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4.19 Schilancitrilactone A

Schinortriterpenoids(五味子降三萜类化合物)是一类天然存在的多环分子,因其独特的结构、显著的生物活性及合成挑战性而备受关注。部分化合物已被证实具有抗HIV-1 和抗肿瘤活性,这使得这类奇特的降三萜类化合物在天然产物化学与药物化学领域引起了广泛兴趣,同时也为有机合成研究带来了巨大的挑战与目标。Schisandra lancifolia(狭叶五味子)属于五味子科五味子属,因其富含大量结构新颖的降三萜类次级代谢产物,成为发现此类化合物的优质来源。

Luo 等[22]对S. lancifolia 的茎部进行了化学研究,从中分离出三种独特的降三萜类化合物,分别命名为Schilancitrilactones A–C。其中,Schilancitrilactone A(4.36)被用于挑战Structure Elucidator 软件的解析能力。

教材配图

化合物4.36 具有一个5/5/7/5/5/5 稠合的六环骨架,其C29 主链包含一个结构独特的环系。其中,三个顺式稠合的五元环(D–F 环)均呈现信封构象,并包含六个连续的手性中心(其中两个为季碳),形成了一个结构刚性的三环核心单元。

化合物4.36 以光学活性的无色针状晶体形式获得。通过高分辨电喷雾电离质谱(HRESIMS)检测到m/z 567.2214 的准分子离子峰[M+Na]⁺,确定其分子式为C₂₉H₃₆O₁₀。红外光谱(IR)在3,434 cm⁻¹和1,769 cm⁻¹处分别显示羟基和可能存在于小环内酯中的羰基吸收峰[11]。结合¹H、¹³C 和HSQC NMR 数据,以及文献[22]中提供的部分关键COSY 和HMBC相关信号(详见表4.19),为结构解析提供了重要依据。

表4.19 Schilancitrilactone A:核磁共振波谱数据
表4.19 Schilancitrilactone A:核磁共振波谱数据

图4.46 展示了稍作编辑的分子连接图(MCD)。

图4.46 Schilancitrilactone A:经轻微编辑的分子连接图(MCD)
图4.46 Schilancitrilactone A:经轻微编辑的分子连接图(MCD)

将C 82.7 和C 87.1 标记为“sp³/ob”(与杂原子连接的sp³杂化碳),同时将C 170.3、C 173.4和C 173.7 标记为“sp²/ob”(与杂原子连接的sp²杂化碳)。

MCD 概述初始MCD 中包含六个浅蓝色标记的碳原子(C 82.7、C 87.1、C 98.4、C 111.3、C 121.9、C 130.7),其杂化状态标记为“sp²或sp³”,且所有sp²杂化碳原子未标注是否与杂原子连接。MCD 检查未发现COSY 或HMBC 数据中的任何矛盾。首次尝试基于初始MCD 进行严格结构生成,结果显示在合理时间内无法获得解决方案,表明仅依赖有限的二维NMR 相关信号不足以完成解析,因此需要引入额外的约束条件(假设)。具体优化措施包括:将C 82.7和C 87.1 标记为“sp³/ob”(与杂原子连接),同时将C 170.3、C 173.4 和C 173.7 标记为“sp²/ob”(与杂原子连接);并根据表4.19 中M(J)列的¹H 信号多重性,设置相应碳原子连接的氢原子数量。基于编辑后的MCD(图4.46),重新启动严格结构生成过程,并伴随¹³C 化学位移计算。结果如下:k = 269,408 →4,490 →4,490,生成时间tg = 18 分钟。排名前三的结构如图4.47 所示。

图4.47 Schilancitrilactone A:输出文件中排名前三的结构
图4.47 Schilancitrilactone A:输出文件中排名前三的结构

图4.47 表明,排名第一的结构#1 与文献[22]中提出的Schilancitrilactone A 结构完全一致。程序自动完成的¹³C 化学位移归属标注在结构4.37 中,进一步验证了其正确性。

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经比对发现,该化合物的13C 化学位移归属结果与文献[22]中所报道的数据完全吻合。尤为值得关注的是,即便该分子具备独特的骨架结构,但其预测的13C 化学位移(δCcalc)与实验测得的化学位移值(δCexp)之间,依旧展现出了极高的一致性(具体数据详见表4.19)。

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