西藏胡黄连和鸡矢藤的化学成分及黄芪多糖的提取工艺研究

本论文由四部分组成，前三部分为实验论文，第四部分为文献综述。第一、二部分分别报道了中药西藏胡黄连和鸡矢藤的化学成分研究结果。从两种药用植物中共分离和鉴定了32个化学成分，其中3个为新化合物。第三部分为黄芪多糖的提取工艺研究。第四部分概述了近年来植物多糖的研究进展。 第一章为西藏胡黄连化学成分研究。通过正、反相硅胶柱层析等分离方法从药用植物西藏胡黄连（Picrorhiza scrophulariiflora Pennell）的根茎中共分离纯化出7个化合物。运用MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、HSQC和HMBC等现代谱学方法，结合理化分析对这些化合物的结构进行了分析鉴定。7个化合物中有两个是酚性的葡萄糖苷类成分：西藏胡黄连酚苷D (1)、4-O-β-D-(6-O-vanilloyl glucopyranosyl) vanillic acid (6)；四个苯乙基苷类化合物：plantamajoside (2)、plantainoside D (3)、西藏胡黄连苷A (4) 和西藏胡黄连苷F (5)；一个苯基小分子化合物：香豆酸甲酯 (7)。其中化合物1和5未见文献报道，确定为新化合物；化合物3为首次从该种植物中分到。 第二章为鸡矢藤化学成分研究。从鸡矢藤（Paederia scandense (Lour) Merrill）全草中分离出25个化合物，通过理化常数和波谱数据鉴定了它们的结构。25个化合物中包括一个蒽醌类成分：茜根定-1-甲醚 (1)；两个香豆素：异东莨菪香豆素 (2)和5-羟基-8-甲氧基吡喃香豆素 (3)；两个香豆素-木脂素化合物：臭矢菜素 B (4)和臭矢菜素 D (5)；一个木脂素：异落叶松树脂醇 (6)；两个黄酮：diadzein (7)和蒙花苷 (8)；三个三萜类化合物：齐墩果酸 (9)、乌苏酸 (10)和 3-O-β-D-吡喃葡萄糖基乌苏烷 (11)；三个甾体及其糖苷：b-谷甾醇 (12)、胡萝卜苷 (13)和(24R)-豆甾-4-烯-3-酮 (14)；六个小分子化合物：对羟基苯甲酸 (15)，咖啡酸 (16)，香豆酸 (17)，丁烯二酸 (18)，3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲酸(19)，咖啡酸-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(20)；五个环烯醚萜类化合物：鸡矢藤苷 (21)，鸡矢藤酸 (22)，鸡矢藤酸甲酯 (23)，saprosmoside E (24)和paederoside B (25)。其中化合物25未见文献报道，为新化合物。化合物1～8、11、14、15～20为首次从该化合物中分离得到。同时对鸡矢藤中环烯醚萜类化合物做了高效液相-串联质谱(HPLC-MSn)分析，探讨了这类化合物的质谱裂解规律。 第三章为黄芪多糖的提取工艺研究。首先确定了黄芪多糖含量的测定方法，并进行了方法学验证；其次探讨了黄芪中黄芪多糖的提取工艺，确定以酶法-Sevag法联用来去除黄芪多糖中的蛋白质，可使其提取物中黄芪多糖总含量达到70％以上。 第四章为近年来植物多糖的研究进展。主要包括植物多糖的提取纯化、多糖的定性定量检测方法、多糖的结构分析和多糖的药理活性。 This dissertation consists of four parts. The first and second parts reports the studies on the chemical constituents of medicinal plants of Picrorhiza Scrophulariiflora and Paederia scandens. The third part is about the extract technique of Astragalan Polysaccharide (APS). The last part reviews the progress of the studies on plant polysaccharides. 　 The first chapter is about the chemical constituents of P. Scrophulariiflora which is widely used as an important medicine to treat various immune-related diseases. A new phenyl glycoside, scrophenoside D (1) and a new phenylethyl glycoside, scroside F (5), together with five known compounds, plantamajoside (2), plantainoside D (3), scroside A (4), 4-O-β-D-(6-O-vanilloylglucopyranosyl) vanillic acid (6); and methyl-p-coumarate (7) were isolated from the stems of P. scrophulariiflora. Their structures were elucidated by spectroscopic and chemical methods. The second chapter is about the chemical constituents of medicinal herb of P. scandens. Twenty-five compounds were isolated and purified by normal and reversed phase silica gel column chromatography. By physicochemical properties and spectral analysis, their structures were identified as rubiadin-1-methylether (1), isoscopoletin (2), 5-hydroxyl-8-methoxyl-coumarin (3), cleomiscosin B (4), cleomiscosin D (5), isolariciresinol (6), diadzein (7), linarin (8), oleanolic acid (9), ursolic acid (10), 3-O-β-D-glucopyranosyloxyl-ursane (11), b-sitosterol (12), b-daucosterol (13), (24R)-stigmast-4-ene-3-one (14), p-hydroxyl-benzoic acid (15), caffic acid (16), coumaric acid (17), trans-butenedioic acid (18), 3,5-dimethoxyl-4-hydroxylbenzoic acid (19), caffeic acid 4-O-β-D-glucopyranoside (20), paederoside (21), paederosidic acid (22), paederosidic acid methyl ester (23), saprosmoside E (24), paederoside B (25). Among them, compound 25 is a new compound. Compounds 1～8、11、14、15～20 were isolated from this plant for the first time. Futhermore, we studied the HPLC-MSn analysis and investigation of fragmentation behavior of the sulfur-containing iridoid glucosides. The third chapter is about the extracting process of Astragalan Polysaccharide (APS). The method of the content determination is built. The optimum condition of extraction of polysaccharides from Radix Astragali is defined and the more effective way to remove protein is combined enzyme method with Sevag method, by which the content of polysaccharides extract can be up to 70%. The last part is a review of the research progress of the plant polysaccharides, which includes its extraction, isolation, purification, determination, structure analysis, and pharmacology.

