Microsoft Word - European_Journal_of_Chemistry_1_4_2010_294_296_131


European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 294‐296 

 
European Journal of Chemistry 

ISSN 2153‐2249 (Print) / ISSN 2153‐2257 (Online)  2010 EURJCHEM 
DOI:10.5155/eurjchem.1.4.294‐296.131 

   

 

European Journal of Chemistry 
Journal homepage: www.eurjchem.com 

 
     

One new cucurbitane triterpenoid from the fruits of Momordica charantia 

Jie‐Qing Liu, Jian‐Chao Chen, Cui‐Fang Wang and Ming‐Hua Qiu* 

State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Science,  
Kunming, Yunnan, CN­650204, China 

*Corresponding author at: State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Science,  
Kunming, Yunnan, CN­650204, China. Tel.: +86.871.5223257; fax: +86.871.5223255. E­mail address: mhchiu@mail.kib.ac.cn (M.H. Qui). 

 
 

   

     
ARTICLE INFORMATION    ABSTRACT
Received: 29 May 2010 
Received in revised form: 24 September 2010 
Accepted: 18 October 2010 
Online: 31 December 2010 

KEYWORDS 

  One new cucurbitane triterpenoid commonly named neokuguaglucoside, together with three 
known  compounds  momordicoside  M,  momordicoside  N,  and  momordicoside  A  were 
isolated  from  the  fresh  fruits  of  Momordica  charantia.  The  new  one’s  structure  with  an 
interesting  sugar‐like  groups  attached  to  the  side  chain  was  elucidated  by  spectroscopic 
analysis and semiepirical (AM1) quantum chemical method. 

Momordica charantia 
Cucurbitane triterpenoids 
Neokuguaglucoside 
Semi‐empirical quantum chemistry methods 
AM1 

 
1. Introduction 
 

The  plant  Momordica  charantia  L.  is  cultivated  in  Asian 
countries. Its fruit was called “kugua” in China and bitter melon 
in  western  country.  It  is  a  favorable  vegetable  in  China  and 
becoming  increasingly popular as a  food supplement  to  lower 
blood  glucose  in  western  country  [1].  Recently,  studies 
discovered  that  the  triterpenes  from  this  genus  showed 
biological  activities  such  as  antidiabetic,  anti‐HIV,  anti‐cancer, 
and  so  on  [2‐4].  In  this  report,  we  have  examined  the 
methanolic extract of the fresh fruits of M. charantia and have 
isolated  one  new  triterpenoid  named  neokuguaglucoside  (1) 
(Figure  1)  together  with  three  known  compounds 
momordicoside M (2) [5], momordicoside N (3) [5], momordi‐
coside  A  (4)  [6].  Herein,  we  reported  the  isolation  and 
structural  elucidation  of  the  new  constituent  with  an 
interesting sugar‐like group attached to the side chain based on 
spectroscopic analysis and AM1 quantum chemical method. 

 

Figure 1. Structure of neokuguaglucoside (1). 
 

2. Experimental 
 
2.1. General experimental procedures 
 

Optical  rotations  were  recorded  on  a  HORIBA  SEPA‐300 
digital  polarimeter  using  a  sodium  lamp.  IR  spectra  were 
measured using  a Bio‐Rad FTS‐135  spectrometer.  FABMS and 
HRESIMS  were  performed  on  a  VG  Auto  Spec‐3000 
spectrometer.  Column  chromatography  was  carried  out  on 
normal  phase  chromatographic  (Qingdao  Marine  Chemical, 
China),  Sephadex  LH‐20  (Pharmacia  Fine  Chemical  Co.  Ltd.), 
RP‐18  (Merck,  Darmstadt,  Germany).  NMR  spectra  were 
recorded  on  Bruker  AV‐400  spectrometers  with  TMS  as 
internal standard. 
 
2.2. Plant material 
 

The  fresh  fruits  of M.  charantia  were  purchased  from  the 
Chengjiang,  Yuxi,  Yunnan  in  August  2008,  and  identified  by 
Prof. Shukun Chen. 
 
