短指软珊瑚Sinularia sp.的多骨架类型萜类成分和生物活性研究

陈俊锟，崔晚香，卜 庆，万佩里，姚励功，梁林富*，郭跃伟*

1.中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南 长沙 410004

2.中国科学院上海药物研究所 新药研究国家重点实验室，上海 201203

在生物分类学上，短指属软珊瑚（Sinularia）属于刺胞动物门（Cnidarians，也称腔肠动物门Coelenterata）珊瑚虫纲（Anthozoa）八放珊瑚亚纲（Octocorallia）软珊瑚目（Alcyonacea）软珊瑚科（Alcyoniidae）无脊椎动物，是构成海底珊瑚礁的主要底栖海洋生物之一[1]。它们生存能力强，在我国东海、南海等各大海域均有分布。受高压、高盐度、低营养、低（恒）温、低（无）光照、缺氧等复杂恶劣的海洋生存环境的影响，短指属软珊瑚次级代谢产物有着丰富的化学结构多样性，涵盖萜类、甾体、生物碱、长链烷基糖苷、神经酰胺、精胺等各种结构类型，其中研究最热门的一类次级代谢产物是萜类化合物[1-2]。最近，Zeng 等[3]从短指属软珊瑚Sinularia nanolobata得到双环 [13.1.0]十五烷型新骨架二萜sinunanolobatone A，并具有显著的抗炎活性。由于短指属软珊瑚的萜类成分不仅结构新颖，而且活性显著，受到国内外合成化学家的广泛关注和青睐[4-5]。

为了开发利用我国的海洋资源，寻找具有生物活性及药用前景的海洋天然产物，研究人员前期对我国南海短指属Sinularia、肉芝属Sarcophyton等种属的软珊瑚开展了一系列的研究，发现了不少结构新颖的萜类，并具有显著的抗炎、免疫抑制等活性[3,6-10]。鉴于此，本研究对采自中国南海海域的软珊瑚Sinulariasp.进行了系统的化学成分和生物活性研究，共分离鉴定15 个合物（图1），分别为1β-hydroxy-4(15),5E,10(14)-germacratriene （1）、(7R*)-opposit-4(15)-ene-1β,7-diol（2）、15-hydroxyα-cadinol（3）、nephalbidol（4）、isodauc-6-ene-10β,14-diol（5）、pubinernoid A（6）、norcembrene 5（7）、norcembrenolide 2（8）、sinularcasbane O（9）、scabrolide D（10）、5-epi-sinuleptolide（11）、sinuleptolide（12）、ineleganolide（13）、yonarolide（14）和dihydrosinularin（15）。其中，化合物3 和6 为首次从软珊瑚科软珊瑚中分离得到，1、2 和5为首次从短指属软珊瑚中分离得到。同时，开展了化合物对人肺腺癌A549 细胞、人结肠癌HT-29 细胞、人肝癌SNU-398 细胞和人胰腺癌Capan-1 细胞的细胞毒活性和与糖脂代谢密切相关的乙酰辅酶A羧化酶1（acetyl-CoA carboxylase，ACC1）与ATP-柠檬酸裂解酶（ATP citrate lyase，ACL）的酶抑制活性测试。

图1 化合物1～15 的化学结构Fig.1 Chemical structures of compounds 1—15

1 仪器与材料

Bruker DRX-400 型核磁共振仪（德国Bruker公司）；Finnigan-MAT-95 型质谱仪（美国Finnigan公司）；Perkin-Elmer 241MC 型旋光仪（美国Perkin-Elmer 公司）；Shimadzu LC-6AD 型制备液相色谱仪（日本岛津制作所）；Shimadzu SPD-20A 型紫外检测器（日本岛津制作所）；Sephadex LH-20凝胶（瑞典Amersham Biosciences 公司）；柱色谱硅胶（200～300、300～400 目，青岛海洋化工有限公司）；GF254薄层色谱硅胶板（烟台江友硅胶开发有限公司）；色谱级甲醇、乙腈为DiKMA 有限公司产品；其他有机试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。

实验材料于2017年5月采自我国南海西瑁岛海域，采集后立即冷冻备用。由中国科学院南海海洋研究所的黄晖研究员鉴定为短指软珊瑚Sinulariasp.。样品标本（17-XD-55）保存于中国科学院上海药物研究所国家新药研究重点实验室。

2 提取与分离

将冷冻的软珊瑚（干质量315 g）切碎，室温下用丙酮超声提取3 次，提取液减压浓缩悬浮于500 mL 水中，分别用等体积的乙醚和正丁醇各萃取3次，收集的有机相萃取液分别减压蒸馏后得到黑褐色的乙醚相浸膏（10.0 g）和黄棕色的正丁醇相浸膏（5.3 g）。

