摘要
從Tacca chantrieri根莖的EtOH提取物中分離出三種新的二聚二芳基庚烷類化合物,tacca chanfurans A-C(1-3),一種新的單體二芳基庚烷類化合物taccachannoid A(4)和四種已知的二芳基庚烷類化合物(5-8)。它們的結(jié)構(gòu)是在綜合光譜數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上建立的。taccachanfuranA(1)的絕對構(gòu)型通過單晶X射線衍射確認(rèn)。所有二芳基庚烷二聚體都含有二四氫呋喃部分,這是一類新的化合物。并提出了二芳基庚烷二聚體的合理生物合成途徑?;衔?-4對濃度為10和1μM的Aβ25-35誘導(dǎo)的SH-SY5Y細(xì)胞損傷具有顯著的神經(jīng)保護(hù)活性,化合物3,4,6,7和8在濃度為10和1μM的LPS刺激的鼠小膠質(zhì)細(xì)胞BV-2細(xì)胞中顯示出抗炎活性。
結(jié)果與討論
二芳基庚烷1-8的結(jié)構(gòu)闡明
從吡啶中得到無色單斜晶Taccachanfuran A(1)。分子式為C38H38O8。不飽和度為20。13C和DEPT NMR譜僅顯示19個共振,1H NMR譜顯示17個質(zhì)子信號,表明1可以是對稱化合物。1H和13C NMR數(shù)據(jù)(表1)顯示兩個取代苯環(huán)的信號[δH7.56(d,J=8.5Hz,2H),7.26(d,J=8.5Hz,2H),7.19(d,J=8.5Hz),2H),7.14(d,J=8.5 Hz,2H);δC130.4×2129.0×2116.9×2116.8×2],羰基(δC208.2),三個次甲基包括兩個含氧的[δH5.36(d,J=4.5 Hz),5.13(dt,J=7.9和4.8Hz),3.46(m);δC80.2,77.0,58.0]和三個亞甲基,表明存在二芳基庚烷部分。結(jié)合不飽和度20和分子式,應(yīng)該有兩個額外的環(huán)和兩個氧原子。1H-1H COSY光譜顯示H-1/H-2/H-3/H2-4,H-2'/H-3'和H-2“/H-3”的相關(guān)性(圖1)。HMBC光譜(圖1)顯示了從H-2(δH3.46)到C-2?(δC58.0)和芳香族C-1′(δC134.5)、從H-1(δH5.36)到C-3(δC77.0)和芳香族C-2′(δC129.0)、從H-2′(δH7.56)到芳香族C-4′(δC158.9)和C-6′(δC129.0)以及從H-3′(δH7.26)到芳香族C-1′(δC134.5′)的關(guān)鍵相關(guān)性,表示一個1,3,1?,3?四取代二四氫呋喃單元連接到C-1和C-1′上的苯基上。從H2-4(δH3.25,2.91)到C-2(δC58.0)、C-3(δC77.0)和C-5羰基(δC208.2)、從H-3〃(δH7.14)到芳香族C-1〃(δC132.5)、C-4〃(δC157.7)和C-5〃(δC116.8)表明羰基位于C-4和C-6之間,進(jìn)一步表明C-7與另一個苯基的C-1〃相連。考慮到分子的對稱性,提出了通過在C-2和C-2?之間形成C-C鍵,在C-1和C-3?之間以及在C-3和C-1?之間形成氧橋來連接兩個二芳基庚烷單體的二四氫呋喃單元。因此,構(gòu)建了化合物1的2D結(jié)構(gòu)。
表1 吡啶-d5中化合物1和2的數(shù)據(jù)1 H NMR(500 MHz)和13 C NMR(125 MHz)數(shù)據(jù)


圖1 化合物1和4的關(guān)鍵1H-1H COZY和HMBC相關(guān)性。
通過對ROESY的分析,確定了1的相對構(gòu)型。H-2/H-2′和H-3/H-2′的強(qiáng)ROESY關(guān)聯(lián)(圖2)表明H-2和H-3是共相并α取向的,而H-1/H2-4的交叉峰表明H-1是β取向的。通過Cu Kα輻射的單晶X射線衍射分析[圖3],證實1的絕對構(gòu)型為(1R,2S,3S,1?R,2?S,3?S)。ECD光譜1(圖4)在201nm處表現(xiàn)出的cotton負(fù)效應(yīng)。因此,taccachannoid A(1)的完整結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖2 化合物1的關(guān)鍵NOESY相關(guān)性