2.3. Extraction and isolation  
 

Dried  and  powdered  fruits  of M.  charantia  (35  kg)  were 
extracted with MeOH. Removal of solvent in a vacuum gave the 
MeOH  extract  (700  g),  which  was  partitioned  in  water  and 
extracted with petroleum ether, ethyl acetate, and n‐BuOH. The 
n‐BuOH  layer  was  concentrated  and  the  residue  (300  g)  was 
chromatographed  on  a  D101  resin  column,  eluted  with  water, 
MeOH,  and  (Me)2CO.  The  MeOH  residue  was  fractionated  by 
column chromatography on normal‐phase silica gel, eluted with 
gradient CHCl3/MeOH (30:1, 10:1, 5:1, 3:1, 1:1, 0:1) afforded six 
fractions  (Fr.1‐Fr.6).  Compounds 1  (23 mg), 2  (29 mg), 3  (30 
mg),  4  (250  mg)  were  isolated  from  Fr.5  by  using  chroma‐
tographic  column  on  normal‐phase silica  gel  column  



Liu et al.  / European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 294­296  295 
 

 
 

Table 1. The 1H and 13C NMR data of 1 (, 1H, 400Hz, 13C, 125 Hz, J in Hz, in pyridine‐d5). 
Position  C  H  Position  C  H 
1  18.9 (t)  1.29, (2H, m) 22 72.8 (d) 4.39, 1H, m
2  27.6 (t)  2.30, 1.70, (2H, m) 23 75.3 (d) 4.71, 1H, m
3  85.1 (d)  3.62, 1H, overlapped 24 122.7 (d) 5.43 (1H, d, J = 9.4)
4  39.1(s)  ‐  25 137.4 (s) ‐ 
5  86.0(s)  ‐  26 26.1 (q) 1.66, 3H, s
6  134.2 (d)  6.18 (1H, d, J = 9.3) 27 18.9 (q) 1.83, 3H, s
7  130.0 (d)  5.53 (1H, dd, J = 9.6, 3.3) 28 21.1 (q) 1.45, 3H, s
8  52.2 (d)  2.26, 1H, m 29 25.6 (q) 0.86, 3H, s
9  45.3(s)  ‐  30 20.1 (q) 0.79, 3H, s
10  40.0 (d)  2.23, 1H, m 1′ 103.9 (d) 5.39 (1H, d, J = 7.7)
11  23.9 (t)  1.61, 1.29, 2H, overlapped 2′ 73.1 (d) 3.95 (1H, dd, J = 7.6, 2.2)
12  31.2 (t)  1.51, 1.44, 2H, overlapped 3′ 72.5 (d) 4.69, 1H, m
13  45.6(s)  ‐  4′ 69.3 (d) 4.17 1H, m
14  48.6(s)  ‐  5′ 76.2 (d) 4.45, 1H, m
15  33.5 (t)  1.14, 1.03, 2H, overlapped 6′ 63.3 (t) 4.33,4.48, 2H, 2m
16  27.9 (t)  1.13, 2H, m 1′′ 99.5 (d) 4.93, 1H, s
17  46.9 (d)  1.69, 1H, m 2′′ 93.3(s) ‐ 
18  14.4 (q)  0.60 3H, s  3′′ 77.6 (d) 4.29 (1H, d, J = 8.7)
19  80.2 (t)  3.76 (1H, d, J = 7.8), 3.57 (1H, d, J = 7.8) 4′′ 71.4 (d) 4.49, 1H, m
20  40.1 (d)  1.83, 1H, m 5′′ 80.9 (d) 4.18, 1H, m
21  15.0 (q)  1.08 (3 H, d, J = 6.5) 6′′ 63.2 (t) 4.48, 4.60, 2H, 2m
 
 
eluted  with  n‐BuOH/AcOEt/H2O  (4:4:1  upper  layer)  and  on 
reversed‐phase silica gel column eluted with MeOH/H2O (45%) 
as well as on Sephadex LH‐20 column using MeOH as fluent. 
 
2.4. Spectral data 
 

Neokuguaglucoside  (1): C42H66O14; White powder;  [α]D25 = 
80.8  (c=0.1,  MeOH);  negative  FABMS:  m/z  793  [MH]; 
HRESIMS: m/z  829.4129  [M+Cl]  (calcd.  829.4141);  IR  (KBr, 
cm‐1) max: 3410, 2929, 1630, 1452, 1371, 1072, 998;  1H‐NMR 
(C5D5N, 400 MHz) and 13C‐NMR (C5D5N, 125 MHz): See Table 1. 
 