Extraction and purification of triterpenic acids from eucalypt bark

A indústria da pasta e do papel é um sector importante da economia mundial, particularmente a que assenta em espécies de Eucalyptus. No entanto, essas indústrias geram quantidades significativas de correntes secundárias de subprodutos e resíduos de biomassa que podem ser exploradas em aplicações de valor acrescentado em vez de serem queimadas para produção de energia. Um exemplo nobre pode ser a produção de ácidos triterpénicos com estruturas dos tipos lupano, oleanano e ursano, dada a sua abundância em alguns destes resíduos, em particular na casca, adotando o conceito de biorrefinaria integrada numa fábrica de pasta. Estes compostos são conhecidos pelas suas inúmeras actividades biológicas, por exemplo, antioxidante, anti-inflamatória e antitumoral, e podem encontrar aplicações em produtos de elevado valor, tais como cosméticos, nutracêuticos ou farmacêuticos. Neste sentido, o estudo das potencialidades das cascas das espécies de eucalipto mais exploradas enquanto fontes de compostos triterpénicos é um tópico relevante. Por conseguinte, foram analisados e comparados em pormenor os teores e composições em ácidos triterpénicos (TTAs) das cascas externas de várias espécies de eucalipto (E. globulus, E. grandis, E. urograndis, E. maidenii e E. nitens). Os teores dos principais TTAs identificados nestas espécies variaram entre 4.5 g/kg no E. urograndis e 21.6 g/kg no E. nitens. Observou-se que as cascas externas de Eucalyptus de zonas temperadas e Mediterrânicas, nomeadamente E. nitens e E. globulus, são mais ricas em TTAs que as espécies de regiões tropicais e subtropicais. Além disso, a casca externa do E. globulus é claramente a mais rica em ácidos com estruturas do tipo ursano enquanto a do E. nitens é a mais rica em ácidos do tipo oleanano e lupano. Estes resultados levaram-nos a estudar a extração dos TTAs da casca de Eucalyptus, bem como a sua posterior concentração e purificação, a qual foi efetuada por extração sólido-líquido convencional combinada com a precipitação de solutos, e por extração com fluidos supercríticos (SFE). No que diz respeito à primeira abordagem referida, foi desenvolvido neste trabalho um método patenteado que permite obter extratos enriquecidos em TTAs das cascas de eucalipto baseado em tecnologias disponíveis no imediato. Em relação à segunda abordagem, e de forma a apostar em processos de baixo impacto ambiental exigidos pelas biorrefinarias do futuro, a SFE surge como uma opção natural. Assim, foi efetuada a SFE da casca caduca do E. globulus com dióxido de carbono puro e modificado para recuperar a fração de TTAs, e os resultados foram comparados com os obtidos por extração em Soxhlet com diclorometano. Foram realizados estudos preliminares sobre a influência da pressão (100-200 bar), a adição de co-solvente (0, 5 e 8% m/m de etanol), e operação em múltiplos passos a fim de avaliar a aplicabilidade da alternativa supercrítica para a sua produção eficiente e selectiva. Os resultados destacaram a influência da pressão e o importante papel resumo (cont.) desempenhado pelo co-solvente neste processo, cujo efeito foi mais relevante do que o aumento da pressão em várias dezenas de bar. Este trabalho foi depois otimizado, usando o planeamento factorial de experiências e a metodologia de superfícies de resposta, para analisar a influência da temperatura (40-60 ºC), pressão (100-200 bar), e teor de etanol (0.0-5.0% m/m) na recuperação dos TTAs e respectiva concentração nos extractos. Nestes intervalos, as melhores condições de operação encontradas foram 200 bar, 40 °C e 5% de etanol, para as quais os modelos de regressão estatisticamente validados previram um rendimento de extração de 1.2% com 50% de concentração em TTAs, correspondendo ao rendimento em TTAs de 5.1 g/kg de casca e uma recuperação de 79.2% comparativamente ao valor do Soxhlet. Os TTAs livres e acetilados apresentaram tendências de extracção bastante distintas devido às suas diferentes afinidades para o CO2 causadas pelas diferentes polaridades: os derivados acetilados aproximam-se de um patamar máximo a cerca de 200 bar e 5% de etanol, enquanto a extração dos TTAs livres apresenta uma tendência sempre crescente no intervalo de condições estudado. Foram também medidas curvas cumulativas de SFE da casca do E. globulus de forma a analisar o comportamento cinético do processo em termos de rendimento total, rendimento em TTAs, rendimento em TTAs livres, rendimento em TTAs acetilados, e concentração dos TTAs nos extractos. Foi analisada a influência da pressão, temperatura, teor de co-solvente e caudal do dióxido de carbono sobre as respostas anteriores. Os dados experimentais foram modelados com os modelos Logístico, de Dessorção, de Placa Plana Simples, e de Difusão. Na globalidade, os resultados confirmaram que a pressão e o teor de etanol têm um efeito significativo sobre as curvas de extração, os rendimentos finais e as concentrações dos extratos, e mostraram a presença de limitações externas à transferência de massa em alguns ensaios. Mais uma vez, as famílias individuais de TTAs livres e acetilados apresentaram diferentes tendências de extracção. A modelação permitiu-nos confirmar não só o importante papel desempenhado pela difusão intraparticular na SFE, mas também a contribuição da resistência no filme em alguns ensaios. Após a análise de todos os resultados, foi efetuado um ensaio em duas etapas em série, possibilitando o enriquecimento do teor em TTAs no extracto devido às diferentes condições adotadas em cada etapa. Por último, um éster metílico de um ácido triterpénico do tipo oleanano - morolato de metilo - foi identificado pela primeira vez enquanto componente da casca de Eucalyptus na casca externa do Eucalyptus grandis x globulus, onde ocorre em teores elevados. A sua extração com CO2 supercrítico foi também realizada, visando a conceção de uma alternativa de extração ambientalmente benigna para este composto. A 200 bar e 60 ºC, a remoção do morolato de metilo atingiu um patamar às 6 h para 5.1 kg h-1 de CO2 / kg de casca. Em geral, e de forma semelhante à SFE da casca do E. globulus, os TTAs acetilados foram mais significativamente extraídos quando comparados com os seus ácidos livres, o que está diretamente relacionado com a natureza menos polar destas moléculas. O trabalho apresentado nesta tese é uma contribuição para a valorização de uma corrente de biomassa com baixo valor na indústria de pasta em duas vertentes complementares. Por um lado, aumentou o conhecimento da composição lipofílica das cascas de Eucalyptus spp. com interesse comercial para a produção de pasta, destacando o seu potencial enquanto fontes de ácidos triterpénicos. Por outro lado, foram desenvolvidos dois processos alternativos e facilmente integráveis numa fábrica de pasta para a sua exploração a partir da casca: um baseado em tecnologias convencionais bem estabelecidas a nível industrial, prevendo a sua aplicação a curto prazo, e um outro baseado na SFE, seguindo as tendências das futuras biorrefinarias.

