全 文 ：海仙人掌 Cavernular ia sp.的化学成分研究Δ*
段琳 ,方玉春 , 朱伟明* , 顾谦群* , 管华诗
(教育部海洋药物重点实验室 , 中国海洋大学海洋药物与食品研究所 , 山东 青岛 266003)
摘　要:采用正相硅胶柱色谱 、反相硅胶柱色谱 、凝胶柱色谱及高效液相色谱等分离技术 ,从采自青岛海域
的腔肠动物海仙人掌醇提物中分离得到了 4 个单体化合物;用1H NMR、13C NMR 和 ESIMS 等光谱分析 , 分
别鉴定为胆甾醇 、胆甾醇乙酸酯 、24-表油菜甾醇和苯丙氨酸。
关键词:海仙人掌;化学成分;结构鉴定
中图分类号:Q959. 120. 6　文献标识码:A　文章编号:1002-3461(2006)04-0022-04
Studies on the chemical constituents of the sea pen Cavernularia
sp.
DUAN Lin , FANG Yu-chuan , ZHU Wei-ming* , GU Qian-qun* , GUAN Hua-shi
(Key Laboratory o f Marine Drugs o f Chinese Ministry o f Ed ucation , I nst itute of Marine
Drug and Food ,OceanUniversity o f China , Qingdao 266003 ,China)
Abstract:By means o f chromatog raphy methods , four compounds w ere iso lated f rom the sea
pen Cavernularia sp. co llected f rom the coastal area o f Qingdao. Thei r st ructures w ere iden-
tified as cholesterol (1), cho leste ry l acetate (2), crino sterol (3) and L-phenylalanine (4) by
spect roscopic methods including 1H NMR , 13 C NMR and ESIM S.
Key words:Cavernularia sp. ;chemical consti tuents;st ructure identi ficat ion
　　海仙人掌 ,俗称海笔(sea pen),为腔肠
门(Coelenterata)、珊瑚纲(A nthozoa)海洋动
物。该属动物在我国有 2 种 , 即海仙人掌
(Cavernularia obesa Milne Edw ards et
Hailme)和哈氏海仙人掌(Cavernularia ha-
bereri Morof f),主要分布于大连 、青岛 、香
港[ 1] 。体呈棒状 、下部有长柄 ,栖于有沙的浅
海 ,以柄部插入沙泥中 ,以小生物为食。入夜
上部则浮在水面 ,触之即发磷光。身体周围
表面布满水螅体 ,满潮时膨大直立 ,水螅体也
完全伸展 ,如仙人手 ,故名海仙人掌;干潮时 ,
群体萎缩 ,仅顶端露出沙面 ,伸展时体长是其
收缩时的 3倍。
国外学者对海仙人掌(C. obesa)发光的
物质基础进行了研究 ,从中分离鉴定了 3种
化学物质:腔肠素(coelenterozine)及其烯醇
硫酸酯(enol-sulfate)、腔肠酰胺(coelente ro-