3. Results and discussion 

 
Compound  1  was  obtained  as  a  white  powder.  [α]D25   

80.8  (c=0.1, MeOH).  In  the negative‐ion FAB‐MS of 1, quasi‐
molecular  ion  peaks  were  observed  at  m/z  793  [M–H]–. 
HRESIMS  afforded  a  possible  molecular  formula  of  1  as 
C42H66O14  ([M+Cl],  m/z  829.4129,  calcd.  829.4141).  The  IR 
spectrum  exhibited  the  presence  of  hydroxyl  groups  (3402, 
3315, 3267 cm–1). The 1H‐NMR (Table 1) spectrum of 1 showed 
signals  for  six  tertiary methyls,  a  secondary methyl  at    1.08 
(3H, d, J = 6.5 Hz), two vinyl methyls at  1.66, 1.83, and three 
olefinic protons at  6.18 (1H, d, J = 9.3 Hz), 5.53 (1H, dd, J = 9.6, 
3.3 Hz), 5.43 (1H, d, J = 9.4 Hz) as well as one anomeric protons 
at  5.39 (1H, d, J = 7.7 Hz). 

The  13C‐NMR  (Table  1)  of  1  showed  42  carbon  signals 
including  30  of  aglycone,  six  signals  of  one  sugar,  and  six 
signals  of  one  sugar‐like  group, which  indicated  that 1 was  a 
cucurtriterpene saponin. Comparison of the 13C‐NMR data of 1 
with  karaviloside  X  [7]  showed  that  they  have  the  same 
aglycone  with  an  allopyranose  attached  to  C‐3  of  aglycone. 
Furthermore,  the  HMBC  (Figure  2)  permitted  the  above 
deduction.  

Intriguingly,  there were  six  sugar‐like  carbon  signals  at   
99.5 (d), 93.3 (s), 77.6 (d), 71.4 (d), 80.9 (d), 63.2 (t). The HMBC 
spectrum  of  1  displayed  the  following  correlations:  H‐21           
( 1.08, 1H, d, J = 6.5 Hz) with C‐20, C‐22; H‐22 ( 4.39, 1H, m) 
with C‐2 ( 93.3); H‐23 ( 4.71, 1H, m) with C‐1 ( 99.5); H‐
24 ( 5.43, 1H, d, J = 9.4 Hz) with C‐23, C‐25; H‐26 ( 1.66, 3H, 
s) with C‐27, C‐25, C‐24; H‐1 ( 4.93, 1H, s) with C‐5 ( 80.9); 
H‐5 ( 4.18, 1H, m) with C‐4, C‐3; H‐6 ( 4.48, 4.60, 2H, 2m) 
with  C‐4.  The  above  evidence,  along  with  two  proton  spin 
systems  observed  from  the  1H‐1H  COSY  spectrum,  H‐17,  H‐
21/H‐20/H‐22/H‐23/H‐24,  and  H‐3/H‐4/H‐5/H‐6, 
showed the existence of fragment 1b (Figure 2). 

 

 

Figure 2. The Key HMBC and 1H‐1H COSY correlations of 1 
 

The  stereochemistry  of  1b  was  characterized  by  ROESY 
experiment  (Figure  3)  and  theoretical  calculations  using  a 
semiempirical (AM1) quantum chemical method (Table 2). The 
usual  H‐20  β­configuration  of  cucurbitane  derivatives  was 
established for 1 by the NOESY correlations 18β‐Me/20β‐H and 
21α‐Me/17α‐H. 

 

Figure  3.  Key  ROESY  correlations  of  1b  and  corresponding  ineteratomic 
distance (Å). 
 

The  usual H‐20 β­configuration  of  cucurbitane  derivatives 
was established for 1 by the NOESY correlations 18β‐Me/20β‐H 
and 21α‐Me/17α‐H. Correlation contours were exhibited in the 
NOESY spectrum of 1b between H‐22 and H‐23, H‐1; H‐1 and 
H‐3, H‐5; H‐3 and H‐5.  In the NOESY spectrum of 1,  there 
was no correlation of 20β‐H with 22‐H,  therefore, H‐22, H‐23, 
H‐1, H‐3 and H‐5 were α­configuration  in 1b. Moreover,  in 
order to deduce the configuration of 2‐OH, we hypothesis four  



296  Liu et al. / European Journal of Chemistry 1 (4) (2010) 294­296 
 

 

Table 2. Main NOESY correlations and semiemperical calculations results of 1. 

