南海海綿Hyrtios sp.中倍半萜類次生代謝產(chǎn)物

代樹文，徐彬，田園,3，楊帆，張翠仙

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院藥劑科，上海 200127；3.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門 361021)

南海海綿Hyrtios sp.中倍半萜類次生代謝產(chǎn)物

代樹文1,2，徐彬2，田園2,3，楊帆2，張翠仙1

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院藥劑科，上海 200127；3.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門 361021)

對一種南海海綿Hyrtiossp.的化學(xué)成分進(jìn)行了研究。利用正相硅膠柱色譜、ODS柱色譜以及高效液相色譜等多種現(xiàn)代分離手段對南海海綿Hyrtiossp.二氯甲烷萃取層的化學(xué)成分進(jìn)行分離純化得到7個化合物，通過理化性質(zhì)和波譜數(shù)據(jù)確定這些化合物結(jié)構(gòu)依次為smenospongimine (1)、smenospongiarine (2)、sesquiter-penyl-amyl-amino-hydroxy-quinone (3)、smenospongidine (4)、dictyoceratin C (5)、dictyoceratin A (6)和polyfibrospongol A (7)?；衔?,2,3,4,5,6,7均為首次從該屬海綿中分離得到。

Hyrtios屬海綿；化學(xué)成分；結(jié)構(gòu)鑒定

海綿作為結(jié)構(gòu)新穎并具有良好生物活性天然產(chǎn)物的重要來源之一，一直受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。Hyrtios屬海綿為尋常海綿綱Demospongiae、網(wǎng)角海綿目Dictyoceratida、胄甲海綿科Thorectidae。該屬海綿化學(xué)成分研究較多的為Hyrtioserecta[1-2]、H.altum[3]、H.reticulatus[4]等。至今已從該屬海綿中分離得到多種類型的次生代謝產(chǎn)物，這些次生代謝產(chǎn)物很多都表現(xiàn)出抗腫瘤、抗有絲分裂、抗菌等多種生物活性[5-9]，其中最具代表性的為二倍半萜類和生物堿類。如從該屬海綿Hyrtiossp.中得到的二倍半萜化合物sesterstamide，表現(xiàn)出一定的抗利什曼蟲活性，其IC50值為32 μg/mL[10]。

本文對一種采自于中國南海永興島附近海域的海綿Hyrtiossp.進(jìn)行了化學(xué)成分研究，從中分離得到了7個倍半萜類化合物，經(jīng)過NMR和MS及物理常數(shù)對照確定結(jié)構(gòu)為smenospongimine (1)、smenospongiarine (2)、sesquiter-penyl-amyl-amino-hydroxy-quinone (3)、smenospongidine (4)、dictyoceratin C (5)、dictyoceratin A (6)和polyfibrospongol A (7)。所有化合物均為首次從該屬海綿中分離得到。該研究進(jìn)一步擴(kuò)展了Hyrtiossp.海綿化學(xué)成分的多樣性，為進(jìn)一步深入研究其化學(xué)成分和生物活性奠定了基礎(chǔ)。

圖1 南海海綿Hyrtios sp.中分離得到的倍半萜類化合物Fig.1 The structures of seven compounds from Hyrtios sp.

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

Agilent ProPulse 600 MHz 超導(dǎo)核磁共振波譜儀 (美國Agilent公司)；Waters Xevo G2-XS QTOF型高分辨質(zhì)譜儀 (美國Waters公司)；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 (EYELA-1000型)；Waters高效液相色譜儀 (waters 1525/2998)；Xbridge Prep C18 5 μm 250 × 10 mm Column；色譜級甲醇、乙腈 (Cinc High Purity Solvents Co. Ltd.)；層析硅膠 (200～300目，煙臺江友硅膠開發(fā)有限公司)；ODS填料 (YMC公司)其他有機(jī)試劑均為分析純 (上?；瘜W(xué)試劑公司)；顯色劑為φ=12%硫酸香草醛乙醇溶液。

1.2 實驗材料

海綿樣品于2010年7月采于中國南海永興島附近海域，經(jīng)中國科學(xué)院青島海洋所李錦和研究員鑒定為Hyrtios屬海綿Hyrtiossp.。樣品標(biāo)本 (編號：HY)現(xiàn)存放于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院癌基因與相關(guān)基因國家重點實驗室海洋藥物研究中心。

1.3 樣品提取分離與純化

冷凍干燥海綿樣品 (500 g)剪碎，φ=95%乙醇滲漉提取，合并所得提取液后，減壓濃縮得浸膏約100g。浸膏混旋于1L水中，等體積二氯甲烷萃取3次，合并所得萃取液，減壓濃縮得二氯甲烷萃取物12g。

二氯甲烷萃取物 (12g)以石油醚/乙酸乙酯 (體積比為50∶1，25∶1，15∶1，10∶1，5∶1，1∶1，0∶1)為流動相，采用VLC色譜柱進(jìn)行梯度洗脫，TLC(顯色劑為φ=12%硫酸香草醛試劑)追蹤合并得到11個組分 (Fr1-Fr11)。經(jīng)進(jìn)一步的ODS柱色譜、硅膠柱色譜和HPLC分離純化得到7個化合物，具體分離過程見流程圖。

圖2 南海海綿Hyrtios sp.分離流程Fig.2 Isolation method of Hyrtios sp.