mide)。与钙结合蛋白结合的腔肠素在 Ca2 +
作用下释放出不稳定的游离的腔肠素 ,或腔
肠素烯醇硫酸酯在 3′, 5′-二磷酸阿糖腺苷存
在下被硫酸酶水解为游离的腔肠素 ,腔肠素
接着被氧化裂解生成腔肠酰胺并发出光
线[ 2 ～ 6] 。但其它化学成分未见报道。
哈氏海仙人掌(C. habereri)民间用作消
炎药 ,其乙醇提取物具有增强小鼠记忆力 、提
高超氧化物歧化酶的活性 、降低体内肝组织
过氧化脂质等作用[ 7] ,但其化学成分未见报
道。
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Chin J Mar Drugs , 2006 August , Vol. 25 No. 4 中国海洋药物杂志 2006 年 8月第 25 卷第4 期
* Δ基金项目:国家 863项目(2004AA621020),国家 908项目(908-02-05-04)
　*通讯作者:Tel:0532-82032065;E-mail:weimingzhu@ouc. edu. cn , gu qinanq@ouc. edu. cn
为了从我国丰富的海洋资源寻找新药
源 ,我们对采自青岛胶南地区海域的海仙人
掌(Cavernularia sp. )的化学成分进行了研
究 ,应用各种色谱分离技术和波谱方法 ,从其
乙醇提取物中分离鉴定了 4个化合物 ,均为
首次报道(图 1)。
图 1　化合物 1～ 4 的结构式
1　实验部分
1. 1　样品
海仙人掌(Cavernularia sp. )采自青岛
胶南地区海域 ,由中国海洋大学曾晓起副教
授鉴定 ,标本保存于中国海洋大学水产学院。
1. 2　仪器和试剂
Marine r API-TOF 型质谱仪;日本 JE-
O L JNM-ECP600 型核磁共振仪 , 分析型
PDA996监测器的 Wate rs-600 型高效液相
色谱仪;岛津制备型高效液相色谱(LC-6AD
泵 ,SPD-M10AV P检测器);A TAGO公司的
POLAX-L 旋光仪。
Sephadex LH-20 (Pharmacia 公司)和
色谱用硅胶 H (青岛海洋化工厂),除色谱纯
试剂外 ,其它试剂在使用前重蒸。
1. 3　提取分离
将采集的-20℃冰冻的海仙人掌样品(湿
重 1. 1 kg)用匀浆机打碎 , 90%乙醇室温浸
泡 3次(2. 0 L /次 、3 d /次),合并提取液 ,减
压浓缩至 300 mL。浓缩液依次用等体积乙
酸乙酯 、正丁醇各萃取 3 次 ,减压蒸干 ,分别
得到乙酸乙酯提取物(EA)2. 44 g 、正丁醇提
取物(BO)1. 25 g 。乙酸乙酯部分经硅胶柱
色谱分离(梯度洗脱剂 9∶1 、4∶1和 0∶1的
石油醚-乙酸乙酯)得到两段 EA-1(1. 02 g)
和 EA-2(1. 26 g);EA-1再行硅胶柱色谱(石
油醚-二氯甲烷 4 :1 洗脱)和凝胶柱色谱
(LH-20)得到化合物 1(20 mg)、化合物 2(8
mg)及化合物 3(6 mg)。EA-2 和 BO 合并 ,
硅胶柱色谱分离得到(梯度洗脱剂 4∶1和 1
∶1的氯仿-甲醇)3个馏分 BO-1(0. 67 g)、
BO-2(0. 48 g)和 BO-3(0. 59 g)。BO-2 经凝
胶(LH-20)柱色谱和半制备 HPLC 分离得
到化合物 4(11 mg)。
1. 4　化合物表征
Cho lestero l (1)白色无定形粉末 , [ α]
20
D-38. 0°(c 0. 50 , CHCl3). ESIM S m /z 387.
