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高效液相色谱法考察银杏内酯B与其衍生物的变化规律
    银杏内酯B(ginkgolide B,GB)为银杏叶的主 要有效成分,因具有高度专属性拮抗血小板活化因 子(platelet activating factor,PAF)的作用和多种 显著的药理活性而有着良好的临床应用前景 。 Furukawa 于1932年首次从银杏叶中分离得到了 萜内酯化合物;Maruyama ’ 于1967年从银杏的 根皮中分离得到了银杏内酯A、B、C和M,并通过 核磁共振氢谱( H—NMR)、质谱(MS)及其他物理测 试技术和化学反应,阐明了它们的化学结构; Weinges等 于1969年从银杏叶中分离并鉴定了 与二萜内酯结构相关的倍半萜化合物— — 白果内 酯;Nakanishi于1971年对白果内酯的 H—NMR信 息进行了研究,并探讨了萜内酯化学结构中叔丁基 的生物合成途径;Weinges等于1987年从银杏叶中 又分离出一种新的二萜内酯成分,命名为银杏内酯 J(ginkgolide J),并通过 H—NMR和”C—NMR等波 谱分析手段确定了其化学结构 。目前已知的银 杏萜内酯有6种,分别为Ginkgolide A,B,C,K,M, J,属于二萜内酯类化合物,它们的基本结构是相同 的,不同之处仅是羟基的数目与位置的不同,另外还 含有一个结构类似的倍半萜内酯成分—— 白果内 酯。目前国内外的研究工作主要集中在银杏内酯的 提取分离、结构鉴定、药理、药效等方面,但对银杏内 酯的特性及其衍生物的研究相对较少。随着对该类 化合物的深入研究,发现银杏内酯提取物中尚有一 些微量成分,一般的检测方法不足以获得较好的信 号响应 。我们在对银杏内酯B的实验研究中发现:在反 相高效液相色谱一紫外光谱(RP—HPLC/UV)检测中 有一峰,其保留时间为GB的3倍左右,该化合物与 GB之间有一定的关系,并具有特定的性质,定义为 GB的衍生物。开展这方面的研究,对GB产品的质 量控制中有关物质的表征及银杏内酯的成分与结构 研究有着重要的意义。

 本文利用RP—HPLC/UV、示差折光(RI)、MS检 测等技术考察了GB与其衍生物的关系,初步阐明 了该衍生物的结构,通过考察温度、pH值、溶剂等对 GB和该衍生物的影响,阐述了GB和该衍生物之间 的变化规律。

 1 实验部分

 1.1 仪器与试剂

 供试原料:银杏叶提取物;银杏内酯B对照品(中国药品生物制品检定所(未开封),批号为1 10863—200305)

 试剂:甲醇(色谱纯),重蒸水,聚乙二醇600、四 氯化碳、苯、二氯甲烷、丙酮、氢氧化钠、盐酸、无水硫 酸钠、乙酸铅、活性炭、硅胶(100目)均为分析纯。

 仪器:高效液相色谱仪,包括Millennium 32系 统、515泵、996二极管阵列检测器和4l0型示差折 光检测器(美国Waters公司);HP 1 100型液相色 谱一质谱联用仪,配G1314A VWD 紫外检测器、 G13 13A自动进样器和G1946B MSD电喷雾离子源 (ESI)(美国Agilent公司);水浴锅;旋转蒸发器;半 制备色谱柱(ODS)(7.8 mm x 300 mm,5 m)。

