天然产物化学.pptx

海洋天然产物海洋天然产物本章内容本章内容第一第一节节概概述述第二第二节节大大环环内内酯类酯类第三第三节节聚聚醚类醚类化合物化合物第四第四节节肽类肽类化合物化合物第五第五节节C15乙酸乙酸类类化合物化合物第六第六节节前列腺前列腺类类化合物化合物第一节第一节 概述概述 海洋占地球表面积的海洋占地球表面积的71%，生物量占地球总生，生物量占地球总生物量的物量的87%。但是，人类对海洋生物的利用率仅为。但是，人类对海洋生物的利用率仅为1%。研究开发潜力巨大。研究开发潜力巨大。我国历代本草收载的海洋药物有我国历代本草收载的海洋药物有100多种。多种。海洋生物量：海洋生物量：中华人民共和国药典中华人民共和国药典收载了海藻、瓦楞子、收载了海藻、瓦楞子、石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、海螵蛸等石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、海螵蛸等10余个品种。其他主要还有玳瑁、海狗肾、海余个品种。其他主要还有玳瑁、海狗肾、海浮石、鱼脑石，紫贝齿及蛤壳等。浮石、鱼脑石，紫贝齿及蛤壳等。第一部分：海洋天然产物的结构类型第一部分：海洋天然产物的结构类型一大环内酯类一大环内酯类（macrolides）内酯环从十元环到六十元内酯环从十元环到六十元环不等，具有抗肿瘤活性。环不等，具有抗肿瘤活性。可以分为：可以分为：来源：软体动物和海洋微生物来源：软体动物和海洋微生物aplyolide A（一）简单大环内酯化合物，（一）简单大环内酯化合物，为长链多不饱和脂肪酸的内为长链多不饱和脂肪酸的内酯。酯。l在原有环结构上的双键和羟基，在次生代谢中氧在原有环结构上的双键和羟基，在次生代谢中氧化、脱水形成氧环，成为含有氧环的大环内酯，有化、脱水形成氧环，成为含有氧环的大环内酯，有3，5，6元氧环。元氧环。（二）内酯环含有氧环的大环内酯（二）内酯环含有氧环的大环内酯Sphinxolide E来源：海绵来源：海绵l来源：红藻和海洋微生物来源：红藻和海洋微生物超过一个酯键存在，并具有一定的抗真菌活性。超过一个酯键存在，并具有一定的抗真菌活性。（三）多聚内酯（三）多聚内酯celletodiol（四）其他大环内酯类（四）其他大环内酯类l1.含有氢化吡喃螺环含有氢化吡喃螺环l2.新型内酯酰胺化合物新型内酯酰胺化合物l3.含有硼原子的大环内酯类含有硼原子的大环内酯类生物活性：抗癌，不易产生多药耐药性，生物活性：抗癌，不易产生多药耐药性，来源：海绵、海鞘和海洋微生物。来源：海绵、海鞘和海洋微生物。二聚醚类化合物二聚醚类化合物 为海洋生物中的一类毒性成分，如涡鞭毛为海洋生物中的一类毒性成分，如涡鞭毛藻中的毒性成分，其结构特点是含有多个以六藻中的毒性成分，其结构特点是含有多个以六元环为主的醚环，反式相连，形成元环为主的醚环，反式相连，形成“聚醚梯聚醚梯”。岩沙海葵毒素为水溶解性聚醚：岩沙海葵毒素为水溶解性聚醚：129个碳，个碳，64个手性中心个手性中心大环内酯聚醚大环内酯聚醚:黑色瘤细胞的黑色瘤细胞的IC50为为0.093ng/ml聚醚三萜聚醚三萜:来源：来源：红藻和海绵中。红藻和海绵中。药理作用：药理作用：Hela S3 细胞的细胞的IC50为为4.3m mg/ml；抗结核作用。抗结核作用。三肽类化合物三肽类化合物l由于海洋的特殊环境，组成海洋多肽化合物的氨由于海洋的特殊环境，组成海洋多肽化合物的氨基酸除常见的氨基酸外，还有基酸除常见的氨基酸外，还有b b-氨基异丁酸等多氨基异丁酸等多种海洋天然产物特有的氨基酸类型，具有多种生种海洋天然产物特有的氨基酸类型，具有多种生理活性。理活性。化合物化合物55,56是从海兔分离到的直链肽，是从海兔分离到的直链肽，对对P388白血病细胞白血病细胞IC50:0.04ng/ml.化合物化合物61是从海洋软体动物分离到的环肽，是从海洋软体动物分离到的环肽，对结核杆菌有较高的抑制活性。对结核杆菌有较高的抑制活性。