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莪术二酮是中药莪术中重要的活性成分之一,具有抗炎、抗肿瘤、保肝和抗菌等多种药理活性。研究报道利用生物转化可对莪术二酮进行羟基化和环氧化结构修饰,然而对莪术二酮的微生物转化过程及其差向异构体尚未见报道。本文在二十一株丝状真菌中筛选得到三株具有转化莪术二酮能力的菌株,分别为雅致小克银汉霉(Cunninghamella elegans AS3.2028)、黑曲霉(Aspergillus niger AS3.739)和多型孢毛霉(Mucor polymorphosporus AS3.3443)。其中黑曲霉对底物转化完全,且产物丰富,因此选定黑曲霉AS3.739进行转化莪术二酮的研究。经过分离纯化,得到六个转化产物,并利用质谱、核磁共振、红外光谱、圆二色谱等波谱学方法确定了它们的结构,分别为莪术内酯(1),3a-羟基莪术内酯(2),3a-羟基莪术二酮(3),骖羟基莪术二酮(4),(10S)-9,10-二羟基-莪术内酯(5)和(10R)-9,10-二羟基-莪术内酯(6)。上述产物结构类型中包括两个吉马烷型化合物(3,4)以及四个五元环螺内酯型化合物(1,2,5,6)其中化合物2,5,6为新化合物。通过TLC及HPLC监测黑曲霉生长细胞AS3.739转化莪术二酮的生物转化过程以及通过酸催化反应分析转化产物之间的关系,推导出一条可能的转化反应途径。在48小时内底物莪术二酮已全部被转化为产物,黑曲霉首先对莪术二酮的C-2β和C-3a位进行羟基化得到化合物3和4,同时莪术二酮发生ene反应生成化合物1,随后化合物1进一步被黑曲霉和酸的共同作用下生成了化合物5和6。同时化合物3在酸的催化下发生异构化反应生成了螺内酯型化合物2,而在此条件下,与化合物3具有共同母核结构的化合物4则不能发生反应。此外,本文还以莪术二酮为底物,合成了莪术二酮的4位差向异构体4-表-莪术二酮(11),后者通过酸催化ene反应成功的特异性转化成为4-表-莪术内酯(13)。在莪术油中分离得到了新莪术二酮(12)同样利用酸催化ene反应的方法,得到了特异性转化产物新莪术内酯(14)。研究发现4-表-莪术二酮与新莪术二酮互为对映异构体,他们的转化产物4-表-莪术内酯与新莪术内酯同样互为对映异构体。利用手性HPLC柱对两对对映异构体进行分析,结果发现Chiralpak AS-H柱适合于新莪术二酮与4-表-莪术二酮的分离,Chiralpak AD-H柱适合于4-表莪术内酯和新莪术内酯的分离。