核磁共振法在天然有机化合物绝对构型测定中的应用

（ *） ’-)@)E # #=7 #=8 #$ #J #J"4!3=
" " # I #J 2 I L$ 2 I ML J I #J = I $L = I =J
" ! # I $$ 2 I LL 2 I NN J I #A = I $2 = I #$
化合物 ( 的 #;%( 酯的 ! "值大于化合物 - 的 手性中心的绝对构型为 " 。在化 %&’( 酯的 ! "值， 合物 -# 中， 因手性中心两侧的取代基不同， 质子信 号易于归属， 因此可用 %)*+,- 法确定手性中心的绝 对构型。但在化合物 . 中， 因其 %&’( 酯中亚甲基 信号重叠严重， 即使应用 343(3( 及其它质子接力 二维谱也难以准确进行质子信号归属。因此， 采用 以 %&’( 为手性试剂的 %)*+,- 法难以测定其绝对构 型。而其 #;%( 酯中质子信号则得到良好分离， 通 过普通的 !456 谱即可对 3"2A， 3"L 质子信号作出 准确归属， 并由此判定其 !"K 绝对构型为 " 。
表!
化合物 ! 的 （ "） （ !） "和 "%&’( 酯中特征质子 信号
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第J期
于德泉等： 核磁共振法在天然有机化合物绝对构型测定中的应用
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环， 经适度酸化得到游离的羟基羧酸， 加入新鲜制备 的重氮甲烷的乙醚溶液， 使羧基生成甲酯， 得到 （ !） !"#$ 位构型保持的仲醇。将此化合物分别与 " 和 （ "） 生成相应的 %)*+,- 酯 （ ./01-, #） 。 "%&’( 反应， 通过 3" 3 !456 谱， 对二者质子化学位移进行 了准确归属 （ &789, 2） ，根据其 ! （ 值的符号 " " " :" !）
［$］ 型的测定 。由 K(&%( 引起的高场位移值一般为 而由 #;%( 引起的高场位移值 %&’( 的 M 至 2A 倍，
及 %)*+,- 理论， 确定 !"#$ 绝对构型为 " 。因为化合 物 ! 的相对构型已经通过 ;4<56 谱确定， 因此 !"#
［=］ 绝对构型应为 ! 。
一般为 %&’( 的 = 倍 （ ./01-, =） 。
核磁共振法在天然有机化合物绝对构型测定中的应用
王明雷 杜 江 王 嗣 陈若云 于德泉!
（中国协和医科大学， 中国医学科学院药物研究所 摘要 关键词
北京 #"""$"）
综述了近年来核磁共振法在测定天然有机化合物中仲醇， 伯醇!位， 羧酸以及伯胺绝对构型中的应用。 天然有机化合物， 绝对构型， 核磁共振法
［8，9］ 来判断该羟基所连手性碳的绝对构型 。
则与此相反。因 在较高场。而对 ;=， >， ? ……来说， 此， 规定 " 当质子处于 3456 平面的右侧 #G# " H# !， 时， （" ， 当质子处于 3456 平面的左 " #为正值 #I J） 侧时， （" 。 " #为负值 #K J） 具体操作如下： （8）将 （ !） （ "） 归 !和 !3456 分别与仲羟基成酯， 属各质子信号。 （9）计算各质子的 " （ 值。 #即 # " H# !） （L）将 " # 值为负的质子放在 3456 平面的左 侧， 将" #值为正的质子放在 3456 平面的 右侧。 （M）根据 D-B0,& 8 < 中 3)$&/ 6 判断该仲羟基所 连手性碳的绝对构型。 以下是应用 3)7(&, 法的一些实例： N"22)1&’,-# 6 绝对构型的测定。
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有机化学
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的 （ "） 则情 ’#%@A 酯中信号出现高场。对 B> 信号， 况相反。因此， 若规定 ! 则 @A 平面左侧 "D" " E" !， 质子的 ! 右边质子的 ! "值应大于 F， "值应小于 F。
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测定手性化合物绝对构型的经典方法主要有： 旋光谱和圆二色 化学相关法， 单晶 A C射线衍射法， 谱法以及旋光比较法等。近年来， 随着新的手性试 剂的不断涌现和高场核磁共振技术的发展， 核磁共 振法在天然有机化合物绝对构型的测定中得到了广 泛应用。核磁共振法测定化合物的绝对构型， 主要 基于在手性试剂与被测物反应所得产物的优势构象 中， 由于手性试剂中芳香环的磁各向异性， 导致被测 物中取代基受到的屏蔽作用不同， 根据其质子化学 位移的差值即可测定被测物手性中心的绝对构型。 与经典方法相比， 核磁共振法具有适用范围广， 样品 用量少， 衍生物制备简单， 测定快速， 准确等特点。 本文就应用核磁共振法测定天然有机化合物绝对构 型的最新进展作一综述。 > >?> 仲醇绝对构型的测定 ,(1/.3 法 在应用 >BJ 法测定有机化合物绝对构型的方
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有机化学
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法中， 以 B0.*-2 法最为常用。该方法是将待测化合
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有机化学
