4.32 Schizocommunin

Schizocommunin 于1999 年首次从单核菌株Schizophyllum commune IFM 46788 的液体培养基中分离并报道。基于初步研究，研究人员提出了Schizocommunin 的可能结构如下所示：

由于天然来源的Schizocommunin 供应量极其有限，其生物学研究受到严重制约，且迄今为止未见其全合成的报道。尽管光谱分析表明，Schizocommunin 的结构包含4-羟基喹啉和羟吲哚骨架，并通过亚甲基连接（如图Z (hydroxy) 所示，见图4.83），但其烯烃双键的构型未得到详细讨论。因此，4.65 可能具有几何异构体Z (hydroxy) 和E (hydroxy)，或互变异构体Z (keto) 和E (keto)。

最近，Uehata 等^[36]通过全合成方法制备了Schizocommunin 的推测结构Z (hydroxy) 及其几何异构体E (hydroxy)，并发现两者均以酮形式存在。然而，合成的Z (keto) 和E (keto)的¹H NMR 谱图与天然Schizocommunin 的报道数据并不一致。基于此，研究人员对天然Schizocommunin 的NMR 和IR 数据进行了重新分析，提出了修订结构——喹唑啉酮4.66。通过一步合成成功制备的Z-4.66，其所有光谱数据均与天然Schizocommunin 的报道数据完全一致。

作者对该问题进行了系统研究，开发了相关化合物的合成方法，并最终对Schizocommunin 的原始结构进行了修订^[36]。

我们推测，若在该化合物首次分离时采用计算机辅助结构解析（CASE）方法，可能无需进行结构修订，仅通过X 射线晶体学分析即可完成最终结构确证。基于这一假设，我们将从支持信息^[36]中提取的Schizocommunin 分子式（C₁₇H₁₁N₃O₂）以及一维和二维核磁共振（NMR）数据输入Structure Elucidator 软件中。值得注意的是，n（骨架原子数）/n（氢原子数）= 2，表明该分子极度缺氢，因此问题极具挑战性（参见第1.2.2 节）。相关数据列于表4.32 中，其中原子编号与结构4.66 中的编号一致。

通过创建分子连接图（MCD，图4.84），我们识别出两个孤立的碳原子组，并确认其为两个苯环。苯环中的碳原子通过类COSY 相关信号连接。红外光谱（IR）显示，在1,675和1,685 cm⁻¹ 处存在两个明显的羰基吸收带，因此将碳原子C 160.8 和168.8 与氧原子通过双键连接。

在结构生成过程中，我们选择了“Allow Bonds between Heteroatoms of the Same Atom Type(允许同类型杂原子之间成键)”的选项，并在生成过程中计算了¹³C NMR 化学位移，同时采用过滤程序（剔除偏差值d > 5 ppm 的结构）。结果为：k = 3,614 →44 →22，总耗时为2 秒。输出文件中按dA 偏差（基于HOSE 算法的谱图预测）排序的前八种结构如图4.85所示。

从图中可以看出，Schizocommunin 的真实结构在三种化学位移预测方法中均被选为最可能的结构。图4.86 展示了Z-和E-构型的分子及其¹³C 化学位移归属。

此外，我们还探究了若在MCD 中允许N=N 键生成，原始结构和修订结构在排名中的表现。图4.87 展示了包含游离氮原子的相应MCD。

在与首次运行相似的条件下，基于该MCD (图4.87)进行了结构生成，得到以下结果：k= 176,535 →344 →297，总耗时为2 分10 秒。输出文件中按dA 偏差排序的前八种结构如图4.88 所示。

图4.88 显示，原始结构在排名中位列第八，进一步证实了修订结构的优先性。考虑到所有结构非常相似，且dA(2) 和dA(1) 之间的偏差差异小于1 ppm，通过X 射线晶体学分析对修订结构进行确证是必要的。文章^[36]的作者已完成了这一分析，为修订结构的准确性提供了最终验证。

这一案例充分展示了StrucEluc 系统在天然产物结构修订中的重要作用，它能够显著优化基于化学合成的结构确证策略。通过高效的结构生成与筛选，该系统能够在几分钟内明确最可能的结构，从而避免不必要的全合成实验，极大地节省了时间和资源。此外，结合经验性化学位移预测，StrucEluc 系统能够快速排除错误的结构假设，进一步提升研究的效率和准确性。这不仅为天然产物的结构解析提供了更加精准和可靠的方法，也为未来类似研究提供了重要的方法论参考。