 1.2 银杏内酯B的精制过程

 在50 L甲醇一水(体积比为70:30)中加入l0 干燥的银杏叶提取物,于70℃ 下回流提取6 h。提 取2次,合并提取液并过滤、浓缩至5 L,然后用四氯 化碳萃取2次,每次用2 L四氯化碳。移去四氯化 碳相,剩余液体用1 mol/L NaOH调节pH至8.5后 用苯萃取5次,每次用3 L苯,合并苯相并用无水硫 酸钠脱水,蒸干后得到粉末。苯提取后的剩余液体 用1 mol/L HC1调节pH至2后用二氯甲烷萃取3 次,每次用2 L二氯甲烷,合并二氯甲烷相并脱水、 蒸干,得到粉末。与前面得到的粉末合并,得到褐色 粉末。将粉末溶解在120 mL丙酮中,加入5% 乙酸 铅水溶液适量,搅拌、放置、过滤,滤液浓缩干燥,得 -y-0 255 g银杏内酯粗品。在50 mL丙酮中加入100 g银杏内酯粗品,将溶液通过填充50 g活性炭和 1 kg硅胶的吸附柱,蒸发干燥流出液,得到18 g微 黄色粉末。将该粉末加入到50 mL无水乙醇中 ,在 60℃ 下加热完全溶解后,于低温放置l0 h,得到 l0 g白色无定形结晶为银杏内酯B样品。

 1.3 分析条件

 HPLC条件:色谱柱为Symmetry Shield Rp C 不锈钢柱(3.9 mm x 150 mm,5 m),流动相为甲 醇一水(体积比为30:70),流速为1.0 mL/min。

 RP—HPLC/UV条件:检测波长216 nm,波长扫 描范围200~400 nm,柱温为室温,进样量l0 L。

 RP—HPLC/RI:柱温为35℃ ,进样量为5 L。

 LC—MS条件:电喷雾电离源(ESI),氮气速度为 7 L/min,质量扫描范围为m/z 50~1 000,电离模 式为正离子和负离子模式,电压为80 V。

 1.4 纯度测定

 精密称取银杏内酯B对照品和样品适量,置于5 mL 容量瓶中,以甲醇稀释至刻度,摇匀,制成1.0 g/L的溶液,外标法定量,GB 的纯度用RP—HPLC/UV 和RP—HPLC/RI法测定,结果分别为98.5% 和 99.1% 。

 1.5 半制备色谱分离

 取GB样品适量,用甲醇溶解,采用RP—HPLC/ uV法在半制备色谱柱上分离制备GB及衍生物,流 动相为甲醇一水(体积比为30:70),流速为5.0 mL/min,检测波长为216 RE,进样量为50 L。重 复多次制备分离。根据出峰的时问,分别收集银杏内酯B及衍生物组分,合并相同组分并减压浓缩至于,用甲 醇溶解后进样分析。

 1.6 pH 值的影响

 称取GB样品506.8 mg置于50 mL容量瓶中, 用甲醇溶解,均分于5个容量瓶中,用0.1 mol/L NaOH溶液或0.1 mol/L HCI溶液调节pH 值至 4.5,5.0,8.5,9.5,1 1.0,然后分别进样,用RP— HPLC/UV分析,记录GB和衍生物的峰面积。

 1.7 温度的影响

 取银杏内酯B样品适量,放入表面皿中,散落平铺0.3 CE厚,置于烘箱中于105℃ 下分别干燥2 h,4 h,12 h,75 h,5 d,l0 d,分别用甲醇溶解后进样进行RP— HPLC/UV分析,记录GB和衍生物的峰面积。

 1.8 聚乙二醇(PEG)的影响

 按文献[12]的做法:取GB样品适量,置于容器 中,加入PEG,水浴加热,超声振荡,直至GB完全溶 解,在50℃ 水浴中分别加热2,4,9,15,24 h及在 120℃水浴中分别加热1,4,25 h,分别用甲醇溶解 后进样进行RP—HPLC/UV分析,记录银杏内酯B和衍生物 的峰面积。

