双香豆素类天然产物 bidysoxyletine 的结构解析

大花樫木属于楝科樫木属植物，F. F. Sofian等^[1]从该树叶中分离得到一个新的双香豆素类化合物bidysoxyletine(1)，结构如下图所示。

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作者通过NMR, UV, IR和HR-ESI-TOF-MS等分析手段确定了bidysoxyletine(1)的结构，并且使用DDFT计算方法(B3LYP)对该结构的¹³C NMR和UV数据进行了确认。化合物1的分子式确定为C₃₆H₄₀O₆，由于¹³C NMR谱只包含18个信号，因此可以推测这是一个结构对称的分子，¹³C NMR谱谱中的每个信号对应两个等价的碳原子。

对于CASE系统而言，解析结构对称的分子是一个较大的挑战^[2]。因此，在本案例中，我们尝试采用文献^[1]报道的NMR波谱数据(如表1所示)，通过ACD/Structure Elucidator (ACD/SE)进行解析挑战。

表1. 化合物1的NMR数据

图1. 化合物1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。

图2. 化合物1的红外光谱

ACD/SE软件会对MCD图进行自检查，看是否存在矛盾的地方。软件发现在HMBC和COSY数据中至少存在一种非标准相关性(长度比三个化学键更长的相关)。因此，我们在ACD/SE软件的选择“模糊结构生成(Fuzzy Structure Generation)”选项执行结构生成步骤，在此过程中，软件会采用增量法和神经网络方法进行快速的¹³C化学位移预测(约30,000化学位移/秒)以及结构过滤相结合进行。

然后，我们使用HOSE算法对候选结构进行¹³C化学位移预测，并按实验化学位移与计算化学位移的平均偏差值δA(¹³C)降序排列结果。

图3. 排名前六的结构。红色箭头表示非标准COSY相关。

我们看到，软件排名第一的结构(# 1)与在文献[1]中确证的bidysoxyletine(1)结构相吻合，并且对各种光谱预测算法计算的小平均值和最大偏差明确地指出这个结构是正确的。

Bidysoxyletine(1)的结构及其软件自动归属的13C化学位移信息如下所示。

因此，作者^[1]使用NMR、UV、IR、HR-ESITOFMS和DDFT计算阐明的具有挑战性的对称性结构在7秒内被ACD/SE软件准确解析。