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2008年第28卷
第5期,861~864
有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry
VOlJ 28.2oo8
N0.5.861~864
・
研究简报・
柔荑软珊瑚Nephthea sp_中两种具有细胞毒活性的甾醇化合物
徐石海米 廖小建 林慧
(暨南大学化学系广州5 10632)
摘要采用抗肿瘤活性追踪法对采自中国南海西沙群岛永兴岛柔荑软珊瑚Nephthea sp.中抗肿瘤活性成分进行研究,
报道了两种具有细胞毒活性的甾醇化合物,经过MS,IR, H NMR, C NMR(DEPT),HSQC和HMBC等光谱技术鉴定
为:24一甲基胆甾一5一烯一3fl,8fl-z.醇(1)和24一亚甲基胆甾一4一烯一 ,够二醇(2),化合物1为新化合物,利用X—ray单晶衍射技
术验证化合物2的立体结构.化合物1对肝癌细胞(BEL一7402),小鼠白血瘤细胞(P388)和人结肠癌细胞(LOVO)作用的
IC50值分别为18.0,25.5和20.6I-tg/mL;化合物2对肿瘤细胞P388和人乳腺癌细胞(MCF)作用的IC50值分别为1.0和2.5
 ̄tglmL.
关键词软珊瑚;Nephthea sp;甾醇;抗肿瘤活性
Two Cytotoxic Sterols frOm the Soft Coral Nephthea sp.
XU,Shi—Hai米LIAO
Xiao—Jian
,
LIN,Hui
(Department ofChemistry,Jinan University,Guangzhou 510632)
Abstract Two cytotoxic sterols have been isolated from Nephthea sp.collected rom fXisha islands of the
South China Sea by bioassay.guided isolation.Their structures were established as 24一methylcholestan一5一
ene一3fl,8fl-diol(1)and 24一methylenecholestan一4一ene一3 ,6fl-diol(2)by MS,IR, H NMR,”C NMR(DEPT),
HSOC and HMBC analysis.Sterol 1 is a previously unknown compound nd ahe tstereochemistry of sterol 2
has been validated by X—ray diffraction analysis for the first time.Sterol 1 exhibited cytotoxicity against
BEL一7402,P388 and L0V0 cells(IC5o 18.0,25.5 and 20.6 ̄tg/mL,respectively).Sterol 2 also showed sig—
niifcant cytotoxicity against P388 nd aMCF cells(IC5o 1.0 nd a2.5 ̄g/mC.respectively).
Keywords coral;Nephthea sp.:sterol;cytotoxicity
甾醇类化合物是珊瑚次生代谢产物的一大家族,不
仅结构新颖、变化多样,而且具有广泛的生物活性,PI:
抗肿瘤、抗真菌、抗菌、抗病毒和抗污染等活性【l ̄5】.正
是由于结构的多样性和生物活性的广谱性,引起了众多
的化学家和药物学家的关注.同时随着现代分离技术的
发展、测试条件的改善及药学水平的提高,越来越多结
构奇特、微量的活性甾醇化合物不断从珊瑚中发现.这
不仅推动有机化学和药物化学的发展,而且为治疗人类
疑难疾病开辟了新药方向.柔夷软珊瑚Nephthea sp.属
于腔肠动物门,珊瑚虫纲,八方珊瑚虫亚纲,软珊瑚亚
E—mail:txush nu.edu.ca
目,Nephtheidae科,珊瑚体呈黄褐色,有许多触手.目
前从软珊瑚Nephtheidae科中发现不少的活性化合物,
主要是萜类化合物、甾醇类化合物[6 ̄11】.我们以抗肿瘤
活性追踪法,对采自西沙群岛永兴岛的软珊瑚Nephthea
sp.的抗肿瘤活性成分进行研究,报道了两个抗肿瘤活
性的甾醇化合物:24一甲基胆甾一5一烯一3 ,8 二醇(1)31 24一
亚甲基胆甾一4一烯一3 ,6fl一二醇(2)(图1),其中化合物1为
新化合物,化合物2首次利用X—ray单晶衍射技术验证
其立体结构.体外抗肿瘤活性实验表明,两种甾醇化合
物对肝癌细胞(BEL一7402)、小鼠白血瘤细胞(P )、人结
Received August 7,2007;revisd eOctober 6,2007;accepted November 26,2007.
国家863基金(No.2006AA09Z408)、国家自然科学基金(No.20772048)、广东省科技计划基 ̄(Nos.06025194,2005A30503001)、广州市计划基金(No.
2006Z3一E4041)资助项目.
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862 有机化学 、,01.28.2008
28 28
1结果与讨论
甾醇1:白色固体,m.P.162~164℃(乙酸乙酯),
EIMS显示分子离子失水峰398(M 一H20),FABMS显
示分子离子峰m/z 416(M ),结合 H NMR和 C NMR
确定该甾醇分子式为C28H48O2,HRFABMS[M+Na】+
439.3604(计算值为439.3552)进一步确证该甾醇分子式
推导的正确性,此甾醇不饱和度为5.
