CN104031061A - 一类高氧化愈创木烷型化合物的制备方法及其抗海洋生物污损中的应用 - Google Patents

一类高氧化愈创木烷型化合物的制备方法及其抗海洋生物污损中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一类高度氧化的愈创木烷型化合物的制备方法及其在制备抗海洋污损生物附着中的应用。本发明提供了从北部湾柳珊瑚Menella kanisa中提取分离得到5个新的高度氧化的愈创木烷类化合物，它们的结构如式(1)-式(5)所示，命名为Menverins H-L，这些化合物具有抗海洋污损生物藤壶(Balanus amphitrite)幼虫附着活性。本发明公开的化合物为天然活性成分，可以用于制备高效的海洋防污剂。本发明化合物具有良好的亲油性，易溶于氯仿、乙酸乙酯等低极性溶剂，可以将其深入或扩散于成膜天然树脂或聚乙烯等聚合物中得到抗海洋污损生物涂料。本发明为制备环境友好型高效防污剂提供了新的来源。

Description

一类高氧化愈创木烷型化合物的制备方法及其抗海洋生物污损中的应用
技术领域
本发明涉及海洋防污剂领域，具体的涉及一类高度氧化的愈创木烷类化合物的制备方法及其在制备海洋抗污剂中的应用。
背景技术
在浩瀚的海洋世界里，栖息着2000-3000种污损生物，其中一半以上生活在海岸及港湾等处。在开发和利用海洋的历史进程中，人类一直面临着防除海洋污损生物附着的问题，而采用防污剂制成防污涂料是经济和技术上最可行有效的手段。TBT曾是最有效的防污涂料，由于其会干扰牡蛎的钙代谢，诱发腹足类海洋动物性畸变，累积在鱼、贝等生物体内，并通过食物链对人类健康产生不良影响，对海洋生态环境造成了无法估量的破坏性影响。因此，从2010年12月30日开始，全球禁用TBT涂料。目前国际上采用氧化亚铜涂料来代替TBT，其对栖管虫和浒苔及大部分藻类有防污活性，但对藤壶和水云及弯杆藻类等无效，而这些却是海洋污损生物里的优势品种，故需要另外添加辅助防污剂杂环氨类或氨基甲酸酯等以保证抗污损效果。但是，这些辅助防污剂的半衰期要比氧化亚铜等小很多，距离理想半衰期(10h)还有很大的距离。
海洋动植物体表面就像所有人工设施的表面一样，对于海洋污损生物来说是潜在的附着位点。面对其它生物在体表附着的威胁，各种海洋生物在长期进化过程中形成了忍耐、躲避和防御等自我保护机制。海洋生物的化学防御主要是指释放天然物质直接抑制其它生物或其幼体的附着。柳珊瑚长期生长在海水中，却没有被附着生物黏附，主要原因是其自身能分泌一种对附着生物有驱避或抑制作用的特殊化学物质信号，避免其它海洋生物在体表附着。从不被海洋污损生物附着的柳珊瑚中寻找天然防污物质是研究制备环境友好型防污剂的重要途径。
Menella kanisa为一种广泛分布于南海的柳珊瑚，但迄今为止，还未见有对M.kanisa的研究报道，更是未见从M.kanisa中获得高度氧化愈创木烷内酯类化合物的报道。
发明内容
本发明的目的是提供如式(1)-式(5)所示的高度氧化愈创木烷内酯类化合物在制备抗海洋生物污损涂料中的应用。
本发明通过抗海洋大型污损生物藤壶幼虫附着活性测试发现，本发明的式(1)-式(5)所示的高度氧化愈创木烷内酯类化合物Menverins H、Menverins I、Menverins J、Menverins K、Menverins L抑制藤壶幼虫附着的EC50值分别为
因此本发明提供式(1)-式(5)所示的任一高度氧化愈创木烷内酯类化合物在制备抗海洋生物污损涂料中的应用。
本发明高度氧化愈创木烷内酯类化合物Menverins H(式1)、Menverins I(式2)、Menverins J(式3)、Menverins K(式4)、Menverins L(式5)都是从海洋动物柳珊瑚中分离获得的，属于天然活性成分，而且均不易溶于水，具有良好的亲油性，极易溶于氯仿、乙酸乙酯等低极性有机溶剂，因此可单独或组合应用于制备海洋防污剂等。
本发明高度氧化愈创木烷内酯类化合物Menverins H(式1)、Menverins I(式2)、Menverins J(式3)、Menverins K(式4)、Menverins L(式5)具有抗海洋生物污损活性，能用于制备抗海洋生物污损涂料，能够单独或组合深入或扩散到天然树脂，聚乙烯等聚合物中，制成抗污损涂料
附图说明：
图1为化合物Menverins H-L(式1-式5)的结构
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1
(1)制备本发明高度氧化愈创木烷内酯类化合物Menverins H-L。
将柳珊瑚Menella sp.新鲜样品4kg剪碎后在室温下浸泡，浸泡顺序为酒精→酒精-二氯甲烷(1：1／V：V)→酒精，每次浸泡一周，浸泡液减压(0.09MPa，40℃)浓缩以后，将浓缩液合并，得提取后浸膏。
