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编号:10497156
丰头皮海绵化学成分研究
http://www.100md.com 《中国海洋药物》 2000年第3期
     作者:李文林 毛士龙 易杨华 吕泰省 许强芝 汤海峰

    单位:李文林 毛士龙 易杨华 吕泰省 许强芝 汤海峰(第二军医大学药学院天然药化教研室,上海 200433)

    关键词:皮海绵,化学成分

    中国海洋药物000301 摘 要 采用体外细胞毒活性追踪方法,应用低压柱层析,中压柱层析,高效液相等色谱技术从采自西沙永兴岛的丰头皮海绵(Suberites tylobtusa Levi)脂溶性部分中分得了18个化合物。运用多种光谱技术鉴定了其中7个化合物,分别为对羟基苯甲酸,对羟基苯乙酰胺,3-吲哚甲酸,3-吲哚甲醛,6-溴-3-吲哚甲酸,胸腺嘧啶脱氧核苷,邻苯二甲酸二丁酯。其中对羟基苯乙酰胺文献报道具有一定的抗肿瘤活性,体外对小鼠淋巴性白血病细胞(P388)的ED50值为0.5μg.mL-1,体内对淋巴细胞性白血病小鼠T/C值为140%[1]。其它化合物的结构测定及生物学活性研究仍在进行中。
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    STUDIES ON THE CHEMICAL CONSTITUTIONS OF THE SPONGE SUBERITES TYLOBTUSA LEVI

    Li Wenlin

    (Department of medicinal chemistry of nature product,The college of pharmacy,The second military medical university,ShangHai 200433)

    Mao Shilong

    (Department of medicinal chemistry of nature product,The college of pharmacy,The second military medical university,ShangHai 200433)
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    Yi Yanghua

    (Department of medicinal chemistry of nature product,The college of pharmacy,The second military medical university,ShangHai 200433)

    ABSTRACT Guided by in vitro cytotoxic activity, multi-chromatography methods are employed. Eighteen compounds have been isolated form the lipid friction of the sponge suberites tylobtusa Levi. The seven of them:p-hydroxybenzoic acid, p-hydroxyphenylacetamide,indolyl-3-carboxylic acid,indolyl-3-carbaldehyde,6-bromoindole-3-carboxylic acid,thymidine,dibutylphthalate were identified by analysis of IR,Mass,1HNMR,13CNMR spectral data.Among them:p-hydroxyphenylacetamide was reported with antitumor activity,against P388in vitro ED50=0.5μg.mL-1,against P388 in vivo T/C=140%.
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    KEY WORDS Suberites tylobtusa Levi,chemical constitutions

    海绵是一种低等而原始的多细胞多孔动物。种类繁多,分布极广。近20年的研究表明,海绵中存在丰富的具有独特结构的化学成分,许多具有引人注目的生物学活性。其中从Halichondria Okadail及同属海绵中分得的抗癌成分Halichondria B 在美国已进入临床前研究。从Discodermia dissoluta 中获得的抗癌成分Discodrmolide,从Luffariella variabillis中分得的抗炎成分 Manoalide 已经进入临床研究[2,3]。海绵已成为海洋药物研究的热点之一,有望为治疗人类重大疾病提供有效药物及研究思路。

    以采自西沙永兴岛水域的丰头皮海绵(S.tylobtuia Levi)为研究对象,其乙醇提取物体外对HL-60(人早幼粒白血病细胞)显示有明显的细胞毒活性。经溶剂分步萃取后,其脂溶性成分对HL-60和BEL-7404(人肝癌细胞)均有显著杀灭作用,而水溶性部分无活性。在80年代初,从皮海绵中分得皮海绵毒素,该毒素为相对分子质量大约2万的水溶性蛋白毒素。皮海绵的脂溶性成分研究很少,目前未见有关细胞毒活性研究的报道。作者从脂溶性部分中分得了18个化合物,本文主要对其中7个化合物的结构鉴定进行讨论。
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    1 实验部分

