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红树林植物角果木内生真菌次级代谢产物的分离鉴定



全 文 :第 2期 王 辉,等:碳纳米管对聚偏氟乙烯膜的共混改性研究
第 28卷第 2期
2016年 2月
化 学 研 究 与 应 用
Chemical Research and Application
Vol.28,No.2
Feb.,2016
文章编号:1004-1656(2016)02-0243-04
红树林植物角果木内生真菌次级代谢产物
的分离鉴定
罗由萍,邓鹏飞* ,郑彩娟,杨文飞,吕世康,王 望,韩儆鹏
(海南师范大学化学与化工学院,教育部热带药用植物化学重点实验室 海南 海口 571158)
摘要:研究红树林植物角果木根部内生真菌 Fusarium sp.JG13 次级代谢产物。用硅胶柱层析、制备薄层层析
和重结晶等方法,从该菌发酵液的乙酸乙酯萃取相中分离获得 4个单体化合物,以及一对顺反异构体。运用
现代波谱技术以及文献数据对照,鉴定其结构分别为 physcion(1)、trans physcion bianthrone(2)、cis physcion
bianthrone(3)、asperflavin(4)、neoechinulin A(5)和 isodihydroauroglaucin(6)。所有化合物均为首次从角果木
根内生真菌 Fusarium sp.JG13发酵分离得到。
关键词:红树林内生真菌;Fusarium sp.JG13;次级代谢产物;分离鉴定
中图分类号:O629 文献标志码:A
Isolation and structure elucidation of secondary metabolites from
mangrove endophytic fungus Fusarium sp.JG13
LUO You-ping,DENG Peng-fei* ,ZHEN Cai-juan,YANG Wen-fei,LV Shi-kang,
WANG Wang,HAN Jing-peng
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Hainan Normal University;
Key Laboratory of Tropical Medicinal Plant Chemistry of Ministry of Education,Haikou 571158,China)
Abstract:The secondary metabolites of the medicinal mangrove endophytic fungus Fusarium sp.JG13 were firstly studied.Four com-
pounds and a cis-trans isomer were isolated from the ethyl acetate extract of the fermentation using silica gel column chromatogra-
phy,preparative thin-layer chromatography and recrystallization.The structures of these compounds were identified as physcion(1) ,
trans physcion bianthrone(2) ,cis physcion bianthrone(3) ,asperflavin(4) ,neoechinulin(5)and isodihydroauroglaucin(6) ,by
comprehensive spectroscopic characterizations and comparison with reported data.Compounds 1 to 6 were isolated from mangrove en-
dophytic fungus for the first time.
Key words:mangrove endophytic fungus;Fusarium sp.JG13;secondary metabolites;isolation and elucidation
植物内生菌(endophyte)是指一类在其部分或
全部生活史中存活于健康植物组织内部,而不使
宿主植物表现出明显感染症状的微生物[1]。红树
林植物内生真菌次级代谢产物具有结构多样性和
显著的生物活性等特征,红树林植物内生真菌已
成为寻找具有生物活性的先导化合物的重要资
源。国内外研究人员对很多红树林植物包括角果
木(Ceriops tagal)进行了化学成分研究[2-3];戴好富
收稿日期:2015-08-10;修回日期:2015-10-10
基金项目:海南省自然科学基金项目(214023)资助;海南师范大学校青年基金项目(QN1244,QN1242)资助
