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4.14 Periconiasin

细胞松弛素类化合物(Cytochalasans)在结构上以其三环骨架为特征,该骨架由一个由高度还原的聚酮骨架和氨基酸(如亮氨酸或苯丙氨酸)贡献的异吲哚酮部分与一个大环结构融合而成。迄今为止,已分离鉴定出80 余种不同的细胞松弛素,其大环结构均以11 至13元碳环或12 至14 元内酯环为特征,这些环系通过8/9 个乙酸/丙二酸单元的缩合反应组装而成。Zhang 等[16]从天然产物中分离出三种新型细胞松弛素——periconiasins A–C,其特征是罕见的9/6/5 三环体系。基于全面的光谱数据分析,这些化合物的分子结构及其相对构型得以明确确定。以下将基于文献[16]中的光谱数据,对Periconiasin A(4.26)的结构进行详细解析。

教材配图

Periconiasin A 以无色胶状物形式分离得到,其高分辨电喷雾质谱(HRESIMS)显示分子离子峰[M+H]⁺位于m/z 360.2528,对应分子式为C₂₂H₃₃NO₃,表明分子中存在七个不饱和度。红外光谱(IR)在3351、3270、3217 和1690 cm⁻¹处的特征吸收峰进一步提示分子中可能含有羟基、氨基以及羰基基团。

在结构解析过程中,采用了多种核磁共振技术,包括¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、HSQC、HMBC和1H–1H COSY 谱图(文章中仅以图形形式展示了关键的HMBC和COSY 相关信号),这些光谱数据详见表4.14。

基于这些数据,构建了分子连接图(MCD),如图4.33 所示。

图4.33 Periconiasin A:分子连接图(MCD)
图4.33 Periconiasin A:分子连接图(MCD)
表4.14 Periconiasin A:核磁共振(NMR)光谱数据
表4.14 Periconiasin A:核磁共振(NMR)光谱数据

程序在二维NMR 数据中未检测到任何矛盾,因此启动了严格结构生成。结果显示,候选结构数从2 个缩减至2 个,最终筛选为2 个,总耗时为0.1 秒(k = 2 →2 →2, tg = 0.1 s)。生成的结构如图4.34 所示。

图4.34 Periconiasin A:基于平均偏差dA(13C)排序的两种输出结构
图4.34 Periconiasin A:基于平均偏差dA(13C)排序的两种输出结构

由于两种结构具有高度相似性,其计算的平均偏差值较为接近。然而,通过基于平均偏差dA(13C)的结构排序,Periconiasin A 的结构被确定为最可能的结构。与此同时,使用增量法和神经网络进行的13C 化学位移预测则倾向于将结构#2 作为优选结构。在这种情况下,有必要获取额外的证据以确认最优结构。

需要注意的是,结构生成过程中仅使用了关键的HMBC 和COSY 相关信号。通过分析文献[16]支持信息中提供的HMBC 谱图,发现碳原子23 与碳原子13 之间存在标准长度的相关,这一信息需补充到二维NMR 数据中。显然,只有结构#1 符合这一约束条件,从而确认了解析结果的正确性(结构4.27)。

教材配图

如果从一开始就将完整的HMBC 数据集输入程序,则竞争性结构#2 将不会被生成。由于HMBC 数据中可能存在非标准相关信号,进行1,1-ADEQUATE 实验对于获得明确的结构解析结果至关重要。

综上所述,Periconiasin A 这一前所未有的结构在无需用户干预的情况下,实现了即时且全自动的解析。

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