壇紫菜(Porphyra haitanensis)化學(xué)成分的研究

馮 強(qiáng), 魏玉西, 齊 君, 王長云, 吳同飛

(1. 青島大學(xué) 醫(yī)學(xué)院 生物系, 山東 青島 266071; 2.中國海洋大學(xué) 醫(yī)藥學(xué)院, 海洋藥物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島266003)

紫菜是紅藻門紅毛菜科紫菜屬(Porphyra)海藻的總稱, 廣布于寒帶到亞熱帶海域潮間帶。其中, 壇紫菜(Porphyrahaitanensis)是我國特有的一種可人工栽培的海藻, 主要產(chǎn)于福建、浙江等沿海地區(qū)。壇紫菜味美價(jià)廉, 資源豐富, 且含有大量人體必需氨基酸、礦物質(zhì)和維生素, 是理想的營養(yǎng)保健食品[1]。據(jù)《本草綱目》記載, 紫菜具有清熱、解毒、減肥、防便泌、降血壓、抗癌等功效, 長期食用對(duì)人身健康有益[2-5]。目前, 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)紫菜的研究主要集中在養(yǎng)殖和在食品中的應(yīng)用以及有關(guān)其多糖的研究, 而對(duì)紫菜化學(xué)物質(zhì)的研究所見報(bào)道較少。實(shí)驗(yàn)表明,紫菜多糖有抗凝血、降血脂、抗突變、抗衰老和抗放射等多種生物活性[6-8]。為了尋找結(jié)構(gòu)新穎的海藻活性成分, 本文對(duì)壇紫菜進(jìn)行了初步的化學(xué)成分研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品

壇紫菜(Porphyrahaitanensis)采集于福建晉江沿海, 由中國科學(xué)院海洋研究所段德麟研究員鑒定。新鮮紫菜剔雜、洗滌除去泥沙, 粉碎備用。

金黃色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)由青島大學(xué)生物系微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 儀器與試劑

Micromass Q-TOF質(zhì)譜儀; JEOL JEM-ECP600核磁共振波譜儀; Waters1525高效液相色譜儀; 色譜柱: Kromasil C18, 7 μm, 10×250 mm; 北京泰克X-6 型顯微熔點(diǎn)儀; 德國Heidolph公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀; 上海滬西分析儀器有限公司BSZ- 100自動(dòng)部分收集器。

Sephadex LH-20為Pharmacia公司產(chǎn)品; 薄層硅膠和柱層析硅膠為青島海洋化工廠生產(chǎn); 有機(jī)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.3 提取與分離

將粉碎后的壇紫菜(2.5 kg)用95%乙醇室溫浸泡3次, 每次7 d, 合并提取液, 減壓回收溶劑后, 將浸膏分散于200 mL蒸餾水中, 依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇400 mL萃取3次。萃取液分別減壓蒸餾得到石油醚浸膏(13.1 g), 乙酸乙酯浸膏(2.4 g), 正丁醇浸膏(0.9 g)。經(jīng)薄層層析檢測(cè), 石油醚相和乙酸乙酯相成分大致相同, 故合并作為下步實(shí)驗(yàn)材料。將合并后的浸膏經(jīng)200～300目硅膠柱層析, 石油醚／乙酸乙酯, 氯仿／甲醇梯度洗脫, 分為9個(gè)組分(Fr.1～Fr.9)。經(jīng)反復(fù)正、反相硅膠柱層析、 Sephadex LH-20柱層析和高效液相色譜分離純化, 分別從Fr.2中得到化合物2(4.8 mg), 3(5.1 mg), 4(8.1 mg); 從Fr.3中得到化合物7(6.3 mg); 從Fr.4中得到化合物1(9.8 mg); 從Fr.6中得到化合物5(4.2 mg), 6(5.3 mg)。

1.4 抑菌活性實(shí)驗(yàn)

