一种具有抗污损活性的化合物及其提取方法与应用的制作方法

专利名称：：一种具有抗污损活性的化合物及其提取方法与应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种异喹啉类化合物，尤其是涉及一种具有抗污损生物附着作用，并可抑制藤壶幼体附着的新化合物及其提取分离纯化方法和应用。技术背景海洋污损生物(foulingorganisms)是海洋环境中栖息或附着在船舶和各种水下人工设施上，对人类经济活动产生不利影响的动物、植物和微生物的总称，它不仅是影响海洋设施安全和使用寿命的重要因素，也是人类开始接触海洋时所关注的问题。在世界范围内，海水中人造设施表面的污损生物导致了严重的技术和环境问题，它们对舰船、水雷、码头、海洋石油平台、海底电缆、浮标、临海发电厂冷却管道和海水养殖网箱等的严重危害导致世界范围内每年数十亿美元的损失。对污损生物的附着和防除技术的研究也因其在经济和军事上的重大意义一直受到世界各临海国家的普遍重视，每年用于该领域的研究开发经费业已超过20亿美元。从20世纪初开发了防污涂料以来，基本上解决了海洋生物附着问题。20世纪70年代以后，随着汞、砷等防污剂的禁用，有机锡化合物成为代表性的防污剂。20世纪80年代以来，发现有机锡对大部分海洋生物具有毒性，因而各国纷纷立法，禁用或限用有机锡防污涂料，到2008年，有机锡将被全面禁用。目前氧化亚铜类防污涂料占主导地位，但由于铜元素会在海洋中，特别是海港中大量积聚，导致海藻的大量死亡，从而破坏生态平衡，因此最终也将被禁用。传统的防污剂对附着生物有毒杀作用，造成不可恢复的损伤，且会污染环境，破坏生态平衡，而理想的海洋防污剂应当同时满足(1)低浓度下具有活性；(2)经济；(3)对人体及其它有机体无害；(4)适用于各种附着基质；(5玩污染；(6)具有生物可降解性。天然防污活性物质来源于自然界，基本接近上述6个条件，可望替代对环境有害的防污剂。海漆是大戟科的有毒植物，为我国红树植物的一种，生于高潮线附近的泥滩上，亦可生长在泥沙滩，多与海莲、木榄等混生，主要分布在我国的广东、广西、台湾、福建和海南以及印度、菲律宾和大洋洲。该植物为落叶或半常绿乔木，高达710m，最高可达20m。在泰国该植物的树皮和木材是治疗肠胃气胀的传统用药，在中国台湾和日本的冲绳该植物的树脂和乳汁作为香料被用作沉香的代用品。另外它在民间还被用作治疗癫痫、结膜炎、皮炎、血尿、麻风病、牙痛。公开号为CN1299589的发明专利申请提供一种涉及某些5—酰苯胺基一卤代烷基噻唑作为抗微生物剂和海洋防污剂的应用。公开号为CN1802913的发明专利申请提供一种可作为海洋防污剂的天然产物鱼藤酮的应用。
发明内容本发明的目的在于提供一种具有抗污损活性的化合物及其提取方法。本发明的另一目的在于提供具有抗污损活性的化合物的应用。本发明所述的具有抗污损活性的化合物为3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉，该化合物的分子式为CuH9N03，分子量为203，为黄色针状晶体(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，难溶于水，具有抑制大型污损生物藤壶幼体附着的活性。化合物3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉的化学结构式为化合物3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉在天然植物中的累积部位化合物3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉至少存在于天然植物海漆的根部，而在茎、叶等部位则不累积。本发明所述的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)的提取方法包括以下步骤-1)将干的海漆的根粉碎，得海漆根碎块；2)将海漆根碎块用溶剂浸泡，得提取液；3)将提取液过滤，减压，抽干溶剂制成浸膏；4)将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)将粗品用石油醚丙酮为洗脱剂硅胶柱层析纯化，在丙酮中重结晶，再用甲醇为溶剂柱层析精制，得到纯的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基—7—醛基异喹啉)。海漆根碎块的粒径大小最好为0.10.5cm。所述的溶剂可用70%95%乙醇/水，或70%90%甲醇/水，或40°%70%丙酮/水，浸泡的时间最好为4872h，浸泡最好重复3次。在步骤3)中，可采用旋转蒸发仪减压，抽干溶剂。在步骤4)中，将浸膏分散在水可采用每100g浸膏200ml水，所用的乙酸乙酯与水的体积比最好为l:l;除去乙酸乙酯可采用旋转蒸发仪。石油醚丙酮的两相溶剂比例为(3.54.5):1，最好为4:1。柱层析可采用Sephedex一LH20柱层析(柱长150cm，直径5cm)。