專利名稱：：一種具有抗污損活性的化合物及其提取方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種異喹啉類化合物，尤其是涉及一種具有抗污損生物附著作用，并可抑制藤壺幼體附著的新化合物及其提取分離純化方法和應(yīng)用。技術(shù)背景海洋污損生物(foulingorganisms)是海洋環(huán)境中棲息或附著在船舶和各種水下人工設(shè)施上，對(duì)人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響的動(dòng)物、植物和微生物的總稱，它不僅是影響海洋設(shè)施安全和使用壽命的重要因素，也是人類開(kāi)始接觸海洋時(shí)所關(guān)注的問(wèn)題。在世界范圍內(nèi)，海水中人造設(shè)施表面的污損生物導(dǎo)致了嚴(yán)重的技術(shù)和環(huán)境問(wèn)題，它們對(duì)艦船、水雷、碼頭、海洋石油平臺(tái)、海底電纜、浮標(biāo)、臨海發(fā)電廠冷卻管道和海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱等的嚴(yán)重危害導(dǎo)致世界范圍內(nèi)每年數(shù)十億美元的損失。對(duì)污損生物的附著和防除技術(shù)的研究也因其在經(jīng)濟(jì)和軍事上的重大意義一直受到世界各臨海國(guó)家的普遍重視，每年用于該領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)業(yè)已超過(guò)20億美元。從20世紀(jì)初開(kāi)發(fā)了防污涂料以來(lái)，基本上解決了海洋生物附著問(wèn)題。20世紀(jì)70年代以后，隨著汞、砷等防污劑的禁用，有機(jī)錫化合物成為代表性的防污劑。20世紀(jì)80年代以來(lái)，發(fā)現(xiàn)有機(jī)錫對(duì)大部分海洋生物具有毒性，因而各國(guó)紛紛立法，禁用或限用有機(jī)錫防污涂料，到2008年，有機(jī)錫將被全面禁用。目前氧化亞銅類防污涂料占主導(dǎo)地位，但由于銅元素會(huì)在海洋中，特別是海港中大量積聚，導(dǎo)致海藻的大量死亡，從而破壞生態(tài)平衡，因此最終也將被禁用。傳統(tǒng)的防污劑對(duì)附著生物有毒殺作用，造成不可恢復(fù)的損傷，且會(huì)污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，而理想的海洋防污劑應(yīng)當(dāng)同時(shí)滿足(1)低濃度下具有活性；(2)經(jīng)濟(jì)；(3)對(duì)人體及其它有機(jī)體無(wú)害；(4)適用于各種附著基質(zhì)；(5玩污染；(6)具有生物可降解性。天然防污活性物質(zhì)來(lái)源于自然界，基本接近上述6個(gè)條件，可望替代對(duì)環(huán)境有害的防污劑。海漆是大戟科的有毒植物，為我國(guó)紅樹(shù)植物的一種，生于高潮線附近的泥灘上，亦可生長(zhǎng)在泥沙灘，多與海蓮、木欖等混生，主要分布在我國(guó)的廣東、廣西、臺(tái)灣、福建和海南以及印度、菲律賓和大洋洲。該植物為落葉或半常綠喬木，高達(dá)710m，最高可達(dá)20m。在泰國(guó)該植物的樹(shù)皮和木材是治療腸胃氣脹的傳統(tǒng)用藥，在中國(guó)臺(tái)灣和日本的沖繩該植物的樹(shù)脂和乳汁作為香料被用作沉香的代用品。另外它在民間還被用作治療癲癇、結(jié)膜炎、皮炎、血尿、麻風(fēng)病、牙痛。公開(kāi)號(hào)為CN1299589的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┮环N涉及某些5—酰苯胺基一鹵代烷基噻唑作為抗微生物劑和海洋防污劑的應(yīng)用。公開(kāi)號(hào)為CN1802913的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┮环N可作為海洋防污劑的天然產(chǎn)物魚(yú)藤酮的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗污損活性的化合物及其提取方法。本發(fā)明的另一目的在于提供具有抗污損活性的化合物的應(yīng)用。本發(fā)明所述的具有抗污損活性的化合物為3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉，該化合物的分子式為CuH9N03，分子量為203，為黃色針狀晶體(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，難溶于水，具有抑制大型污損生物藤壺幼體附著的活性。化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉在天然植物中的累積部位化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉至少存在于天然植物海漆的根部，而在莖、葉等部位則不累積。