文獻來源
L.Xiong, Q.-M. Zhou, Y. Zou, M.-H. Chen, L.Guo, G.-Y.Hu, Z.-H.Liu, C.Peng. (2015).?Leonuketal, a Spiroketal Diterpenoid from?Leonurus japonicus.?Org. Lett., 17(24): 6238–6241.DOI: 10.1021/acs.orglett.5b03227
概述
? ? ? ? 成都中醫(yī)藥大學(xué)的彭成教授和熊亮副教授在傳統(tǒng)中藥益母草（Leonurus japonicus）中發(fā)現(xiàn)一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的螺縮酮二萜化合物L(fēng)eonuketal。該化合物具有新穎的四環(huán)二萜骨架，結(jié)構(gòu)中最突出的特征為一個螺縮酮單元與一個縮醛-γ-內(nèi)酯單元稠合。結(jié)構(gòu)如下：
? ? ? ? 化合物L(fēng)eonuketal通過HR-ESI-MS(m/z 433.2194[m+Na]+，calcd 433.2202)測定，分子式為C22H34O7，不飽和度為6。紅外光譜顯示羥基（3362 cm?1）和羰基（1787和1726 cm?1）的特征吸收峰。
? ? ? ? 1D NMR以及2D NMR(HSQC、HMBC)譜圖用于化合物L(fēng)eonuketal的平面結(jié)構(gòu)解析，具體數(shù)據(jù)如下圖所示：
? ? ? ? 本次案例中，我們基于以上信息，通過結(jié)構(gòu)解析軟件ACD/Structure Elucidator (ACD/SE)對化合物L(fēng)eonuketal的平面結(jié)構(gòu)進行解析測試。
? ? ? ? ACD/SE基于分子式、13C NMR, 1H NMR, HSQC 和 HMBC等譜圖的信息，生成了以下分子連接圖(Molecular Connectivity Diagram,MCD )：
? ? ? ? 除C 100.7、C 105.9和C 80.1原子外，軟件自動識別了所有碳原子雜化類型。未識別的碳原子以淺藍色標(biāo)記，這表明它們的雜化類型是不確定的。
小知識：MCD圖
? ? ? ?MCD圖(Molecular Connectivity Diagram)是ACD/SE軟件根據(jù)用戶對譜圖信號進行處理后，自動生成的分子連接關(guān)系圖，作為下一步的結(jié)構(gòu)生成依據(jù)。用戶可根據(jù)自己的經(jīng)驗或其他信息對MCD圖進行進一步的編輯、補充完善。
? ? ? ?碳原子的顏色表示不同的雜化類型，藍色(sp3雜化)，紫色(sp2雜化)，淺藍色(非sp雜化，sp3或者sp2雜化)。綠色箭頭連接線表示HMBC連接關(guān)系，藍色箭頭連接線表示COSY連接關(guān)系。碳原子旁邊的”fb”標(biāo)記表示不允許連接雜原子，而“ob”標(biāo)記表示必須連接至少1個雜原子。
? ? ? ?生成的MCD圖后，ACD/SE軟件即開始進行結(jié)構(gòu)生成，最終生成了6個結(jié)構(gòu)，運算時間僅為1s。
? ? ? ?接下來，軟件通過碳譜計算對生成的結(jié)構(gòu)進行打分排序。軟件基于三種預(yù)測算法進行碳譜化學(xué)位移計算,分別是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、HOSE算法以及加和算法，并且將實驗化學(xué)位移與計算化學(xué)位移進行平均偏差計算，打分排序結(jié)果如下圖示：
? ? 最終我們發(fā)現(xiàn)，排名第一的化合物即為文獻作者最終解析的平面結(jié)構(gòu)，如下圖示：
總結(jié)
? ? ? ?在本案例中，我們通過結(jié)構(gòu)解析軟件ACD/SE，基于高分辨質(zhì)譜、1HNMR、13CNMR、HSQC、HMBC等譜圖數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確、快速地解析出了化合物L(fēng)eonuketal的平面結(jié)構(gòu)。大量的實踐證明，ACD/SE軟件能大大提高天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)解析效率，尤其對于復(fù)雜天然產(chǎn)物的波譜解析和結(jié)構(gòu)確證，軟件可避免人為思維的經(jīng)驗局限，考慮更全面的結(jié)構(gòu)可能性并進行全面的預(yù)測評估。
