阅读说明：本技术 核桃青皮中一种反式阿魏酸衍生物及其制备工艺 (Trans-ferulic acid derivative in walnut green husk and preparation process thereof ) 是由 司传领 刘坤 刘华玉 陆金顺 徐蕊 王慧 杨佳鑫 孙琳 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于农林废弃物中的次生代谢化学成分高附加值利用领域,具体涉及一种文献中从未报道过的反式阿魏酸衍生物即2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷及其清洁高效制备工艺。它是以胡桃科胡桃属植物的核桃青皮为原料,利用溶剂提取、液液萃取、柱色谱分离及重结晶技术而得到。本发明提出的制备方法具有制备过程清洁高效、产物纯度高、原料丰富易得、工艺条件温和、操作简便等特点。(The invention belongs to the field of high added value utilization of secondary metabolic chemical components in agricultural and forestry wastes, and particularly relates to a trans-ferulic acid derivative, namely 2-O-trans-feruloyl-3-O-beta-D-glucopyranosyl-alpha-D-glucopyranoside, which is never reported in documents, and a clean and efficient preparation process thereof. It is prepared from exocarpium Juglandis Immaturus of Juglans of Juglandaceae by solvent extraction, liquid-liquid extraction, column chromatography separation and recrystallization. The preparation method provided by the invention has the characteristics of clean and efficient preparation process, high product purity, abundant and easily-obtained raw materials, mild process conditions, simplicity and convenience in operation and the like.)

核桃青皮中一种反式阿魏酸衍生物及其制备工艺

技术领域

本发明属于农林废弃物中的次生代谢化学成分高附加值利用领域，具体涉及一种文献中从未报道过的反式阿魏酸衍生物即2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷(2-O-trans-feruloyl-3-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranoside)及其清洁高效制备工艺。

背景技术

核桃树在植物学上归属于双子叶植物纲金缕梅亚纲胡桃科(Juglandaceae)胡桃属(Juglans L.)，是多年生落叶乔木，广泛分布于世界各地，在中国主要分布于河北、山东、云南等省份。作为世界经济价值最高的胡桃属植物，除了果仁具有食用价值以外，核桃的青皮(又称作青龙衣)、壳、叶、树皮均可入药，可作消热、解毒、抗癌、镇痛之用(翟梅枝，等，西北植物学报，2011，31(10)：2133～2138)。中国作为农业大国，核桃种植面积位居世界第一，在核桃生产过程中会产生大量的副产物核桃青皮，大量的核桃青皮随意堆放，会对环境产生不利影响，如果对其加以利用，不仅可以减少环境污染和资源浪费，而且能带来可观的经济效益(赵岩，等，农产品加工，2008(11)：66～68)。

核桃青皮是核桃未成熟时外部的一层厚厚青绿色果皮，主要含有黄酮类化合物、萘醌类化合物、二芳基庚烷类化合物，同时还含有甾体、多酚、多糖、脂肪酸等成分(图尔贡江·伊力亚则，等，中国现代中药，2015，17(01)：77-81)。历史上，核桃青皮常作药用。据文献记载，核桃青皮可治疗水痢、疠疡、白癜风和嵌甲等疾病，除此以外，将核桃青皮泡于酒中，可代替***等止痛药，用于治疗痛经、胃痛、癌症痛等。近年来核桃青皮的药用价值日益凸显，已有大量文献报道，核桃青皮可被用于***、糖尿病、白血病、白细胞减少症、子宫脱垂等疾病，且疗效良好(王晓泊，等，上海医药，2007(03)：120～122)。目前，除了药用价值以外，核桃青皮作为一种植物源色素，已被用于染发和染织等领域，且具有良好的发展前景。(仲军梅，等，食品工业科技，2014，35(19)：396～400)

本发明利用溶剂提取、液液萃取、柱色谱分离及重结晶技术从核桃青皮中制备得到一种文献中从未报道过的反式阿魏酸衍生物，制备工艺清洁高效。

发明内容

本发明的目的是提供一种文献中从未报道过的反式阿魏酸衍生物，即2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷，该反式阿魏酸衍生物对应的英文名字为2-O-trans-feruloyl-3-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranoside。