四四C15乙酸原化合物乙酸原化合物l乙酸原化合物（乙酸原化合物（acetogenin）系指从乙酸乙酯或乙）系指从乙酸乙酯或乙酰辅酶酰辅酶A生物合成的一类化合物，主要是十六碳生物合成的一类化合物，主要是十六碳-4,710,13-四烯酸衍生而来的非萜类化合物。主要从四烯酸衍生而来的非萜类化合物。主要从红藻中发现。红藻中发现。l（一）直链化合物（一）直链化合物（二）环氧化合物（二）环氧化合物l以上直链化合物的双键被氧化后可以形成不同大小的以上直链化合物的双键被氧化后可以形成不同大小的氧环，从三元氧环到十二元氧环不等。多有氧环，从三元氧环到十二元氧环不等。多有Br院子院子取代。取代。七至九元环氧化合物七至九元环氧化合物（三）碳环化合物（三）碳环化合物（四）其他类似乙酸原化合物（四）其他类似乙酸原化合物l生源途径与C15乙酸原化合物相同。五前列腺素类似物五前列腺素类似物l主要从珊瑚中分离到，除具有前列腺素样活性外，主要从珊瑚中分离到，除具有前列腺素样活性外，还具有一定的抗肿瘤活性，特别是含有卤族元素的还具有一定的抗肿瘤活性，特别是含有卤族元素的化合物。化合物。临床试验有效临床试验有效第二部分第二部分 海洋天然产物研究海洋天然产物研究一生物活性一生物活性1.抗肿瘤物质抗肿瘤物质主要为大环内酯、聚醚类和海洋多肽化合物，主要为大环内酯、聚醚类和海洋多肽化合物，从海鞘、海绵、海兔、软珊瑚等海洋生物中从海鞘、海绵、海兔、软珊瑚等海洋生物中得到。得到。2.神经作用物质神经作用物质主要为海洋毒素，如河豚毒素、海兔毒主要为海洋毒素，如河豚毒素、海兔毒素等，作用于离子通道，对神经系统起作素等，作用于离子通道，对神经系统起作用用。3.心血管作用物质心血管作用物质核苷类化合物，如岩沙海葵毒素，具有减慢核苷类化合物，如岩沙海葵毒素，具有减慢心率，舒张冠脉血管，持续降血压的作用。心率，舒张冠脉血管，持续降血压的作用。另外，硫酸多糖类，如藻酸双酯钠可以降血另外，硫酸多糖类，如藻酸双酯钠可以降血脂、改善心脑供血。脂、改善心脑供血。4.抗抗AIDS海洋药物海洋药物主要为海洋萜类和硫酸多糖类化合物，具有主要为海洋萜类和硫酸多糖类化合物，具有抑制抑制HIV逆转录酶活性，且对病毒的装配和释逆转录酶活性，且对病毒的装配和释放也有阻断作用。放也有阻断作用。5.免疫抑制、抗结核作用物质，来源于海洋微免疫抑制、抗结核作用物质，来源于海洋微生物生物。二研究方法二研究方法（一）提取分离（一）提取分离与与植物化学植物化学研究方法类似，提取分离多用有机研究方法类似，提取分离多用有机溶剂法，但由于原料多为藻类、软体动物、珊瑚等，溶剂法，但由于原料多为藻类、软体动物、珊瑚等，与植物原料差异很大，如含有的大量蛋白质等。与植物原料差异很大，如含有的大量蛋白质等。提取前处理方法：提取前处理方法：冷冻、切碎，丙酮提取，或样品解冻后先除去液冷冻、切碎，丙酮提取，或样品解冻后先除去液体物质，对固体物质以有机溶剂提取，在以不同极体物质，对固体物质以有机溶剂提取，在以不同极性有机溶剂萃取。性有机溶剂萃取。二研究方法二研究方法柱层析分离虽然传统的硅胶柱层析也在使用，柱层析分离虽然传统的硅胶柱层析也在使用，但更多的使用但更多的使用凝胶层析、离子交换、液液逆凝胶层析、离子交换、液液逆流色谱和制备高效液相色谱流色谱和制备高效液相色谱。海洋天然产物化学成分微量、较难分离和理化性质海洋天然产物化学成分微量、较难分离和理化性质差异较大。差异较大。（二）结构鉴定（二）结构鉴定海洋天然产物结构复杂，杂原子较多，而且海洋天然产物结构复杂，杂原子较多，而且有多个手性中心，所的化学单体量少（多为几毫有多个手性中心，所的化学单体量少（多为几毫克）结构鉴定比从植物中的天然产物要困难。克）结构鉴定比从植物中的天然产物要困难。除了常规的有机波谱法之外，在核磁共振波除了常规的有机波谱法之外，在核磁共振波谱测定中，多用谱测定中，多用高分辨高分辨NMR测定（测定（500MHz),而而且使用多维核磁共振测定技术。且使用多维核磁共振测定技术。（2D,3DNMR)另外，对于结构中的手性中心，一般采用带另外，对于结构中的手性中心，一般采用带有不同手性中心的手性试剂进行化学反应有不同手性中心的手性试剂进行化学反应(MTPA)，X-射线单晶衍射和园二色谱法（射线单晶衍射和园二色谱法（CD）等。等。