乙醚相浸膏通过硅胶柱色谱，石油醚-乙醚（98∶2→90∶10→80∶20→70∶30→60∶40→50∶50）梯度洗脱，分为7 个组分A～G。组分C 经硅胶柱色谱，石油醚-乙醚（90∶10）等度洗脱，再经半制备HPLC，以乙腈-水（80∶20）洗脱得到化合物1（1.2 mg，tR＝8.4 min）。组分D 依次经Sephadex LH-20 凝胶柱色谱（石油醚-二氯甲烷-甲醇2∶1∶1）、硅胶柱色谱（200～300 目，石油醚-乙醚80∶20）和半制备HPLC（乙腈-水70∶30）洗脱得到化合物2（2.0 mg，tR＝5.7 min）。组分E 先后经Sephadex LH-20 凝胶柱色谱（石油醚-二氯甲烷-甲醇2∶1∶1）、硅胶柱色谱（200～300 目，二氯甲烷-乙醚80∶20）和半制备HPLC（甲醇-水90∶10）洗脱得到化合物3（1.6 mg，tR＝12.0 min）。组分F经硅胶柱色谱，二氯甲烷-乙醚（50∶50）等度洗脱得到5 个亚组分F1～F5。亚组分F2 经半制备HPLC（乙腈-水50∶50）洗脱得到化合物4（3.8 mg，tR＝9.2 min）。亚组分F4 先后经硅胶柱色谱（二氯甲烷-甲醇50∶50）和半制备HPLC（甲醇-水40∶60）洗脱得到化合物11（4.6 mg，tR＝17.9 min）和12（4.7 mg，tR＝21.7 min）。亚组分F5 依次经硅胶柱色谱（200～300 目，二氯甲烷-甲醇90∶10）和半制备HPLC（乙腈-水40∶60）洗脱得到化合物5（1.7 mg，tR＝14.7 min）和6（1.5 mg，tR＝15.2 min）。组分G经硅胶柱色谱（200～300 目），二氯甲烷-甲醇（90∶10）等度洗脱得到共4 个亚组分G1～G4。亚组分G1 经半制备HPLC（甲醇-水85∶15）洗脱得到化合物7（5.1 mg，tR＝4.2 min）。亚组分G2 先后经硅胶柱色谱（200～300 目，二氯甲烷-甲醇70∶30）和半制备HPLC（乙腈-水38∶62）得到化合物8（5.4 mg，tR＝18.2 min）和9（5.1 mg，tR＝19.4 min）。亚组分G3 依次经硅胶柱色谱（200～300 目，二氯甲烷-甲醇60∶40）和半制备HPLC（乙腈-水50∶50）洗脱得到化合物10（9.2 mg，tR＝11.2 min）和15（2.4 mg，tR＝13.4 min）。亚组分G4 先经硅胶柱色谱（200～300 目，二氯甲烷-乙醚85∶15）得到化合物13（4.3 mg）和待纯化组分，再经半制备HPLC（甲醇-水50∶50）得到化合物14（1.2 mg，tR＝10.4 min）。

3 结构鉴定

化合物1：无色油状物；[α]20D-30.0(c0.06,CHCl3)；EI-MSm/z220 [M]+；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.99(1H,d,J= 15.7 Hz,H-5),5.43(1H,dd,J= 10.3,15.7 Hz,H-6),5.27(1H,s,H-14a),5.00(1H,s,H-14b),4.92(1H,s,H-15a)4.84(1H,s,H-15b),3.77(1H,dd,J= 3.9,11.9 Hz,H-1),0.89(3H,d,J= 6.7 Hz,H-12),0.81(3H,d,J= 6.8 Hz,H-13)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:76.0(C-1),36.2(C-2),29.8(C-3),146.8(C-4),129.7(C-5),138.0(C-6),52.5(C-7),36.1(C-8),34.5(C-9),153.5(C-10),31.8(C-11),20.8(C-12),20.5(C-13),110.6(C-14),112.8(C-15)。以上数据与文献报道基本一致[11]，故鉴定化合物1 为1β-hydroxy-4(15),5E,10(14)-germacratriene。

