5.22 Physangulidine A

酸浆属（Physalis，茄科）包含近90 个物种，广泛分布于全球热带及亚热带地区，在发展中国家传统医药体系中具有重要应用价值。基于其药用潜力，学界对苦蘵（Physalis angulata）的植物化学与药理学特性展开了深入研究。前期从该植物中分离获得的酸浆内酯（physanolide）、醉茄苦素（withangulatin）、酸浆苷（physangulin）及酸浆素（physalin）等成分均显示出显著生物活性。

Jin 等^[25]报道了从苦蘵中分离获得的三种新型抗增殖活性醉茄内酯类化合物——physangulidines A、B、C，其碳骨架呈现特殊结构特征。值得关注的是，physangulidine A（5.44）是迄今为止650 余种已知醉茄内酯类化合物中首个在C13 与C17 位点发生键断裂的独特分子。本节将以该化合物的波谱解析数据为范例，阐述计算机辅助结构解析（CASE）方法的具体应用。

Physangulidine A 以白色针状晶体形式分离获得，其分子式通过高分辨质谱（HRMS）确定为C₂₈H₃₆O₈（[M+H]⁺实测值m/z 501.2493，[M+Na]⁺实测值m/z 523.2311）。通过对¹H NMR、¹³C NMR 及HSQC 谱的初步分析，确认分子中含4 个甲基、7 个亚甲基、8 个次甲基及9 个季碳信号。红外光谱（参见文献[25] 补充材料）显示特征吸收带：羟基（3,477 cm⁻¹）、酯基（1,751、1,730 cm⁻¹）及酮羰基（1,713 cm⁻¹）。

一维及二维核磁数据（包括COSY、ROESY 与HMBC 相关谱）被用于结构解析（详见表5.22）。图5.56 展示了初始分子连接图（MCD）。

表5.22 Physangulidine A：核磁共振（NMR）数据

MCD 概述：

图中包含了一些模糊的连接性，这主要是由于与C8 和C21 原子相连的质子产生的¹H信号在δ 1.45 处重叠所致。有四个碳原子（C 69.49–C 109.7）的杂化状态未定义，同时存在一系列推测为连氧的碳原子（C 62.59–C 75.06 和176.96），但这些碳原子并未自动标记为“ob”。结合上述观察以及分子的大小（36 个骨架原子，不饱和度为11），可以预见从初始MCD进行结构生成的过程将非常耗时。因此，对MCD 进行了合理编辑，修改后的MCD 如图5.57 所示。

由于从红外光谱（IR）和¹³C NMR 谱图中可以高度推测酯基（176.96）和酮基（201.82）的存在，因此这些基团被手动绘制到MCD 上。碳原子C 90.02 和109.70 可能属于缩醛基团或双键碳原子，因此这些原子的属性保持不变。¹H NMR 谱中多个信号的明确多重性（见表5.22，M(J) 列）被用于设置相邻碳原子上连接的氢原子数。

分子连接图（MCD）校验显示至少存在一个非标准相关（NSC），因此启动模糊结构生成（FSG）程序，参数设置为m=1–20、a=16，启用"生成即停止" 模式，并同步执行¹³C化学位移预测。运行结果：k = 26,073 →151 →75，总耗时11 分30 秒；生成过程中扩展了52 个相关信号中的5 个，调用2,598,960 种可能连接组合中的150,100 种（约6%）。结构生成时最大生成数设定为mg=5，排序输出文件前三位的候选结构展示于图5.58。

最优结构#1 与physangulidine A 的分子结构完全一致，验证了文献作者^[25]提出的结构（见图5.58）。尽管第一、二位候选结构的化学位移偏差值差异Δ = d (2) −d (1) 较小，仍需通过NOESY/ROESY 谱及X 射线晶体分析（如文献^[25]所述）进行最终确证。该结构的¹³C化学位移归属及非标准相关信号（箭头标示）展示于结构5.45 中：

需特别指出，本次结构解析任务的核心挑战在于"在未知数量、未知键级长度的非标准相关（NSCs）条件下确证正确结构"。如图5.58 所示，结构5.45 的HMBC 谱图中存在五个跨越四个化学键的⁴JCH 型非标准相关（红色箭头标示）。通过模糊结构生成（FSG）算法与¹³C 化学位移预测技术的协同作用，该结构被成功筛选为最可能的候选构型。