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多棘海盘车化学成分的分离与鉴定



全 文 :第 29 卷第 6 期 大 连 海 洋 大 学 学 报 Vol. 29 No. 6
2 0 1 4年 1 2月 JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Dec . 2 0 1 4
DOI:10. 3969 /J. ISSN. 2095 - 1388. 2014. 06. 020 文章编号:2095 - 1388(2014)06 - 0650 - 04
多棘海盘车化学成分的分离与鉴定
田丽冉1,侯秀秀1,佟长青1,谭成玉2,李伟1
(1. 大连海洋大学 食品科学与工程学院,辽宁 大连 116023;2. 大连海洋大学 海洋科技与环境学院,辽宁 大连 116023)
摘要:采用硅胶柱色谱、薄层制备色谱、凝胶柱色谱等手段分离纯化,通过理化常数测定、光谱数据分析
和文献对照等方法,对多棘海盘车 Asterias amurensis Lutken 未被发现的化学成分进行结构鉴定。结果从多
棘海盘车中分离得到 4 种化合物,化合物的结构分别为 Phalluside 1 (化合物 1);N - (胆甾 - 5 -烯 - 3β
-烃基) - 3β -醋酸酯 - 5 -乙基 - 17β -咪唑羧酰胺 (化合物 2) ;胆甾 - 5,20 (22) -二烯 - 3β -醇
(化合物 3); (2S) - 1 - O - 7 溴烷醇甘油 (化合物 4)。研究表明,化合物 1、2、3、4 为首次从海盘车属
中分离得到的化合物。
关键词:多棘海盘车;化学成分;分离纯化;结构鉴定
中图分类号:R914 文献标志码:A
多棘海盘车 Asterias amurensis Lutken 隶属于海
盘车科 Asteriidae、海盘车属 Asterias,是一种海洋
无脊椎动物。海星中含有多糖、脂类、甾醇、皂
苷、生物碱等多种化学成分和活性物质,具有广泛
的药理作用和生物活性。海洋活性物质因支链丰富
多样、骨架结构新奇、生理活性独特而备受关
注[1]。国内外学者已从海星中分离纯化出了多种
具有生物活性的化学成分,但仍然有许多具有潜在
价值的化合物尚未分离得到。为了更加全面分析多
棘海盘车所含有的化合物,本研究中从多棘海盘车
70%乙醇提取物的乙酸乙酯和正丁醇萃取部分中,
利用多种色谱技术相结合的手段,首次从多棘海盘
车中分离得到 4 种化合物,并对其结构进行了鉴
定,旨在为多棘海盘车的开发利用提供参考。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验用多棘海盘车采自辽宁省大连市黑石礁海
域。
试验药品主要有硅胶 (200 ~ 300 目) (Sigma
公司)、Sephadex LH - 20 葡聚糖凝胶 (Sigma 公
司)、ODS反相硅胶 (200 ~ 300 目)(购于北京吉
瑞森科技有限责任公司)。乙醇、石油醚、乙酸乙
酯、正丁醇等均为国产分析纯。
试验仪器主要有 RE -52CS型旋转蒸发器 (上
海亚荣生化仪器厂)、ZF - 90 型暗箱式紫外透射仪
(上海顾村电光仪器厂)、XT5 型显微熔点测定仪
(熔点未校正,北京科仪电光仪器厂)、BRUKER -
APX - 300 型1 H 核磁共振仪 (瑞士 BRUKER 公
司)、BRUKER - APX - 150 型13 C 核磁共振仪 (瑞
士 BRUKER公司)。
1. 2 方法
1. 2. 1 多棘海盘车化合物的分离 取 20 kg 多棘
海盘车剪碎,用体积分数为 70%的乙醇回流提取 2
次,每次 2 h,过滤,合并提取液,用旋转蒸发器
减压浓缩得到水溶液,置于冰箱 (- 20 ℃)中保
存备用。
依次用等体积的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇对
提取得到的水溶液进行多次萃取,直至有机层基本
无色,浓缩,分别得到石油醚部分 (65 g)、乙酸
乙酯部分 (130 g)和正丁醇部分 (150 g)。
将正丁醇部分进行硅胶柱色谱分离,以乙酸乙
酯与甲醇的混合液 (二者的比为 100 ∶ 0,100 ∶
1,…,10∶ 1,…,1∶ 1)进行梯度洗脱得到 6 个组
分。其中组分 2 重结晶得到化合物 1 (68 mg);组
分 3进行硅胶柱色谱分离,以二氯甲烷与甲醇的混
合液 (二者的比为 100∶ 0,100∶ 1,…,10∶ 1,…,
收稿日期:2014 - 04 - 08
基金项目:海洋公益性行业科研专项 (201205022 - 7)
作者简介:田丽冉 (1986—) ,女,硕士研究生。E - mail:296943522@ qq. com