联系人简介:邓鹏飞(1974-) ,男,副教授,主要从事药物化学研究。E-mail:dengpengfei@ gmail.com
化 学 研 究 与 应 用 第 28卷
课题组对角果木内生青霉菌次级代谢产物进行了
研究[4-5]。但截至目前角果木内生镰孢霉属真菌
次级代谢产物的研究未见报道。本论文选择海南
红树植物角果木根部内生真菌 Fusarium sp. JG13
作为目标菌株,从其发酵液乙酸乙酯萃取相中分
离得到 6个化合物(图 1)。
图 1 化合物 1-6的结构
Fig.1 Structures of compounds 1-6
1 实验部分
1. 1 仪器和试剂
X4型显微熔点仪(北京光电仪器厂) ,温度未
校正;Bruker400M 型核磁共振仪(瑞士 Bruker 公
司) ,G6300 型液-质联用仪(美国 Agilent 科技公
司)。石油醚、乙酸乙酯、氯仿、甲醇等为工业试
剂,使用前重蒸;葡萄糖(CR) ,粗海盐(微生物养
殖用) ;薄层层析硅胶 GF254和柱层析硅胶(青岛海
洋化工厂)。
1. 2 微生物培养
菌株于 2014 年 6 月分离自海南东寨港红树
林自然保护区的角果木根部,经形态学和分子生
物学鉴定该菌株为镰孢霉属真菌,该菌种现保存
于热带药用植物化学教育部重点实验室。无菌状
态下取角果木样品,用无菌水冲洗 3遍,1%升汞浸
泡 1 min,无菌水冲洗 3 遍,75%酒精浸泡 30 s,无
菌水冲洗 3 遍。将组织切块,置于 PDA(马铃薯
200 g、葡萄糖 20 g、琼脂 15 g、陈海水 1000 mL、pH
7. 2)培养基中,28℃恒温倒置培养。待菌丝长出
后,挑取尖端菌丝转接至新的培养基上,几次纯化
后得到共附生真菌并转接到试管斜面上保存备
用。发酵培养基为 PDA培养基,添加葡萄糖 25g·
L-1,粗海盐 36g·L-1,1 000 mL三角瓶内装 400 mL
培养液,经 121℃(0. 1 MPa)高温灭菌 25min 后,
在超净工作台上接种 100L,接种量为 5mL,28℃静
置培养 60d。
1. 3 提取与分离
将所得发酵液过滤得发酵液和菌丝体。发酵
液用乙酸乙酯充分萃提,萃取液经旋转蒸发仪浓
缩后柱色谱分离。以石油醚-乙酸乙酯(10 ∶ 1,5 ∶
1,3 ∶1,1 ∶1,1 ∶3,V /V)以及乙酸乙酯作淋洗剂过大
柱,收集各组分,再经反复柱层析、薄层层析、重结
晶等方法纯化得到化合物 1(850mg)、化合物 2
(600mg)、化合物 3(600mg)、化合物 4(200mg)、
化合物 5(500mg)以及化合物 6(400mg)。
1. 4 化合物的波谱数据
化合物 1:橙红色针状晶体。1H NMR(400MHz,
CDCl3)δ:12. 28(1H,s,ArOH) ,12. 08 (1H,s,
ArOH) ,7. 59(1H,s,H-4) ,7. 34(1H,s,H-5) ,7. 06
(1H,s,H-2) ,6. 69(1H,s,H-7) ,3. 93(3H,s,
OCH3) ,2. 44(3H,s,Ar-CH3)。
13 C NMR(100MHz,
CDCl3)δ:190. 8(C-9) ,181. 9(C-10) ,166. 6(C-6) ,
165. 2(C-8) ,162. 5(C-1) ,148. 5(C-3) ,135. 3(C-
11) ,133. 2(C-14) ,124. 5(C-2) ,121. 3(C-4) ,
442
第 2期 罗由萍,等:红树林植物角果木内生真菌次级代谢产物的分离鉴定
113. 7(C-13) ,110. 3(C-12) ,107. 4(C-5) ,106. 8
(C-7) ,56. 1(OCH3) ,22. 2(CH3)。
化合物 2:无色晶体。EI-MS(m/z):538(100%)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:12. 13(2H,s,OH-8,8
') ,11. 88(2H,s,OH-1,1') ,6. 70(2H,s,H-4,4') ,
6. 36(2H,d,J= 2. 4 Hz,H-5,5') ,6. 12(2H,s,H-2,
2') ,5. 97(2H,s,,H-7,7 ') ,4. 35(2H,s,H-10,10
') ,3. 82(6H,s,OCH3-6,6') ,2. 31(6H,s,CH3-3,3
')。13 C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190. 3(C-9) ,
165. 3(C-6) ,164. 7(C-8) ,162. 0(C-1) ,146. 9(C-
3) ,143. 2(C-5a) ,140. 6(C-4a) ,120. 8(C-4) ,
117. 0(C-2) ,114. 3(C-1a) ,110. 9(C-8a) ,107. 8
(C-5) ,100. 2(C-7) ,56. 6(C-10) ,55. 6(6-OCH3) ,
22. 0(3-CH3)。