本发明的第二个目的是提供从胡桃科胡桃属植物的核桃青果皮材料中清洁高效制备2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷的工艺。

本发明的技术方案概述如下：

下述结构式的化合物：

2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷的制备工艺，按顺序包括如下特征步骤：

步骤1：取干燥的核桃青皮，粉碎后过60目筛，按质量比为1∶1～1∶5加入体积百分浓度为70％～85％的石油醚水溶液，加热提取或超声波辅助提取1～5次，每次0.5～96小时，过滤，滤液减压浓缩至原体积的2％～10％，得粗提物；

步骤2：加入粗提物质量1～5倍的水，搅拌，加入粗提物质量2～6倍的乙醇萃取1～6次，分离掉乙醇层，向剩余水层中加入粗提物质量2～6倍的正丁醇萃取1～6次，分离出正丁醇层，将正丁醇层减压浓缩得正丁醇萃取相；

步骤3：正丁醇萃取相经大孔树脂D101和ODS真空柱层析之至少一种并结合Sephadex LH-20柱层析制备得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分；

步骤4：2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分经重结晶精制后得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷。

上述工艺中所用核桃青皮原料可以为胡桃科胡桃属中任何一种核桃树的核桃青皮。

本发明的化合物为白色晶体，其熔点为229～231℃，旋光度为FAB-MS(Positive)结果：m/z[M+H]⁺为519、m/z[M+K]⁺为557、m/z[M+Na]⁺为541，表明该化合物分子量为518。综合实验表明本发明的化合物的分子式为C₂₂H₃₀O₁₄，化学名为2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷，该化合物对应的英文名为2-O-trans-feruloyl-3-O-β-D-glucopyranosyl-β-D-glucopyranoside。

本发明提出的制备方法具有制备过程清洁高效、产物纯度高、原料丰富易得、工艺条件温和、操作简便等特点。

表1. 2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷的¹H(400MHz)及¹³C NMR(100MHz)数据(MeOH-d₄)

具体实施方式

参考下列实施例将更全面、更容易地理解本发明，给出实施例是为了更清楚地阐明本发明，而不是以任何方式限制本发明。

实施例1：从山核桃树核桃青皮中制备2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷

步骤1：取干燥的山核桃树(Juglans cathayensis Dode，别名巴核桃、野核桃等)的核桃青皮，粉碎后过60目筛，按质量比为1∶2加入体积百分浓度为75％的石油醚水溶液，加热提取4次，每次72小时，过滤，滤液减压浓缩至原体积的9％，得粗提物；

步骤2：加入粗提物质量3倍的水，搅拌，加入粗提物质量3倍的乙醇萃取4次，分离掉乙醇层，向剩余水层中加入粗提物质量3倍的正丁醇萃取4次，分离出正丁醇层，将正丁醇层减压浓缩得正丁醇萃取相；

步骤3：正丁醇萃取相经大孔树脂D101和ODS真空柱层析并结合Sephadex LH-20柱层析制备得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分；

步骤4：2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分经重结晶精制后得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷。

本发明化合物的结构鉴定：

该化合物为白色晶体，其旋光度为熔点为229～231℃。在薄层色谱(TLC)展开试验中，以叔丁醇-冰乙酸-水体积比3∶1∶1的溶剂系统展开时该化合物的R_f值约为0.90，以冰乙酸-水体积比6∶94的溶剂系统展开时该化合物的R_f值约为0.73。该化合物经快原子轰击质实验显示m/z[M+H]⁺为519、m/z[M+K]⁺为557、m/z[M+Na]⁺为541，表明其分子量为518。结合该化合物的¹H和¹³C核磁共振图谱数据得出其分子式为C₂₂H₃₀O₁₄。该化合物的红外光谱在3410cm^-1(羟基)处有强吸收峰。以质量百分比为1％的三氯化铁乙醇溶液进行TLC薄层色谱喷雾显色，反应呈深绿色，表明该化合物分子中含有酚羟基(Si C.L.，et al，Chemistry of Natural Compounds，2017，53(5)：866～869)。