13 [ M +1] +;1H NMR(CDCl3 , 600 MHz)
δ(in ppm):5. 35 (t , 1H , J=3. 0 Hz , H-
6), 3. 52 (m ,1H , H-3α), 1. 01 (s , 3H , H-
19), 0. 68 (s , 3H , H-18), 0. 91 (d ,3H , J=
7. 2 Hz , H-21), 0. 83 (d , 6H , J=6. 6 Hz ,
H-26 & H-27);13C NM R (CDCl3 , 150
MHz)δ(in ppm):37. 2 (t , C-1), 31. 6 (t ,
C-2), 71. 8 (d , C-3), 42. 3 (t , C-4), 140. 7
(s , C-5), 121. 7 (d , C-6), 32. 0 (t , C-7),
31. 9 (d , C-8), 50. 1 (d , C-9), 36. 5 (s , C-
10), 21. 0 (t , C-11), 39. 7 (t , C-12), 42. 2
(s , C-13), 56. 9 (d , C-14), 24. 3 (t , C-
15), 28. 2 (t , C-16), 56. 7 (d , C-17), 11. 8
(q , C-18), 19. 4 (q , C-19), 35. 5 (d , C-
20), 18. 7 (q , C-21), 36. 2 (t , C-22), 23. 8
(t , C-23), 39. 5 (t , C-24), 28. 0 (d , C-
25), 22. 6 (q , C-26), 22. 8 (q , C-27)。
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Cho lestery l acetate (2)白色无定形粉
末 , [ α] 20D-43. 1°(c 0. 40 , CHCl3). ESIM S
m/z 429. 54 [ M +1] +。1 H NMR (CDCl3 ,
600 MHz)δ(in ppm):5. 37 (t , 1H , J=3. 0
Hz , H-6), 4. 56 (m , 1H , H-3α), 2. 07 (s ,
3H , CH3 CO 2-), 1. 03 (s , 3H , H-19),
0. 90 (d , 3H , J=7. 2 Hz , H-21), 0. 84 (d ,
6H , J=6. 6 Hz , H-26 & H-27), 0. 68 (s ,
3H , H-18). 13C NMR(CDCl3 , 150 MHz)δ
(in ppm):36. 7 (t , C-1), 27. 2 (t , C-2),
73. 8(d , C-3), 38. 0 (t , C-4), 139. 8 (s , C-
5), 121. 9 (d , C-6), 31. 5 (t , C-7), 31. 6
(d , C-8), 50. 0 (d , C-9), 36. 2 (s , C-10),
21. 0 (t , C-11), 39. 4 (t , C-12), 41. 8 (s ,
C-13), 56. 3 (d , C-14), 24. 8 (t , C-15),
28. 2 (t , C-16), 56. 7 (d , C-17), 12. 6 (q ,
C-18), 19. 1 (q , C-19), 35. 4 (d , C-20),
19. 2 (q , C-21), 36. 2 (t , C-22), 24. 0 (t ,
C-23), 39. 8 (t , C-24), 28. 0 (d , C-25),
22. 6 (q , C-26), 22. 8 (q , C-27), 170. 6 (s ,
carbony l of CH3 CO2-), 21. 4 (q , methy l of
CH3CO 2-)。
C rinostero l (3) 白色无 定形 粉末 ,
[α] 20D-48. 1°(c 0. 25 , CHCl3). ESIMS m /z
399. 15 [ M +1] + ;1H NM R (CDCl3 , 600
MHz)δ(in ppm):5. 34 (t , 1H , J=3. 0
Hz , H-6), 5. 16 (m , 2H , H-22 &H-23),
3. 59 (m , 1H , H-3α), 1. 02 (s , 3H , H-
19), 1. 00 (d , 3H , J =7. 0 Hz , H-21),
0. 91 (d , 3H , J=6. 9 Hz , H-28), 0. 83 (d ,
J=6. 5 Hz , H-26), 0. 81 (d , 3H , J=6. 5
Hz , H-27), 0. 69 (s , 3H , H-18). 13C
NMR(CDCl3 , 150 MHz)δ(in ppm):37. 2
(t , C-1), 28. 8 (t , C-2), 71. 4 (d , C-3),