采用濾紙片法測(cè)定化合物抑菌活性[9]。取已滅菌濾紙片(直徑6 mm), 用微量進(jìn)樣器滴加不同濃度的壇紫菜化學(xué)成分1(1,8-二羥基-9,10-蒽醌)10 μL, 晾干待用。無菌吸管加入100 μL金黃色葡萄球菌菌懸液于無菌培養(yǎng)基表面, 用涂布器涂布均勻, 制成含菌平板, 靜置15 min。最后用無菌鑷子鑷取濾紙片貼在含菌平板上, 以同濃度茶多酚溶液做陽性對(duì)照, 2% DMSO為陰性對(duì)照。把平板倒置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h, 觀察并用游標(biāo)卡尺測(cè)量抑菌圈的直徑。結(jié)果表明其最小抑菌濃度(MIC)為80 μg/mL, 而陽性對(duì)照茶多酚MIC為250 μg/mL。

2 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1: 橙色粉末。ESI-MS測(cè)得[M+H]+為m/z 240, 結(jié)合13C-NMR 推測(cè)分子式為 C14H8O4．1H-NMR(600 MHz, CDCl3)光譜顯示2個(gè)與羰基共軛的氫信號(hào)δH12.11 (2H, s, 1,8-OH); 6個(gè)裂分比較復(fù)雜的芳香質(zhì)子信號(hào)7.89 (2H, m, H-4,5), 7.74 (2H, rn, H-3,6), 7.35 (1H, m, H-2,7)。13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 譜給出14個(gè)碳信號(hào)。其中2個(gè)為羰基碳信號(hào)δc193.0(C-9),181.5 (C-10), 2個(gè)苯環(huán)上的連有羥基的碳信號(hào)δc162.6(C-1, C-8); 4個(gè)芳香碳原子δc115.9(C-1a),115.9(C-8a),133.7(C-4a),133.7(C-5a),6個(gè)未取代芳香碳信號(hào)δc124.6 (d, C-2,7), 137.3 (d, C-3,6) 和120.0 (d, C-4,5)。其1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[10]對(duì)照一致, 確定化合物1的結(jié)構(gòu)為1,8-二羥基-9,10-蒽醌。

化合物 2: 無色油狀物。1H NMR(600 MHz, CDCl3) :δH7.72 (2H, dd,J=5.5, 3.2 Hz,H-3,6), 7.53 (2H, dd,J=5,5, 3.2 Hz, H-4,5), 4.30 (4H, t,J=6.8 Hz, H-l′, l″), 1.73 (4H, ,m, H-2′, 2″), 1.44 (4H, m, H-3′, 3″), 0.96 (6H, t,J=7.3 Hz, H-4′, 4″) 以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]一致。故確認(rèn)其結(jié)構(gòu)為鄰苯二甲酸二正丁酯。

化合物 3: 無色油狀物。1H NMR(600 MHz, CDCl3) :δH7.73 (2H, dd,J=5.5, 3.2 Hz, H-3,6), 7.54 (2H, dd,J=5,5, 3.2 Hz, H-4,5), 4.09 (4H, d,J=6.9 Hz, H-l′,l″), 2.04 (2H, m, H-2″, 2″), 0.99 (12H, d,J=6.9 Hz, H-3′, 3′, 4′, 4″)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]一致。故確認(rèn)其結(jié)構(gòu)為鄰苯二甲酸二異丁酯。

化合物4: 白色針晶(丙酮), mp．140～142 ℃:與β-谷甾醇標(biāo)準(zhǔn)品混合點(diǎn)樣, 經(jīng)多個(gè)展開系統(tǒng)TLC對(duì)照分析, RF值相同且經(jīng)熔點(diǎn)測(cè)定混合物溶點(diǎn)未下降, 確定化合物為β-谷甾醇。