化合物 3:无色晶体。EI-MS(m/z):538(100%)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:12. 18(2H,s,OH-8,8
') ,11. 82(2H,s,OH-1,1') ,6. 68(2H,s,H-2,2') ,
6. 38(2H,d,J= 2. 4 Hz,H-7,7') ,6. 10(2H,s,H-4,
4') ,6. 00(2H,d,J = 2. 4 Hz,H-5,5') ,4. 35(2H,s,
H-10,10') ,3. 84(6H,s,OMe-6,6') ,2. 29(6H,s,
CH3-3,3')。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190. 3(C-
9) ,165. 2(C-6) ,164. 6(C-8) ,162. 0(C-1) ,146. 8
(C-3) ,142. 9(C-5a) ,140. 2(C-4a) ,120. 8(C-4) ,
117. 0(C-2) ,114. 3(C-1a) ,110. 9(C-8a) ,107. 7
(C-5) ,100. 2(C-7) ,56. 6(C-10) ,55. 6(6-OCH3) ,
22. 0(3-CH3)。
化合物 4:无色粉末。ESI-MS(m/z) :287[M-
H]-,289[M +H]+。1H NMR(400MHz,MeOD)δ:
6. 77(1H,s,H-10) ,6. 53(1H,d,J = 2. 2 Hz,H-5) ,
6. 46(1H,d,J = 2. 2 Hz,H-7) ,3. 93(3H,s,8-
OCH3) ,2. 99(2H,dd,J = 17. 0,2. 4 Hz,H-4) ,2. 76
(2H,dd,J = 17. 0,1 Hz,H-2) ,1. 37(3H,s,3-
CH3)。
13C NMR(100MHz,MeOD)δ:204. 1(C-1) ,
166. 5(C-9) ,162. 9(C-8) ,162. 0(C-6) ,143. 7(C-
10a) ,138. 4(C-4a) ,117. 7(C-10) ,110. 3(C-8a) ,
110. 2(C-9a) ,103. 5(C-5) ,98. 9(C-7) ,71. 3(C-
3) ,56. 3(8-OCH3) ,52. 5(C-2) ,44. 1(C-4) ,28. 9
(3-CH3)。
化合物 5:淡黄色粉末。ESI-MS(m/z) :324
[M+H]+。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8. 52(1H,
s,H-1) ,7. 53(1H,brs,H-11) ,7. 36(1H,d,J = 7. 3
Hz,H-7) ,7. 27(1H,d,J= 7. 8 Hz,H-4) ,7. 19(1H,
s,H-8) ,7. 18(1H,dd,J = 7. 8,7. 5 Hz,H-5) ,7. 16
(1H,dd,J = 7. 5,7. 3 Hz,H-6) ,7. 13(1H,s,H-
14) ,6. 06(1H,dd,J = 17. 4,10. 8 Hz,H-16) ,5. 19
(1H,d,J= 10. 8 Hz,Ha-17) ,5. 16(1H,d,J = 17. 4
Hz,Hb-17) ,4. 30(1H,qd,J = 7. 2,1. 7 Hz,H-12) ,
1. 60(3H,d,J = 7. 2 Hz,H-20) ,1. 52(6H,s,H-18 /
19)。13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:166. 02(C-13) ,
160. 19(C-10) ,144. 39 (C-16) ,143. 87 (C-2) ,
134. 43(C-7a) ,126. 11 (C-3a) ,124. 57 (C-9) ,
122. 31(C-6) ,121. 04(C-5) ,118. 9(C-4) ,113. 25
(C-17) ,111. 94(C-8) ,11. 35(C-7) ,103. 03(C-
3) ,51. 64(C-12) ,39. 25(C-15) ,27. 42(C-19) ,
27. 4(C-18) ,20. 97(C-10)。
化合物 6:淡黄色晶体。EI-MS(m/z) :323
(100%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:11. 94(1H,
s,2-OH) ,10. 23(1H,s,H-7) ,6. 90(1H,s,H-4) ,
6. 02(2H,m,H-4 ',5 ') ,5. 59(2H,m,H-3 ',6 ') ,
5. 34(1H,m,H-2 ') ,5. 28(1H,m,5-OH) ,3. 30
(2H,d,J= 7. 3 Hz,H-1'a,1'b) ,2. 98(2H,t,J = 7. 4