38. 2 (t , C-4), 140. 7 (s , C-5), 121. 7 (d ,
C-6), 32. 1 (t , C-7), 31. 9 (d , C-8), 50. 1
(d , C-9), 36. 5 (s , C-10), 21. 0 (t , C-11),
39. 7 (t , C-12), 42. 2 (s , C-13), 56. 5 (d ,
C-14), 22. 8 (t , C-15), 28. 2 (t , C-16),
55. 9 (d , C-17), 12. 0 (q , C-18), 19. 4 (q ,
C-19), 40. 3 (d , C-20), 20. 2 (q , C-21),
136. 1 (d , C-22), 131. 8 (d , C-23), 43. 0
(t , C-24), 33. 2 (d , C-25), 19. 6 (q , C-
26), 18. 7 (q , C-27), 18. 1 (q , 3H , H-21)。
L-Pheny lalanine (4) 无色针状晶体 ,
[α] 20D-28. 6°(c 0. 31 , H 2O), mp 281-283 ℃
(dec);ESIM S m /z 166. 24 [ M +1] +;1H
NMR (C5 D 5 N , 600 MHz) δ(in ppm):
7. 67 (d , 2H , J=7. 8 Hz , H-2′&H-6′),
7. 45 (t , 2H , J=7. 8 , 6. 4 Hz , H-3′& H-
5′), 7. 31 (t , 1H , J=6. 9 Hz , H-4′), 4. 51
(dd , 1H , J=4. 6 , 8. 7 Hz , H-2), 3. 78
(dd , 1H , J=4. 6 , 14. 2 Hz , H-3a), 3. 53
(dd , 1H , J =8. 5 , 14. 2 Hz , H-3b);13C
NMR (C5 D 5 N , 150 MHz) δ(in ppm):
175. 8 (s , C-1), 138. 4 (s , C-1′), 131. 8
(d , C-2′&C-6′), 131. 1 (d , C-3′&C-5′),
129. 4 (d , C-4′), 58. 8 (d , C-2), 39. 3 (t ,
C-3)。
2　结果与讨论
化合物 1 ,无定形粉末 。TLC 上硫酸烘
烤显紫红色 ,提示可能是甾类或三萜类物质 。
正离子 ESIM S 于 m /z 387 给出准分子离子
峰([ M+1] +),结合氢谱和碳谱数据分析 ,
其分子式为 C27H 46O ,应为甾醇类化合物 。
氢谱中给出 1 个烯键质子 、1 个连氧的次甲
基 、2个单峰甲基和 3 个双峰甲基质子的吸
收信号 ,相应的碳谱中则出现 2个双键碳(1
叔 1季)、1个连氧叔碳 、2个高场季碳 、6个
高场叔碳 、11个仲碳和 5个甲基碳原子的吸
收信号 ,表明这是胆甾烯醇类化合物。其比
旋光和波谱数据与文献报道的胆甾醇相
符[ 8] 。
化合物 2 ,无定形粉末 。TLC 上硫酸烘
烤显紫红色 ,提示可能是甾类或三萜类物质 。
正离子 ESIM S 于 m /z 429给出准分子离子
峰([ M+1] +),结合氢谱和碳谱数据分析 ,
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其分子式为 C29H 48O 。其氢谱和碳谱与化合
物 1相似 ,但氢谱中多出 1个乙酰甲基质子
的吸收信号且连氧次甲基质子吸收信号向低
场位移;相应的碳谱中则多出现 1个酯羰基
和 1个甲基碳原子的吸收信号 ,且 C-3及其
附近的碳原子的吸收信号发生了位移 ,表明
这是胆甾醇的 3-乙酸酯 。其比旋光和波谱
数据与文献报道的胆甾醇乙酸酯相符[ 9] 。
化合物 3 ,无定形粉末。 TLC 上硫酸烘
烤显紫红色 ,提示可能是甾类或三萜类物质。
正离子 ESIM S 于 m /z 399 给出准分子离子
峰([ M+1] +),结合氢谱和碳谱数据分析 ,
其分子式为 C28H46O ,可能是麦角甾类化合
物。其氢谱中给出 3个烯键质子 、1个连氧
的次甲基 、2个单峰甲基和 4 个双峰甲基质
子的吸收信号 ,相应的碳谱中则出现 4个双
键碳(3叔 1 季)、1 个连氧叔碳 、2个高场季
碳 、7个高场叔碳 、8个仲碳和 6个甲基碳原
子的吸收信号 ,呈现典型的 5 , 22-麦角甾二
烯醇的特征吸收 。文献检索表明 ,化合物 3
的比旋光和波谱数据与文献报道的(24S)-
methy lcholesta-5 , 22E-dien-3β-ol(即 24-表
油菜甾醇)相符[ 10] 。
化合物 4 ,无色针状晶体。 TLC 上水合
茚三酮溶液显紫红色 ,提示可能是氨基酸类
物质 。正离子 ESIMS 于 m /z166给出准分
子离子峰([ M +1] +),结合氢谱和碳谱数据
分析 ,其分子式为 C9 H11 NO2 。其氢谱在低
场区给出 1个双峰和 2个三重峰(相应质子