化合物 5: 無色片狀晶體, mp 69℃。1H-NMR(600 MHz, CDCl3):δH3.86 (1H, m), 3.72 (1H, dd,J=3.5, 11.5 Hz), 3.65 (1H, dd,J=5.5, 11.5 Hz), 3.55 (1H, m), 3.52 (1H, m), 3.46 (2H, m), 1.58 (2H, m), 1.26 (30H, br s), 0.88 (3H, t,J=7.0 Hz);13CNMR (125 MHz, CDCl3) :δc72.0 (t,C-1), 72.5 (t,C-2), 64.4 (t,C-3), 71.0 (t,C-l′), 32.0 (t,C-2′), 26.4 (t, C-3′), 29.1～29.7 (t,C-5′～15′), 22.6 (t,C-16′), 31.8 (t,C-l7′) , 14.0 (t,C-18′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]一致, 故確認(rèn)其結(jié)構(gòu)為鯊肝醇。

化合物 6: 白色粉末。ESI-MSm/z538.2 [M+H]+。1H NMR(600 MHz, CDCl3): 0.88 (6H, t,J=7.14, 14.3 Hz, H-18, H-6′), 2.06 (2H, m, H-6), 2.23 (2H, m, H-2′), 3.72 (1H, m, H-lb), 3.90 (1H, m, H-2), 3.96 (1H, dd,J=7.5, 4.0 Hz, H-la), 4.32 (1H, t,J=4.3 Hz, H-3), 5.54 (1H, dd,J= 15.9, 6.6 Hz, H-4), 5.78 (1H, m, H-5), 6.24 (1H, N-H)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]一致, 故確認(rèn)其結(jié)構(gòu)為(E)-N-2(1, 3-二羥基-4-十八烯基)-十六酰胺。

化合物 7: 白色晶體, mp: 142～144℃。1H-NMR:(CDCl3,600 MHz):δH3.53 (1H, br, H-3), 5.37 (1H, br, H-6), 0.68 (3H, s, H-18), 1.05 (3H, s, H-19), 0.93 (3H, d, H-21),0.87 (3H, d, H-26),0.86 (3H, d, H-27);13C-NMR:δC37.2 (C-1), 31.6 (C-2), 71.8 (C-3), 42.3 (C-4), 140.8 (C-5), 121.7 (C-6), 31.9 (C-7), 31.9 (C-8), 50.1 (C-9), 36.5 (C-10), 21.1 (C-11), 39.8 (C-12), 42.3 (C-13), 56.8 (C-14), 24.3 (C-15), 28.2 (C-16), 6.2 (C-17), 11.8 (C-18), 19.4 (C-19), 35.8 (C-20), 18.7 (C-21), 36.2 (C-22), 23.8 (C-23), 39.5 (C-24), 28.0 (C-25), 22.5 (C-26), 22.8 (C-27)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[15]一致, 故確認(rèn)其結(jié)構(gòu)為膽甾醇。

化合物1～7的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 討論

目前, 我國已成為世界上三個(gè)紫菜資源生產(chǎn)加工及利用的大國之一, 主要栽培品種有壇紫菜(Porphyra haitanensis)和條斑紫菜(Porphyra yezoensis)兩種, 年產(chǎn)紫菜干品近10萬t。其中, 壇紫菜是我國特有的栽培品種和重要經(jīng)濟(jì)海藻, 其養(yǎng)殖產(chǎn)量占全國紫菜養(yǎng)殖量的80%之多。盡管其資源非常豐富、營養(yǎng)價(jià)值極高, 但國內(nèi)外對(duì)其進(jìn)行的研究主要針對(duì)其多糖成分。本文對(duì)壇紫菜進(jìn)行了初步的化學(xué)成分研究, 從其乙醇提取物中分離出7個(gè)化合物, 而且經(jīng)文獻(xiàn)檢索可知這7個(gè)化合物均為首次從壇紫菜中分離得到。對(duì)化合物1用濾紙片抑菌法進(jìn)行的抑菌 活性測(cè)定結(jié)果表明, 該化合物對(duì)金黃色葡萄球菌具有較強(qiáng)抑菌活性, 另有文獻(xiàn)記載它還有利便、抑菌、抗病毒和抗腫瘤等作用[16]。本文研究結(jié)果為壇紫菜中活性化合物的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)資料, 也為闡明壇紫菜的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)提供了一定依據(jù)。

圖1 化合物1～7的結(jié)構(gòu) Fig.1 Structures of compounds 1～7

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