圖3 化合物1的ORTEP透視圖
化合物2分子式為C40H42O10,不飽和度為20。在3372cm-1處的寬IR吸收帶表明存在羥基?;衔?的13C和DEPT NMR譜僅顯示20個碳共振,表明為對稱的二聚體。1H和13C NMR數(shù)據(jù)(表1)與1的高度相似,表明它們有相同的結(jié)構(gòu)骨架。這兩種化合物之間的一個顯著差異是在2中觀察到額外的甲氧基,隨后通過從甲氧基質(zhì)子(δH3.91)到C-3'(δC149.4)和甲氧基質(zhì)子(δH3.91)和H-2'(δH7.43)之間的ROESY相關(guān)性。從H-2(δH3.50)到C-1'(δC135.1),從H-1(δH5.41)到C-2'(δC111.3),C-6'(δC120.2)的HMBC相關(guān)性表示甲氧基取代的苯環(huán)在C-1處與烷基側(cè)鏈連接。鑒于分子對稱性,在2的單元II中應(yīng)該存在位于C-3的另一個甲氧基。H-2/H-2',H-2/H-6',H-3/H-2'和H-3/H-6'的ROESY相關(guān)性表明H-2和H-3是共面的和α取向的,而H-1/H-4的交叉峰表明H-1是β取向的。C-1,C-2,C-1?和C-2?的絕對構(gòu)型通過比較其ECD光譜推導(dǎo)為R,S,R,S,在201 nm處表現(xiàn)出負(fù)cotton效應(yīng)。因此,taccachanfuran B(2)被定義為1的3',3'-二甲氧基衍生物。
化合物3的分子式為C39H40O9,不飽和度為20。與DEPT譜平行的1 H和13 C NMR數(shù)據(jù)(表2)顯示三個對二取代苯環(huán)的信號[δH7.21(d,J=8.5 Hz,2H),6.79(m,2H);δC129.1×2116.4×2;δH6.94(d,J=8.3 Hz,4H),6.67(m,4H);δC130.2×41116.2×4,116.2×4],1,3,4-三取代苯部分[δH6.99(s,1H),6.80(m,1H),6.67(m,J=8.5Hz,2H),6.79(m,2H),6.79(m,2H),δC1129.1×2116.4×2;116.4×2;δ,1H);δC120.51116.21111.2111.2],兩個羰基(δC210.3210.1),六個次甲基包括四個氧化的[δH4.95(d,J=3.9Hz,1H),4.94(d,J=4.0Hz(d,J=4.9Hz,1H),4.78(m,1H),4.77(m,1H),3.34(m,1H),3.28(td,J=6.8和4.8 Hz,1H);δC80.7×2,77.2,77.1,57.8,57.7)和六個亞甲基。這些數(shù)據(jù)表明3可能是非對稱的二芳基庚烷二聚體。單元I的H-1/H-2/H-3/H2-4和單元II的H-1/H-2/H-3/H2-4的1H-1H COSY相關(guān)性與HMBC從H-2(δH3.34,單元I)到C-1(δC80.7,單元II)和從H-2(δH3.28,單元II)到C-1(δC80.7,單元I)的相關(guān)性,建立了二四氫呋喃單元。1和3的單元II的NMR數(shù)據(jù)與2和3的單元I的結(jié)構(gòu)的NMR數(shù)據(jù)非常相似,從而確定了化合物3的2D結(jié)構(gòu)。從ROESY光譜可推導(dǎo)出3的相對構(gòu)型。對于單元I,H-2/H-2',H-2/H-6',H-3/H-2'和H-3/H-6'的相關(guān)性表明H-2和H-3是共面和α取向的,而H-1/H2-4的交叉峰表明H-1是β取向的。對于單元II觀察到相同的相關(guān)性,表明與單元I中相同的相對構(gòu)型。3的ECD光譜在204nm處也顯示出強(qiáng)烈的負(fù)cotton效應(yīng),表明與化合物1和2相比,C-1,C-2,C-1?和C-2?的絕對構(gòu)型相同(圖4)。因此,taccachanfuran C(3)被定義為1的3′-甲氧基衍生物。

圖4 化合物1-3的ECD譜
表2 化合物3和4在甲醇-d4中的H NMR(500 MHz)和13 C NMR(125 MHz)數(shù)據(jù)