本發(fā)明所述的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)的提取方法包括以下步驟-1)將干的海漆的根粉碎，得海漆根碎塊；2)將海漆根碎塊用溶劑浸泡，得提取液；3)將提取液過(guò)濾，減壓，抽干溶劑制成浸膏；4)將浸膏分散在水中并用乙酸乙酯萃取，除去乙酸乙酯得到粗品；5)將粗品用石油醚丙酮為洗脫劑硅膠柱層析純化，在丙酮中重結(jié)晶，再用甲醇為溶劑柱層析精制，得到純的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基—7—醛基異喹啉)。海漆根碎塊的粒徑大小最好為0.10.5cm。所述的溶劑可用70%95%乙醇/水，或70%90%甲醇/水，或40°%70%丙酮/水，浸泡的時(shí)間最好為4872h，浸泡最好重復(fù)3次。在步驟3)中，可采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓，抽干溶劑。在步驟4)中，將浸膏分散在水可采用每100g浸膏200ml水，所用的乙酸乙酯與水的體積比最好為l:l;除去乙酸乙酯可采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。石油醚丙酮的兩相溶劑比例為(3.54.5):1，最好為4:1。柱層析可采用Sephedex一LH20柱層析(柱長(zhǎng)150cm，直徑5cm)。本發(fā)明所述的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)由于可以通過(guò)抑制藤壺幼體附著的方式來(lái)防除污損生物藤壺的附著，從而起到防污作用，因此可將所述的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)用于制備高效的防污劑。本發(fā)明從紅樹(shù)植物海漆中分離得到了一種新的穩(wěn)定的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)，其具有抑制藤壺幼體附著的活性。該化合物因?yàn)槭翘烊淮嬖诘某煞郑虼耸黔h(huán)境友好的防污劑。另外化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉是一種高效的防污劑，抑制藤壺幼體附著，EC5。(半抑制濃度)為0.24^g/cm2，最低有效濃度為0.3pg/cm2?；衔?一甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉的親油性好，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑，易控制其釋放速度，在保證有效滲出濃度的同時(shí)，避免過(guò)快得溶解和流失，有利于長(zhǎng)效利用。另外化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉相對(duì)于其他報(bào)道的具有防污活性的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，有利于將來(lái)合成利用。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)的HMBC相關(guān)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的具有抗污損活性的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)的生物活性檢測(cè)結(jié)果。在圖2中，橫坐標(biāo)為濃度(ng/cm2)，縱坐標(biāo)為該化合物的活性的百分率。黑點(diǎn)的數(shù)據(jù)表示附著率，白點(diǎn)的數(shù)據(jù)表示死亡率。具體實(shí)施方式下面通過(guò)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，詳細(xì)說(shuō)明但不限制本發(fā)明。實(shí)施例1化合物的制備材料來(lái)源海漆的樣品采自海南東寨港，種屬由廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林益明教授鑒定，標(biāo)本存放于廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生態(tài)所。