海洋生物活性物质-萜类

例如从红藻海头红属Ptocaminum cartilagineum中分离得到14个有抗菌活性的
含卤单萜，其中多卤化单萜(10)和(14)，对人 体Hela-229癌细胞有抑制作用，ED50=1μg/ml。
14
10
图2-4 海头红属海藻中分离得到的有抗菌活性的含卤单萜
国外学者Boyd等从红藻 根叶藻科的松香藻
互为几何异构体，存在于 玫瑰油、橙花油、香茅油中， 为无色、有玫瑰香气的液体， 是作香料的重要原料。
CHO
柠檬醛 b 橙花醛
存在于柠檬草油、橘子油中， 有很强的柠檬香气，是用于 配制柠檬香精的重要原料， 也是合成维生素 的重要原料。
②单环单萜
*
* * OH
薄荷醇
薄荷醇分子中有三个手性碳原子 ，故有四个外消旋体。天然的薄 荷醇是左旋的薄荷醇。
2、萜的分类 根据组成分子的异戊二烯单位的数目分类：
单萜：含有两个异戊二烯单位 标准单萜烯的分子式为C10H16，有3个不饱和键。它包含
开链单萜，单环萜，二环单萜三种。 倍半萜：含有三个异戊二烯单位的萜。 双萜： 含有四个异戊二烯单位的萜。 三萜： 含有六个异戊二烯单位的萜。 四萜： 含有八个异戊二烯单位的萜。
蕃茄红素是 胡萝卜素的 异构体，是 开链萜，存 在于蕃茄、 西瓜及其他 一些果实中 ，为洋红色 结晶。
OH
叶黄素
（二） 海洋萜类概况
在海洋天然产物中，萜类化合物最多，约占 40％，但三萜、四萜种类和数量都较少。
海洋生物产生的萜类，主要来自海藻、海绵、 腔肠动物和软体动物。
目前已发现的海洋萜类 中仅倍半萜就约有400种 ，其中很多具有抗癌、 抗菌和其他活性。
③双环单萜
CH3 O
莰酮（樟脑） m.p 179 ℃ b.p 209 ℃
重要存在于樟脑树中，为无色闪光 结晶，易升华，有愉快香味。樟脑气味 有驱虫作用，可用于毛料衣物的纺蛀剂。 在医药上用作强化剂以及配制十滴水、 清凉油等。
倍半萜
在陆地植物体内常以醇、酮、内酯等形式存在于 挥发油中，多具有较强的香气和生物活性，根据结构 可分为链状倍半萜、单环倍半萜、双环倍半萜、三环 倍半萜等。
萜烯类化合物
二、萜类化合物（terpenes) （一）萜类化合物的概况
❖ 萜类物质是指由异戊二烯聚合而成的一 类烃类化合物及其衍生物。
❖ 典型的萜类化学结构特点是分子中含 C10以上，且含碳原子数都是5的整数倍。
生源异戊二烯法则
萜类形成的 基本单元
葡萄糖→乙酸 → 甲戊二羟酸（MVA）， ATP
半萜结构不同，几乎没有含卤的萜类。 从中分离得到的2个含有对苯二酚基的双环倍
2001年，我国科学工作者从广东湛江沿海的蓝斑背
肛海兔(Notarchus leachil cirrosus)中分离得到
2个具有抗癌活性的多卤代单萜为(7E)-1-乙酸基8-氯-7-二氯甲基-7-烯-4-酮-3-甲基辛烷(16)和 (7Z)-1-乙酸基-8-氯-7-二氯甲基-7-烯-4-酮-3-甲 基辛烷(17)，体外抗癌活性显示：两化合物对人早 幼粒细胞白血病HL-60和人单核细胞白血病U937表 现出中等强度的细胞活性。
O
虫药，其作用是使蛔虫麻 痹而被排除体外，但对人
也有相当的毒性。
Байду номын сангаас双萜
维生素A，淡黄色晶体m.p 64℃，存在于动物 的肝、奶油、蛋黄和鱼肝油中。不溶于水，易溶于 有机溶剂。受紫外光照射后则失去活性。
维生素 A（A1）
OH
叶绿醇是叶绿素的一个 组成部分，用 碱水解叶绿素可得到叶 绿醇，叶绿醇是合成维 生素K及维生素E的原料。
类化合物的重要来源。从Paralemnalia属软
珊瑚中就分离到11种倍半萜和降倍半萜，从海 兔消化腺中分离得到的主要化学成分是萜类物 质，而且一大部分是卤代萜。
海洋萜类中，卤素主要存在于单萜和倍半萜及 二萜中。数量最多的是倍半萜类，其次是二萜、 单萜，三萜很少，在更高的萜类中几乎没发现。 大多数海洋萜类所含的卤素为氯或溴元素，目 前还没发现含氟或碘元素的萜类。
3、萜的命名 IUPAC规定的系统命名法比较生辟，我国一律按英文俗名 意译，再接上“烷”、“烯”、“醇”等命名而成。习惯常 用俗名如樟脑烷，薄荷醇等。