该化合物的¹H和¹³C NMR谱中，显示该化合物中含有一个α-D-吡喃葡萄糖苷[1个端基质子(δ_H 5.42，1H，d，J＝3.8Hz，H-1′)及δ_C 91.41(C-1′)、6″-CH₂(δ_H 3.96&3.83，各1H及δ_C62.63)]、一个β-D-吡喃葡萄糖苷[1个端基质子(δ_H 4.72，1H，d，J＝8.2Hz，H-1″)及δ_C105.65(C-1″)、6″-CH₂(δ_H 3.98&3.72，各1H及δ_C 62.64)]。

在¹H图谱中显示该化合物含有一个ABX型的质子共振峰[δ_H 7.32(1H，d，J＝2.0Hz，H-2)、δ_H 6.85(1H，d，J＝8.1Hz，H-5)和δ_H 7.32(1H，dd，J＝8.1&2.0Hz，H-6)]、一个AB类型的质子共振峰[δ_H 7.61(1H，d，J＝16.0Hz，H-α)、δ_H 6.53(1H，d，J＝16.0Hz，H-β)]及δ_H3.86(3H，s，3″′-OCH₃)揭示该化合物中含有一个反式-阿魏酰基(trans-feruloyl)(Yahagi，etal，Chemical & Pharmaceutical Bulletin，2012，60(1)，129～136)。

该化合物的HMBC谱中可见其甲氧基质子δ_H 3.86(3H，s，H-10)与δ_C 11(C-3)相关，α-D-吡喃葡萄糖的C-2号位质子δ_H 4.95(H-2′)与反式-阿魏酰基δ_C 167.9(C-9′)相关，β-D-吡喃葡萄糖的端基质子δ_H 4.72(1H，d，J＝8.2，H-1″)与α-D-吡喃葡萄糖的C-3号位δ_C 81.46(C-3′)相关。

综合上述各信息，该化合物的化学结构式被确定为2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷。经检索，该化合物为新的反式阿魏酰基化合物。

实施例2：从三台泡核桃的青皮中制备2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷

步骤1：取干燥的三台泡核桃树(Juglans sigillata，别名漾濞核桃、铁核桃、深刻纹泡核桃、茶泡核桃等)的核桃青皮，粉碎后过60目筛，按质量比为1∶2.5加入体积百分浓度为80％的石油醚水溶液，超声波辅助提取3次，每次1小时，过滤，滤液减压浓缩至原体积的6％，得粗提物；

步骤2：加入粗提物质量4倍的水，搅拌，加入粗提物质量4倍的乙醇萃取3次，分离掉乙醇层，向剩余水层中加入粗提物质量4倍的正丁醇萃取4次，分离出正丁醇层，将正丁醇层减压浓缩得正丁醇萃取相；

步骤3：正丁醇萃取相经ODS真空柱层析并结合Sephadex LH-20柱层析制备得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分；

步骤4：2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分经重结晶精制后得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷。

实施例3：从普通核桃树的核桃青皮中制备2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷

步骤1：取干燥的普通核桃树(Juglans regia，又名胡桃、中国核桃等)的核桃青皮，粉碎后过60目筛，按质量比为1∶4加入体积百分浓度为80％的石油醚水溶液，加热提取4次，每次60小时，过滤，滤液减压浓缩至原体积的9％，得粗提物；

步骤2：加入粗提物质量2.5倍的水，搅拌，加入粗提物质量3倍的乙醇萃取5次，分离掉乙醇层，向剩余水层中加入粗提物质量3倍的正丁醇萃取4次，分离出正丁醇层，将正丁醇层减压浓缩得正丁醇萃取相；

步骤3：正丁醇萃取相经大孔树脂D101并结合Sephadex LH-20柱层析制备得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分；

步骤4：2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷粗分经重结晶精制后得到2-O-反式阿魏酰基-3-O-β-D-吡喃葡萄糖-α-D-吡喃葡萄糖苷。