AN OLEANANE ACID FROM ALIBERTIA-EDULIS

A new oleanane, 3 beta,19 alpha,23,24-tetrahydroxy-12-oleanen-28-oic acid, was isolated together with nine known triterpene compounds from the leaves of Alibertia edulis, Rubiaceae.

Microbial transformation of cadina-4,10(15)-dien-3-one, aromadendr-1(10)-en-9-one and methyl ursolate by Mucor plumbeus ATCC 4740

The sesquiterpenes cadina-4,10(15)-dien-3-one (1) and aromadendr-1(10)-en-9-one (squamulosone) (14) along with the triterpenoid methyl ursolate (21) were incubated with the fungus Mucor plumbeus ATCC 4740. Substrates 1, 14 and ursolic acid (20) were isolated from the plant Hyptis verticillata in large quantities. M. plumbeus hydroxylated 1 at C-12 and C-14. When the iron content of the medium was reduced, however, hydroxylation at these positions was also accompanied by epoxidation of the exocyclic double bond. In total nine new oxygenated cadinanes have been obtained. Sesquiterpene 14 was converted to the novel 2α,13-dihydroxy derivative along with four other metabolites. Methyl ursolate (21) was transformed to a new compound, methyl 3β,7β,21β-trihydroxyursa-9(11),12-dien-28-oate (22). Two other triterpenoids, 3β,28-dihydroxyurs-12-ene (uvaol) (23) and 3β,28-bis(dimethylcarbamoxy)urs-12-ene (24) were not transformed by the micro-organism, however. © 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Chrysobalanaceae: Secondary metabolites, ethnopharmacology and pharmacological potential

Many Chrysobalanaceae species, in special Licania and Parinari, are widely used in folk medicine to treat several diseases. This review describes some aspects of their ethnopharmacology potential, biological activities and the secondary metabolites reported so far for Chrysobalanaceae. The chemical constituents of this family include triterpenoids, diterpenoids, steroids and phenylpropanoids like flavonoids as well as chromones derivatives. © 2012 Springer Science+Business Media Dordrecht.