六种苔类植物化学成分分离、羽苔素G的全合成及生物活性

【摘要】苔藓植物在分类学上介于藻类和蕨类之间,从形态学上可以分为苔纲(Hepaticae)、藓纲(Musci)和角苔纲(Anthocerotae)三类。苔类植物在全球约有6000余种,我国约有880余种。近年来,对苔类植物的化学成分研究较多,因为这类植物的细胞中含有独特的油体,其中富含脂溶性萜类和芳香类化合物,而藓纲和角苔纲植物细胞中不含油体。苔类植物中很多次生代谢产物具有良好的生物活性。近年来,从苔类植物中分离得到大量结构新颖而且活性显著的倍半萜、二萜和双联苄类化合物,其中许多化合物具有很好的生物学活性,可以作为药物研发的先导化合物。双联苄类化合物是苔类植物中的特征性成分,具有多种显著生物活性。以活性显著地双联苄类化合物为目标进行全合成,并且进一步对其结构进行修饰衍生化,对于发现和研制新型药物具有重要意义。本文对采自中国的六种苔类植物,包括采自广西的全缘广萼苔(Chandonanthusbirmensis)、斯氏合叶苔(Scapaniastephanii)和鳞叶拟大萼苔(Cephaloziellakiaeri),采自云南的齿叶耳叶苔(Frullaniaserrata),以及采自贵州的尖瓣光萼苔(东亚亚种)(Porellaacutifoliasubsp.tosana)和短齿羽苔(Plagiochilavexans)的化学成分研究进行了系统的阐述,共从中分离鉴定了61个化合物。综合采用核磁共振、质谱、X射线单晶衍射法、CD激子手性法以及含时密度泛函理论CD计算等方法确定了这些化合物的结构,包括39个二萜、10个倍半萜、2个三萜、6个甾体和4个单联苄,其中新化合物28个,包括25个新的二萜和3个新的倍半萜。对分离得到的化合物进行了初步的生物活性研究,发现西松烷型二萜具有较弱的肿瘤细胞生长抑制活性以及克罗烷型二萜对植物根部生长具有显著的抑制作用。对全缘广萼苔、斯氏合叶苔和鳞叶拟大萼苔的化学成分研究尚属首次。从全缘广萼苔中分离并鉴定了7个化合物,包括6个西松烷型二萜,chandonanonesB(1).C(2).E(3)、F(4)、chandonanthone(5)和isochandonanthone(6),以及1个朵拉比烷型二萜2,10,14-triacetoxy-7,8,18,19-diepoxydolabell-3(E)-ene(7)。其中西松烷型二萜1-4为新化合物。生物活性实验表明,西松烷型二萜对鼠嗜铬细胞瘤PCl2细胞株、人肺癌NCI-H292细胞株以及人肺癌NCI-H1299细胞株具有较弱的肿瘤细胞生长抑制活性,其IC50范围为19.5-48.7μM。从斯氏合叶苔中分离并鉴定了12个顺式克罗烷型二萜,包括stephanialidesA-E(8-12)、scaparvinsA-C(13-15)、parvitexinsB(16)和C(17)、3-chloro-4-hydroxy-parvitexinA(18)以及scapanialideB(19)。其中8-12为新化合物。测定了化合物10、12-14、16和17对拟南芥(Arabidopsisthaliana)、家独行菜(Lepidiumsativum)和大白菜(Brassicapekinensis)种子根部生长的化感活性。所测化合物对三种植物种子的根部生长均具有显著的抑制作用,其IC50范围为3.5-30.7μg/mL。从鳞叶拟大萼苔中分离纯化并鉴定了21个化合物,这些化合物包括：18个克罗烷型二萜：cephaloziellinsA-P(20-35)、amphiacrolideF(36)和cephaloziellinQ(37)；2个愈创木烷型倍半萜：4β,6β-dihydroxy-1α,5β(H)-guai-9-ene(38)和teucladiol(39)；以及1个香木兰烷型倍半萜：ent-3β-hydroxyspathulenol(40)。其中克罗烷型二萜20-35均为新化合物。从齿叶耳叶苔中分离纯化并鉴定了6个化合物,这些化合物包括2个杜松烷型倍半萜[frullanicacid(41)和frullanicacidmethylester(42)]和4个单联苄[brittoninB(43)、3,3’-dimethoxy-4,5-methylene-dioxybibenzyl(44)、3,4,5,3’,4’-penla-methoxy-bibenzyl(45)和(±)-3-(4’-methoxy-benzyl)-5,6-dimethoxyphtbalide(46)]。其中41和42为新化合物。从尖瓣光萼苔(东亚亚种)中分离纯化并鉴定了7个化合物,这些化合物包括1个愈创木烷型倍半萜[guaian-3-en-2α,14-6a,12-diolide(47)]和6个甾体[(20R)-6-hydroxystigmasta-4,22-dien-3-one(48)、(20R)-3-hydroxystigmasta-5,22-dien-7-one(49)、7-oxositosterol(50)、(24S)-ethyl-5,22-cholestadien-3(51).ergosterolperoxide(52)和β-sitosterol(53)]。其中化合物47为新化合物。从短齿羽苔中分离纯化得到8个化合物,这些化合物包括：3个香木兰烷型的倍半萜：aromadendrane-4α,10α-diol(54)、aromadendrane-4β,10β-diol(55)和aromadendrane-4α,10β-diol(56);1个开环香木兰烷型的倍半萜：ent-2,3-secoalloaromadendra-4(14),10(15)-diene-2,3-diol(57);2个壳梭胞烷型二萜：fusicoauritone(58)和anadensin(59);2个三萜：betulinicacid(60)和oleanolicacid(61)。本文以具有显著肿瘤化学预防活性的双联苄化合物plagiochinG为目标,进行了化学全合成,并且制备了4个酯化衍生物。首次发现PlagiochinG及衍生物等大环双联苄类化合物具有比较显著的肿瘤化学预防活性。
【作者】李瑞娟；
【导师】娄红祥；Kuo-HsiungLee；
【作者基本信息】山东大学，天然药物化学，2014，博士
【关键词】苔类植物；全缘广萼苔；斯氏合叶苔；鳞叶拟大萼苔；齿叶耳叶苔；尖瓣光萼苔(东亚亚种)；短齿羽苔；二萜；倍半萜；CD激子手性法；含时密度泛函理论CD计算；X射线单晶衍射法；化感活性；肿瘤细胞生长抑制活性；羽苔素G；肿瘤化学预防活性；

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