盾叶蕨藻化学成分研究论文

【摘要】目的研究海洋绿藻盾叶蕨藻 Caulerpapeltata 的化学成分。方法利用多种色 谱、核磁共振波谱方法对盾叶蕨藻的化学成分进行了系统分离和结构鉴定。结果从盾叶蕨 藻中分离鉴定了 6 个化合物，分别为蕨藻红素（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅱ）、β-谷甾醇 （Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅲ）、β-谷甾醇-3-O-硫酸酯（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅳ）、尿嘧啶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅴ）和胸腺嘧啶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅵ）。结论化合物Ⅳ， Ⅴ，Ⅵ首次从该植物中分离得到。 【关键词】盾叶蕨藻化学成分 Abstract： ObjectiveTostudythechemicalconstituentsofCaulerpapeltata.MethodsChemical constituentswereisolatedbychromatographicmethodsandidentifiedbyNMRanal ysis.ResultsSixcompoundswereisolatedandidentified.Theyarecaulerpin(Ⅰ),mono methylcaulerpinate(Ⅱ),β-sitosterol(Ⅲ),b-sitosterol-3-OSulfate(Ⅳ),uracil(Ⅴ),thymine(Ⅵ).ConclusionCompoundⅣ,Ⅴ,Ⅵareisolatedfromthi splantforthefirsttime. Keywords：Caulerpapeltata;Chemicalconstituents 海藻是海洋生物资源的重要组成部分，能产生多种具有生理活性的次生代谢物。在这 些次生代谢物中许多具有抗肿瘤、抗病毒等生理活性。蕨藻属于绿藻门（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、chlorophyta） 绿藻纲（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、chlorophyceae）蕨藻目（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、caulerpales）蕨藻科（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、caulerpaceae）中的蕨藻 属。它是地球上最大且分化最好的单细胞生物，有的藻体长可达几米，有假根、匍匐茎和 直立枝 3 部分组成［1］。据报道蕨藻属有 60 多种［2］，主要分布于热带海洋，生长在 潮间带以下的岩石、珊瑚礁上或者中、低潮带的沙地上。我国约有 12 种，主要产地分布 于南海。近年来国内外化学工作者从蕨藻中分离鉴定了大量的单体化合物，其中许多具有 抗肿瘤、抗菌等生物活性［3］。本文对采集自我国南海的盾叶蕨藻进行了系统分离，共 分离鉴定了 6 个单体化合物。分别为蕨藻红素（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅱ）、β-谷甾醇 （Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅲ）、β-谷甾醇-3-O-硫酸酯（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅳ）、尿嘧啶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、V）和胸腺嘧啶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、Ⅵ）。其中化合物 Ⅳ,Ⅵ,Ⅴ 为首次从该植物分离得到。现报道如下。 1 仪器与材料 5-x 国产显微熔点测定仪（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、温度计未校正）；BrukerAV-500 型超导核磁共振波谱仪； 美国 PEAPI2000LC/MS 液质联用仪；薄层色谱用硅胶 G（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、60 型），柱色谱用硅胶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、200 ～300 目），均为青岛海洋化工厂产品；SephadexLH-20 为 Pharmacia 公司产品；所 用试剂均为分析纯。盾叶蕨藻采集于广东湛江，经中科院南海海洋所蒋福康研究员鉴定。 2 方法与结果 2.1 提取与分离盾叶蕨藻（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、干重 5.2kg），用 95%工业乙醇浸提 3×15d，减压浓缩 浸提液至干，得墨绿色浸提物（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1.1kg）。浸提物悬浮于水中，依次用石油醚（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、bp.6090℃）、醋酸乙酯和正丁醇充分萃取。醋酸乙酯萃取部分（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、68gg）经正相硅胶柱色谱层析， 氯仿-甲醇系统梯度洗脱。再经反复正相硅胶柱色谱分离，SephadexLH-20 柱色谱纯化， 得到化合物Ⅰ（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、28gmg）、化合物Ⅱ(20mg)、化合物Ⅲ（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、34mg）、化合物Ⅳ （Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、22mg）、化合物Ⅴ（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、18gmg）、化合物Ⅵ（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、17mg）。其化学结构式见图 1。 化合物Ⅳ（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、3mg）溶于 DMSO 中，加入与 DMSO 等体积的吡啶，在 130℃的油浴中 加热 24h；减压蒸去吡啶，残留物溶于乙醚后用水反复洗涤，除去 DMSO，乙醚溶液用无 水 Na2SO4 干燥后，再减压下蒸去乙醚，得化合物Ⅳ的脱硫产物。 2.2 结构鉴定 2.2.1 化合物Ⅰ C24H18gN2O4，红色立方晶体（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、丙酮），mp316～ 317℃。1HNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，CDCl3）δHH：3.91（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，6H，2×-OMe），7.097.44（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、8gH，m，ArH），8g.07（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、2H，s，2×=CH-），9.22（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、2H，s，2×NH）。1HNMR 数据、13CNMR 数据与 caulerpin 数据［4］对照一致，故鉴定为蕨藻红素(caulerpin)。见表 1。 2.2.2 化合物Ⅱ C23H16N2O4，橙黄色针晶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、丙酮），mp158g～ 161℃。1HNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，Acetone-d6）δHH：3.74（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，3H，1×-OMe），6.917.37（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、8gH，m，ArH），8g.10（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，s，1×=CH-），8g.14（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，s，1×=CH-）。