本发明所述的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)由于可以通过抑制藤壶幼体附着的方式来防除污损生物藤壶的附着，从而起到防污作用，因此可将所述的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)用于制备高效的防污剂。本发明从红树植物海漆中分离得到了一种新的稳定的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)，其具有抑制藤壶幼体附着的活性。该化合物因为是天然存在的成分，因此是环境友好的防污剂。另外化合物3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉是一种高效的防污剂，抑制藤壶幼体附着，EC5。(半抑制浓度)为0.24^g/cm2，最低有效浓度为0.3pg/cm2。化合物3一甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉的亲油性好，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂，易控制其释放速度，在保证有效渗出浓度的同时，避免过快得溶解和流失，有利于长效利用。另外化合物3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉相对于其他报道的具有防污活性的天然产物结构比较简单，有利于将来合成利用。图1为本发明实施例所述的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)的HMBC相关。图2为本发明实施例所述的具有抗污损活性的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)的生物活性检测结果。在图2中，横坐标为浓度(ng/cm2)，纵坐标为该化合物的活性的百分率。黑点的数据表示附着率，白点的数据表示死亡率。具体实施方式下面通过对本发明实施例的描述，详细说明但不限制本发明。实施例1化合物的制备材料来源海漆的样品采自海南东寨港，种属由厦门大学生命科学学院林益明教授鉴定，标本存放于厦门大学生命科学学院生态所。提取和分离将干的海漆的根粉碎成粒径0.10.5cm大小的颗粒，将粉碎后的用95%乙醇浸泡48h，重复3次；将提取液过滤并用旋转蒸发仪蒸去溶剂制成浸膏；将浸膏分散在水(每100g浸膏200ml水)中并用乙酸乙酯(与水体积比1:1)萃取，再用旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯得到粗品；将粗品用石油醚丙酮为洗脱剂(4:1)硅胶柱层析纯化，在丙酮中重结晶，再用甲醇为溶剂Sephedex—LH20柱层析精制(柱长150cm，直径5cm)，得到纯的化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)。实施例2化合物(3—甲氧基一5羟基—7—醛基异喹啉)的结构鉴定化合物的理化性质化合物(3_甲氧基—5羟基一7—醛基异喹啉)为黄色针状晶体(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，难溶于水。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给出了二维核磁共振谱数据(检出的异核多量子相干(HMQC)，检出&的异核多键相关(HMBC)(参见图1)。表1二维核磁共振谱数据<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>化合物的结构推导化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)有11个碳，其中52.5为羟甲基的碳，185.1为醛碳基的碳，其余的碳均在110170之间，结合与其相连的氢的化学位移，可以推断这些都是芳环的碳，而这些碳共有9个，所以推断有芳杂环的结构，而9.17，8.52的氢的化学位移比一般的芳环氢低场，而符合含氮的芳杂环上的氢的化学位移，进一步证实了推断。而根据质谱数据，为含氮化合物，则其母核为喹啉或异喹啉，而且有4个氢，其它的3个氢被羟基、羟甲基、和醛基在取代。根据7.13和7.95的耦合常数知道它们处在苯环的间位，而另外2个氢是单峰，所以这4个氢都不可能在邻位，而且在芳环和芳杂环各有2个氢，所有知道9.17和8.52的氢在氮杂环上，而根据它们的化学位移知道它们在氮的a位上，所以知道其母核为异喹啉。再结合它们HMBC可以推断出这些氢和取代基的确定位置。从而得到化合物具体结构。实施例3该化合物G—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)在海漆的不同器官中的分布采集海漆的根、茎和叶，将它们阴干，各取100g，用粉碎机将样品粉碎成粒径0.10.5cm大小的颗粒。用95X乙醇浸提48h，重复3次，将提取液合并，用旋转蒸发仪减压浓缩成浸膏。得到根、茎、叶的浸鲁分别重7.35g，5.04g，3.84g。