    1.1 仪器与试剂:熔点用天津市分析仪器厂RY-2熔点仪测定(温度未校正)。EI-MS谱用JMSD 300型质谱仪测定。1HNMR和13CNMR用Bruker AC-300型核磁共振仪测定。红外光谱用Hitachi 275-50红外分析仪测定。HPLC:Waters M-510泵;Waters PDA-996检测器,Whatman公司Partisil-10 M-9-ODS-2(C18)HPLC柱(9.4×500mm)。Merk公司中压柱。层析用硅胶为青岛海洋化工厂产品。Sephadex LH-20为Pharmacia公司产品。反相柱层析ODS为日本FUJI公司产品。所用试剂为分析纯,均购自上海化学试剂公司。

    1.2 提取与分离

    当真菌的生长环境中存在具有细胞毒或抗有丝分裂活性的化合物时,往往可导致菌丝体和芽胞的变形。日本东京大学Kobayashi等人建立了一种快速,可靠、简便的抗有丝分裂抗真菌活性筛选方法[4],即通过观察稻瘟霉Pyricularia oryzae孢子给药并培养一定时间后生长抑制和生长变形情况对天然活性物质进行筛选和活性追踪。
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    产自我国西沙永兴岛的皮海绵(S. tylobtuia Levi)20kg(湿重),用85%的乙醇(25L)冷浸5次,将浸提液合并减压浓缩直到浸提液无醇味。然后分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取。其中石油醚部分、乙酸乙酯部分在体外均有显著细胞毒活性。分别对以上两活性部分进行Sephadex LH-20凝胶过滤(CH2Cl2:CH3OH为3∶1)和硅胶柱层析(CH2CL2:CH3OH梯度洗脱)。用稻瘟酶模型检测层析各组份的活性,去除无活性部分,将有活性部分合并进行ODS柱层析,所得活性部分通过硅胶低压柱层析,MPLC,HPLC等手段分离直至获得单体。

    1.3 物理常数与波谱数据

    化合物Ⅰ,无色针晶,mp 215℃~217℃ (CH3OH)。EI-MS(m/z):138(M+),121(M+-OH,100%),93(M+-COOH),65(M+-COOH-CO)。1HNMR(TMS,CD3OD)δ:6.75(2H,d,J=9Hz,H-3、5),7.86(2H,d,J=9Hz,H-2、6)。13CNMR(CD3OD)δ:115.9(C-2,C-6),122.9(C-1),132.9(C-3,C-5),163.2(C-4),170.3(-COOH)。
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    化合物Ⅱ,无色粉末,mp 174℃~175℃。IR υcm-1:3400,3200,1660,1600,1510,1240。EI-MS(m/z):151(M+),107(M+-CONH2,100%),72,59。1HNMR(TMS,CD3OD)δ:6.73(2H,d,J=8.4Hz,H-3',5'),7.1(2H,d,J=8.4Hz,H-2',6'),3.2(2H,s,H-2)。13CNMR(CD3OD)δ:42.6(-CH2),116.3(C-2',C-6'),17.5(C-1'),131.1(C-3',C-5'),157.5(C-4'),177.6(C=O)。