化合物2：无色油状物；[α]20D＋70.4(c0.06,CHCl3)；EI-MSm/z238 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:4.95(1H,s,H-15a),4.81(1H,s,H-15b),3.59(1H,dd,J= 4.7,11.2 Hz,H-1),3.23(1H,brd,J=9.8 Hz,H-7),1.00(3H,d,J= 6.9 Hz,H-13),0.91(3H,d,J= 6.8 Hz,H-12),0.67(3H,s,H-14)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:79.0(C-1),31.9(C-2),34.9(C-3),148.9(C-4),56.4(C-5),39.4(C-6),82.7(C-7),26.0(C-8),37.3(C-9),49.5(C-10),31.3(C-11),20.5(C-12),14.7(C-13),12.3(C-14),107.6(C-15)。以上数据与文献报道基本一致[12]，故鉴定化合物2 为(7R*)-opposit-4(15)-ene-1β,7-diol。

化合物3：无色油状物；[α]20D-16.8(c0.16,MeOH)；EI-MSm/z238 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.79(1H,brs,H-5),3.99(1H,d,J= 13.2 Hz,H-15a),3.96(1H,d,J= 13.2 Hz,H-15b),1.12(3H,s,H-14),0.92(3H,d,J= 6.9 Hz,H-12),0.78(3H,d,J= 6.9 Hz,H-13)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:50.4(C-1),22.1(C-2),26.6(C-3),138.4(C-4),123.8(C-5),39.8(C-6),46.6(C-7),22.1(C-8),42.3(C-9),72.5(C-10),25.9(C-11),15.3(C-12),21.6(C-13),20.8(C-14),67.5(C-15)。以上数据与文献报道的基本一致[13]，故鉴定化合物 3 为 15-hydroxy-α-cadinol。

化合物4：无色油状物；[α]20D-11.0(c0.10,CHCl3)；EI-MSm/z238 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.50(1H,brd,J= 5.0 Hz,H-5),1.27(3H,s,H-14),1.21(3H,s,H-15),0.99(3H,d,J= 6.7 Hz,H-12),0.97(3H,d,J= 6.7 Hz,H-13)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:21.5(C-1),40.5(C-2),80.2(C-3),50.3(C-4),121.3(C-5),149.6(C-6),25.3(C-7),42.6(C-8),75.3(C-9),50.7(C-10),37.3(C-11),21.1(C-12),21.3(C-13),21.4(C-14),22.5(C-15)。以上波谱数据与文献报道的基本一致[14]，鉴定化合物4 为nephalbidol。

化合物5：无色油状物；[α]20D＋11.9(c0.05,MeOH)；EI-MSm/z238 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.76(1H,d,J= 6.7 Hz,H-6),4.06(2H,s,H-14),3.40(1H,dd,J= 1.8,11.0 Hz,H-10),0.91(3H,d,J= 6.0 Hz,H-12),0.89(3H,d,J= 6.0 Hz,H-13),0.66(3H,s,H-15)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:48.5(C-1),39.0(C-2),27.1(C-3),47.5(C-4),44.5(C-5),127.0(C-6),139.1(C-7),25.5(C-8),29.3(C-9),83.7(C-10),29.3(C-11),23.7(C-12),20.2(C-13),68.2(C-14),14.0(C-15)。以上波谱数据与文献报道基本一致[15]，鉴定化合物5 为isodauc-6-ene-10β,14-diol。

化合物6：无色油状物；[α]20D＋12.9(c0.05,MeOH)；EI-MSm/z196 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.69(1H,s,H-6),4.35(1H,m,H-2),1.78(3H,s,H-11),1.47(3H,s,H-9),1.28(3H,s,H-10)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:47.5(C-1),66.8(C-2),45.7(C-3),86.5(C-4),183.2(C-5),113.0(C-6),171.6(C-7),35.9(C-8),26.5(C-9),30.5(C-10),27.0(C-11)。以上波谱数据与文献报道基本一致[16]，鉴定化合物6 为pubinernoid A。

化合物7：白色固体；[α]20D-57.7(c0.50,CHCl3)；EI-MSm/z362 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.75(1H,t,J= 7.7 Hz,H-13),4.95(1H,s,H-16a),4.71(1H,s,H-16b),4.41(1H,dd,J= 3.5,9.4 Hz,H-5),3.72(3H,s,H-20),1.79(3H,s,H-17),1.37(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:39.6(C-1),45.8(C-2),206.9(C-3),45.6(C-4),75.9(C-5),215.1(C-6),45.8(C-7),80.5(C-8),49.6(C-9),206.4(C-10),44.9(C-11),128.2(C-12),140.3(C-13),29.1(C-14),144.9(C-15),112.2(C-16),22.0(C-17),28.9(C-18),167.7(C-19),52.1(C-20)。以上波谱数据与文献报道基本一致[7,17]，鉴定化合物7 为norcembrene 5。

