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5.14 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-Dihydro-8-Hydroxylapach

Whitson 等[15]从Barleria alluaudii 中分离并鉴定了一种新型萘醌环氧化物5.27,这是首次从天然来源中分离得到该化合物。该天然产物的1H、13C、HSQC 和HMBC 核磁共振谱数据(见表5.14)作为Structure Elucidator 的输入数据。

表5.14 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:核磁共振光谱数据
表5.14 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:核磁共振光谱数据

通过高分辨电喷雾离子化质谱(HRESIMS)中m/z 259.0966([M+H]⁺;Δ + 0.39 ppm)的离子峰,推导出化合物5.27 的分子式为C₁₅H₁₄O₄。初步解析NMR 数据表明,结构5.27包含7 个季碳、5 个次甲基、1 个亚甲基和2 个甲基。经过轻微编辑原子属性的分子连接图(MCD)如图5.33 所示。

图5.33 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:经过部分编辑的分子连接图(MCD)
图5.33 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:经过部分编辑的分子连接图(MCD)

所有化学位移δC > 100 ppm 的碳原子均被指定为sp²杂化,并根据其特征13C 和1H 化学位移设置了与杂原子连接的可能性标签。次甲基C 59.6(δH 3.79)被标记为"ob"。MCD 检查完成后,程序提示"The minimum number of non-standard connectivities is 1."(非标准连接的最小数量为1)。

由于目标分子相对较小,我们尝试在自动设置选项和13C NMR 化学位移预测的条件下进行模糊结构生成(FSG)。运行结果如下:结构生成次数k = 1,266 →2 →2,计算耗时tg= 6 小时26 分钟,生成过程中延伸了31 个相关性中的7 个,并使用了全部2,629,575 个可能的连接组合。排名输出结构如图5.34 所示。

图5.34 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:排名输出结构
图5.34 (2S,3R)-2,3-Epoxy-2,3-dihydro-8-hydroxylapachol:排名输出结构

分析结果表明,最优结构与结构5.27 完全吻合,其13C 化学位移归属以及7 个非标准HMBC 相关信号(以箭头标示)如图5.28 所示。尽管存在7 个非标准连接,整个生成过程耗时较长(约6.5 小时)但系统仍成功实现了结构的自动解析。

教材配图

需要特别指出的是,该分子虽然结构相对简单,由已知片段组成(骨架中不含特殊元素),但其解析过程却相当耗时。这主要是因为在最后一步(参数m=7)中,系统需要进行约260万次结构生成尝试。事实上,在m=1-6 的参数设置下,通过FSG 和结构过滤均未获得有效结构,这意味着实际进行了数百万次可能结构的生成尝试。考虑到耗时的结构生成过程可以在夜间运行(推荐采用此方法),相关的计算成本并不算高。

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