    化合物Ⅲ,淡黄色粉末,mp 215℃~217℃。IR υcm-1:3190,1640,1520,1400,1250,1200。EI-MS(m/z):162(M++1),161(M+),144(M+-OH,100%),116(M+-COOH)。1HNMR(TMS,CD3OD)δ:8.05(1H,dd,J=1.9Hz,6.3Hz,H-4),7.93(1H,s,H-2),7.41(1H,dd,J=2.1Hz,6.6Hz,H-7),7.15(2H,m,H-5,6)。13CNMR(CD3OD)δ:108.9(C-3),112.3(C-6),122.0(C-4),123.3(C-5),133.3(C-2),112.8(C-7),127.5(C-8),138.2(C-9),169.4(-COOH)。
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    化合物Ⅳ,淡黄色针晶,mp 198℃~199℃(CH3OH)。IR υcm-1:3200,2300,2200,1630,1520,1250。EI-MS(m/z):145(M+),144(M+-H,100%),116(M+-CHO)。1HNMR(TMS,CDCL3)δ:7.33(2H,m,H-5,6),7.44(1H,dd,J=5.3Hz,3.7Hz,H-7),7.85(1H,d,J=2.8Hz,H-2),8.33(1H,dd,J=5.3Hz,3.4Hz,H-4,8.83(1H,b,NH),10.07(1H,s,CHO)。13CNMR(CDCL3)δ:187.4(CHO),139.6(C-2),122.4(C-4),123.6(C-6),124.9(C-5),113.1(C-7)。
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    化合物Ⅴ,淡黄色粉末,EI-MS(m/z):241/239(M+,100%),224/222(M-OH,52%)。1HNMR(TMS,CD3OD)δ:7.98(1H,d,J=7.2Hz,H-4),7.92(1H,s,H-2),7.59(1H,s,H-7),7.26(1H,d,J=6.6Hz,H-5)。

    化合物Ⅵ,无色柱状结晶,mp 183℃~186℃(CH3OH)IR υcm-1:3300,3000,2500,1650,1530,1450,1200,1050,750。EI-MS:242(M+),206(M+-2H2O),126,117。1HNMR(TMS,DMSO-d6)δ:1.77(3H,d,J=1.08Hz,5-CH3),2.06(2H,m,H-2'),3.55(2H,m,H-5'),3.75(1H,dd,J=6.75Hz,3.81Hz,H-4'),4.23(1H,d,J=4.26Hz,H-3),5.03(1H,t,J=5.19Hz,H-1'),5.24(1H,d,J=4.2Hz,OH-3'),6.18(1H,t,J=6.33Hz,OH-5'),7.70(1H,d,J=1.2Hz,H-6),11.29(1H,s,NH)。13CNMR(DMSO-d6)δ:12.34(-CH3),39.50(C-2'),61.64(C-5'),70.52(C-4'),83.83(C-3'),87.31(C-1'),109.49(C-5),136.23(C-6),150.56(C-2),163.89(C-4)。
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    化合物Ⅶ,淡黄色油状物,IR υcm-1:2900,1730,1290,1130。EI-MS:278(M+),223,205,149。1HNMR(TMS,CD3OD)δ:0.97(6H,t,J=7.3Hz),1.43(4H,m),δ 1.71(4H,m),4.28(4H,t,J=6.3Hz),7.61(2H,m),7.71(2H,m)。13CNMR(CD3OD)δ:14.02,20.26,31.72,66.66,129.86,132.33,133.59,169.31。

    2 结果与讨论

    化合物Ⅰ:无色针晶。1HNMR(TMS,CD3OD)δ6.75(2H,d,J=9Hz),δ7.86(2H,d,J=9.1Hz)为明显的1,4取代的苯环质子信号,由13CNMR可知该化合物含7个碳原子,170ppm的羰基信号和163ppm的苯环季碳信号可推知苯环的1,4位应分别与羰基和氧原子相连。EI-MS(m/z)给出分子碎片138,121(100%),93,65,与对羟基苯甲酸光谱数据一致。
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    化合物Ⅱ:无色粉末;IR υcm-13200宽峰表明分子含有羟基,3400,1660等吸收峰表明分子中含有酰胺基团。1HNMR(TMS,CD3OD)δ6.73(2H,d,J=8.4Hz),δ7.11(2H,d,J=8.3Hz)为1,4取代苯环质子信号,δ3.30(2H,s)为一孤立CH2信号。

    13 CNMR中一苯环季碳信号在157ppm,说明该碳可能连有氧原子。177ppm处为羰基信号,且根据苯环质子信号较未取代的苯质子偏高场,推断该羰基未与苯环直接相连,两者之间应间隔1个CH2。由EI-MS中M+为151推断该化合物为对羟基苯乙酰胺。