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物的仲羟基分别与 （ !） （ "） !和 ! !甲氧基三氟甲基苯 ! 乙酸 ［ （ !） ! "#$ （ " ） ! !%&’()*+’,-./0),)%&’(+/1(&#+/! ! 成酯 （ 3)7(&, 酯） ， 然后根据两种 "2&’-2 "2-$，3456］ 差向异构手性酯中有关质子的化学位移差值的符号
作者从番荔枝科植物囊瓣木中分离得到一类母 核为 9O 个碳， 长链中含有炔键或烯键， 末端为一饱 和$ !内酯环的新型长链内酯类成分。首次运用化 学转 化 与 3)7(&, 酯 相 结 合 的 方 法 测 定 了 以 N"2! 图 ! （6）3)7(&, 建议的仲醇 （ !） （ "） !和 !3456 衍 生物的构型关系模型 （:）一个 3456 酯的 3456 平面， 质子 ;6， :， < 及 ;=， >， ?分别处于平面的右侧和左侧 （ <）一个确定仲醇绝对构型的模型 6， 所显示 的是从箭头方向观察 （ :） 图时的情况 "#$%&’ ! （ 6）3)7(&,@7 %)$&/ .), ’(&（ ! ） !3456 "#$ （ "） !3456 $&,-A"’-A&7 （ :）4(& 3456 1/"#& ). "# 3456 &7’&, "#$ ;6， :， < "#$ ;=， >， ? )# ’(& ,-B(’ "#$ /&.’ 7-$&7 ). ’(& 1/"#&，,&71&2’-A&/+ （ <）3)$&/ 6 .), ’(& $&’&,%-#"’-)# ). ’(& "C7)/0’& 2)#.-B0,"’-)#7 ). ’(& 7&2)#$",+ "/2)()/7 仲醇化合物的 34! 3)7(&, 法可简单表述如下： 衍生物溶液中， 仲醇碳原子上的质子与 56 3456 部 分的酯羰基和三氟甲基 处 于 同 一 平 面 上 （ D-B0,& 8 。从 D-B0,& 8 : 中所示的 3456 酯的优势构象可 6） 知， 由 于 苯 环 的 抗 磁 屏 蔽 效 应， （ !） !3456 酯 的 ;6， !3456 酯相应的信号出现 :， <… E3F 信号比（ " ） 图( "#$%&’ ( ). ! 化合物 ! 绝对构型的测定 P&’&,%-#"’-)# ). ’(& "C7)/0’& 2)#.-B0,"’-)# （!）为代表的长链内酯类化合物$ 2)1&’,-# 6 !内酯环 中手性中心的绝对构型。步骤如下： 首先制备 ! 的 甲 基化物， 然后将此甲基化物在稀碱溶液中水解开
! ’ ( )*"+* 和 ,+* 法 在以 %&’( 为手性试剂 测 定 仲 醇 绝 对 构 型 的 %)*+,- 法中， %&’( 分子中苯环的屏蔽作用相对较 弱， 其! "值有时因信号的重叠而难以得到准确的判 定 （在长链化合物中尤为明显） ， 因此限制了它的应 用。
图- （:） （上角标 2） 、 （上角标 #） 、 （上角标 =） 及 "%,E@+)9 和一个 79079 衍生物的 %&’( 酯 2;%( 酯 #;%( 酯 （上角标 $） 的! K(&%( 酯 "值的比较。上角标为星号的 ! " 为其绝对值 /0123& ，2;%(（ *1G,-*F-/G@ #） ，#;%(（ *1G,-*F-/G@ =）7E? K !)HG7-/*)E )D ! " S791,* )D %&’(（ *1G,-*F-/G@ 2） （ *1G,-*F-/G@ $）,*@,-* )8@7/E,? D)-（"） (&%( "H,E@+)9 7E? 7 ?,-/S7@/S, )D 7E 79079 G-)?1F@* I &+, ! " S791,* H7-T,? 8Q 7*@,-/F* 7-, 78*)91@, )E,*
!51’3&%’
有机化学的发展要求人们必须在三维空间上了 解分子的结构与性能， 尤其是与生命过程有关的化 学问题。如药物分子的立体构型与受体之间的相互 作用， 生化反应过程的立体选择性与分子的立体构 型之间的关系， 各类天然有机化合物的立体构型与 它们表现出的生物活性之间的关系。对许多天然有 机化合物而言， 其生物活性往往只为一种特定的绝 对构型所专有。如从河豚肝脏中分离出来的河豚毒 素（M-:20P0:0S+,） ， 其毒性与 )C( 的立体构型有关： )C （天然得到的化合物） 毒性极强， 而 )C( ( 为 5 构型 为 @ 构型则毒性很小。因此， 除非对分子的绝对构 型有所了解， 否则就不能完全理解化合物的化学和 生物学行为。 M-:20P0:0S+, 的分子结构如下式所示：
（ !"#$%$&$’ () *+$’,%+ *’-%.+ ，/0%"’#’ 1.+-’23 () *’-%.+4 5.%’".’# 6 7’8%"9 :"%(" *’-%.+4 /(44’9’ ，;<<<=< >’%?%"9）
M*+. 2-N+-O P-34. O+:* ,-O P-N-40Q9-,:. +, :*- 3QQ4+83:+0, 05 >BJ 9-:*0P. :0 P-:-29+,3:+0, 05 3R.041:.:-2-08*-9+.:2; 05 .-80,P32; 3480*04.， C8*+234 Q2+932; 3480*04.，832R0S;4+8 38+P. 3,P Q2+932; 39+,-. +, ,3:1234 0273,+8 ! 809Q01,P. = <.8 =(301 ,3:1234 0273,+8 809Q01,P.，3R.041:- .:-2-08*-9+.:2;，>BJ 9-:*0P.