节肢动物蝼蛄和独角仙抗菌活性成分的分离及结构鉴定

摘要

节肢动物门昆虫纲昆虫的次生代谢物是它们在生长过程中由次生代谢产生的一类维持细胞生命活动或其生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物。我国节肢动物门昆虫资源相当丰富，作为中药入药，在我国历史悠久。然而众所周知，与植物化学、海洋生物学相比，国内外对该群体的化学生物学信息研究还较少。因此，探索节肢动物昆虫源天然产物即次生代谢物的化学问题和活性成分的研究，进一步挖掘药用昆虫的价值具有重要意义。
　　本研究选取药用节肢动物蝼蛄（Gryllotalpa orientalisBurmeister）和独角仙（Allomyrina dichotomaLinnaeus）为研究对象，采用本课题组已建立的“生物相溶性两段溶剂提取法”进行特征提取物的制备；通过生物活性指导下的示踪分离方法，结合色谱分离手段，对节肢动物体内的次生代谢物进行分离纯化，并进行体外抗菌活性测试，寻找天然产物抗菌活性成分和新的抗菌化合物。本文就天然活性物质分子的结构修饰和合成方面，也做了一些有益的探索，为下一步开展的分子构效关系的研究，以及为降低毒性并改善生物利用度进行的分子结构的修饰改造奠定基础。
　　研究从节肢动物蝼蛄70％甲醇提取物中分离得到7个化合物。通过红外光谱（IR）、核磁波谱（NMR和2D NMR）及质谱（MS）分析，结合化学分析进行结构推断，得到4个新黄杨生物碱化合物（Buxus alkaloids），分别被命名为：Gryllotalpa A、Gryllotalpa B、Gryllotalpa C和Gryllotalpa D。另外3个为已知化合物，分别是3-氨基,5-异丙基环戊内酰胺、2-氨基嘧啶和甘油。该分离得到的所有的化合物均为首次从节肢动物蝼蛄中分离得到。
　　研究从节肢动物独角仙70%甲醇提取物中分离得到5个化合物。通过红外光谱（IR）、核磁波谱（NMR和2D NMR）及质谱（MS）分析，结合化学分析进行结构鉴定，共得到3个新化合物和2个已知化合物。经结构推断3个新化合物分别为：AllomyrinanoidA、Adenine-9-methylaldehyde oxime和6-N-methyleneimine-adenine-9-methylaldehyde oxime。2个已知化合物是12-二十三碳烯酸和尿嘧啶。以上所有化合物均为首次从节肢动物独角仙中分离得到。
　　所有分离的化合物抗菌活性检测结果显示，从蝼蛄中分离得到的 Gryllotalpa A具有广谱的抗革兰氏阳性菌（枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌）活性，Gryllotalpa B对枯草芽孢杆菌有较好的抑菌活性；分离自独角仙的 Allomyrinanoid A对枯草芽孢杆菌有明显的抑菌活性， Adenine-9-methylaldehyde oxime和6-N-methyleneimine-adenine-9-methylaldehyde oxime对大肠杆菌有较弱的抑菌活性。
　　本论文还就天然产物分子卡拉花醛的中间体的合成进行了探讨。通过2-甲基丙二酸二乙酯的烷基化反应，合成了2-甲基-2-仲丁基丙二酸二乙酯中间产物并对该工艺进行了优化。该工作为天然产物化学的修饰改造作了有益的探索。

目录

声明

第1章 前言

1.1 研究背景及意义

1.2 次生代谢物的研究现状及发展动态

1.3 天然产物的研究方法概述

1.4 课题来源、研究内容及创新点

第2章 研究内容概述

2.1 节肢动物实验材料研究进展

2.2 相关的植物次生代谢物研究进展

第3章 材料与方法

3.1 实验仪器及试剂

3.2 实验材料

3.3 研究方法

第4章 实验部分

4.1 节肢动物蝼蛄和独角仙70%甲醇部位的分离及抗菌活性评价

4.2 天然产物结构修饰初探——卡拉花醛中间体的合成工艺优化

第5章 实验结果与讨论

5.1 节肢动物蝼蛄和独角仙抗菌活性成分分离结果

5.2 卡拉花醛中间体的合成结果与讨论

第6章 结论

参考文献

缩略语词汇表

附录A 核磁图谱

致谢

攻读学位期间的研究成果