1HNMR 谱数据、 13CNMR 数据与 monomethylcaulerpinate 数据［5］对照一致，故鉴定为蕨藻红素单 甲酯(monomethylcaulerpinate)。由于该化合物为分子结构不对称的单甲酯，1～ 10，1’～10’两组碳的化学环境非常相似，其相对应碳数据很难准确区分。见表 1。表 1 化合物Ⅰ，Ⅱ的 13CNMR 数据（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、略） 2.2.3 化合物Ⅲ C29H50O，白色片状晶体（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、乙醇），mp136～137℃。5%硫酸乙 醇溶液显红色，Libermann-burchard 反应阳性，说明化合物Ⅲ为甾醇类化合物。氢谱上 在 δHH5.36 和 δHH3.54 处各有一个烯氢信号。全去偶碳谱上共有 29 个碳信号，δHC140.7 和 δHC121.7 为一对不饱和双键信号，δHC71.8g 为一羟基信号。以上波谱数据与文献［6］ 报道一致，故鉴定为 β-谷甾醇（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、β-sitosterol）。见表 2。 2.2.4 化合物Ⅳ C29H50O4S，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］+，由此确定其元素组成为 C29H50O4S。由该化合物的 1HNMR、13CNMR、DEPT（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，DMSO-d6）中 δHH5.28g（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，s）、δHH3.56（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，s）和 δHc140.7（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、C）、121.4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、=CH-）信号，可以 推知含有 C=CH-基团；δHH3.8g4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，m）和 δHC75.77 信号表明含有 CH-O 基团； δHC19.65（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q）、19.19（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q）、19.03（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q）、18g.8g3（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q）、12.26（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q）、11.8g1（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q） 和 δHH0.65-1.0 高场区有 6 个甲基信号，表明化合物Ⅳ含有 6 个 CH3。将该化合物的 13CNMR 数据与 β-谷甾醇［7］的比较（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、表 2），两者除 C-2，C-3，C-4 有较大差别外， 其余非常相近，推测该化合物 β-谷甾醇的结构差别仅在于 C-3 的取代基不同。将该化合物 在碱性条件下水解（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、见实验部分），所得脱硫产物经 TLC 比较其 Rf 值和与 β-谷甾醇一致， 从而进一步确认了以上推断。综合以上分析，该化合物鉴定为 β-谷甾醇-3-O-硫酸酯。该 化合物为首次从该植物中分离得到。（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、表 2。） 2.2.5 化合物Ⅴ C4H4N2O2，淡黄色固体，mp335～ 337℃。1HNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，DMSO-d6）δHH： 7.36（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，d，J=7.5Hz），5.46（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，d，J=7.5Hz）。13CNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，DMSO-d6）δHC：164.5（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C-4），151.4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C2），142.1（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C-6），100.3（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、d，C-5）。1HNMR 谱上的质子信号 δHH7.36，5.46 为烯质子信号。13CNMR 显示 4 个碳信号： δHC164.5（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），151.4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），142.1（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），100.3（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、d）分别归属为酰胺、脲基和双键 的碳信号。该化合物的理化性质和波谱数据与文献报道［8g］一致，故鉴定为尿嘧啶 （Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、uracil）。该化合物为首次从该植物中分离得到。 2.2.6 化合物Ⅵ C5H6N2O2，淡黄色固体，mp308g～ 310℃。1HNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，DMSO-d6）δH：7.20（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、1H，d），1.72（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、3H，s，5CH3）。13CNMR（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、500MHz，DMSO-d6）δH：165.0（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C-4），151.4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C2），137.6（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、d，C-6），107.9（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s，C-5），11.8g（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、q，5-CH3）。1HNMR 谱上的质 子信号 δHH7.36 为烯质子信号，δHH1.72 为甲基质子信号。13CNMR 显示 5 个碳信号： δHC165.0（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），151.4（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），137.6（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、s），107.9（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、d）分别归属为酰胺、脲基和双键 的碳信号，δHC11.8g 为甲基信号。该化合物理化性质和波谱数据与文献报道［9］一致，故 鉴定为胸腺嘧啶（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、thymine）。该化合物为首次从该植物中分离得到。表 2 化合物Ⅲ和化 合物Ⅳ的 13CNMR 数据（Ⅰ）、蕨藻红素单甲酯（Ⅱ）、略） 3 讨论 国内外目前对盾叶蕨藻化学成分的研究不多，本文报道了其中 6 种成分的分离与鉴定 工作，后续研究尚在进行。