皮粗提物的制備
稱取干燥的泰山白首烏根皮100 g,粉碎并過20目篩,加入95%乙醇800 mL,加熱回流提取3次,每次2 h,過濾,合并濾液,減壓回收乙醇至無醇味。加蒸餾水稀釋至150 mL,先用等體積的石油醚脫脂3次,再用等體積的乙酸乙酯萃取3次,合并乙酸乙酯萃取液,減壓蒸干,得到粗提物8.7 g,用于進一步的分離制備,其HPLC色譜圖如圖1所示。
2.2 硅膠柱色譜初步分離
白首烏粗提物中的各成分含量差別較大,尤其是化合物5的含量較多,直接以白首烏粗提物進行HSCCC分離時,化合物5會干擾其他組分的純度,所以本實驗考慮通過硅膠柱色譜將目標成分進行初步純化,再分別進行HSCCC分離制備。
取2.5 g粗提物經(jīng)硅膠柱色譜初步分離。先用500 mL石油醚-乙酸乙酯(95∶5)沖洗,再用石油醚-乙酸乙酯(75∶25)洗脫,并收集該部分的洗脫液,減壓蒸干得組分A 320 mg。當洗脫液接近無色時,換用100%乙酸乙酯沖洗,所收集的洗脫液減壓蒸干得組分B 660 mg,4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。組分A和B的HPLC色譜圖如圖1所示。
2.3 HSCCC溶劑體系的選擇
在高速逆流色譜中,合適的溶劑體系是獲得理想分離的關(guān)鍵。一般而言,對HSCCC最合適的分配系數(shù)KD值的范圍是0.5~2。若KD小于0.5,則出峰時間太快,組分峰之間的分離較差。若KD大于2.0,則出峰時間較長,峰形變寬[10]。本實驗根據(jù)所分離化合物的理化性質(zhì),考察了石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水兩相溶劑體系,調(diào)整溶劑體積比并測定各目標化合物的KD值,結(jié)果見表1。發(fā)現(xiàn)石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶4.5∶5.5)體系比較適合分離,以白首烏粗提物作為樣品進行HSCCC分離,所得的各成分經(jīng)HPLC分析,純度不高,且主要受化合物5影響。故運用硅膠柱進行初步分離,將粗提物分成組分A、B兩部分,適度調(diào)整HSCCC溶劑體系,最終確定組分A的溶劑體系為石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶4.5∶5.5,V/V),組分B的溶劑體系為石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶3∶7,V/V)。
注:A.粗提物;B.組分A;C.組分B;D.化合物1;E.化合物2;F.化合物3;G.化合物4;H.化合物5。圖1 白首烏根皮粗提物及提取的化合物HPLC圖
表1 5個化合物在不同配比體系中的分配系數(shù)
2.4 HSCCC分離制備
在分液漏斗中配制石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶4.5∶5.5,V/V)兩相溶劑體系,約2000 mL,充分振搖后靜置分層,將上相和下相分離后,超聲脫氣15 min,備用。準確稱取組分A 260 mg,用上下相各5 mL振蕩溶解,以備HSCCC分離。
在分液漏斗中配制石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(4∶6∶3∶7,V/V)兩相溶劑體系,約1800 mL,并劇烈振蕩,靜置分層,將上相和下相分離后,超聲脫氣15 min,備用。準確稱取組分B 300 mg,用上下相各6 mL振蕩溶解,以備HSCCC分離。
首先將脫氣的上相(固定相)以15 mL·min-1的速度泵入HSCCC分離管,待固定相充滿整個分離管后,調(diào)節(jié)主機轉(zhuǎn)速至850 r·min-1,同時以2.0 mL·min-1的速度泵入下相(流動相),待有流動相從分離柱出口流出時,表明兩相溶劑在分離管中已達到動態(tài)平衡,此時,由進樣閥注入樣品溶液,并打開檢測器和記錄儀,檢測波長調(diào)為254 nm,根據(jù)色譜圖手動接收目標成分,分離結(jié)果如圖2所示。從260 mg組分A中分離制備得到對苯二酚3.9 mg (1)、4-羥基苯乙酮17.1 mg (2)、2,5-二羥基苯乙酮13.3 mg (3)和2,4-二羥基苯乙酮21.0 mg (4);從300 mg組分B分離得到白首烏二苯酮136 mg (5)。
注:A.組分A;B.組分B;1.對二苯酚;2.4-羥基苯乙酮;3.2,5-二羥基苯乙酮;4.2,4-二羥基苯乙酮;5.白首烏二苯酮。圖2 組分A和組分B的高速逆流色譜圖
2.5 HPLC檢測分析
HPLC條件:Warters Symmetry RP18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)。流動相為乙腈(A)-水(B),線性梯度洗脫程序:0~20 min,30~100% A;20~30 min,100% A。流速:1.0 mL·min-1,DAD檢測波長范圍:200~400 nm。
采用上述的色譜條件,對分得的各成分進行HPLC分析,結(jié)果如圖1所示。用峰面積歸一化法測得化合物1~5的純度分別為97.0%、96.6%、99.2%、99.7%和99.5%。
2.6 結(jié)構(gòu)鑒定
化合物1:白色結(jié)晶(CH3OH);1H-NMR (DMSO-d6,600 MHz)δ:6.63(2H,s);13C-NMR (DMSO-d6,150 MHz)δ:149.7,115.6。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻[11]的數(shù)據(jù)基本一致,故鑒定該化合物為對苯二酚。
化合物2:無色針晶(CH3OH);1H-NMR (DMSO-d6,600 MHz)δ:2.54 (3H,s),6.8 (2H,d,J=8.7 Hz,H-3,5),7.91 (2H,d,J=8.7 Hz,H-2,6);13C-NMR (DMSO-d6,150 MHz)δ:26.3 (COCH3),115.7 (C-3,5),128.0 (C-1),131.1 (C-2,6),162.6 (C-4),198.9 (C=O)。以上數(shù)據(jù)與文獻[12]的數(shù)據(jù)基本一致,所以確定化合物2為4-羥基苯乙酮。
化合物3:黃色針晶(CH3OH);1H-NMR (DMSO-d6,600 MHz)δ:6.79 (1H,d,J=8.9 Hz,H-3),7.03 (1H,dd,J=8.8 Hz,2.8 Hz,H-4),7.23 (1H,d,J=2.7 Hz,H-6),2.60 (3H,s);13C-NMR (DMSO-d6,150 MHz)δ:26.2 (COCH3),115.7 (C-3),121.7 (C-4),126.1 (C-1),151.0 (C-5),152.5 (C-2),199.9 (C=O)。以上數(shù)據(jù)與文獻[12]報道數(shù)據(jù)基本一致,確定化合物3為2,5-二羥基苯乙酮。