4、一些有代表性的萜类 单萜 ①开链单萜
CH2OH
牻牛儿苗醇（香叶醇） b.p 230 ℃ CHO
柠檬醛 a 牻牛儿苗醛或香叶醛
CH2OH
橙花油醇 b.p 226.7 ℃
OH 叶绿醇
CH3
CH3 COOH 松香酸
CH CH3 CH3
存在于松脂中，是松香 的主要成分。广泛用于 造纸、制皂、制涂料等 工业上的原料。
三萜
角鲨烯
角鲨烯（squalene）
CH3
H3C CH3
HO H3C
CH3
CH3 羊毛甾醇
四萜 多烯色素
α 胡萝卜素 m.p 188 ℃ β 胡萝卜素 m.p 184 ℃
的抗金黄色葡萄球菌作用。
从略大凹顶藻(Laurencia majuscula)中分离
到含溴Chamigrene倍半萜(37) ，(38) 及 Cedrane倍半萜(39) ，生物活性表明，该类物 质的混合物具有植物激素的作用，且对金黄色 葡萄球菌核和油菜菌核有较强的杀灭作用。
苯
环
饱和六元环
从红藻Laurencia obtusa中分离得到3个倍半
m.p 43℃, b.p 213.5℃,存在于薄荷油中，低 熔点固体，具有芳香凉爽气味，有杀菌、防 腐作用，并有局部止痛的效力。用于医药、 化妆品及食品工业中，如清凉油、牙膏、糖 果、烟酒等。
③双环单萜
CH3 α 蒎烯
α 蒎烯 是松节油的主要成分（80%） 用作油漆、蜡等的溶剂，是合成冰片、 樟脑等的重要化工原料。 b.p 156 ℃
图2-2 萜类化合物的形成
1、萜类物质的理化性质 萜类化合物总体特点 成分范围广，彼此结构性质差异大； 同一生源途径衍生而来； 结构共同点：
绝大多数都有双键、共轭双键与活泼氢、 较多萜类具有内酯结构。
（1） 性状
萜类以倍半萜、二萜、
低分子量的萜类化合物如二合单倍物半极萜萜少、居，倍多 目半，前萜三只通萜发化现常
的甜味是蔗糖的300倍。
（2） 溶解性 萜类化合物一般为亲脂性成分，易溶于亲
脂性有机溶剂，可溶于醇，难溶于水。 萜类化合物若与糖成苷，则具有亲水性，
易溶于热水，难溶于亲脂性有机溶剂。 具有内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，
酸化后又可从水中析出。 （3） 稳定性
萜类化合物对强热、光及酸碱较为敏感— —或被氧化、或发生重排，导致结构变化
倍半萜的研究主要以红藻中的凹顶藻为原料提取， 全藻入药。
应用：解毒消炎
药理作用：对A、B、O、AB型血细胞 有凝聚作用，对B型血细胞具有特异 活性，有抗菌消炎作用。
从红藻Laurencia中分离得到溴代倍半萜
Laurinterol(35)，该化合物从东海沿岸常见
的异枝凹顶藻Laurencia intermdeia及冈村凹 顶藻L．okamurai 中均有分离得到，具有很强
15% 85% 0.1%
广泛存在于 植物的叶、 茎、和果实 及动物的乳 汁和脂肪中， β 体最重要 （生理活性
最强）。
γ 胡萝卜素 m.p 178 ℃
较长的碳碳双键的共轭体系，所 以四萜都是有颜色的物质
番茄红素
叶黄素是存 在植物体内 一种黄色的 色素，与叶 绿素共存， 只有在秋天 叶绿素破坏 HO 后，方显其 黄色。
图2-5 红藻属耳壳藻中的单萜
含卤海藻单萜大多含有碳卤键，其生源合成过 程与陆地生物有较大区别：
图 2-6 陆 地 与 海 洋 单 萜 的 生 源 合 成 过 程
在海兔的化学成分研究中，已获得了许多萜类化合物， 萜类物质是海兔消化腺中主要化学成分，而且一大部分 是卤代萜。研究者注意到从海兔消化腺中分离到的大部 分化学物质与它们相应的食物海藻中分离到的相同或相 关，推测海兔有把来源于海藻的代谢物质有效地积累于 其消化腺中的能力，并将这些物质作为化学防御物质。
卤素在单萜中主要是以多卤化合物的形式存在， 且同时含氯和溴元素的几率较高。大多数卤代 单萜含有末端双键，且末端双键上会有一个卤 原子(目前发现的17种卤代单萜中就有16种具 有末端双键，且末端双键上会有一个氯原子或 溴原子)。