将提取后得到的浸膏用两倍体积纯水混匀，用等体积的乙酸乙酯相对浸膏萃取三次，得到乙酸乙酯相，对萃取液进行减压浓缩，得乙酸乙酯萃取物7.21g，同时回收试剂。
将乙酸乙酯萃取物7与粉末状硅胶混合，通风干燥后研磨成粉末状，用湿柱法装入正相硅胶柱内，选择使用CHCl3-Me2CO体系(CHCl3：Me2CO=10：0，9：1，8：2，7：3／V：V)和CHCl3-MeOH系统(CHCl3：MeOH=10：1，10：2，10：3，0：10／V：V)依次梯度洗脱，每个极性段的洗脱液体积为4倍有效柱体积，一共收集了69个流份。通过薄层色谱法检测引导，按照薄层色谱显示的结果，合并其中成分相近的流份，得到了11个分离部位(A-K)。
组份E再次用硅胶柱色谱纯化为两个次组份E1和E2，E1通过HPLC采用甲醇和水进行分离(MeOH：H2O=15：85，V：V)，得到式5(2.8mg)；E1通过HPLC采用甲醇和水进行分离(MeOH：H2O=5：95，V：V)，得到式2(4.8mg)和式3(4.2mg)。组份G经硅胶柱色谱分为四个组份G1-G4，G4通过HPLC采用甲醇和水进行分离(MeOH：H2O=35：65，V：V)，得到式4(3.1mg)。组份K(5.01g)通过硅胶柱色谱(C-C)纯化处理，溶剂采用氯仿-甲醇(10：0，10：1，10：2，10：3.5，0：10，V：V)作为洗脱液，得到四个组份(L1-L4)。组份L3通过HPLC采用甲醇和水进行分离(MeOH：H2O=5：95，V：V)，得到式1(4.1mg)。
(2)化合物Menverins H-L结构解析
经核磁共振检测分析，确定本发明各化合物的化学结构，它们的理化性质和波谱数据分别为：
Menverin H(1)：白色片状结晶；CD(MeOH)Δε220nm-2.28，1H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表1；HRESIMS：m／z413.2637(calcd.for C23H24O7+H，413.1600).
Menverin I(2)：白色雪花状结晶；CD(MeOH)Δε220nm-12.28； 1H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表1；HRESIMS：m／z262.1432(calcd.for C15H19NO3+H，262.1438).
Menverin J(3)：白色片状结晶；CD(MeOH)Δε220nm+6.22； 1H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表1；HRESIMS：m／z260.1278(calcd.for C15H17NO3+H，260.1281).
Menverin K(4)：无色油状；CD(MeOH)Δε220nm+6.421H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表2；HRESIMS：m／z333.1315(calcd.for C16H22O6+Na，333.1309).
Menverin L(5)：黄色固体；CD(MeOH)Δε218nm-2.15，1H(CD3OD，600MHz)和13C(CD3OD，150MHz)NMR数据见表2；HRESIMS：m／z261.1122(calcd.for C15H16O4+H，261.1121).
表1Menverin H-J的1H(600MHz)and13C NMR(150MHz)数据
表2Menverin K-L的1H(600MHz)and13C NMR(150MHz)数据
(3)化合物Menverins H-L抗污损生物活性测试
海洋污损生物幼虫的培养：滕壶Balanus amphitrite成虫从广西北部湾海域采集。在附着测试之前，处于介虫状态的纹藤壶幼虫在8℃黑暗环境中放置4d。
将测试化合物Menverins H-L溶于二甲基亚砜配成的一系列浓度梯度(0.5-10μg／ml)，每个样品的测试包括5个重复，每个培养皿中含有4ml无菌海水配置的样品溶液和20个幼虫，无菌海水作为对照组。幼虫附着测试光照下进行，测试的时间为24h。然后，弃去培养皿中的溶液，在显微镜下记录附着幼虫的个数，计算出附着的百分比。在所有的测试中，通过Probit软件计算EC50(半数有效抑制浓度)。
实验结果表明，本发明化合物Menverins H-L抑制藤壶Balanus amphitrite幼虫吸附EC50值分别为2.18μg/ml、3.59μg/ml、5.71μg／ml、0.89μg／ml、2.87μg／mi，具有良好的抗海洋生物污损活性，可以用于制备新型海洋防污剂。

