4.30 Indole Alkaloid

板蓝根（Isatis indigotica）作为传统中药的重要组成部分，其干燥根及叶被广泛应用于多种疾病的治疗。该植物提取物中丰富的结构多样性及显著的生物活性，使其成为天然产物化学研究的热点。作为评估传统中药化学和生物多样性研究项目工作的一部分，Chen 等^[34]对板蓝根水提物进行了系统性研究，成功分离并鉴定了一种结构新颖的吲哚生物碱（4.60）。该化合物独特的结构特征在于其含有二氢硫代吡喃环及1,2,4-噻二唑环，以下将讨论该化合物的结构解析过程。

在结构解析过程中，化合物4.60 的红外光谱显示出羟基/氨基（3,256 cm⁻¹）、羰基（1,715 cm⁻¹）及芳香环（1,619 和1,474 cm⁻¹）的特征吸收带。其正离子模式电喷雾质谱（ESIMS）检测到准分子离子峰，分别为m/z 372 [M+H]⁺、394 [M+Na]⁺ 和410 [M+K]⁺。结合高分辨电喷雾质谱（HRESIMS）数据（m/z 372.0844 [M+H]⁺，计算值C₁₈H₁₇N₃O₂S₂：372.0835；m/z 394.0659 [M+Na]⁺，计算值C₁₈H₁₇N₃O₂S₂Na：394.0654）及表4.30 中的核磁共振数据，确定其分子式为C₁₈H₁₇N₃O₂S₂，不饱和度为12。

表4.30 Indole alkaloid：核磁共振光谱数据

图4.77 展示了相应的分子连接图（MCD），并根据以下描述进行了适当编辑。

MCD 概述：

在分子连接图（MCD）的构建过程中，程序初步将三个碳原子——C 110.9、C 128.6 和C 130.3——标记为“sp²或sp³”杂化状态。基于化学位移及结构合理性分析，最终将其明确为“sp²”杂化。次甲基CH 71.1 (δH 4.31) 以及季碳C 174.1–C 187.3 被赋予“ob”标签（表示连接原子为杂原子）。同时，允许两个氢原子连接到碳原子C 142.1 的邻近骨架上（具体数据参见表4.30）。在MCD 检查过程中，程序提示至少存在一个非标准连接关系，但未检测到分子中杂原子之间可能存在的化学键。

在“Choose Option Automatically”模式下执行模糊结构生成（Fuzzy Structure Generation, FSG），并同步进行¹³C 化学位移计算，获得以下结果：初始候选结构数k = 163，经筛选后保留1 个结构，计算时间tg= 2 秒，其中一个连接关系被扩展（m = 1）。生成的唯一结构4.61 的化学位移偏差值为：dA = 5.65 ppm，dI = 3.13 ppm，dN = 3.58 ppm，最大偏dA(max) =30.21 ppm。该结构如下所示：

对于含有独特结构的化合物，¹³C 化学位移预测值出现3.1–3.6 ppm 的偏差属于可接受范围。然而，本案例中平均偏差dA=5.65 ppm 以及最大偏差dA(max)=30.21 ppm（对应化学位移177.1 ppm）的异常值，提示需通过模糊结构生成（Fuzzy Structure Generation, FSG）进行扩展验证。我们将FSG 参数调整为m=2、a=1，重新执行计算。结果显示：k = 1,731 →2, 计算时间tg = 52 s，其中结构4.61 的偏差值显著低于第二候选结构。

在扩大m 值后，未观察到化学位移偏差值显著减小的趋势，这一现象提示需要重新审视杂原子间成键的可能性（此前基于经典成键规则，我们假设分子中不存在此类化学键）。基于这一假设，我们调整了“Check MCDs options”选项，具体设置如图4.78 所示。

在此参数设置下，MCD 检查未发现任何矛盾。随后执行严格结构生成（Strict Structure Generation），获得以下结果：k = 780 →313 →313，tg = 0.4 s。输出文件中排名前三的结构如图4.79 所示。

其中，最优结构与原始解析结构4.60 完全一致，其¹³C 化学位移归属结果在结构4.62中展示。

通过应用Structure Elucidator 软件特有的问题解决策略，本案例成功鉴定出一种具有非经典骨架特征的化合物。候选结构间的化学位移偏差差值Δ（即d(2) – d(1)）约2 ppm，表明结构鉴别的可信度较高。对于研究中涉及的化学类别，若杂原子间成键现象较为常见，则必须在MCD 检查过程中勾选“允许杂原子间成键”选项。这一设置能够有效拓展结构生成的可能性，从而提高解析结果的准确性和可靠性。