将所得的浸膏用TLC检测，并与得到的该化合物纯品对照，化合物本身是黄色，从TLC看出叶和茎的提取物没有与样品对应的斑点，而根的提取物则有非常明显的斑点。确定了该活性物质主要分布在根部。实施例4化合物(3—甲氧基一5羟基一7—醛基异喹啉)抗污损作用的生物学试验及测定(参见图2)生物检测模型采用目前应用最久、最广泛、最主要的一种生物检测模型——藤壶金星幼体的附着抑制试验。将检测物质溶于海水中配制成一系列浓度梯度，以未加入检测物质的海水为对照组，均设3个平行组。不溶于水的待检测物质先配制成一定浓度的溶液(乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇)，取lml于直径为6cm的培养皿，蒸发溶剂使待测物在培养皿表面形成一定浓度涂层。将25-30只金星幼体放入5ml的实验水体。在28'C和15h亮9h暗的光照周期下培养48h后，观察和计算金星幼体的附着数目。根据实验结果可得到48h的EC5G(半抑制附着浓度，即抑制幼体附着率为最大抑制幼体附着率的50%时所对应的浓度)，由ECso可知检测物质防污活性的高低。而在24h后，计算幼体的死亡数目，根据实验结果可得到24h的LCso(半致死浓度)，由LC5o可知检测物质对藤壶幼体的毒性大小。化合物的EC50(半抑制浓度)为0.24pg/cm2(95%lower为0.23ng/cm2，95%uper为0.24吗/cm2)。在试验中最低有效浓度为0.3pg/cm2，最高无效浓度为0.2pg/cm2。化合物的LC50(半致死浓度)为1.13pg/cm2(95%lower为1.12吗/cm2，95%uper为1.15pg/cm2)，最低有效浓度为lpg/cm2，最高无效浓度为0.5pg/cm2。而化合物的LCso远大于化合物EC5o，所以化合物不是通过毒性来起作用，属于低毒防污剂。权利要求1.一种具有抗污损活性的化合物，其特征在于为3-甲氧基-5羟基-7-醛基异喹啉，分子式为C11H9NO3，分子量为203，为黄色针状晶体(甲醇)，易溶于氯仿、乙酸乙酯、丙酮，可溶于甲醇，难溶于水，具有抑制大型污损生物藤壶幼体附着的活性。2.如权利要求1所述的一种具有抗污损活性的化合物，其特征在于化学结构式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3.如权利要求1所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于包括以下步骤:1)将干的海漆的根粉碎，得海漆根碎块；2)将海漆根碎块用溶剂浸泡，得提取液；3)将提取液过滤，减压，抽干溶剂制成浸膏；4)将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)将粗品用石油醚丙酮为洗脱剂硅胶柱层析纯化，在丙酮中重结晶，再用甲醇为溶剂柱层析精制，得到具有抗污损活性的化合物。4.如权利要求3所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于海漆根碎块的粒径大小为0.10.5cm。5.如权利要求3所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于所述的溶剂为70%95%乙醇/水，或70%90%甲醇/水，或40%70%丙酮/水。6.如权利要求3所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于浸泡的时间为4872h，浸泡重复3次。7.如权利要求3所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于在步骤4)中，将浸膏分散在水采用每100g浸膏200ml水，所用的乙酸乙酯与水的体积比为1:1。8.如权利要求3所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于石油醚丙酮的两相溶剂比例为3.54.5:1。9.如权利要求8所述的具有抗污损活性的化合物的提取方法，其特征在于石油醚丙酮的两相溶剂比例为4:1。10.如权利要求1所述的一种具有抗污损活性的化合物用于制备防污剂。全文摘要一种具有抗污损活性的化合物及其提取方法与应用，涉及一种异喹啉类化合物。提供一种具有抗污损活性的化合物及其提取方法和应用。化合物为3-甲氧基-5羟基-7-醛基异喹啉，分子式为C₁₁H₉NO₃，将干的海漆的根粉碎，得海漆根碎块；将海漆根碎块用溶剂浸泡，得提取液；将提取液过滤，减压，抽干溶剂制成浸膏；将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；将粗品用石油醚丙酮为洗脱剂硅胶柱层析纯化，在丙酮中重结晶，再用甲醇为溶剂柱层析精制，得到纯的具有抗污损活性的化合物(3-甲氧基-5羟基-7-醛基异喹啉)。化合物可用于制备高效的防污剂。文档编号C09D5/16GK101230039SQ200810070639公开日2008年7月30日申请日期2008年2月15日优先权日2008年2月15日发明者冯丹青,杨志伟,鹏林,林益明,王湛昌,陈俊德申请人:厦门大学