盾葉蕨藻化學成分研究論文

時間:2022-10-13 05:42:00

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盾葉蕨藻化學成分研究論文

【摘要】目的研究海洋綠藻盾葉蕨藻Caulerpapeltata的化學成分。方法利用多種色譜、核磁共振波譜方法對盾葉蕨藻的化學成分進行了系統分離和結構鑒定。結果從盾葉蕨藻中分離鑒定了6個化合物,分別為蕨藻紅素(Ⅰ)、蕨藻紅素單甲酯(Ⅱ)、β-谷甾醇(Ⅲ)、β-谷甾醇-3-O-硫酸酯(Ⅳ)、尿嘧啶(Ⅴ)和胸腺嘧啶(Ⅵ)。結論化合物Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ首次從該植物中分離得到。

【關鍵詞】盾葉蕨藻化學成分

Abstract:ObjectiveTostudythechemicalconstituentsofCaulerpapeltata.MethodsChemicalconstituentswereisolatedbychromatographicmethodsandidentifiedbyNMRanalysis.ResultsSixcompoundswereisolatedandidentified.Theyarecaulerpin(Ⅰ),monomethylcaulerpinate(Ⅱ),β-sitosterol(Ⅲ),b-sitosterol-3-O-Sulfate(Ⅳ),uracil(Ⅴ),thymine(Ⅵ).ConclusionCompoundⅣ,Ⅴ,Ⅵareisolatedfromthisplantforthefirsttime.

Keywords:Caulerpapeltata;Chemicalconstituents

海藻是海洋生物資源的重要組成部分,能產生多種具有生理活性的次生代謝物。在這些次生代謝物中許多具有抗腫瘤、抗病毒等生理活性。蕨藻屬于綠藻門(chlorophyta)綠藻綱(chlorophyceae)蕨藻目(caulerpales)蕨藻科(caulerpaceae)中的蕨藻屬。它是地球上最大且分化最好的單細胞生物,有的藻體長可達幾米,有假根、匍匐莖和直立枝3部分組成[1]。據報道蕨藻屬有60多種[2],主要分布于熱帶海洋,生長在潮間帶以下的巖石、珊瑚礁上或者中、低潮帶的沙地上。我國約有12種,主要產地分布于南海。近年來國內外化學工作者從蕨藻中分離鑒定了大量的單體化合物,其中許多具有抗腫瘤、抗菌等生物活性[3]。本文對采集自我國南海的盾葉蕨藻進行了系統分離,共分離鑒定了6個單體化合物。分別為蕨藻紅素(Ⅰ)、蕨藻紅素單甲酯(Ⅱ)、β-谷甾醇(Ⅲ)、β-谷甾醇-3-O-硫酸酯(Ⅳ)、尿嘧啶(V)和胸腺嘧啶(Ⅵ)。其中化合物Ⅳ,Ⅵ,Ⅴ為首次從該植物分離得到。現報道如下。

1儀器與材料

5-x國產顯微熔點測定儀(溫度計未校正);BrukerAV-500型超導核磁共振波譜儀;美國PEAPI2000LC/MS液質聯用儀;薄層色譜用硅膠G(60型),柱色譜用硅膠(200~300目),均為青島海洋化工廠產品;SephadexLH-20為Pharmacia公司產品;所用試劑均為分析純。盾葉蕨藻采集于廣東湛江,經中科院南海海洋所蔣福康研究員鑒定。

2方法與結果

2.1提取與分離盾葉蕨藻(干重5.2kg),用95%工業乙醇浸提3×15d,減壓濃縮浸提液至干,得墨綠色浸提物(1.1kg)。浸提物懸浮于水中,依次用石油醚(bp.60-90℃)、醋酸乙酯和正丁醇充分萃取。醋酸乙酯萃取部分(68g)經正相硅膠柱色譜層析,氯仿-甲醇系統梯度洗脫。再經反復正相硅膠柱色譜分離,SephadexLH-20柱色譜純化,得到化合物Ⅰ(28mg)、化合物Ⅱ(20mg)、化合物Ⅲ(34mg)、化合物Ⅳ(22mg)、化合物Ⅴ(18mg)、化合物Ⅵ(17mg)。其化學結構式見圖1。

化合物Ⅳ(3mg)溶于DMSO中,加入與DMSO等體積的吡啶,在130℃的油浴中加熱24h;減壓蒸去吡啶,殘留物溶于乙醚后用水反復洗滌,除去DMSO,乙醚溶液用無水Na2SO4干燥后,再減壓下蒸去乙醚,得化合物Ⅳ的脫硫產物。

2.2結構鑒定

2.2.1化合物ⅠC24H18N2O4,紅色立方晶體(丙酮),mp316~317℃。1HNMR(500MHz,CDCl3)δH:3.91(s,6H,2×-OMe),7.09-7.44(8H,m,Ar-H),8.07(2H,s,2×=CH-),9.22(2H,s,2×NH)。1HNMR數據、13CNMR數據與caulerpin數據[4]對照一致,故鑒定為蕨藻紅素(caulerpin)。見表1。

