西松烷型二萜类化合物 lobocrassin A 的结构解析

西松烷型二萜类化合物是从八放珊瑚中分离得到的一类结构独特且具有重要活性的天然产物。这类化合物的其中一个主要来源是软珊瑚科的Lobophytum crassum。Kao等人^[1]对这种珊瑚进行了研究，并从中分离出了五个结构新颖的西松烷型二萜类化合物。其中化合物lobocrassin A(1)的结构通过MS、1D和2D NMR得到了确定，结构式如下图所示。 

分离得到的Lobocrassin A(1)样品为无色油状物，经HR-ESI-MS确定该化合物的分子式为C₂₀H₂₉ClO₄，不饱和度为6(C₂₀H₂₉³⁵ClO₄+H, m/z 369.1830，计算的精确分子量为369.1833)。将13C NMR和DEPT谱图信息与分子式进行比较分析发现，该结构中存在一个可交换质子，提示可能有一个羟基。这一假设得到了红外光谱3385 cm^-1处吸收峰的支持。红外光谱在1778 cm^-1处也显示出一个较强的吸收峰，提示γ-内酯结构的存在。

我们利用文献^[1]中报道的波谱数据来挑战ACD/Structure Elucidator (ACD/SE)。我们只使用1D 的¹³C和¹H谱以及 2D的HSQC和HMBC谱数据(见表1)。

表1.  Lobocrassin A的NMR谱图数据

ACD/SE软件根据以上谱图数据自动生成的分子连接图(MCD)如图1所示。 

图1. ACD/SE自动生成分子连接图

杂化的碳原子用相应的颜色标记:sp2 -紫，sp3 -蓝，非sp -浅蓝。 

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。

在本次案例中，我们没有对MCD图进行人为编辑，然后执行结构生成的操作，在此过程采用增量法进行¹³C化学位移预测。 

结果:k=12→(谱图过滤)→3→(去除重复结构)→3,tg = 2 s。 

然后利用HOSE算法和神经网络算法进行¹³C化学位移预测。用这些方法测定的¹³C化学位移的平均偏差分别记为d_A和d_N。最后，输出文件按照d_A值的递增顺序排列。排名靠前的结构如图2所示。

图2. 排名前三的结构

我们发现ACD/SE软件计算得到的最佳结构与文章^[1]作者确定的lobocrassin A的结构一致。然而，软件计算得到的结构#1没有考虑到双键的构型。由于基于HOSE算法的13C化学位移预测对结构的构型很敏感，因此，我们需要对该结构的构型进行列举出来进行考察，我们在Structure菜单中使用了以下选项(图3):  

图3. 菜单选项Structure->Generate All Isomers of Double Bonds->All Structures

最终，软件基于结构#1生成了8个不同双键构型的结构。重新计算13C化学位移并对结构进行排序后，得到的8个结构及其打分如图4所示:  

图4. 所有可能的构型

在此基础上，软件对重复的结构进行删除，优化双键结构，最终得到结果如图5所示：

图5.结构被优化后的最可能的构型  

通过这种方式，ACD/SE在全自动模式下确定了lobocrassin A的正确结构和最可能的E/Z构型。其结构和¹³C化学位移的归属情况如下所示： 

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