化合物8：白色固体；[α]20D-31.0(c0.05,CHCl3)；EI-MSm/z332 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.22(1H,s,H-11),5.13(1H,s,H-10),4.81(1H,s,H-16a),4.68(1H,s,H-16b),4.15(1H,dd,J= 3.5,8.4 Hz,H-5),1.66(3H,s,H-17),1.32(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:43.2(C-1),40.9(C-2),207.9(C-3),46.8(C-4),74.8(C-5),212.9(C-6),48.3(C-7),78.8(C-8),45.7(C-9),78.4(C-10),150.8(C-11),131.3(C-12),20.9(C-13),27.7(C-14),145.9(C-15),113.2(C-16),18.2(C-17),25.4(C-18),174.2(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[17]，鉴定化合物8 为norcembrenolide 2。

化合物9：白色固体；[α]20D＋29.5(c0.50,CHCl3)；EI-MSm/z332 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.22(1H,s,H-11),5.17(1H,s,H-10),4.87(1H,s,H-16a),4.74(1H,s,H-16b),4.46(1H,dd,J=2.0,11.0 Hz,H-5),1.66(3H,s,H-17),1.34(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:38.9(C-1),41.8(C-2),208.6(C-3),50.3(C-4),77.8(C-5),212.7(C-6),51.3(C-7),79.5(C-8),44.2(C-9),79.1(C-10),151.8(C-11),131.3(C-12),20.2(C-13),29.3(C-14),145.5(C-15),113.2(C-16),18.5(C-17),28.0(C-18),174.5(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[18]，鉴定化合物9 为sinularcasbane O。

化合物 10：白色固体；[α]20D-58.3(c0.24,CHCl3)；EI-MSm/z348 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:4.93(1H,s,H-16a),4.86(1H,s,H-16b),4.74(1H,t,J= 6.0 Hz,H-10),4.19(1H,dd,J= 4.0,5.6 Hz,H-5),3.95(1H,s,H-11),1.68(3H,s,H-17),1.46(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:40.8(C-1),48.2(C-2),207.6(C-3),44.8(C-4),75.0(C-5),213.8(C-6),49.4(C-7),79.1(C-8),42.4(C-9),75.9(C-10),62.7(C-11),60.7(C-12),21.3(C-13),26.4(C-14),145.8(C-15),112.7(C-16),18.7(C-17),25.6(C-18),174.0(C-19)。以上波谱数据与文献报道的基本一致[19]，鉴定化合物10 为scabrolide D。

化合物11：无色晶体（甲醇）；[α]20D＋12.5(c0.30,CHCl3)；EI-MS：m/z348 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3):δH6.46(1H,dd,J= 4.8,10.8 Hz,H-13),4.87(1H,s,H-16a),4.80(1H,s,H-16b),4.63(1H,d,J=7.6 Hz,H-10),4.60(1H,s,H-11),4.27(1H,dd,J=2.5,8.8 Hz,H-5),1.82(3H,s,H-17),1.46(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:39.8(C-1),42.5(C-2),205.6(C-3),46.2(C-4),75.1(C-5),214.6(C-6),51.5(C-7),79.4(C-8),43.4(C-9),83.4(C-10),75.2(C-11),132.6(C-12),145.3(C-13),28.6(C-14),147.4(C-15),110.6(C-16),21.8(C-17),26.6(C-18),168.6(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[7,20]，鉴定化合物11 为5-epi-sinuleptolide。

化合物12：无色晶体（甲醇）；[α]20D-67.9(c0.30,CHCl3)；EI-MSm/z348 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:6.52(1H,dd,J= 6.0,10.8 Hz,H-13),4.85(1H,s,H-16a),4.79(1H,s,H-16b),4.66(1H,d,J=6.8 Hz,H-10),4.60(1H,s,H-11),4.39(1H,dd,J=3.1,9.9 Hz,H-5),1.82(3H,s,H-17),1.48(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:41.8(C-1),48.1(C-2),208.3(C-3),44.7(C-4),76.9(C-5),213.1(C-6),52.0(C-7),79.5(C-8),42.4(C-9),83.9(C-10),75.6(C-11),131.8(C-12),145.4(C-13),31.6(C-14),148.0(C-15),110.5(C-16),21.2(C-17),29.6(C-18),169.1(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[7,20-21]，鉴定化合物12 为sinuleptolide。