    化合物Ⅲ:淡黄色粉末,IR υcm-1:3190宽峰表明分子含羟基,1640强吸收峰表明分子含羰基。1HNMR(TMS,CD3OD)δ8.05(1H,dd,J=1.9Hz,6.3Hz),δ7.41(1H,dd,J=2.1Hz,6.6Hz),δ7.15(2H,m)3组峰可推测分子中具有邻二取代的苯环。碳谱有8个烯碳信号,1个羰基信号。EI-MS给出M+为161,推测结构可能为五元环上有羰基取代的吲哚,又因为1HNMR中δ7.93 (1H,s)推知化合物为3-吲哚甲酸[5]
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    化合物Ⅳ:淡黄色针晶。1HNMR(TMS,CDCL3)的芳香质子信号与化合物Ⅲ基本相同,δ10.07(1H,s)的醛基氢信号及13CNMR δ187羰基信号推断该化合物为3位醛基取代的吲哚。

    化合物Ⅴ:淡黄色粉末,EI-MS(m/z)给出明显的含溴同位素峰。1HNMR(TMS,CD3OD)信号与化合物Ⅲ基本一致。只是δ7.26处是d峰且只有1个氢,可知苯环上有溴取代。参考有关文献[6]与6-溴-3-吲哚甲酸一致。

    化合物Ⅵ:无色柱状结晶。13CNMR(DMSO-d6)谱中在60~90ppm之间有4个可能连氧的碳原子。1HNMR(TMS,DMSO-D6)δ3.5(2H,m),3.7(1H,dd,J=6.75Hz,3.81Hz),4.23(1H,d,J=4.26Hz),5.03(1H,t,J=5.19Hz)为4个连氧质子信号,且根据5.03ppm处的1个氢质子裂分成三重峰推测化合物Ⅵ分子中有脱氧核糖。查阅有关文献[7],与胸腺嘧啶脱氧核苷的光谱数据一致。
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    化合物Ⅶ:淡黄色油状物,根据IR υcm-1:1730处的强峰可知化合物分子中有酯的结构。1HNMR(TMS,CD3OD)中芳香质子信号δ7.71(2H,m),7.61(2H,m)中可判断有两个相同的邻二取代基的苯环。根据δ4.28(4H,t,J=6.3),δ1.71(4H,m),δ0.97(6H,t,J=7.3)可知取代基中含丁氧基。

    13 CNMR(CD3OD)中δ169.3有一羰基,且苯环芳氢信号较未取代苯环为低场。推知该化合物应为邻二苯甲酸丁酯。该化合物并非海绵本体代谢产物,而是增塑剂等流入海洋后被海绵所富集。

    致谢 海绵的生物分类由中国科学院青岛海洋研究所李锦和研究员鉴定,在此致以真诚的谢意。
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    参考文献

    1,张豁中,温玉麟.动物活性成分研究,天津:天津科学技术出版社,1991,812

    2,Pettit G R. Progress in the discovery of biosynthetic anticancer drugs. J Nat Prod,1996,59(7):812

    3,范晓,严小军,杜冠华,石建功.国外海洋药物研究前沿及我国的发展战略.中国海洋药物,1999.(18)2:12

    4,Hisayoshi Kobayashi,Michio Namikoshi,Takeshi Yoshimoto et al.A screening method for antimitoic and pyricularia oryzae,Modification and application to tropical marine fungi.The Journal of Antibiotiocs,1996,49(9):873
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    5,于德泉,杨峻山,谢晶曦.分析化学手册(第五分册).北京:化学工业出版社,1989,81

    6,Tomas Rasmussen,Jan Jensen,Uffe Anthon.Structure and sythesis of bromoindoles from the marine sponge psedosuberites hyalinus.J Nat Prod,1993,56(9):1553

    7,崔征,袁丹,江译荣.头结海绵化学成分的研究.中国药学杂志.1995,30(9):524

    收稿日期:2000-01-02, 百拇医药