2.2.2化合物ⅡC23H16N2O4,橙黃色針晶(丙酮),mp158~161℃。1HNMR(500MHz,Acetone-d6)δH:3.74(s,3H,1×-OMe),6.91-7.37(8H,m,Ar-H),8.10(1H,s,1×=CH-),8.14(1H,s,1×=CH-)。1HNMR譜數據、13CNMR數據與monomethylcaulerpinate數據[5]對照一致,故鑒定為蕨藻紅素單甲酯(monomethylcaulerpinate)。由于該化合物為分子結構不對稱的單甲酯,1~10,1’~10’兩組碳的化學環境非常相似,其相對應碳數據很難準確區分。見表1。表1化合物Ⅰ,Ⅱ的13CNMR數據(略)

2.2.3化合物ⅢC29H50O,白色片狀晶體(乙醇),mp136~137℃。5%硫酸乙醇溶液顯紅色,Libermann-burchard反應陽性,說明化合物Ⅲ為甾醇類化合物。氫譜上在δH5.36和δH3.54處各有一個烯氫信號。全去偶碳譜上共有29個碳信號,δC140.7和δC121.7為一對不飽和雙鍵信號,δC71.8為一羥基信號。以上波譜數據與文獻[6]報道一致,故鑒定為β-谷甾醇(β-sitosterol)。見表2。

2.2.4化合物ⅣC29H50O4S,白色粉末,mp151~152℃。ESI-MSm/z:493[M-H]-;ESI-MSm/z:415[M-SO3+H]+,432[M-SO3+NH4+]+,437[M-SO3+Na]+,由此確定其元素組成為C29H50O4S。由該化合物的1HNMR、13CNMR、DEPT(500MHz,DMSO-d6)中δH5.28(1H,s)、δH3.56(1H,s)和δc140.7(C)、121.4(=CH-)信號,可以推知含有C=CH-基團;δH3.84(1H,m)和δC75.77信號表明含有CH-O基團;δC19.65(q)、19.19(q)、19.03(q)、18.83(q)、12.26(q)、11.81(q)和δH0.65-1.0高場區有6個甲基信號,表明化合物Ⅳ含有6個CH3。將該化合物的13CNMR數據與β-谷甾醇[7]的比較(表2),兩者除C-2,C-3,C-4有較大差別外,其余非常相近,推測該化合物β-谷甾醇的結構差別僅在于C-3的取代基不同。將該化合物在堿性條件下水解(見實驗部分),所得脫硫產物經TLC比較其Rf值和與β-谷甾醇一致,從而進一步確認了以上推斷。綜合以上分析,該化合物鑒定為β-谷甾醇-3-O-硫酸酯。該化合物為首次從該植物中分離得到。(表2。)

2.2.5化合物ⅤC4H4N2O2,淡黃色固體,mp335~337℃。1HNMR(500MHz,DMSO-d6)δH:7.36(1H,d,J=7.5Hz),5.46(1H,d,J=7.5Hz)。13C-NMR(500MHz,DMSO-d6)δC:164.5(s,C-4),151.4(s,C-2),142.1(s,C-6),100.3(d,C-5)。1HNMR譜上的質子信號δH7.36,5.46為烯質子信號。13CNMR顯示4個碳信號:δC164.5(s),151.4(s),142.1(s),100.3(d)分別歸屬為酰胺、脲基和雙鍵的碳信號。該化合物的理化性質和波譜數據與文獻報道[8]一致,故鑒定為尿嘧啶(uracil)。該化合物為首次從該植物中分離得到。

2.2.6化合物ⅥC5H6N2O2,淡黃色固體,mp308~310℃。1HNMR(500MHz,DMSO-d6)δ:7.20(1H,d),1.72(3H,s,5-CH3)。13CNMR(500MHz,DMSO-d6)δ:165.0(s,C-4),151.4(s,C-2),137.6(d,C-6),107.9(s,C-5),11.8(q,5-CH3)。1HNMR譜上的質子信號δH7.36為烯質子信號,δH1.72為甲基質子信號。13CNMR顯示5個碳信號:δC165.0(s),151.4(s),137.6(s),107.9(d)分別歸屬為酰胺、脲基和雙鍵的碳信號,δC11.8為甲基信號。該化合物理化性質和波譜數據與文獻報道[9]一致,故鑒定為胸腺嘧啶(thymine)。該化合物為首次從該植物中分離得到。表2化合物Ⅲ和化合物Ⅳ的13CNMR數據(略)

3討論

國內外目前對盾葉蕨藻化學成分的研究不多,本文報道了其中6種成分的分離與鑒定工作,后續研究尚在進行。

【參考文獻】

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[9]GoldsteinJH,TarpeyAR.13CNMRspectraofuracil,thymineandthe5-halouracils[J].JAmChemSoc,1971,93(15):3573.