通信作者:谭成玉 (1973—),女,副教授。E - mail:tanchyu@ dlou. edu. cn;李伟 (1964—) ,男,教授。E - mail:aisingioro@ hotmail. com
1∶ 1)进行梯度洗脱得到的亚组分 c 反复运用凝胶
柱进行分离,得到化合物 2 (18 mg) ;组分 4 进行
硅胶柱色谱分离,以乙酸乙酯与甲醇的混合液
(二者的比为 100∶ 0,100∶ 1,…,10∶ 1,…,1∶
1)进行梯度洗脱得到的亚组分 b 反复运用凝胶柱
分离,得到化合物 3 (40 mg)。将乙酸乙酯部分反
复运用硅胶柱色谱分离,以二氯甲烷与甲醇的混合
液 (二者的比为 100∶ 0,100∶ 1,…,10 ∶ 1,…,
1∶ 1)进行梯度洗脱,结合 Sephadex LH - 20 分
离,最终得到化合物 4 (18 mg)。
1. 2. 2 化合物结构的鉴定 1 H NMR 谱在 BRUK-
ER - APX -300 型1 H 核磁共振仪上进行,13 C NMR
谱在 BRUKER - APX - 150 型13 C 核磁共振仪上进
行。样品均溶于 D2O,样品浓度为 20 mg /mL。
2 结果
对多棘海盘车 70%乙醇提取物,依次用石油
醚、乙酸乙酯和正丁醇进行萃取,得到 4 种化合
物,分别为化合物 1、2、3、4。
化合物 1 为白色粉末状固体,mp 216 ~ 220
℃,易溶于甲醇,微溶于氯仿、乙酸乙酯等有机溶
剂,分子式为 C41 H75 NO9。
1H NMR 谱显示,δH
8. 52 处有酰胺 N - H特征信号,δC106. 0 为糖苷异
头碳信号。神经酰胺与鞘胺醇都具有 N -酰基神经
鞘胺醇的骨架结构,骨架中两个羟基的位置是固定
的,同时已经确定羟甲基与糖成苷相连接[2]。结
合 δH 3. 85 ~ 4. 87 分子中含有多个连氧碳上的质
子,推测此化合物为鞘脂糖苷类化合物。其1D
NMR谱数据如下:1H NMR (500 MHz,MeOH) ,
δH 8. 52 (d,J = 8. 6 Hz,1H,NH) ,7. 65 (br s,
1H,OH) ,7. 25 (br s,1H,OH) ,7. 17 (br s,
1H,OH) ,6. 90 (br s,1H,OH) ,6. 41 (br s,
1H,OH) ,6. 20 (d,J = 15. 6 Hz,1H,H - 10) ,
6. 00 (dd,J = 15. 4,6. 0 Hz,1H,H - 4) ,5. 90
(dt,J = 15. 4,6. 2 Hz,1H,H - 5) ,5. 72 (m,
1H,H - 11) ,5. 48 (m,1H,H - 8) ,5. 34 (d,
J = 4 Hz,1H,H - 1″) ,4. 80 (m,1H,H - 2) ,
4. 75 (m,1H,H - 3) ,4. 71 (dd,J = 10. 3,5. 9
Hz,1H,H - 1) ,4. 57 (m,1H,H - 2) ,4. 50
(br d,J = 10. 3 Hz,1H,H -6″) ,4. 36 (m,1H,
H - 6″) ,4. 23 (m,1H,H - 1) ,4. 21 (m,2H,
H -3″,H - 4″) ,4. 03 (m,1H,H - 2″) ,3. 90
(m,1H,H - 5″) ,2. 21 (m,2H,H - 7) ,2. 16
(m,3H,H - 3,H - 6) ,2. 12 (m,2H,H -
12) ,2. 00 (m,1H,H - 3) ,1. 76 (s,3H,H
- 19) ,1. 75 (m,2H,H - 4) ,1. 36 (m,4H,
H -5,H - 13) ,1. 29 (br s,28H) ,0. 90 (t,J
= 6. 7 Hz,6H,H - 18,H - 16)。其 13C NMR
(125 MHz,MeOH)谱数据如下:δ 177. 2 (s,C -
1),134. 8 (d,C - 10),133. 4 (s,C - 9),132. 3
(d,C -4),132. 0 (d,C - 5),130. 9 (d,C - 8),
128. 5 (d,C -11),104. 7 (d,C -1″),78. 0 (d,C
-5″),77. 9 (d,C - 3″),75. 0 (d,C - 2″),73. 1
(d,C - 2),72. 9 (d,C - 3),71. 6 (d,C - 4″),
70. 0 (t,C - 1),62. 7 (t,C - 6″),54. 6 (d,C -
2),35. 9 (t,C - 3),33. 5 (t,C - 12),33. 1 (t,
C - 6),33. 1 (t),33. 0 (t),30. 9 (2xt),30. 9
(2xt),30. 8 (2xt),28. 2 (t,C -7),26. 2 (t,C -