提取和分離將干的海漆的根粉碎成粒徑0.10.5cm大小的顆粒，將粉碎后的用95%乙醇浸泡48h，重復(fù)3次；將提取液過(guò)濾并用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去溶劑制成浸膏；將浸膏分散在水(每100g浸膏200ml水)中并用乙酸乙酯(與水體積比1:1)萃取，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去乙酸乙酯得到粗品；將粗品用石油醚丙酮為洗脫劑(4:1)硅膠柱層析純化，在丙酮中重結(jié)晶，再用甲醇為溶劑Sephedex—LH20柱層析精制(柱長(zhǎng)150cm，直徑5cm)，得到純的化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)。實(shí)施例2化合物(3—甲氧基一5羥基—7—醛基異喹啉)的結(jié)構(gòu)鑒定化合物的理化性質(zhì)化合物(3_甲氧基—5羥基一7—醛基異喹啉)為黃色針狀晶體(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，難溶于水。ESI—MS:226(M+Na)+。iHNMR(CDC13，600Hz)S:9.96(1H，s)，9.17(1H，s)，8.52(1H，s)，7.95(1H，d，7=3.0Hz)，7.13(1H，dd，J:3.0，0.6Hz)，4.00(3H，s)。13CNMR(CDC13，600Hz)5:185.1，164.7，149.7，148.2，148.1，130.3，125.1，124.4，115.0，113.5，52.5。表1給出了二維核磁共振譜數(shù)據(jù)(檢出的異核多量子相干(HMQC)，檢出&的異核多鍵相關(guān)(HMBC)(參見(jiàn)圖1)。表1二維核磁共振譜數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>化合物的結(jié)構(gòu)推導(dǎo)化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)有11個(gè)碳，其中52.5為羥甲基的碳，185.1為醛碳基的碳，其余的碳均在110170之間，結(jié)合與其相連的氫的化學(xué)位移，可以推斷這些都是芳環(huán)的碳，而這些碳共有9個(gè)，所以推斷有芳雜環(huán)的結(jié)構(gòu)，而9.17，8.52的氫的化學(xué)位移比一般的芳環(huán)氫低場(chǎng)，而符合含氮的芳雜環(huán)上的氫的化學(xué)位移，進(jìn)一步證實(shí)了推斷。而根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，為含氮化合物，則其母核為喹啉或異喹啉，而且有4個(gè)氫，其它的3個(gè)氫被羥基、羥甲基、和醛基在取代。根據(jù)7.13和7.95的耦合常數(shù)知道它們處在苯環(huán)的間位，而另外2個(gè)氫是單峰，所以這4個(gè)氫都不可能在鄰位，而且在芳環(huán)和芳雜環(huán)各有2個(gè)氫，所有知道9.17和8.52的氫在氮雜環(huán)上，而根據(jù)它們的化學(xué)位移知道它們?cè)诘腶位上，所以知道其母核為異喹啉。再結(jié)合它們HMBC可以推斷出這些氫和取代基的確定位置。從而得到化合物具體結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3該化合物G—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)在海漆的不同器官中的分布采集海漆的根、莖和葉，將它們陰干，各取100g，用粉碎機(jī)將樣品粉碎成粒徑0.10.5cm大小的顆粒。用95X乙醇浸提48h，重復(fù)3次，將提取液合并，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮成浸膏。得到根、莖、葉的浸魯分別重7.35g，5.04g，3.84g。將所得的浸膏用TLC檢測(cè)，并與得到的該化合物純品對(duì)照，化合物本身是黃色，從TLC看出葉和莖的提取物沒(méi)有與樣品對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)，而根的提取物則有非常明顯的斑點(diǎn)。確定了該活性物質(zhì)主要分布在根部。實(shí)施例4化合物(3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉)抗污損作用的生物學(xué)試驗(yàn)及測(cè)定(參見(jiàn)圖2)生物檢測(cè)模型采用目前應(yīng)用最久、最廣泛、最主要的一種生物檢測(cè)模型——藤壺金星幼體的附著抑制試驗(yàn)。將檢測(cè)物質(zhì)溶于海水中配制成一系列濃度梯度，以未加入檢測(cè)物質(zhì)的海水為對(duì)照組，均設(shè)3個(gè)平行組。不溶于水的待檢測(cè)物質(zhì)先配制成一定濃度的溶液(乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇)，取lml于直徑為6cm的培養(yǎng)皿，蒸發(fā)溶劑使待測(cè)物在培養(yǎng)皿表面形成一定濃度涂層。將25-30只金星幼體放入5ml的實(shí)驗(yàn)水體。