越南产大戟科植物同奈巴豆中新型愈创木烷型倍半萜苷类化合物Crodonsides A–D的分离鉴定及其黄嘌呤氧化酶抑制活性研究

《RSC Advances》：Crodonsides A–D, four new guaiane-type sesquiterpenoid glycosides from Croton dongnaiensis and their xanthine oxidase inhibitory activitiesOpen Access

　　

： 从同奈巴豆（Croton dongnaiensis，大戟科）的枝叶中分离得到四个此前未见报道的愈创木烷型（guaiane-type）倍半萜苷类化合物，命名为crodonsides A–D（1–4），以及九个已知化合物（5–13）。研究人员通过全面的HRESIMS、一维和二维NMR波谱数据分析阐明了它们的结构，并通过比较实验与TD-DFT计算的电子圆二色谱（ECD）确定了化合物1–4的绝对构型。研究人员评估了化合物1–13的黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase, XO）抑制活性。化合物1–6和10–13表现出中等强度的抑制活性，半数抑制浓度（IC50）范围为16.08 ± 1.39至41.48 ± 1.85 μM，而化合物7–9活性较弱（IC50 > 50 μM）。这些结果扩展了同奈巴豆已知的化学多样性，并为其分离成分的黄嘌呤氧化酶抑制潜力提供了初步证据。

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一、研究背景与科学问题

巴豆属（Croton）为大戟科（Euphorbiaceae）中最大的属之一，全球约有1129种，广泛分布于非洲、亚洲、南北美洲及澳大利亚的热带和亚热带地区。多种巴豆属植物在传统医学中有着悠久的应用历史，常用于治疗炎症性疾病、消化系统疾病、发热、疟疾和皮肤病等。在越南，已记载有46种巴豆属植物，其中部分被傣医用于治疗胃肠功能紊乱、肠道炎症、消化性溃疡和风湿病等。植物化学研究表明，巴豆属植物富含结构多样的次生代谢产物，包括黄酮类、萜类及其他酚类化合物。传统药用价值与化学多样性相结合，持续推动着对该属植物药理活性的研究，特别是其对与炎症性疾病和高尿酸血症相关代谢通路的潜在影响。黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase, XO）是催化次黄嘌呤和黄嘌呤氧化生成尿酸的关键酶，抑制该酶活性是降低尿酸生成的公认药理学策略。

同奈巴豆（Croton dongnaiensis Pierre ex Gagnep.）是越南特有种灌木或小乔木，主要分布于同奈地区，其种加词“dongnaiensis”即源于此。在越南传统医学中，其叶用作补血剂，用于改善食欲不振、全身乏力及增强免疫功能，并具有抗菌和防腐作用；根味微甜，传统上用于治疗痢疾；树皮用于治疗消化不良和慢性肝肿大。然而，尽管具有上述传统用途，同奈巴豆的植物化学成分迄今仍缺乏系统研究。此前仅有一项植物化学研究报道，从中分离鉴定了12个黄酮和苄基衍生物，并评估了其乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制活性。这些发现为同奈巴豆的化学成分提供了初步认识，也促使研究人员进一步开展植物化学研究，以探索该物种中更多此前未见报道的化学成分。

二、研究内容与主要结论

作为对巴豆属植物生物活性成分持续研究的一部分，研究人员对同奈巴豆甲醇提取物进行了深入的化学研究，分离并阐明了四个新化合物（1–4）和九个已知化合物（5–13）的结构，并评估了所有分离化合物对黄嘌呤氧化酶的抑制活性。研究结果表明，化合物1–6和10–13表现出中等强度的XO抑制活性，IC₅₀值为16.08 ± 1.39至41.48 ± 1.85 μM，其中化合物1活性最强（IC₅₀ = 16.08 ± 1.39 μM）；化合物7–9活性较弱（IC₅₀ > 50 μM）。这些结果扩展了同奈巴豆的化学多样性，并为其成分的XO抑制潜力提供了初步证据，提示该植物在尿酸代谢和痛风相关疾病研究中的潜在价值。

三、关键技术方法

研究人员采用以下主要技术方法开展研究：植物材料于2025年3月采自越南同奈省，经分类学鉴定并保存凭证标本。干燥粉碎的枝叶（5.5 kg）以甲醇超声提取，依次经正己烷、二氯甲烷和乙酸乙酯萃取分配；各部位经硅胶柱色谱（CC）、反相C-18（RP-18）柱色谱、Diaion HP-20大孔树脂柱色谱及半制备高效液相色谱（HPLC）等分离纯化手段获得单体化合物。结构鉴定采用高分辨电喷雾电离质谱（HRESIMS）、一维和二维核磁共振（NMR）波谱分析；绝对构型通过比较实验电子圆二色谱（ECD）与TD-DFT理论计算ECD谱确定，计算基于B3LYP/6-31G(d,p)基组和IEFPCM甲醇溶剂模型。糖残基的鉴定通过酸水解后与标准品薄层色谱（TLC）比较及旋光度测定完成。黄嘌呤氧化酶抑制活性测定以黄嘌呤为底物，以别嘌醇（allopurinol）为阳性对照，通过微板读数仪在295 nm处监测尿酸生成量，采用GraphPad Prism 8.0软件计算半数抑制浓度（IC₅₀）。