Lieberman.Burchard反应表现为阳性,说明该物质
为甾醇类化合物,同时 H NMR和 C NMR表明该化合
物具有正常的甾醇骨架,因此,只要对羟基和双键位置
进行归属就可以确定甾醇的结构.DEPT(Distortionless
enhancement by polarization trnasfer)谱显示28个碳,分
别为6个CH3,10个CH2,8个CH和4个C;通过HSQC
(Heteronuclear single quantum coherence)逐个对”C
NMR和 HNMR进行归属(表1).
低场区良142.7(s),122.4(d)及 5.29(dd, =1.8,
5.4 Hz,H.6)说明分子中含有一个三取代的双键, H. H
COSY(Correlation spectroscopy) ̄相关关系表明双键的
位置处于C.5和C.6之间(图2);良74.2(s),72.6(d)及
3.40 ̄3.43(m,1H),结合EIMS m/z 398[M—H20] 和
380[M一2H20】+说明分子中含有两个羟基.另外,特征
峰m/z 289[M~C9H19】 表明甾醇侧链为C9H19,同时也
进一步说明羟基和双键均在甾核上.HMBC(Heteronu-
clear multiple.bond correlation)显示C.8( 74.2)与H.7,
H.9及H.14有相关关系,H.19与C.1,C.10,C.5及C.9
有相关关系,这些相关关系表明C.8位上有一个羟基.
HMBC还显示H.21与C.17,C.20及C.21有相关关系,
H.28与C.23,C.24及C.25有相关关系,H.27与C.24,
C.25及C.26有相关关系,说明C.24位上有一个甲基,
从而可以推导出甾醇1的结构.NOESY(Nuclear over.
hauser effect spectroscopy)显示相关关系H3.19/H.2a,
H3-19/H-4a,H-3/H-4b,H-7/H-14,H3-18/H-1 1,H3-19/
H.20,说明C.3位的羟基处于 构型,甾核四个环处于
表1甾醇1的 HNMR和 CNMR(MeOD为溶剂)
Table 1 H NMR and C NMR spectral data for I(solvent
MeOD)
一
1H一1HCOSY\√:HMBC
图2甾醇1的 H一 H COSY与HMBC的主要相关关系
Vigure 2 H_1H COSY and selected key HMBC correlations of
sterol1
反式,从而推断C一8位的羟基处于 构型,21-甲基为0c
构型,最后确定甾醇1的结构为24.甲基胆甾.5.烯.
, .
二醇(图3).
甾醇2:白色棱状晶体,通过 H NMR, C NMR和
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N0.5 徐石海等:柔荑软珊瑚Nephthea sp.中两种具有细胞毒活性的甾醇化合物863
通过x射线单晶衍射实验进一步证实甾醇2的立体
结构(图4).甾醇化合物2的晶体学数据列于表2,本文
首次通过X—ray射线验证甾醇2的立体化学.
体外抗肿瘤活性测试表明两种甾醇对肿瘤细胞
BEL一7402,P3RR,LOVO和MCF具有一定的抑制作用,
图3甾醇1的主要NOE相关关系
Figure 3 Selected NOESY correlations of sterol 1
其中,甾醇1对BEL一7402,P388和LOVO作用的IC5o分
别为18.0,25.5和20.6 ̄tg/mL;甾醇2对P388和MCF作
用的IC50分别为1.0和2.5 ̄tg/mL.
DEPT谱推定出其分子式为C28H46O2,不饱和度为6.
H NMR和”C NMR谱显示分子中含有一个末端双键:
4.70(d,I,一1 Hz,1H),4.65(s,1H);5c 106.6(t),156.7
2实验部分
2.1仪器与试剂
NICOLET 5DX—FT红外光谱仪:AVANCE一500型
核磁共振仪;VG—ZAB质谱仪;MAT95XP高分辨质谱
仪;Smartl000CCD X射线单晶衍射仪;BIORAD一680全
自动酶标仪;XDS一1B显微镜;不锈钢手提式压力蒸汽
灭菌器;国产显微熔点仪,温度计未校正;薄层层析及
柱层析用硅胶H(40 ̄trn),青岛海洋化工厂生产.原材
(s);一个三取代双键: 5.39(S,1H),5c 147.1 1(s),129.9
(d);两个仲羟基: 4.03(S,1H),3.99~4.01(m,1H),5c
73.7(d),67.50(d);5个甲基: 0.74(S,3H),0.97(d,I,一
6.5 Hz,3H),1.00(d,J=2.8 Hz,3H),1.02(d,J=2.9 Hz,
3H),1.24(S,3H). H NMR和”C NMR表明化合物具有
24一亚甲基胆甾醇的侧链结构『1 ,角甲基19在吡啶溶剂
的化学位移值5c 18.85明显移向低场,表明除了C一3
OH外分子中的另一个OH可能是在C一 或C一6p位.将
料采集于中国南海西沙群岛永兴岛,编号为2001—11,
种属由中国南海海洋研究所邹仁林研究员鉴定.