 2 .结果与讨论

 2.1 GB与衍生物的色谱关系

 RP—HPLC/UV分析显示,GB峰的保留时问为 15.198 min,除GB峰外,还有一个衍生物,其出峰 时间为44.233 min,大约是GB保留时问的3倍;按 峰面积归一法计算,两峰相对峰面积的比例为 82.37% /17.63%;以GB对照品为标准,按外标法定 量,GB 样品中GB 的含量为98.5% (见图1)。 HPLC—R1分析显示,当进样浓度较低时,色谱图中 只有GB单峰;当进样质量浓度大于10 g/L时,可 见到衍生物的峰,其出峰时问也为GB的3倍左右。 以GB对照品为标准,按外标法定量,GB 样品中银杏内酯B的含量为99.1%。

 由于采用的是反相色谱柱,因而从出峰的顺序 可知衍生物的极性比GB要小;衍生物对RI的响应 值小,对uV的响应值大。

 根据色谱结果可以看出,GB和衍生物两个组 分的色谱行为差异较大,利用“1.5”节方法对两峰 分别进行收集,理论上讲应该可以将两组分完全分 开。然而对分离出的GB组分再进行分离,其中仍 含有衍生物;对分离出的衍生物组分进行分离,其中 也含有银杏内酯B。这说明GB和衍生物之问存在着相互 转化的关系。

 2.2 紫外光谱分析

 从图2可以看出,GB衍生物的最大紫外吸收 波长为212.1 RE,GB 的最大紫外吸收波长为 216.8 RE,两者相差4.7 RE。经计算GB的最大吸 光值为298,而衍生物的最大吸光值为2.29×l0 , 大约是GB的100倍,这说明衍生物分子中存在仃 一仃 电子跃迁,表明结构中存在共轭双键;而银杏内酯B分子有 一仃 电子跃迁,表明结构中有双键,但不 是共轭双键。

 2.3 LC.MS分析

 从图3~5和表1可看出,正离子模式下GB的 分子离子峰为m/z 447.1(M+Na) ,其二聚体峰为 m/z 871.3(2M+Na) ;负离子模式下GB的分子离 子峰为m/z 423.2(M —H)一,其二聚体峰为m/z847.4(2M —H)一,二聚体失去F环产生m/z 537.2 (2M —F环)及m/z l13.0(F环)的碎片峰。这些信 息符合银杏内酯B的结构,与文献[3]报道的结果相同。

 从图6~8和表1可看出, 离子模式下GB衍 生物的分子离子峰为m/z 429.1(M +Na) ,其二 聚体峰为m/z 835.3(2M +Na) ;负离子模式下 GB衍生物的分子离子峰为m/z 405.2(M —H) 其二聚体峰为m/z 81 1.4(2M —H)一,其二聚体失 去F环产生m/z 5】9.2(2M —F环)一及m/z 1 13.0 (F环)的碎片峰。GB与其衍牛物的质谱裂解规律很相似,不同之处在于两者的相对分子质量相差 18。由此可以说明,两者的结构较为相似,衍生物可 能是GB失水后形成的。衍生物在上E离子模式下还 发现有m/z 447.1(GB+Na) 的碎片峰,说明衍生 物巾有GB;同样GB在正离子模式下发现有m/z 429.2(GB衍生物+Na) 的碎片峰,说明银杏内酯B中有 衍生物。这表明两者在特定条件下可相互转化。