四、研究结果

Crodonside A（1）的结构鉴定。 化合物1的分子式经HRESIMS确定为C₂₁H₃₄O₇。通过分析其NMR数据，发现其含有α,β-不饱和羰基体系（C-1、C-2、C-5）、含氧季碳（C-11）及一个葡萄糖基单元。HMBC相关信号证实了5/7并合的愈创木烷型骨架，H-1′与C-11的相关性确立了葡萄糖基连接于C-11位。通过偶合常数分析和NOESY相关确定了相对构型，实验ECD与计算ECD谱的吻合支持其绝对构型为(4R,7R,10S)。

Crodonside B（2）的结构鉴定。 化合物2的分子式为C₂₆H₄₂O₁₁，比1多132 Da，对应一个额外的芹糖基（apiofuranosyl）单元。NMR数据显示两个端基氢信号，其中葡萄糖基端基氢偶合常数为7.8 Hz（β构型），芹糖基端基氢偶合常数为2.4 Hz（β构型）。C-6′的化学位移向低场移动（δ_C 69.2）表明该位被取代，HMBC相关证实了芹糖基-(1→6)-葡萄糖基的连接方式。酸水解确定糖残基为D-葡萄糖和D-芹糖。ECD比较确定其绝对构型与1相同，为(4R,7R,10S)。

Crodonside C（3）的结构鉴定。 化合物3与2具有相同分子式C₂₆H₄₂O₁₁。NMR数据与2高度相似，主要差异在于末端糖残基：3中为阿拉伯呋喃糖基（arabinofuranosyl）单元，其特征为端基碳δ_C 110.1及连续的H-1″/H-2″/H-3″/H-4″/H₂-5″自旋体系，与2中分支型的芹糖基明显不同。酸水解确定糖残基为D-葡萄糖和L-阿拉伯糖。其苷元部分的相对构型和绝对构型与1和2一致，为(4R,7R,10S)。

Crodonside D（4）的结构鉴定。 化合物4的分子式同为C₂₆H₄₂O₁₁。其与3共享相同的二糖单元α-L-阿拉伯呋喃糖基-(1→6)-β-D-葡萄糖苷，但苷元部分存在显著差异：4的羰基位于C-3（δ_C 211.5），双键为Δ⁴⁽⁵⁾（δ_C 138.2和181.0），而1–3的α,β-不饱和羰基位于C-2。NOESY相关确定了相对构型，实验与计算ECD谱的吻合支持其绝对构型为(1S,7R,10S)。

已知化合物的鉴定。 九个已知化合物分别鉴定为alismoxide（5）、10-methoxyalismoxide（6）、grasshoper ketone（7）、citroside A（8）、icariside F₂（9）、16,17-dihydroxykauran-7-one（10）、acanthoside B（11）、hedyotol C 7″-O-β-D-glucopyranoside（12）和hedyotol D 7″-O-β-D-glucopyranoside（13），其结构通过与文献NMR数据比对确认。

黄嘌呤氧化酶抑制活性评价。 所有分离化合物（1–13）均以别嘌醇为阳性对照进行了XO抑制活性评估。结果显示，化合物1–5和10表现出最强的抑制活性，IC₅₀范围为16.08 ± 1.39至27.92 ± 1.17 μM；化合物6和11–13表现出中等抑制效果，IC₅₀范围为30.43 ± 1.74至41.48 ± 1.85 μM；化合物7–9活性较弱，IC₅₀ > 50 μM。所有测试化合物的活性均弱于阳性对照别嘌醇（IC₅₀ = 3.23 ± 0.50 μM）。

五、讨论与结论

在ECD计算中，研究人员采用截断的苷元模型而非完整糖苷结构，理由是该分子中主要的ECD活性发色团为α,β-不饱和酮，其电子跃迁主要与羰基和共轭C=C体系相关，观察到的Cotton效应主要来源于该发色团与苷元手性三维环境的相互作用；而糖单元在相关光谱区域缺乏强吸收发色团，且与α,β-不饱和酮空间距离较远，对计算ECD谱的直接贡献预期很小。此外，排除柔性的糖部分可减少构象自由度，使与苷元发色团相关的构象系综能被更有效地采样。

化合物1–3的苷元与已知化合物(3R,4S,7R,10R)-2-hydroxypancherione-11-O-β-D-glucopyranoside密切相关，但1–3缺少C-3位的羟基，丧失了该位点的立体中心。由于结构修饰可能影响愈创木烷骨架的构象偏好，研究人员未仅凭与已知化合物的类比确定绝对构型，而是通过实验与计算ECD谱的独立比较加以确定。化合物4的苷元与hydrocolorenone类衍生物相似，但后者仅报道了相对构型，因此4的绝对构型同样通过ECD谱独立确定。

综上所述，对同奈巴豆枝叶的植物化学研究分离并阐明了四个新的愈创木烷型倍半萜苷类化合物crodonsides A–D（1–4）及九个已知化合物。化合物1–6和10–13表现出中等强度的黄嘌呤氧化酶抑制活性，IC₅₀值为16.08 ± 1.39至41.48 ± 1.85 μM，而化合物7–9活性较弱（IC₅₀ > 50 μM）。这些发现凸显了同奈巴豆成分在黄嘌呤氧化酶抑制方面的潜力，为其在尿酸代谢和痛风相关疾病中的进一步研究提供了依据。