No 
The minimum spatial distance between restrict protons (Å) 

H­20 with H­22, 23a  H­22 with H­23b  H­1"with H­22,23,3",5"b  H­3"with H­5"b 
1  3.51, 3.60  2.45 3.70, 4.01, 2.84, 2.61 2.52
2  3.51, 3.59  2.45 2.26, 3.36, 2.44, 2.43 2.79
3  2.37, 3.82  2.44 2.27, 3.44, 2.57, 2.41 2.96
4  2.41, 3.88  2.44 3.99, 3.57, 3.69, 2.55 4.22
a Without NOESY contours. 
b Exhibited NOESY contours. 
 
molecular modeling: 1) the configurations of H‐22, H‐23, H‐1, 
H‐3 and H‐5 were α, the configuration of 2‐OH was α; 2) the 
configurations of H‐22, H‐23, H‐1, H‐3 and H‐5 were α,  the 
configuration of 2‐OH was β; 3) the configurations of H‐22, H‐
23, H‐1, H‐3 and H‐5 were β, the configuration of 2‐OH was 
α;  4)  the  configurations  of  H‐22,  H‐23,  H‐1,  H‐3  and  H‐5 
were  β,  the  configuration  of  2‐OH  was  β.  Theoretical 
calculations  using  AM1  quantum  chemical  method  for  above 
modeling  yield  very  interesting  information  to  support  the 
configurations  of  H‐22,  H‐23,  H‐1,  H‐3,  H‐5  and  2‐OH. 
According  to  the  distance  between  two  protons  with  NOESY 
correlations  less  than  3.5  Å,  only  the  second  modeling  was 
agreement  with  the  NOESY  experiment  (Table  2).  Thus,  the 
configurations of H‐22, H‐23, H‐1, H‐3 and H‐5 were α, and 
the configuration of 2‐OH was β. 
 
Acknowledgement 
 

This work was financially supported by the Natural Science 
Foundation  of  Yunnan  Province  (2008CD158),  the  Western 
Doctoral  Foundation  of  Chinese  Academy  of  Sciences  (J.‐C.C), 
the Foundation of State Key Laboratory of Phytochemistry and 
Plant  Resources  in  West  China,  Kunming  Institute  of  Botany, 
Chinese  Academy  of  Sciences  (P2008ZZ23,  P2010ZZ14),  and 
the  Cooperative  Project  of  Guangdong  Province  and  CAS 
(2009B091300135).  
 
References 
 
[1]. Basch, E.; Gabardi, S.; Ulbricht, C. Am. J. Health­Syst. Pharm. 2003, 60, 

356‐359. 
[2]. Tan,  M.  J.;  Ye,  J.  M.;  Turner,  N.;  Cordula,  H.  B.;  Ke,  C.  Q.  Chem.  Biol. 

2008, 15, 263‐273. 
[3]. Chen,  J.  C.;  Tian,  R.  R.;  Qiu,  M.  H.;  Lu,  L.;  Zheng,  Y.  T.;  Zhang,  Z.  Q. 

Phytochemistry 2008, 69, 1043‐1048. 
[4]. Akihisa, T.; Higo, N.; Tokuda, H.; Ukiya, M.; Akazawa, H.; Tochigi, Y.  J. 

Nat. Prod. 2007, 70, 1233‐1239. 
[5]. Li, Q. Y.; Chen, H. B.; Liu, Z. M.; Wang, B.; Zhao, Y. Y. Magn. Reson. Chem. 

2007, 45, 451‐456. 
[6]. Okabe, H.; Miyahara, Y.; Yamauchi, T.; Mirahara, K. Chem. Pharm. Bull. 

1980, 28, 2753‐2762. 
[7]. Matsuda, H.; Nakamura, S.; Murakami, T.; Yoshikawa, M. Heterocycles 

2007, 71, 331‐341.