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，對人類經(jīng)濟活動產(chǎn)生不利影響的動物、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，也是人類開始接觸海洋時所關(guān)注的問題。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)境問題，它們對艦船、水雷、碼頭、海洋石油平臺、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。對污損生物的附著和防除技術(shù)的研究也因其在經(jīng)濟和軍事上的重大意義一直受到世界各臨海國家的普遍重視，每年用于該領(lǐng)域的研究開發(fā)經(jīng)費業(yè)已超過20億美元。從20世紀(jì)初開發(fā)了防污涂料以來，基本上解決了海洋生物附著問題。20世紀(jì)70年代以后，隨著汞、砷等防污劑的禁用，有機錫化合物成為代表性的防污劑。20世紀(jì)80年代以來，發(fā)現(xiàn)有機錫對大部分海洋生物具有毒性，因而各國紛紛立法，禁用或限用有機錫防污涂料，到2008年，有機錫將被全面禁用。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)的防污劑對附著生物有毒殺作用，造成不可恢復(fù)的損傷，且會污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，而理想的海洋防污劑應(yīng)當(dāng)同時滿足(1)低濃度下具有活性；(2)經(jīng)濟；(3)對人體及其它有機體無害；(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)來源于自然界，基本接近上述6個條件，可望替代對環(huán)境有害的防污劑。海漆是大戟科的有毒植物，為我國紅樹植物的一種，生于高潮線附近的泥灘上，亦可生長在泥沙灘，多與海蓮、木欖等混生，主要分布在我國的廣東、廣西、臺灣、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。在泰國該植物的樹皮和木材是治療腸胃氣脹的傳統(tǒng)用藥，在中國臺灣和日本的沖繩該植物的樹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。公開號為CN1299589的發(fā)明專利申請?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。公開號為CN1802913的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N可作為海洋防污劑的天然產(chǎn)物魚藤酮的應(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?；衔?—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)由于可以通過抑制藤壺幼體附著的方式來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。該化合物因為是天然存在的成分，因此是環(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、乙酸乙酯等有機溶劑，易控制其釋放速度，在保證有效滲出濃度的同時，避免過快得溶解和流失，有利于長效利用。另外化合物3—甲氧基一5羥基一7—醛基異喹啉相對于其他報道的具有防污活性的天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)比較簡單，有利于將來合成利用。圖1為本發(fā)明實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。黑點的數(shù)據(jù)表示附著率，白點的數(shù)據(jù)表示死亡率。具體實施方式下面通過對本發(fā)明實施例的描述，詳細(xì)說明但不限制本發(fā)明。實施例1化合物的制備材料來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，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，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個氫，其它的3個氫被羥基、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個氫是單峰，所以這4個氫都不可能在鄰位，而且在芳環(huán)和芳雜環(huán)各有2個氫，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)位移知道它們在氮的a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，并與得到的該化合物純品對照，化合物本身是黃色，從TLC看出葉和莖的提取物沒有與樣品對應(yīng)的斑點，而根的提取物則有非常明顯的斑點。確定了該活性物質(zhì)主要分布在根部。實施例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)試驗及測定(參見圖2)生物檢測模型采用目前應(yīng)用最久、最廣泛、最主要的一種生物檢測模型——藤壺金星幼體的附著抑制試驗。將檢測物質(zhì)溶于海水中配制成一系列濃度梯度，以未加入檢測物質(zhì)的海水為對照組，均設(shè)3個平行組。不溶于水的待檢測物質(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的實驗水體。在28'C和15h亮9h暗的光照周期下培養(yǎng)48h后，觀察和計算金星幼體的附著數(shù)目。根據(jù)實驗結(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%時所對應(yīng)的濃度)，由ECso可知檢測物質(zhì)防污活性的高低。而在24h后，計算幼體的死亡數(shù)目，根據(jù)實驗結(jié)果可得到24h的LCso(半致死濃度)，由LC5o可知檢測物質(zhì)對藤壺幼體的毒性大小?；衔锏腅C50(半抑制濃度)為0.24pg/cm2(95%lower為0.23ng/cm2，95%uper為0.24嗎/cm2)。在試驗中最低有效濃度為0.3pg/cm2，最高無效濃度為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毒性來起作用，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C<sub>11</sub>H<sub>9</sub>NO<sub>3</sub>，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)。化合物可用于制備高效的防污劑。文檔編號C09D5/16GK101230039SQ200810070639公開日2008年7月30日申請日期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,陳俊德申請人:廈門大學(xué)