在倍半萜、二萜及三萜化合物中主要以单卤代 为主，且含溴的几率大于氯。卤素主要分布在 苯环或饱和的六员环上，且往往卤原子的邻位 或对位有活化苯环的羟基存在。这可能与酚类 物质易发生卤代反应有关。饱和的六员环可能 是在生物代谢过程中由苯环还原所得。
→甲戊二羟酸焦磷酸酯→ 脱羧、脱水→焦磷
酸异戊烯酯（IPP） 互变异构化
焦磷
酸γ，γ-二甲基丙烯酯（DMAPP）
这两个化合物是生物体内“活性异戊二 烯”，由它们继续衍生为各类天然萜类物质。
❖ 萜类化合物主要是沿用经验异戊二烯法则分类， 即按异戊二烯的数目进行分类 。
甲戊二羟酸焦磷酸酯
图2-1 活性异戊二烯的形成
海洋萜类(分1μ子m中o含l／有L特)。殊的官能团,例如卤素、
异氰基(-NC)和呋喃环。
海洋萜类，特别是环状萜类的分子结构特殊。
海洋卤代萜的特点
海洋卤代萜类化合物主要来源于海藻、软体动 物(海兔等)、多孔动物海绵、腔肠动物(软珊瑚、 柳叶珊瑚等)、海洋微生物等生物体内。近十 几年来，仅从凹顶藻属中就分离出400多种萜 类化合物，代表26种类型结构骨架，是海洋萜
2、倍半萜
来源于陆地植物的倍半萜有链状和环状两类，海
洋生物中主要以环状的倍半萜为主，而且无论是结
构类型和数量在海洋生物中都是最丰富的。
图 2-7 海 洋 链 状 倍 半 萜 碳 架
单环倍半萜碳架
双环倍半萜碳架
三环倍半萜碳架
图2-8 海洋环状倍半萜碳架
海藻中含有丰富的倍半萜，其中含卤倍半萜是红藻 最普通代谢物，且又以凹顶藻中含卤倍半萜最为丰 富。最常见的卤原子是溴和氯，碘原子较罕见，氟 原子不存在于海藻倍半萜中。
为液态，具有挥发性，是挥两发种油，四的萜组广分泛；存分在子。量
较高的萜类为固态，多数可形成结晶体，不具有
挥发性。
萜类化合物分子结构一般有多个手性碳，具
有旋光性。低分子萜类化合物具有较高的折光率。
萜类化合物多具有苦味，有的味极苦；个别
萜类化合物具有强的甜味：如具有对映-贝壳杉
烷骨架（ent-kaurane）的二萜多糖苷—甜菊苷
大多数海洋含卤萜类具有细胞毒性、抗菌、抗 肿瘤等生理活性。
（三） 海洋萜类化合物实例
1、单萜-主要有链状和单环两种类型，绝大
多数分布在海藻中，在珊瑚和海绵中都极少。
图2-3 海洋单萜碳架
海藻中的单萜主要存在于红藻凹顶藻中， 分子中含有碳卤键是其特征，且化合物 多数具有抗菌活性。褐藻中基本不含单 萜 （1）直链多卤单萜 原料：红藻P.cartiagineum 提取剂：乙烷
(Portieria homerhanuii)中分离到的Halomon
属多卤化单萜化合物(3)，不仅具有独特的作 用机制，而且对通常不敏感的癌细胞系具有选 择性活性，现已进入临床前药理评估阶段。
从红藻 属耳壳藻(Peyssonnelia caulifera)
中分离得到3种单萜，其中（1）为高单萜内 酯——耳壳藻内酯对EAC肿瘤细胞有强抑制作 用，ED50=0.5μg/ml。
海洋萜类与陆地萜类明显不同
在陆地生生植物活入体在了中，海 其主洋 化要中 学合的 成成生 分单物 ，萜将 海，产卤水生素不很多常 见的有香仅味含的有植物高挥浓发度油的；氯在离海子洋生(0物.5体内主 要生成分m子ol量／较L高)，的还萜有类，足特量别的是溴二(萜1 、二倍 半萜。 mmol／L)和相对较少量的碘
金合欢醇
OH
无色粘稠液体，b.p 125℃/66.5Pa，有铃兰气味， 存在于玫瑰油、茉莉油、合金欢油及橙花油中。是 一种珍贵的香料，用于配制高级香精；有保幼激素 活性，用于抑制昆虫的变态和性成熟。
O O
山道年
是由山道年花蕾中提取出 的无色结晶，m.p170℃,
不溶于水，易溶于有机溶剂。
过去是医药上常用的驱蛔
萜，（1）和（2）能抑制HeLa-229肿瘤细胞生 长，ED50分别为10.0μg/ml、4.5μg/ml。（3） 对海胆的100%抑制浓度为16μg/ml。
图2-10 红藻Laurencia obtusa中的倍半萜
褐藻中的倍半萜种类不多，主要存在于
Dictyota网地藻属的褐藻中。但与红藻中的倍