1.4 物理常數(shù)和波譜數(shù)據(jù)

化合物1：紫色無定形粉末 (MeOH)，ESI-MSm/z：356 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物2：紫色無定形粉末 (MeOH)，ESI-MSm/z：398 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物3：紫色無定形粉末 (MeOH)，ESI-MSm/z：412 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物4：紫紅色針狀結(jié)晶 (MeOH)，ESI-MSm/z：446 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物5：無色油狀 (MeOH)，ESI-MSm/z：355 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物6：無色油狀 (MeOH)，ESI-MSm/z：371 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

化合物7：無色油狀 (MeOH)，ESI-MSm/z：385 [M-H]-；1H NMR (600 MHz，CDCl3)和13C NMR (150 MHz，CDCl3)數(shù)據(jù)見表1和表2。

2 結(jié)果與討論

化合物1，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：356 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為357，說明其含有N元素。結(jié)合13C NMR顯示28個碳信號 (6個甲基、7個亞甲基、11個次甲基和4個季碳)確定其分子式為C22H31NO3，計算不飽和度為8。1H NMR (600 MHz，CDCl3)中給出1個氮甲基氫信號δH2.90 (3H, s)，3個甲基氫信號δH0.82 (3H, s)、0.95 (3H, d)、1.03 (3H, s)以及1個末端雙鍵氫信號δH4.42 (1H, s)，4.43 (1H, s)。NMR中還給出1個四取代雙鍵[δC113.7 (s)和157.3 (s)]、1個三取代雙鍵[δH6.46 (1H, s);δC91.6 (d), 151.5 (s)]以及2個羰基[δC178.3 (s)，182.9 (s)]暗示化合物1結(jié)構(gòu)中可能含有醌環(huán)。將1的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與倍半萜醌化合物smenospongimine[11]對照，二者基本一致，故確定其為smenospongimine。

化合物2，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：398 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為399，說明其含有N元素。結(jié)合13C NMR顯示25個碳信號 (5個甲基、8個亞甲基、4個次甲基和8個季碳)確定其分子式為C25H37NO3，計算不飽和度為8。通過2與化合物1的NMR的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)二者數(shù)據(jù)基本一致，確定2仍為倍半萜醌類化合物，只是少了氮甲基信號[ (δC52.1 (q, C-22)]而增加了一個異丁基[(δC50.7 (t, C-22)，28.0 (d, C-23)，20.7 (q, C-25, 26)]。將2的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與smenospongiarine[12]對照，二者基本一致，故確定其為smenospongiarine。

化合物3，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：412 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為413，說明其含有N元素。結(jié)合13C NMR顯示26個碳信號 (4個甲基、11個亞甲基、3個次甲基和8個季碳)確定其分子式為C26H39NO3，計算不飽和度為8。通過3與化合物1的NMR的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)二者數(shù)據(jù)基本一致，確定3為倍半萜醌類化合物，且少了氮甲基信息[(δC52.1 (q, C-22)]而增加了一個戊基[δC41.2 (t, C-22)，36.6 (t, C-23)，26.0 (t, C-24)，22.4 (t, C-25)，17.4 (q, C-26)]。將3的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與sesquiter-penyl-amyl-amino-hydroxy-quinone[13]對照，二者基本一致，故確定其為sesquiter-penyl-amyl-amino-hydroxy-quinone。

化合物4，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：446 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為447，說明其含有N元素。結(jié)合13C NMR顯示29個碳信號 (3個甲基、9個亞甲基、8個次甲基和9個季碳)確定其分子式為C29H37NO3，計算不飽和度為12。通過4與化合物1的NMR的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)基本骨架一致，確定4為倍半萜醌類化合物，且少了氮甲基信息[δC52.1 (q, C-22)]而增加了一個苯乙基[δC43.1 (t, C-22)，34.4 (t, C-23)，137.6 (s, C-24)，128.7 (d, C-25, 29)，129.1 (d, C-26, 28)，126.9 (d, C-27)]。將4的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與smenospongidine[14]對照，二者基本一致，故確定其為smenospongidine。