4),23. 8 (2xt),14. 5 (2xq,C -18,C -16),12. 8
(q,C -19)。查阅相关文献发现,此化合物的波谱数
据与文献报道的 Phalluside 1 基本一致,故确定化合
物 1为 Phalluside 1,结构为 1 - O - (β - D -葡萄糖
基) - (4E,8E,10E) - 2 - (2R - 2 -羟基十八
烷基酰胺基) - 4,8,10 -三烯 - 1,3 -二醇 [1 -
O - (β - D - glucose) - (4E,8E,10E) - 2 -
(2R -2 - hydroxy octadecyl) -4,8,10, - amide -
1,3 - diol][3]。
化合物 2 为白色晶体,mp 279 ~ 282 ℃,易
溶于氯仿,微溶于甲醇,不溶于水,分子式为
C47H75NO2。Liebermann - Burchard 反应呈阳性,
提示可能为甾体类化合物。其 1D NMR 谱数据如
下:1H NMR (500 MHz,CDCl3) ,δH 5. 36 (m,
2H,H - 6,H - 6),5. 10 (d, J = 8. 2,1 H,
NH) ,3. 73 (m,1 H,H -3) ,3. 52 (m,1 H,H
-3) ,1. 01 (s,3 H,H - 19) ,0. 99 (s,3 H,
H -19) ,0. 91 (d,J = 6. 5,3H,H - 21) ,0. 87
(d,J = 6. 6,3H,H - 26) ,0. 86 (d,J = 6. 6,
3H,H - 27) ,0. 70 (s,3 H,H - 18) ,0. 67
(s,3H,H - 18)。其 13C NMR (125 MHz,C5 D5
N)谱数据如表 1 所示。查阅相关文献发现,化合
物 2 的结构为 N - (胆甾 - 5 -烯 - 3β -烃基) -
3β -醋酸酯 - 5 -乙基 - 17β -咪唑羧酰胺 [N -
(Cholest - 5 - en - 3β - yl) - 3β - hydroxyandrost -
5 - ene - 17β - carboxamide][4]。
化合物 3 为白色无定形粉末,mp 145 ~ 148
℃,易溶于吡啶,微溶于甲醇、氯仿,不溶于水,
分子式为 C27H44O。Liebermann - Burchard 反应呈阳
性,提示可能为甾体类化合物。其 1H - NMR (500
MHz,C5D5N)波谱中:5 个甲基质子信号为 1. 86
(3H,s,18 -Me),2. 06 (3H,d,19 -Me) ,2. 07
156第 6 期 田丽冉,等:多棘海盘车化学成分的分离与鉴定
表 1 化合物 2 的13C NMR波谱数据
Tab. 1 13C NMR data of compound 2
位置
position
化合物 2 compound 2
C - n C - n
位置
position
化合物 2 compound 2
C - n C - n
1 37. 39,CH2 38. 09,CH2 15 24. 42,CH2 23. 97,CH2
2 31. 77,CH2 29. 79,CH2 16 23. 09,CH2 28. 14,CH2
3 71. 91,CH 49. 58,CH 17 56. 90,CH 56. 63,CH
4 42. 45,CH2 39. 92,CH2 18 13. 17,CH3 11. 99,CH3
5 140. 89,C 139. 73,C 19 19. 53,CH3 18. 98,CH3
6 121. 83,CH 121. 14,CH 20 171. 03,CO 35. 92,CH
7 31. 58,CH2 32. 04,CH2 21 — 18. 85,CH3
8 31. 77,CH 32. 04,CH 22 — 36. 63,CH2
9 50. 27,CH 49. 58,CH 23 — 22. 95,CH2
10 36. 33,C 35. 92,C 24 — 39. 65,CH2
11 21. 22,CH2 21. 69,CH2 25 — 28. 37,CH2
12 38. 09,CH2 39. 65,CH2 26 — 22. 69,CH3
13 42. 41,C 40. 39,C 27 — 22. 69,CH3
14 56. 30,CH 56. 43,CH
(3H,d,J =6. 5 Hz,26 -Me) ,2. 15 (3H,d,J =
6. 5 Hz,27 -Me) ,2. 24 (3H,d,J =6. 5 Hz,21 -
Me) ,2 个烯氢质子信号为 6. 14 (1H,s,H - 6)
和 6. 61 (1H,s,H - 22) ,1 个连氧碳的氢信号为
5. 04 (1H,s,H -3)。13C NMR 低场可观察到 4 个
