天然产物 Afzeliindanone 的结构修正

结 构 1

图1.文献[1]所报道的afzeliindanone结构的合成路线


图2. 由Okpekon等[1]提出的afzeliindanone(1)结构。
基于HOSE算法、神经网络和增量方法对该结构进行13C化学位移预测。用这些预测结果计算得到的13C化学位移平均偏差分别记为dA、dN和dI。每个原子都被着色,以标记其实验和计算的13C化学位移之间的差异。绿色代表0到3ppm之间的差异,黄色是表示3到15ppm,红色是表示误差大于15ppm。红色箭头表示非标准的HMBC相关关系(NSC) -长度超过三个化学键的相关关系(nJCH, n>3)。
从图2可以看出,计算的化学位移与实验位移的平均和最大偏差(max_d)非常大,这是Okpekon等[1]提出的结构不合理的证据。如果Okpekon等[1]用ACD/SE中至少一种经验算法计算出13C化学位移,他们会立即意识到结构是错误的。此外,为了说明结构1,需要在HMBC的谱中允许三个非标准的HMBC相关关系(NSC)的存在(见图2),这对于这样的结构来说是不太可能的。
为了确定afzeliindanone的正确结构,我们利用了ACD/SE的CASE算法功能。使用表1中的数据,我们通过RUANJIAN 创建了分子连接图(MCD)(见图3)

图3. afzeliindanone的分子连接图(MCD)
碳原子的杂化状态通过不同的颜色标记:sp2—紫色,sp3—蓝色,非sp (sp2或sp3)—浅蓝色。标签“ob”和“fb”分别表示:必须为与杂原子相邻是的(ob)或禁止相邻的(fb)碳原子。HMBC连接用绿色箭头表示,而COSY连接用蓝色箭头表示。模糊连接用虚线标记。

图4. 输出文件以δA(13C)值降序排列
从图4中我们可以看到,结构#1的13C化学位移偏差是最小的,应该最可能的结构。另外,通过计算三种13C化学位移预测方法的DP4概率,也验证了该结构的合理性。而文献[1]提出的结构1并没有被软件生成,因为它包含三个NSC HMBC关联(见图2)。
为了进一步验证结构#1是最合理的,而不是文献[1]提出的结构1,我们让ACD/SE软件执行“模糊结构生成(FSG)”的选项(允许存在三个NSCs)。
结果:k=63,139→(结构过滤)→1,016→(重复去除)→363,tg = 9 min。
结果表明,结构#1再次排名第1位,而结构1在dN(13C)值排序的文件中位于第113位!
根据文献[4]中提出的方法,文献[3]通过基于DFT方法对结构1和#1的13C化学位移进行计算,最终确定最佳结构。使用DFT选项DU8+。计算结果如下:
Structure #1: RMSD = 1.19 ppm, MAE = 0.89 ppm.
Structure 1: RMSD =5.92 ppm, MAE = 5.26 ppm.
因此,通过CASE算法和DFT方法的联合应用,明确确定了afzeliindanone的正确结构。
afzeliindanone的正确结构的13C化学位移归属如下所示。

参考文献:
1、T. Okpekon, M. Millot, P. Champy, C. Gleye, S. Yolou, C. Bories, P. Loiseau, Laurens, R. Hocquemille. (2009). A novel 1-indanone isolated from Uvaria afzelii roots. Nat. Prod. Res., 23(10), 909–915. 10.1080/14786410802497240
2、R. Rita, M. H. bin Abdul Rahman, S. S. M. Chong, R. W. Bates. (2020). Synthesis of the Proposed Structure of Afzeliindanone, Synlett, 31, 1479–1481. 10.1055/s-0040-1707470
3、M. Elyashberg, I. M. Novitskiy, R. W Bates, A. G. Kutateladze, C. M. Williams. (2022). Reassignment of Improbable Natural Products Identified through Chemical Principle Screening. European J. Org. Chem., e202200572, https://doi.org/10.1002/ejoc.202200572
4、A.V. Buevich, M. E. Elyashberg. (2018). Towards unbiased and more versatile NMR-based structure elucidation: A powerful combination of CASE algorithms and DFT calculations. Magn. Reson. Chem., 56, 493–504. https://doi.org/10.1002/mrc.4645