Hz,H-1'') ,2. 35(2H,td,J = 7. 7,7. 4 Hz,H-2'') ,
1. 76(3H,s,H-4') ,1. 73(3H,d,J= 6. 6 Hz,H-7'') ,
1. 70(3H,s,H-5')。13 C NMR(100MHz,CDCl3)δ:
195. 4(C-7) ,155. 9(C-2) ,145. 1(C-5) ,133. 9(C-3
') ,132. 1(C-4' ') ,131. 1(C-5' ') ,130. 1(C-6' ') ,
129. 4(C-3) ,128. 9(C-3'') ,128. 4(C-6) ,127. 4(C-
4) ,121. 1(C-2') ,117. 3(C-1) ,34. 2(C-2'') ,27. 0
(C-1') ,25. 8(C-4') ,24. 1(C-1'') ,18. 1(C-7'') ,
17. 8(C-5')。
2 结果与讨论
化合物 1:1H-NMR(400MHz,CDCl3)谱中,δ
12. 28(1H,s)、12. 08(1H,s,)为两个与羰基缔合
的酚羟基质子信号,δ 3. 93(3H,s)为甲氧基质子
信号,δ 2. 44(3H,s)为甲氧基质子信号,δ 7. 59、
7. 34、7. 06、6. 69 为蒽醌母核上四个芳氢信
号[6];1C-NMR(100MHz,CDCl3)谱中 δ 190. 8、
181. 9为两个羰基碳信号,δ 56. 1 为甲氧基信号,δ
22. 2为甲基信号。推测该化合物结构为大黄素甲
醚,经过与文献数据对照[6],确定该化合物为大黄
素甲醚(physcion)。
化合物 2,3:1H-NMR 谱中,所有的峰都在相
542
化 学 研 究 与 应 用 第 28卷
邻位置成对出现,猜测为一对异构体。挑出其中
一半进行分析。其氢谱信号与大黄素甲醚相似;
碳谱信号也与 physcion 信号大致相似,但是该化
合物与 physcion 13C-NMR 相比,少了一个羰基信
号(δ 181. 9) ,但多了 CH信号(δ 56. 6) ,推测该化
合物是大黄素甲醚的二聚体,二个蒽醌母环在 10
号碳相连。经与文献对照[7],其 NMR 数据与 phy-
scion bianthrones完全一致,确定该物质为 physcion
bianthrones外消旋体。该二聚体有两个蒽醌母核,
但是两种异构体蒽醌母核重叠程度不同,导致顺
式异构和反式异构质子的化学位移具有相对较大
的差别[8],故可通过其氢谱来鉴别是顺式异构和
反式异构。经与文献数据对照,化合物 2 为 trans
physcion bianthrone,化合物 3 为 cis physcion bian-
throne。
化合物 4:1H-NMR(400MHz,MeOD)谱中,δ
6. 77(1H,s) ,6. 53(1H,d,J = 2. 2 Hz) ,6. 46(1H,
d,J= 2. 2 Hz)为三个芳质子信号,δ 3. 93(3H,s)为
甲氧基信号,δ 1. 37(3H,s)为甲基信号;13 C-NMR
(100MHz,MeOD)谱中,δ 204. 1 为羰基信号,δ
166. 5、162. 9、162. 0为三个连氧芳碳信号,δ 71. 3
为一个连氧碳,δ 56. 3 为一个甲氧基,δ 28. 9 为一
个甲基。经过与文献数据对照,鉴定该化合物为
asperflavin。
化合物 5:碳谱中 δ 166. 02、160. 19 为两个酰
胺羰基,与其对应的氢 δ 7. 53、7. 13,提示分子中
含有二酮哌嗪结构。氢谱中 δ 7. 36(1H,d,J = 7. 3
Hz)、7. 27(1H,d,J = 7. 8 Hz)、7. 18(1H,dd,J =
7. 8,7. 5 Hz)、7. 16(1H,dd,J = 7. 5,7. 3 Hz)为邻
二取代的苯环信号,δ 8. 52 为一个宽的单峰,这是
吲哚环的显著特征;碳谱中发现有 8 个芳碳信号,
也印证了吲哚片段的存在。氢谱中 δ 5. 19(1H,d,
J= 10. 8 Hz)、5. 16(1H,d,J= 17. 4 Hz)为典型的端
基烯氢信号,并与 δ 6. 06(1H,dd,J = 17. 4,10. 8
Hz)质子耦合。经与文献对照[10],确定该化合物
为 neoechinulin A。
化合物 6:氢谱中,δ 6. 90(1H,s)为该化合物
中唯一的芳氢信号,δ 10. 23(1H,s)为醛氢信号,
判断该化合物为 5 取代的芳醛衍生物,δ 11. 94
(1H,s)、5. 28(1H,m)为两个酚羟基,δ 1. 76(3H,
s) ,1. 73(3H,d,J= 6. 6 Hz) ,1. 70(3H,s)为三个甲
基。经与文献数据对照[11],判断该物质为 isodi-
hydroauroglaucin。
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(责任编辑 罗 娟)
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