化合物13：无色晶体（甲醇）；[α]20D＋39.0(c0.40,CHCl3)；EI-MSm/z330 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.12(1H,t,J= 7.4 Hz,H-10),5.07(1H,s,H-5),4.94(1H,s,H-16a),4.62(1H,s,H-16b),1.71(3H,s,H-17),1.28(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:40.4(C-1),44.4(C-2),206.4(C-3),49.8(C-4),77.5(C-5),212.2(C-6),62.5(C-7),91.1(C-8),45.5(C-9),83.1(C-10),43.8(C-11),47.1(C-12),33.2(C-13),32.7(C-14),146.0(C-15),113.8(C-16),22.6(C-17),20.2(C-18),176.1(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[7,22]，鉴定化合物13为ineleganolide。

化合物 14：白色固体；[α]20D-40.9(c0.10,CHCl3)；EI-MSm/z312 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.01(1H,t,J= 4.6 Hz,H-10),4.86(1H,s,H-16a),4.83(1H,s,H-16b),3.95(1H,m,H-11),3.59(2H,s,H-4),3.44(1H,d,J= 8.2 Hz,H-12),1.82(3H,s,H-17),2.09(3H,s,H-18)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:41.4(C-1),47.1(C-2),207.9(C-3),39.6(C-4),134.2(C-5),183.4(C-6),126.5(C-7),150.7(C-8),45.8(C-9),80.9(C-10),50.1(C-11),47.6(C-12),149.2(C-13),38.5(C-14),146.9(C-15),111.1(C-16),21.5(C-17),15.7(C-18),172.5(C-19)。以上波谱数据与文献报道基本一致[7,23]，鉴定化合物14为yonarolide。

化合物 15：白色固体；[α]20D-78.3(c0.20,CHCl3)；EI-MSm/z336 [M]+；1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.07(1H,t,J= 7.6 Hz,H-7),4.02(1H,d,J= 9.2 Hz,H-3),2.90(1H,t,J= 5.7 Hz,H-11),1.80(3H,s,H-19),1.61(3H,s,H-20),1.48(3H,s,H-18),1.38(3H,d,J= 7.0 Hz,H-17)；13C-NMR(125 MHz,CDCl3)δ:37.3(C-1),23.4(C-2),31.6(C-3),59.4(C-4),63.4(C-5),25.8(C-6),36.2(C-7),134.1(C-8),126.4(C-9),38.6(C-10),35.2(C-11),94.1(C-12),74.8(C-13),28.1(C-14),42.8(C-15),175.2(C-16),17.7(C-17),25.6(C-18),15.9(C-19),16.9(C-20)。以上波谱数据与文献报道基本一致[24]，鉴定化合物15为dihydrosinularin。

4 生物活性测试

文献曾报道了化合物7～15 开展过细胞毒活性的测试。本研究中对化合物1～6 进行抗肿瘤活性筛选，结果表明，这6 个化合物均对A549、HT-29、SNU-398 和Capan-1 细胞没有表现出有明显的细胞毒活性。

为探索降二萜类化合物更广泛的生物活性，也为解决我国面临的高血脂、肥胖、糖尿病问题提供指导，开展了ACC1[25]和ACL[26]抑制活性实验，但本结果中所有化合物均未表现出明显的酶抑制活性。

5 讨论

短指软珊瑚作为珊瑚家族的重要成员之一，不仅每年从中分离的结构新颖的化合物数目可观，而且有一些化合物是有强烈生物活性，这与其生存的非常独特的海洋环境是密切相关的[1]。本课题对采自中国南海西瑁岛海域的短指属Sinularia的一个未明确种名的软珊瑚的化学成分开展了系统性的研究，共分离鉴定了15 个化合物。化合物1～5 为倍半萜类化合物，其骨架类型分别为大根香叶烷型（germacrane）、oppositane 型、杜松烷型（cadinane）、愈创木烷型（guaiane） 和异胡萝卜烷型（isodaucane）。化合物6 为罕见的反Bredt 规则的双环桥烯型单萜。化合物7～14 为降二萜，其中7～12 的骨架类型是C-4 降西松烷型，13 是inelegane型，14 是yonarane 型。化合物15 为西松烷型（cembrane）二萜。这15 个化合物的骨架类型多达10 种，充分证明了短指属软珊瑚的萜类成分结构的多样性和复杂性，本研究进一步充实了对该属软珊瑚的化学多样性的认知。其中，化合物3 和6 为首次从软珊瑚科软珊瑚中分离得到，1、2 和5 为首次从短指属软珊瑚中分离得到。另外通过对比化合物8～12 的碳谱数据，发现化合物8、10 和11 的C-5和C-18 化学位移小于化合物9 和12 的，差值在δ2～3。引起化学位移显著变化的是由于C-5 构型改变引起的。这一规律与其他文献报道的降二萜化合物的性质符合[7,27]。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突