化合物的波谱数据与文献[13】比较,鉴定化合物2为24一
亚甲基一胆甾一4一烯一3 , 一二醇.
表2甾醇2的晶体学数据
Table 2 Crystal parameters date collections of sterol 2
Formula
Mf
C2sH4602
414.65
“/mm~
Crystal size/mm3
0.07
0
50 ̄0.40 X 0.20
.
Crystal system
Space group
Orthorhombie
P21/C
0
Raditiaon
2.84。~21.54。
MOKa
T/K 273(2) Cell paramenters From 965
a/A
b/ ̄
c/ ̄
WA。
Z
DJ(Mg・m )
8.168(3)
1 0.933(3)
28.446(8)
2540.2(13)
4
1.084
R(F2>2o'F2)
wR( )
S
(△ )
△p /(e・A一。)
△ 商x/(e・A一。)
0.061
0.215
1.02
<0.001
0.34
-0.22
壤一
c(5)Ii
c(6)
一
b
C(27)
c(26)
C(28)
o(2)藿
图4甾醇2的分子结构
Figure 4 Moleculr staructure of sterol 2
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有机化学 V_o1.28.2008
2.2提取分离
将柔荑软珊瑚Nephthea sp.(湿重6.0 kg)用水泡洗后
剪碎,用95%乙醇在室温下浸泡10 d×5,合并浸泡液,
减压浓缩得褐色膏状物后。用乙酸乙酯溶解膏状物.溶
解部分用乙酸乙酯一水分配15次,合并乙酸乙酯相并减
压浓缩得褐色膏状物74.3 g.膏状物用100 ̄200目硅胶
进行快速柱层析,用极性不断增加的石油醚一乙酸乙酯
混合液洗脱,65%乙酸乙酯一石油醚冲洗出固体组分A,
固体A多次重结晶得到24.亚甲基一胆甾.4.烯.3 , .二
醇(2);75%乙酸乙酯一石油醚冲洗出固体组分B,固体B
多次柱层析和重结晶得到24一甲基胆甾一5一烯.38,8 ̄---醇
(1).
甾醇1:白色固体,m.P.162~164℃(乙酸乙酯); H
NMR(MeOD/TMS) ̄I”C NMR(MeOD/TMS)数据见表
1.IR(KBr)v:3428,2280,1653,1541,1461,1372,1056,
1
772 cm ;EIMS m/z:398【M—H20】十,380,289,271,255,
213,175,154,105,95,55(基峰);
甾醇2:白色棱状晶体, H NMR(THF一 厂rMS) :
5.39(s,1H),4.7(d,--5.3 Hz,1H),4.65(s,1H),4.03(s,
1H),3.76~3.99(m,1H),1.24(s,3H),1.02(d, 一2.9 Hz,
3H),1.0(d,J--2.9 Hz,3H),0.97(d,J--6.5 Hz,3H),0.74
(s,3H);”C NMR(Pridine-如厂rMS):37.6(C-1),40.2
(C一2),73.7(C-3),129.9(C-4),147.1(C-5),67.5(C-6),
40.6(C-7),35.9(C-8),55.0(C一9),37.3(C一10),35.1
(C-1 1),31.3(C一12),42.8(C-13),56.4(C一14),30.1(C-15),
28.4(C一16),56.3(C-17),12.1(C-18),18.8(C-19),30.9
(C一20),22.1(C一2 1),2 1.3(C-22),24.5(C-23),1 56.7
(C一24),34.1(C一25),21.9(C一26),21.6(C一27),106.5
fC一28).
2.3 X・ray单晶衍射实验
甾醇2溶解在吡啶溶剂中,在室温下重结晶得到单
斜晶体。晶体尺寸为0.50 mm ̄0.40 mm×0.20 mm.在
BRUKER SMART 1000CCD X.ray单晶衍射仪上进行测
试,采用石墨单色器,由Mo Ka射密度函数修正得到.
从差值电子密度函数结合几何分析得到全部氢原子的
线.晶体结构由直接法解出,全部非氢原子由差值
Fourier合成及差值电子坐标.全部非氢原子坐标,各向
异性热参数及氢原子坐标,各向同性热参数经全矩阵最
小二乘法修正至收敛,所有计算结果均使用SHELXTL.
97软件包完成.
2.4体外抗肿瘤活性测试
肿瘤细胞购置于中山大学医学院,按照文献【14】,
采用MTT(噻唑蓝)法测试甾醇对抗肿细胞的抑制率,应
用SPSS(statistical package for the socilascience)软件处
理数据,重复两次实验,计算Ic50值.
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