Claims (5)

1.一类高度氧化的愈创木烷型化合物，其结构式如式(1)-(5)所示，
其中化合物1命名为Menverins H；化合物2命名为Menverins I；化合物3命名为MenverinsJ；化合物4命名为Menverins K；化合物5命名为Menverins L。
2.一种权利要求1所述的高度氧化的愈创木烷型化合物Menverins H-L的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将北部湾柳珊瑚Menella kanisa斩碎，用有机溶剂提取，得到的提取液浓缩得到粗提取物，所述的有机溶剂是甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲醇和二氯甲烷的混合物或者乙醇和二氯甲烷的混合物；
(2)将步骤(1)得到的粗提取物悬浮于水，用乙酸乙酯或二氯甲烷萃取，收乙酸乙酯或二氯甲烷层；
(3)将上述乙酸乙酯或二氯甲烷层进行常压硅胶柱层析，以氯仿-丙酮、氯仿-甲醇溶剂系统为洗脱剂，得到11个组份(A-K)。组份E再次用硅胶柱色谱纯化为两个次组份E1和E2，E1通过高效液相色谱仪采用甲醇和水进行分离，得到化合物5；E1通过高效液相色谱仪采用甲醇和水进行分离，得到化合物2和3。组份G经硅胶柱色谱分为四个组份G1-G4，G4通过高效液相色谱仪采用甲醇和水进行分离，得到化合物4。组份K通过硅胶柱色谱纯化处理，溶剂采用氯仿-甲醇作为洗脱液，得到四个组份(L1-L4)。组份L3通过高效液相色谱仪采用甲醇和水进行分离，得到化合物1。
3.根据权利要求1或2所述的高度氧化的愈创木烷型化合物Menverins H、Menverins I、Menverins J、Menverins K、Menverins L在制备海洋抗污损剂中的应用。
4.根据权利要求4所述的高度氧化的愈创木烷型化合物Menverins H、Menverins I、MenverinsJ、Menverins K、Menverins L在制备抗污损剂中的应用，其中的抗污损剂为环境友好型高效防污剂。
5.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的抗污损涂料为海洋防污涂料。
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