5.23 Protuboxepin A

真菌作为次级代谢产物的丰富来源，在天然产物化学研究中具有重要地位。特别是海洋真菌，由于其独特的生态系统和生存环境，能够产生结构新颖且具有显著生物活性的次级代谢产物，成为药物开发的重要资源。在这一背景下，Lee 等^[26]对海洋来源真菌Aspergillus sp. SF-5044 的培养物提取物进行了系统的化学成分研究。通过生物活性导向分离，研究者从中成功分离出一系列新型天然产物，其中包含氧杂䓬环的二酮哌嗪类代谢产物——protuboxepin A（5.46）。

基于高分辨电喷雾质谱（HRESIMS）数据（[M+H]⁺实测值m/z 378.1824），Protuboxepin A 的分子式被确定为C₂₂H₂₃N₃O₃，该结果与¹H 及¹³C NMR 数据完全吻合。用于结构解析的波谱数据（¹³C、¹H NMR、COSY、HMBC）汇总于表5.23（COSY 数据未在文献^[26]中列表，需通过支持材料中的谱图模式确定）。

经微调的分子连接图（MCD）如图5.59 所示。

MCD 概述在构建分子连接图（MCD）的过程中，仅对三个碳原子的属性进行了优化：分别为化学位移162.70、164.40 和169.30 的碳原子添加了“ob”标签，表示这些碳原子必须与杂原子相连。对于化学位移为111.4 的浅蓝色碳原子，其属性未作任何修改，除了可能为C(sp²) 外，也可能存在O–C–O 或N–C–O 片段。根据表5.23 中¹H NMR 的多重性数据（M/J 列），对与部分CHn 原子相邻的碳原子所连接的氢原子数量进行了设定。当光标悬停在相应碳原子上时，可查看其连接的氢原子数量。

分子中包含一个可交换质子，如果能够获得样品在CCl₄中的红外光谱（IR）数据，则可以通过IR 光谱区分OH 和NH 官能团。然而，文献^[26]中并未提供相关IR 光谱数据，因此尝试采用“模式泛化分析”（generalized portrait）方法来解决这一结构歧义（详见第1.3.2.6节及专著^[21]）。

为此，我们基于化合物的¹³C NMR 谱图，对ACD 片段库进行了片段搜索，最终筛选出1,029 个片段。随后，执行了以下命令：Structure Elucidation / Advanced / Search Functional Groups。命令执行后，屏幕上按包含特定官能团的片段数量从高到低的顺序，显示了官能团的排序结果。图5.60 展示了排名前20 的结构以及一行（#41–#45）被程序排除的官能团。

行显示程序归入"BadList"（排除列表）的功能基团前两个官能团是Found Fragments 中出现频率最高的，并被程序推荐纳入User GoodList。由于羰基和仲胺基团均嵌入到仲酰胺基团中（条目3），因此将片段：

添加到Structure Elucidator 的User GoodList 中。值得注意的是，在1,029 个片段中，仅有2 个片段包含叔醇官能团（条目14），以及一个片段包含–>CH–OH 基团（条目19），这进一步支持了分子中存在NH（而非OH！）的假设。此外，官能团库的最后一行数据可以作为排除分子中存在酯基的依据。

MCD 检查结果表明，2D NMR 数据中至少包含一个非标准连接，因此启动了模糊结构生成（FSG），参数设置为：m = 1–20，a = 1，“Stop Generation when Structures Generated(生成结构后停止)”，并在结构生成过程中执行¹³C 化学位移预测。结果如下：k = 1,928 →1，tg= 5 分40 秒，生成过程中扩展了35 个连接中的2 个，使用了595 个可能连接组合中的160个，dA = 2.37，dN = 1.82，dI = 3.5。最终生成的结构（5.47）与protuboxepin A 完全一致，其¹³C 化学位移归属及非标准连接（箭头标示）如下图所示。

因此，采用“generalized portrait” 方法为该问题提供了唯一且正确的解决方案。