数为 2∶2∶1),呈典型的单取代苯环的特征
吸收;高场区出现 1 组 ABX质子的信号(均
为四重峰 、相应质子数为 1∶1∶1)。相应的
碳谱中则出现 1 个羧基碳 、6个芳环碳(5叔
1季)、1个高场叔碳和 1个仲碳原子的吸收
信号 ,为苯丙氨酸。文献检索表明 ,化合物 4
的比旋光和波谱数据与文献报道的 L-苯丙
氨酸相符[ 11] 。
参考文献:
[ 1] 　中国渔网 , 渔业辞典 [ EB /OL] . ht tp:∥www . capp-
m a. com /dian /s earch. asp  s tyle=re&zm=C&page=226 ,
京 ICP 证 030085号 , 2005-04-28.
[ 2] 　Shim om ura O , J ohnson FH. Comparison of the a-
m ounts of key components in the biolumines cence sy stem s
of various coelenterates [ J ] . Comp Bioch em P hysiol ,
1979, 64B (1):105.
[ 3] 　In ou e S , Kakoi H , Mu rata M , et al . Coelent rate bi-
oluminescence. Ⅲ . T race characterization of luminescence
subs tances of Cavernularia obesa and Pt i losarcu s guerney i
[ J] . Chem Let t , 1979 , 8 (3):249.
[ 4] 　Shimomu ra O , Inoue S , Goto T. Light-emi tter in the
bioluminescence of the sea cactu s Cavernularia obesa [ J] .
Chem Let t , 1975 , 4 (3):247.
[ 5] 　C ormier MJ , H ori K , Karkh anis YD , et a l . Evi-
dence for simi lar bioch emical requi rements for biolumines-
cence am ong the coelenterates [ J] . J Cel l Physiol , 1973 ,
81(2):291.
[ 6] 　Shimomura O , Johnson FH . Chemical nature of bi-
oluminescence sys tems in coelenterates [ J ] . Proc Na t
A cad S ci USA , 1975 , 72 (4):1546.
[ 7] 　佘敏 ,何耕新 ,陈辉 , 等 ,五种海洋生物抗衰老相关活
性的实验研究[ J] ,中国海洋药物 , 1995 , 14 (2):30.
[ 8] 　Joseph-Nathan P , Mejia G , Ab ram o-Bruno D. 13C
NMR assignm ent of the side-chain methyls of C27 steroid s
[ J] . J Amer Chem Soc , 1979 , 101 (5):1289.
[ 9] 　S chneider HJ , Gschw endtner W. Polar and steric
long-range t ransmission ef fect s in cholestanes , ch ol-
estenes , and 9-subs ti tu ted decalins. Carb on-13 nuclear
magn et ic resonan ce shi ft s and force f ield and linear elect ric
field calculat ions [ J] . J Org Chem , 1982 , 47(22):4216.
[ 10] 　Wright JLC , McInnes AG , Shimizu S , et al . Iden-
tif ication of C-24 alky l epimers of marine sterols by 13C nu-
clear magnetic resonance spect roscopy [ J] . Can J Chem .
1978, 56:1898.
[ 11] 　于德泉 、杨峻山 ,分析化学手册(第 2版) 第 7 分册
核磁共振波谱分析[ M] . 北京:化学工业出版社 , 1999:
910.
(收稿日期:2005-05-09)
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中国海洋药物杂志 2006 年8 月第25 卷第4 期 Chin J Mar Drugs , 2006 August , Vol. 25 No. 4