烯碳信号,其中 δC 140. 1、121. 7 提示为△
5(6)双键。
其 13C NMR (125 MHz,C5D5N)波谱数据如表 2 所
示 ,从 NMR 谱 图 数 据 中 可 看 出 ,比 胆 固 醇
表 2 胆固醇和化合物 3 的 13C NMR波谱数据
Tab. 2 13C NMR data of cholesterol and compound 3
位置
position
胆固醇
cholesterol
化合物 3
compound 3
位置
position
胆固醇
cholesterol
化合物 3
compound 3
1 37. 33,CH2 38. 33,CH2 15 24. 39,CH2 25. 01,CH2
2 31. 72,CH2 32. 65,CH2 16 28. 02,CH2 29. 00,CH2
3 71. 85,CH 71. 75,CH 17 56. 23,CH 56. 87,CH
4 42. 33,CH2 43. 00,CH2 18 11. 93,CH3 12. 50,CH3
5 140. 89,C 142. 47,C 19 19. 46,CH3 20. 11,CH3
6 121. 78,CH 121. 72,CH 20 35. 83,CH 136. 26,C
7 31. 96,CH2 32. 65,CH2 21 18. 71,CH3 23. 42,CH3
8 31. 94,CH 32. 72,CH 22 36. 21,CH2 124. 26,CH
9 50. 15,CH 50. 98,CH 23 23. 89,CH2 24. 64,CH2
10 36. 58,C 37. 39,C 24 28. 27,CH2 40. 21,CH2
11 21. 10,CH2 21. 86,CH2 25 39. 54,CH 28. 72,CH2
12 39. 84,CH2 40. 52,CH2 26 22. 69,CH3 19. 43,CH3
13 42. 33,C 44. 02,C 27 22. 88,CH3 23. 00,CH3
14 56. 86,CH 57. 40,CH
多了一个碳碳双键。查阅相关文献发现,化合物 3
的结构为胆甾 - 5,20 (22) - 二烯 - 3β - 醇
[Cholest - 5,20 (22) - diene - 3β - ol][5]。
化合物 4 为白色粉末,mp 64 ~ 65 ℃,易溶
于氯仿,微溶于甲醇,不溶于水。分子式为
C30H60O4。
1H NMR 显示,高场没有次甲基信号,
其中在 δH 0. 87 (t,6. 4)的末端甲基信号及其相
邻的 δH 1. 27 处含有 46 个质子积分面积的叠加峰,
暗示该化合物为链状脂肪酸结构。结合其在 δH
2. 34 (t,7. 5)和 δH 1. 61 (m)分别出现的两个
质子信号,说明该化合物为一直链脂肪酸。进一步
根据 13C NMR 的 1 个羰基碳 δC 174. 53、3 个连羟
基碳 δC 63. 49 ~ 70. 40、1 个甲基碳 δC 14. 25 和分
布在 δC 34. 29 ~ 22. 82 之间的 25 个亚甲基碳信号,
推测其结构为三十烷酸甘油酯。其 1D NMR谱数据
如下:1H NMR (500 MHz,CDCl3) ,δ 0. 87 (t,J =
6. 4 Hz,3H,Me - 27) ,1. 05 - 1. 27 (br s,46H,
H -4 to H - 26) ,1. 61(m,2H,H - 3) ,2. 34
(t,J =7. 5 Hz,2H,H -2) ,3. 60 (dd,J = 11. 6,
5. 8 Hz,1H,H - 3a) ,3. 68 (dd,J = 11. 6,3. 8
Hz,1H,H - 3b) ,3. 92 (m,1H,H - 2) ,4. 14
(m,2H,H - 1)。其 13C NMR (125 MHz,CDCl3)
谱数据如下:δ 65. 26 (C - 1) ,70. 40 (d,C - 2) ,
63. 49 (t,C - 3) ,174. 53 (s,C - 1) ,34. 29 (t,
C -2) ,25. 04 (t,C -3) ,29. 27 -29. 83 (t,C -
4 to C -24) ,32. 05 (t,C - 26) ,22. 82 (t,C -
25) ,14. 25 (q,C -27)。查阅相关文献发现,化
合物 4 的结构为 (2S) - 1 - O - 7 溴烷醇甘油
[(2S) -1 - O -7 heptatriacontanoyl glycerol][6]。
3 讨论
提取方法不同对提取的化学成分种类有着明显
的影响。李岩等[7]利用酶解、50 ℃水浸提的方法
从海星中分离纯化出 6 种化合物:胆甾 - 5 -烯 - 3