化合物4的分子式為C21H22O5,不飽和度為11。1H和13C NMR數(shù)據(jù)(表2)以及DEPT光譜顯示1,3,4,5-四取代苯環(huán)[δH6.84(s,2H);δC106.1×2]的信號,對二取代的苯部分[δH7.04(d,J=8.5 Hz,2H),6.70(d,J=8.5 Hz,2H);δC130.3×2116.2×2],共軛二烯酮體系[δH7.38(dd,J=15.4和10.4 Hz,1H),6.94(d,J=15.4Hz,1H),6.88(dd,J=15.3和10.5Hz,1H),6.26(d,J=15.4Hz,1H);δC202.9144.0129.1125.7],兩個亞甲基和兩個甲氧基[δH3.87(s,6H);δC56.8×2],表明4是二芳基庚烷。觀察1H-1H COSY中(圖1)H2-1/H2-2與H-4/H-5/H-5/H-6/H-6/H-7與H-1/H2-2和H-4/H-4/H-5/H-6/H-7的相關(guān)性(圖1)與HMBC(圖1)從H-4(δH6.26)到C-2(δC43.2),C-3(δC202.9)和C-6(δC125.7)的H2-2(δH2.90)到C-1(δC30.9)和C-3(δC202.9)和C-6(δC202.9)和C-3(δC202.9)和C-3(δC202.9)和C-7(δC144.0),從H-6(δH6.90)至C-4(δC129.1),表明存在脂族鏈。兩個甲氧基分別位于C-3“和C-5”,這由從H-2“/H-6”(δH6.84)到C-3“(δC149.5)的HMBC相關(guān)揭示的。C-4“(δC128.7),C-5“(δC149.5)和C-6”/C-2“(δC106.1)以及甲氧基質(zhì)子(δH3.87)至C-3“/C-5“(δC149.5)。H-2'/H-3'的1H-1H COSY相關(guān)性和從H-2'(δH7.04)到C-4'(δC156.7)和C-6'(δC130.3)的HMBC相關(guān)性和從H-3'(δH6.70)到C-1'(δC133.3),C-4'(δC156.7)和C-5'(δC116.2)分配了第二個苯環(huán)。因此,taccachannoid A(4)的結(jié)構(gòu)定義為(4E,6E)-7-(4-羥基-3,5-二甲氧基苯基)-1-(4-羥基苯基)庚-4,6-二烯-3-酮。
化合物1-4的神經(jīng)保護(hù)作用
Aβ25-35誘導(dǎo)SH-SY5Y細(xì)胞損傷。分別在10和1μM的濃度下評估化合物1-4對Aβ25-35誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性的神經(jīng)保護(hù)活性(表3)。結(jié)果表明,Aβ25-35導(dǎo)致細(xì)胞活力降低至63.9%,化合物2-4(10μM)使細(xì)胞活力分別顯著提高至76.3%,91.9%和81.3%。與單獨(dú)的aβ25-35(10μM)組相比,化合物2的濃度為1μM時,細(xì)胞活力也顯著提高。與10μM的EGCG相比,所有化合物的神經(jīng)保護(hù)作用均優(yōu)于EGCG。此外,初步數(shù)據(jù)表明化合物2-4(濃度分別為10和1μM)對人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞無明顯細(xì)胞毒性。
表3 化合物1-4對神經(jīng)的保護(hù)作用 Aβ25?35誘導(dǎo)SH-SY5Y細(xì)胞損傷

化合物1-8對LPS中的抗炎作用
刺激小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞BV-2細(xì)胞??紤]到二芳基庚烷類化合物的抗炎作用,通過Griess測定法檢查化合物1-8的抗炎活性(表4)。檢查所有化合物對脂多糖(LPS)刺激的鼠小膠質(zhì)細(xì)胞BV-2細(xì)胞中NO產(chǎn)生的抑制。與對照組相比,化合物1,3,6,7和8顯示出對LPS誘導(dǎo)的NO產(chǎn)生的統(tǒng)計學(xué)顯著抑制作用?;衔?在所有測試化合物中顯示出最強(qiáng)的NO抑制作用。此外,初步的細(xì)胞毒性結(jié)果(MTT測定)顯示大多數(shù)測試化合物在其有效濃度(10μM終濃度)下對BV-2細(xì)胞沒有顯示出明顯的細(xì)胞毒性以抑制NO產(chǎn)生,但化合物1和2在10μM降低了BV-2細(xì)胞的存活率(細(xì)胞活力小于70%對照組)。總的來說,結(jié)果表明化合物1的抗炎作用可歸因于其細(xì)胞毒性。
表4. LPS誘導(dǎo)的小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞BV-2細(xì)胞中化合物1-8的抗炎作用

原文信息
本文于2020年11月30日發(fā)表于雜志《Journal of Natural Products》。第一作者為Yue Yang ,通訊作者為Chunping Tang 和葉陽研究員。中國科學(xué)院上海藥物研究所、上??萍即髮W(xué)為共同通訊單位。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jnatprod.0c00901?ref=pdf&
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