在28'C和15h亮9h暗的光照周期下培養(yǎng)48h后，觀察和計(jì)算金星幼體的附著數(shù)目。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得到48h的EC5G(半抑制附著濃度，即抑制幼體附著率為最大抑制幼體附著率的50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的濃度)，由ECso可知檢測(cè)物質(zhì)防污活性的高低。而在24h后，計(jì)算幼體的死亡數(shù)目，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得到24h的LCso(半致死濃度)，由LC5o可知檢測(cè)物質(zhì)對(duì)藤壺幼體的毒性大小。化合物的EC50(半抑制濃度)為0.24pg/cm2(95%lower為0.23ng/cm2，95%uper為0.24嗎/cm2)。在試驗(yàn)中最低有效濃度為0.3pg/cm2，最高無(wú)效濃度為0.2pg/cm2。化合物的LC50(半致死濃度)為1.13pg/cm2(95%lower為1.12嗎/cm2，95%uper為1.15pg/cm2)，最低有效濃度為lpg/cm2，最高無(wú)效濃度為0.5pg/cm2。而化合物的LCso遠(yuǎn)大于化合物EC5o，所以化合物不是通過(guò)毒性來(lái)起作用，屬于低毒防污劑。權(quán)利要求1.一種具有抗污損活性的化合物，其特征在于為3-甲氧基-5羥基-7-醛基異喹啉，分子式為C11H9NO3，分子量為203，為黃色針狀晶體(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，難溶于水，具有抑制大型污損生物藤壺幼體附著的活性。2.如權(quán)利要求1所述的一種具有抗污損活性的化合物，其特征在于化學(xué)結(jié)構(gòu)式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3.如權(quán)利要求1所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于包括以下步驟:1)將干的海漆的根粉碎，得海漆根碎塊；2)將海漆根碎塊用溶劑浸泡，得提取液；3)將提取液過(guò)濾，減壓，抽干溶劑制成浸膏；4)將浸膏分散在水中并用乙酸乙酯萃取，除去乙酸乙酯得到粗品；5)將粗品用石油醚丙酮為洗脫劑硅膠柱層析純化，在丙酮中重結(jié)晶，再用甲醇為溶劑柱層析精制，得到具有抗污損活性的化合物。4.如權(quán)利要求3所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于海漆根碎塊的粒徑大小為0.10.5cm。5.如權(quán)利要求3所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于所述的溶劑為70%95%乙醇/水，或70%90%甲醇/水，或40%70%丙酮/水。6.如權(quán)利要求3所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于浸泡的時(shí)間為4872h，浸泡重復(fù)3次。7.如權(quán)利要求3所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于在步驟4)中，將浸膏分散在水采用每100g浸膏200ml水，所用的乙酸乙酯與水的體積比為1:1。8.如權(quán)利要求3所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于石油醚丙酮的兩相溶劑比例為3.54.5:1。9.如權(quán)利要求8所述的具有抗污損活性的化合物的提取方法，其特征在于石油醚丙酮的兩相溶劑比例為4:1。10.如權(quán)利要求1所述的一種具有抗污損活性的化合物用于制備防污劑。全文摘要一種具有抗污損活性的化合物及其提取方法與應(yīng)用，涉及一種異喹啉類化合物。提供一種具有抗污損活性的化合物及其提取方法和應(yīng)用?；衔餅?-甲氧基-5羥基-7-醛基異喹啉，分子式為C₁₁H₉NO₃，將干的海漆的根粉碎，得海漆根碎塊；將海漆根碎塊用溶劑浸泡，得提取液；將提取液過(guò)濾，減壓，抽干溶劑制成浸膏；將浸膏分散在水中并用乙酸乙酯萃取，除去乙酸乙酯得到粗品；將粗品用石油醚丙酮為洗脫劑硅膠柱層析純化，在丙酮中重結(jié)晶，再用甲醇為溶劑柱層析精制，得到純的具有抗污損活性的化合物(3-甲氧基-5羥基-7-醛基異喹啉)?；衔锟捎糜谥苽涓咝У姆牢蹌?。文檔編號(hào)C09D5/16GK101230039SQ200810070639公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)日期2008年2月15日優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日發(fā)明者馮丹青,楊志偉,鵬林,林益明,王湛昌,陳俊德申請(qǐng)人:廈門大學(xué)