-醇;丙二酸;乙酸钠;正壬烷;麦角甾 - 7,9,
22 -三烯 - 3 -醇;一水合立方癸烷。其中前 5 种
为首次从海星纲中分离得到,一水合立方癸烷为新
化合物。程平等[8]利用 95%乙醇浸提、正丁醇萃
取、大孔树脂层析和 ODS、Sephadex LH - 20 层析
分离,从多棘海盘车中分离出 6 种化合物:Amu-
rensoside D;色氨酸;3β - O - 硫酸酯化 - 6α,
23β -二羟基 -胆甾 - 9 (11) - 23 -羰基 -硫酸
盐;3β - O - 硫酸酯化 - 6α - 羟基 - 胆甾 - 9
(11);20 (22) - 二双键 - 23 - 羰基 - 硫酸盐;
3β - O -硫酸酯化 - 6α -羟基 -麦角甾 - 9 (11)
256 大 连 海 洋 大 学 学 报 第 29 卷
-双键 - 23 -羰基 -硫酸盐。其中色氨酸为首次从
多棘海盘车中分离得到。
本研究中从多棘海盘车 70%醇提物中得到 4
种化合物:Phalluside 1;N - (胆甾 - 5 -烯 - 3β
-烃基) - 3β -醋酸酯 - 5 -乙基 - 17β -咪唑羧
酰胺;胆甾 - 5,20 (22) -二烯 - 3β -醇;(2S)
- 1 - O - heptatriacontanoyl glycerol。这 4 种化合物
均为首次从海盘车属中分离得到,其余组分中的化
学成分有待进一步分离纯化,其生物活性有待进一
步研究。
近年来,海洋天然产物的开发应用已经成为研
究的热点,海洋无脊椎动物已经被证实是众多药源
化合物的主要来源。海星资源丰富,在中国渤海、
黄海海域均有广泛分布,其含有的活性成分具有抗
癌、抗病毒、降血压和抗氧化等多种生理功能,在
人类肿瘤治疗及心血管疾病等方面发挥了不可替代
的作用,应用前景十分广阔。目前,尚未对多棘海
盘车进行有效利用,原因是对其所具有的成分没有
完全认识。本研究中发现的 4 个化合物分别属于鞘
脂糖苷类化合物 (化合物 1)、甾体类化合物 (化
合物 2、3)和脂肪酸类化合物 (化合物 4)。这些
发现将为多棘海盘车的开发利用提供重要的基础数
据。
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Separation and identification of chemical constituents
from starfish Asterias amurensis Lutken
TIAN Li - ran1,HOU Xiu - xiu1,TONG Chang - qing1,TAN Cheng - yu2,LI Wei1
(1. College of Food Science and Engineering,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2. College of Marine Science and Environment,Dalian
Ocean University,Dalian 116023,China)
Abstract:The unindentified chemical constituents were isolated and analyzed by column chromatography on silica
gel,TLC,sephadex LH -20,and spectral analysis,especially by NMR techniques in the starfish Asterias amuren-
sis Lutken. Four compounds were obtained and their structures were elucidated:Phallusid1(compound 1) ,N -
(Cholest - 5 - en - 3β - yl)- 3β - hydroxyandrost - 5 - ene - 17β - carboxamide (compound 2) ,Cholest - 5,20
(22)- diene - 3β - ol (compound 3) ,and (2S)- 1 - O - hepta - triacontanoyl glycerol (compound 4). The
compounds 1,2,3,and 4 were isolated from the genus Asterias for the first time.
Key words:Asterias amurensis Lutken;chemical constituent;separation and purification;structure identification
356第 6 期 田丽冉,等:多棘海盘车化学成分的分离与鉴定