 2.4 结构分析

 GB的结构见图9,属于二萜内酯类化合物,包 括1个四氢呋喃环、3个 一内酯环和由2个五碳环 连接在1个碳原子上形成的螺[4,4]壬烷系统,共6 个五碳环与叔丁基、甲基结合的独特的C20笼蔽分 子。顺式稠合的五元环F、A、D、C,以特定方式折 叠,形成一个大小恰当的半球形腔(0.4 rim(宽)x 0.5 rim(深)),该腔能接受大多数离子(Fe“ 、Ca“ 等)或某些小分子化合物(H,O等)。腔的两个平行 边被F环和C环的C1 1、C15内酯环所限定,四氢呋 喃环占据“笼”的中心位置,另外还有一个由五元环 D、E、B组成的扇贝形空腔,腔的边缘由叔丁基引导 有机弱极性分子选择性进入,半球形空腔内含有一 定数量的羟基。其余的环以稠合的方式连接,其中 的一个五元环上连接有一个天然产物中罕见的叔丁 基,银杏内酯B分子中含有C1、C2、C3、C7、C8、C10和C14 等7个手性碳原子,这些手性碳原子的构型决定了 GB的刚性笼状结构及其相对的稳定性和特殊的生 物活性 。GB和衍生物之间相差一个水分子,而 GB进行消除反应的条件是一OH 的周围要有活泼 H。从GB的结构上看,C10位的一OH不可能发生 消除反应;只有C1位的一OH和C3位的一OH可以 发生消除反应,而C1位的一OH 和C2位的一H 即 使形成双键,也不具备共轭条件;C3位的一OH 和 C2位的一H也是如此;只有C3位的一OH和C14位 的一H脱水后才能形成共轭双键结构。C14位的 ~ H受一CH 供电子的影响,电子云较多,约束力 小,易于和C3位的一OH进行消除反应。

 2.5 温度对衍生物的影响

 从表2可知,在105℃下对GB进行加热,实验 结果是随着加热时间的延长,GB与衍生物相对峰 面积比逐渐增大,这表明加热时间越长越有利于衍 生物转化为银杏内酯B;也说明GB对热相对稳定,而衍生 物对热相对不稳定。

 2.6 pH值对GB和衍生物的影响

 从表3可知,pH对GB和衍生物的关系影响不 大。当pH大于8.5时,两者的峰面积都下降很快; pH为9.5时,衍生物的峰消失,而GB的峰面积也下降很大,其原因是内酯环在碱性条件下易于开环。 从峰面积的变化看,衍生物的开环速度比银杏内酯B快。 由此可以说明,两者具有相似的结构,分子中均有内 酯结构。

 2.7 溶剂和温度对GB和衍生物的影响

 溶剂和温度的综合作用对GB和衍生物的影响 更加显著。从表4和表5可以看出,在50℃下随着 加热时间的延长,GB与衍生物的相对峰面积比逐 渐增大,加热l5 h时,衍生物全部转化为GB;在 120℃下加热4 h,衍生物峰全部消失,但在1.2~3.0 rain处有小峰出现。究其原因可能是由于PEG 分子中的一OH 与GB 中的一OH有较强的氢键结 合,对GB有封闭和保护作用,使GB 的稳定性增 强。与此相反,衍生物分子中的一OH数量相对较 少,PEG对它的保护作用较小,加之衍生物本身不 太稳定,很容易转化为银杏内酯B

 3 小结

 (1)GB在特定条件下能脱去一个水分子形成 一种衍生物,两者共存且相互转化。

 (2)UV光谱显示,衍生物在212.1 RE 有较大 的吸收,其最大吸光度大约是GB的100倍,为2.29 ×l0 ,这是衍生物中存在7r一7r 电子跃迁的结果, 显示其结构中有共轭双键存在。

 (3)LC—MS显示,衍生物的相对分子质量为 406.2,与银杏内酯B的相对分子质量相差18,为一个水分 子。两者的uV光谱吸收带和质谱裂解规律相似, 在碱性条件下均易于开环,说明两者的结构相似。

 (4)温度越高,加热时间越长,越有利于衍生物 转化为GB;相反温度越低,越有利于衍生物的存 在,说明了衍生物稳定性比GB差。

 (5)溶剂和温度的综合作用对银杏内酯B和衍生物的 影响更加显著。溶剂PEG 可能和GB中C3位的 一OH(裸露较多)形成氢键,有保护作用,抑制了 一OH的活性,使GB变得更加稳定。相反,衍生物 中此位没有一OH‘,不具有保护作用,因而受温度影 响更大。

 
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