化合物4:淡黃色針晶(CH3OH);1H-NMR (DMSO-d6,600 MHz)δ:2.53 (3H,s),7.72 (1H,d,J=8.6 Hz,H-6),6.26 (1H,d,J=2.3 Hz,H-3),6.39 (1H,dd,J=8.7 Hz,2.,H-5);13C-NMR(DMSO-d6,150 MHz)δ:26.6(COCH3),105.0(C-3),108.9(C-5),112.0 (C-1),132.1(C-6),164.3(C-4),166.0(C-2),202.0(C=O)。該化合物數(shù)據(jù)與文獻[13]的數(shù)據(jù)基本一致,所以確定化合物4為2,4-二羥基苯乙酮。
化合物5:淡黃色針晶(CH3OH);1H-NMR (DMSO-d6,600 MHz)δ:2.20 (3H,s),2.57 (3H,s,COCH3),6.50 (1H,d,J=8.9 Hz),6.81 (1H,d,J=8.7 Hz),6.94 (1H,d,J=8.7 Hz),7.78 (1H,d,J=8.9 Hz);13C-NMR (DMSO-d6,150 MHz)δ:26.3 (C-5),30.9 (C-10),107.8 (C-5),111.6 (C-1),112.7 (C-1),117.8 (C-1′),116.1 (C-3′),118.4 (C-4′),130.2 (C-6′),132.4 (C-4),147.3 (C-2′),148.3 (C-5′),162.1 (C-6),162.6 (C-2),203.3 (C-8),203.1 (C-7)。上述數(shù)據(jù)與文獻報道[13]的白首烏二苯酮數(shù)據(jù)基本一致,確定化合物5為白首烏二苯酮。
實驗采用硅膠柱聯(lián)合HSCCC的方法從白首烏根皮中分離制備得到5個化合物,其純度均在95%以上。結(jié)果表明,這兩種技術(shù)的結(jié)合能有效地分離制備苯乙酮類化合物,為苯乙酮類物質(zhì)的進一步研究開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。本方法簡便、高效、快速,為其他天然產(chǎn)物的分離制備提供了參考。
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SeparationandPurificationofAcetophenonesfromCynanchumbengeiDecneRootBarkbyCombinationofSilicaGelandHigh-speedCounter-currentChromatography
LIHuaizhi1,2,XULingchuan1,WANGXiao2,LIJia1*,YANGPeng3,YANGBingtian3
( 1.ShandongUniversityofTraditionalChineseMedicine,Jinan250355,China;2.ShandongAnalysisandTestCenter,Jinan250014,China;3.SanfengBiologicalEngineeringTechnologyCo.Ltd.,Jinan250014,China)
Objective:To develop a method for separation and purification of acetophenones fromCynanchumbengeiDecne root bark by combination of silica gel and high-speed counter-current chromatography (HSCCC).MethodsThe crude extract ofC.bengeiwas separated by silica gel chromatography and part A and B were obtained.Then,part A and B were separated by HSCCC with a two-phase solvent system composed of petroleum ether-ethyl acetate-methanol-water (4∶6∶4.5∶5.5,V/V) and (4∶6∶3∶7,V/V),respectively.ResultsFrom 260 mg of part A,four compounds with p-dihydroxybenzene 3.9 mg (1),4-hydroxyacetophenone 17.1 mg (2),2,5-di-hydroxyacetophenone 13.3 mg (3) and 2,4-dihydroxyaceto-phenone 21.0 mg (4) were obtained.And from 300 mg of part B,baishouwubenzoph-enone 136 mg (5) were obtained.The compounds purity determined by HPLC were 97.0%,96.6%,99.2%,99.7%,99.5%,respectively.ConclusionThe established method is simple and efficient.It can be used for separation of acetophenones fromC.bengei.The results provide a reference basis forC.bengeiroot bark development and utilization.
Silica gel chromatography;high-speed counter-current chromatography (HSCCC);acetophenones;CynanchumbungeiDecne root bark
2015-08-31)
國家自然科學(xué)基金(81373941);山東省自然科學(xué)基金(ZR2012HM047);山東省科技發(fā)展計劃(2014G2X219003);公益性行業(yè)科研專項(201407002)
*
李佳,教授,研究方向:中藥質(zhì)量控制與資源研究;E-mail:ljytl7172@163.com
10.13313/j.issn.1673-4890.2016.8.003