化合物5，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：355 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為356。結(jié)合13C NMR顯示23個碳信號 (4個甲基、7個亞甲基、5個次甲基和7個季碳)確定其分子式為C23H32O3，計算不飽和度為8。1H NMR (600 MHz，CDCl3)譜中顯示1個甲氧基信號δH3.87 (3H, s)，3個甲基信號δH0.88 (3H, s)，1.02 (3H, d)，1.06 (3H,s)，δH6.73 (1H, s, H-18)，7.76 (2H, s)顯示三取代芳香環(huán)以及1個末端雙鍵氫信號δH4.38 (1H, s)，4.40 (1H, s)。NMR中還給出一個羰基信號δC43.1 (s)，將5的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與dictyoceratin C[15]對照，二者基本一致，故確定其為dictyoceratin C。

化合物6，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：371 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為372。結(jié)合13C NMR顯示23個碳信號 (4個甲基、7個亞甲基、4個次甲基和8個季碳)確定其分子式為C23H32O4，計算不飽和度為8。通過6與化合物5的NMR的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)基本一致，只是芳香環(huán)上發(fā)生羥基取代δH5.93 (1H, br s, HO-18)。將6的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與dictyoceratin A[16]對照，二者基本一致，故確定其為dictyoceratin A。

表1 7個化合物的 1H NMR數(shù)據(jù)(600 MHz CDCl3)Table 1 1H NMR analysis of seven compounds (600 MHz CDCl3)

續(xù)表1

No.1234567196.46(1H,s)6.45(1H,s)6.41(1H,s)6.46(1H,s)7.76(1H,s)7.34(1H,s)7.34(1H,d,1.8)217.76(1H,s)7.47(1H,s)222.00(2H,m)2.00(2H,m)3.43(2H,q,6.6)7.45(1H,d,18)231.30(2H,m)1.32(2H,m)2.95(2H,t,7.2)3.87(3H,s)3.86(3H,s)3.87(3H,s)240.92(3H,d,6.6)1.30(2H,m)3.93(3H,s)250.92(3H,d,6.6)1.30(2H,m)7.18(1H,d,7.2)260.95(3H,t,7.2)7.33(1H,t,7.2)277.26(1H,t,7.2)287.33(1H,t,7.2)297.18(1H,d,7.2)17-OH8.36(1H,brs)8.32(1H,brs)8.34(1H,brs)5.37(1H,brs)5.94(1H,brs)18-OH6.15(1H,brs)6.15(1H,s)19-NH5.35(1H,s)5.30(1H,s)5.40(1H,brs)

表2 7個化合物的13C NMR數(shù)據(jù) (150 MHz CDCl3)Table 2 13C NMR analysis of seven compounds (150 MHz CDCl3)

化合物7，ESI-MS給出準(zhǔn)分子離子峰m/z：385 [M-H]-，提示其相對分子質(zhì)量為386。結(jié)合13C NMR顯示24個碳信號 (5個甲基、7個亞甲基、4個次甲基和8個季碳)確定其分子式為C24H34O4，計算不飽和度為8。通過7與化合物5的NMR的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)基本一致，只是芳香環(huán)上發(fā)生甲氧基取代[δH5.93 (3H, s);δC56.3 (q, 18-OCH3)]。將7的NMR數(shù)據(jù) (表1和2)與polyfibrospongol A[17]對照，二者基本一致，故確定其為polyfibrospongol A。

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Sesquiterpenes from marine sponge Hyrtios sp. of South China Sea

DAI Shuwen1, 2, XU Bing2, TIAN Yuan2,3, YANG Fan2, ZHANG Cuixian1

(1.School of Chinese Meterial Medica, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, China; 2. Department of Pharmacy, Ren Ji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200127, China;3. College of Food and Biological Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China)

To investigate the secondary metabolites from the marine spongeHyrtiossp. of South China Sea, seven compounds were isolated from the dichloromethane extraction ofHyrtiossp. by Silica gel, ODS and HPLC. Their structures were identified by spectroscopic analysis and comparison with the literature as smenospongimine (1), smenospongiarine (2), sesquiter-penyl-amyl-amino-hydroxy-quinone (3), smenospongidine (4), dictyoceratin C (5), dictyoceratin A (6) and polyfibrospongol A (7), respectively. Compounds 1，2，3，4，5，6，7 were isolated from the genus ofHyrtiosfor the first time.

Hyrtios; secondary metabolites; identification

10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.04.015

2017-04-05

北京醫(yī)學(xué)獎勵基金資助項目 (YJHYXKYJJ-125)；上海市科委科技支撐項目(15431900900)；廣東省自然科學(xué)基金(2014A030313411)；廣東省科技計劃項目(2015A020216017)

代樹文 (1991年生)，男；研究方向：天然藥物化學(xué)；E-mail: 1363123712@qq.com

張翠仙 (1975年生)，女；研究方向：天然藥物化學(xué)；E-mail: zhangcuixian @ aliyun.com

O629

A

0529-6579(2017)04-0091-06