一 海洋天然产物的特点

海洋天然产物的特殊性归因于海洋环境与陆地环境的差异。海洋生物生活于海水之中，海水温度变化不大，海水压力随深度而增加。由于环境的特殊，海洋生物的生活方式和生态变化与陆地生物大相径庭。例如，海藻是靠体表吸取营养的；生物之间用来传递信息的物质、性外激素和异源激素等，陆地生物是靠挥发性高的物质，而海洋生物中只需极微量挥发性低、溶于水的物质例如肽类、甾体和二萜等就能达到目的。虽然海洋生物代谢过程遵循着地球生命过程的普遍规律，但它们的

初级代谢有着明显的特点。例如，光合作用中作为辅助色素的胡萝卜素， 海洋植物和陆地植物一样都是经过萜类途径产生的，但是在生物合成最后步骤中发生了变化，产生了非常特殊的结构。从海洋甲藻中发

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现的主要胡萝卜素（peridinin）（1）和从海绵得到的芳香胡萝卜素（2） 都是有意义的例子：像这类含有罕见的丙二烯和乙炔键的胡萝卜素，在海洋生物中是比较普遍的。

另一类反映海洋环境特点的化合物是甾醇，陆地植物产生的甾醇通常与β-谷甾醇（3）密切相关，但是，海洋生物中含有大量异常的甾醇， 大多数是在侧链不同位置上烷化的。在 C-22 和 C-23 位上烷化如珊瑚甾醇（4），是海洋甾醇的共同特点。作者等从南海珊瑚中发现的一批新的C■甾醇，也具有这样的特点（5）、（6）、（7）和（8）。

① 刊于 1987 年第 2 卷第 3 期第 5 页

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由于甾醇被认为在细胞膜的构成和渗透性上是重要的化合物，这些异常的甾醇带来了揭示海洋生物细胞膜特殊功能的信息。上例明显地反映了海洋生物初级代谢与陆地生物间的差别。

海洋生物更大的特点还是在次级代谢方面，海洋生物次级代谢的途径与陆地对应生物几乎完全不同。一个重要的区别是元素的组成。由于海水富含卤素，因而导致海洋生物含有很多共价结合的含卤有机物，最常见的是含溴，其次是氯，然后是碘。含有多卤素的天然产物是海洋天然产物中所特有的。特别是溴化物迄今尚未见于陆源生物中。海水中的卤素不仅能进入各种结构的化合物中，而且在各类化合物的生物合成中起着重要的作用。由卤离子，特别是溴离子诱导作用产生的分子环化或重排过程称为海洋卤化过程。在陆上生物的次级代谢中卤素的利用仅在极少数细菌中观察到，而卤化过程则是海洋生物中常见的。最近从红藻中分离到溴化酶和溴过氧化酶，还报道了它对选择性底物的溴化，从而进一步证实了卤化过程的理论。

在海洋环境中次级代谢最明显的不同是萜类的生物合成。在陆地生物中，一个显著的特征是合成单萜，它们构成了植物中有香味的挥发油。而在海洋生物中则是生成大量的分子量较高的萜类，特别是二萜。很多奇特的重排萜，卤代萜和环状萜都是卤素参与的结果。陆地上环萜的生成是由氢离子诱发的，在海洋环境中则是由卤离子，特别是溴离子诱导环合的。以环单萜醛（9）为例：

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（9）是从雄性棉铃象鼻虫分离出的昆虫性激素之一，（10）是从热带红藻中得到的。由此可以比较氢离子和溴阳离子之间进行脱离子和环化作用。从海藻分离出的（11），可能是由下列重排过程产生的：

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在海洋萜类中遇到很多特殊碳架，也可认为是卤代萜母体在失去卤离子时发生重排而形成的，例如倍半萜的生物合成可设想为包括溴的溶剂解和甲基从规则萜（12）上进行移位：

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从海绵还分离到一些奇异的卤代萜，例如（13）和（14），它们的环状结构可以认为是经氯诱导生成，而二氯代碳酰亚胺基因则是自然界中从未见过的。

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这些稀有的功能基似乎是异腈母体经生物氯化作用而生成，已发现这个基团存在于多种从海绵分离到的萜类化合物中。这一发现大开了人们的眼界，扩大了天然存在的基团的概念。海洋卤化过程产生了大量结构独特的萜类，例如仅凹顶藻一属就分离出 26 种骨架类型的 400 多种萜类化合物。

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通过乙酰配基途径的生物合成，海洋生物和陆地生物也有很大的不同，海洋卤化过程同样起着重要作用。例如化合物（15）是由短裸藻分离出来的剧毒物质。这是一种含 50 个碳原子的特殊的聚醚。与那些陆地微生物产生的聚醚抗菌素不同，它具有无规则的甲基位置，并缺乏缩酮

基团。从热带红藻海门冬分离到四溴丙酮等都是来自乙酸的酯生物合成。

海洋生物的另一个特点是产生特殊的含氮代谢物，常见的海洋卤化过程也反映在氨基酸的合成中，已经从海洋生物中发现了很多新奇的卤代氨基酸。