Ent-Kauran-16β，17-diol 碳信号的修正及其意义
作者：吴继洲 阮汉利 姚念环
单位：同济医科大学药学院 武汉 430030
关键词：对映-贝壳杉烷；ent-kauran-16β；17-diol；2D-NMR；二萜
中草药000104摘 要 作者针对文献关于ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)碳信号指认有误的问题，用化学合成方法和2D-NMR技术对Ⅰ的结构进行全面分析和论证，首次归属了每个氢质子的信号，并再次证实其结构中的C-1、C-7和C-14互为颠倒，该研究对ent-kaurane骨架二萜结构的鉴定有实际意义。
Correction of Some Carbon Signals of Ent-kauran-16β，17-diol and Its Significance
Wu Jizhou, Ruan Hanli and Yao Nianhuan
, http://www.100md.com
Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tongji University Sciences Medical (Wuhan 430030)
Abstract The authors, in their study of the structure of fritillebin A, an ent-kauran diterpenoid dimer, by 2D-NMR, found that one of its hydrolytic product, the ent-kaurane-16β，17-diol (Ⅰ), though, in all respects, were identical with the authentic sample, yet the 2D-NMR, and especially the NOESY showed an error in the attribution of carbon signals, reported in the literature. To further proved the identity of I in their possession, the compound was compared with the product obtained from ent-kaurane by oxidizing with KMnO4 in argon in the presence of phase transfer catalyst, which proved that the synthetic product was in all respects identical to (Ⅰ) obtained from natural origin. But on attribution of each proton signal, it was found that the chemical shift of C-1, C-7 and C-14 should be 40.3, 42.1 and 37.3 instead of 42.0， 37.2 and 40.4 respectivly as reported in the literature. The authors further noticed that similar errors also appeared in other compounds reported, therefore the correction of these errors may provide some practical significance for the structural elucidation of ent-kaurane diterpenoids.
, 百拇医药
Key words ent-kaurane diterpenoid ent-kauran-16β，17-diol 2D-NMR▲
日本学者北岛先生从浙贝母Fritillaria thunbergii Miq.中分离鉴定ent-kaurane型二萜ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)及同骨架的其它二萜，并归属了各自的碳信号〔1，2〕。作者在鄂北贝母F. ebeiensis G. D. Yu et G. Q. Ji鳞茎非生物碱成分的研究中，也得到十数种对映-贝壳杉烷(ent-kaurane)型二萜〔3～5〕。在用2D-NMR方法测定其中的二聚体鄂贝酸酯甲(fritillebin A)的结构时发现，其水解产物之一的ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)的碳信号与文献〔1，2〕报道的有差异，后来又在同一植物的鳞茎中分离到ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)，也证实这一问题。为了弄清这一问题，我们用化学合成方法和2D-NMR新技术对Ⅰ进行全面分析，现报告研究结果。
, 百拇医药
Ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)，无色针晶(MeOH)，mp 189 ℃～191 ℃，[α]D-38.4°，C20H34O2(HREI-MS m/z 306.2583，M+)。其红外光谱示有羟基(3 390 cm-1)及偕二甲基(1 382，1 365 cm-1)，它的EI-MS显示弱的分子离子峰m/z 306[M+]及主要离子碎片峰m/z 288[M-H2O]+，275[M-CH2OH]+(100%)，257[M-CH2OH-H2O]+，123；在Ⅰ的1H-NMR谱中，可见到3 个叔甲基信号δ：0.80(3H，s)，0.84(3H，s)，1.02(3H，s)以及羟甲基信号：δ3.65，3.80(2H，AB，dd，J=11.0 Hz)；它的13CNMR谱显示有20 个碳信号，其DEPT试验证实20 个碳分别以4 个季碳，3 个叔碳，10 个仲碳和3 个伯碳的形式存在。I中所有理化性质及波谱数据与文献报道的ent-kauran-16β，17-diol 一致。
, 百拇医药
出人意料的是，当我们借助ent-kauran-16β，17-diol 的碳谱数据〔1〕来指定Ⅰ的结构时，二者的碳谱数据极为吻合，但对Ⅰ进行2D-NMR测试分析，尤其是NOESY分析后发现化合物Ⅰ碳谱信号归属与文献〔1〕记载有差异。为了证实Ⅰ的结构，以对映-贝壳杉烯(ent-kaurene)为原料，用KMnO4作氧化剂，经相转移催化反应得Ⅰ(见图1)，Ⅰ的理化常数和波谱数据与ent-kauran-16β，17-diol 标准品完全一致，经与标准品作共1HNMR分析，信号位置及峰型完全重叠，由此证实合成产物与天然产物Ⅰ为同一化合物。
表1 化合物Ⅰ的1H (600 MHz)和13CNMR
(75 MHz)的光谱数据(δ，CHCl3) H
, http://www.100md.com δ(J，Hz)
C
a
b
1α
1.76 dt(11.5，6.9)
1
40.3
42.0*
1β
0.72 td(13.5，4.3)
2α
1.41 m
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2
18.3
18.2
2β
1.41 m
3α
1.36 m
3
42.1
42.0
3β
1.11 td(13.5，4.5)
4
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33.3
33.4
5
0.76 d(1.3)
5
56.2
56.1
6α
1.31 m
6
20.5
20.5
6β
, http://www.100md.com
1.56 m
7α
1.64 m
7
42.1
37.2*
7β
1.62 m
8
44.8
44.6
9
0.98 d(1.3)
, 百拇医药
9
56.7
56.7
10
39.4
39.4
11α
1.57 m
11
18.6
18.3
11β
1.57 m
, http://www.100md.com
12α
1.58 m
12
26.3
26.3
12β
1.58 m
13
2.03 br
13
45.5
45.5
14α
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1.97 d(11.7)
14
37.3
40.4*
14β
1.55 m
15α
1.59 m
15
53.4
53.4
15β
1.45 m
, 百拇医药
16
81.9
81.6
17
3.65 dd(11.0)
17
66.2
66.2
17’
3.78 dd(11.1)
18
0.85 s
18
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33.6
33.4
19
0.80 s
19
21.6
21.5
20
1.01 s
20
17.8
17.7
b:文献值
, 百拇医药
图1 化合物Ⅰ的合成
从已经确定的信号开始，经1H，1H-COSY、13C，1HCOSY及NOESY测定分析，归属了各个碳、氢的信号(见表1)，并给出它的立体结构。如图2所示，H-20并H-14存在相关峰，而与H-11不存在相关峰，由此证明C环为椅式构型。
从图2所示NOESY相关谱中可以看出，C-14由于受C10-CH3和H-12、H-14双直立氢的空间位阻的影响，应该出现在高场位；C-1虽然没有C-14所受的空间位阻大，但也因H-1受H-5、H-9直立氢的影响，故C-1应出现在比C-14低，而比C-7高的场位，即C-1的化学位移值应大于C-14高的场位，而小于C-7。因此文献中指定的化学位移值δ42.0(C-1)，37.2(C-7)，40.4(C-14)应纠正为δ40.3(C-1)，42.1(C-7)，37.3(C-14)，见表1中星号标示。
, 百拇医药
图2 化合物Ⅰ的NOESY
应该指出的是文献〔1〕除ent-kauran-16β，17-diol 归属有误外，其它化合物也有类似的错误，也应一并纠正，今后在ent-kaurane骨架二萜的碳谱归属中应该引为注意。
1 实验仪器
熔点用X4型显微熔点仪测定，温度计未校正；旋光用DIP-180自动旋光仪测定；红外光谱用IR-460型仪测定；核磁共振用Bruker-600，Bruker-300型测定；质谱用Autospec型质谱仪测定；薄层层析用高效硅胶H板和柱层析硅胶为青岛海洋化工厂生产，展开剂为正己烷-乙酸乙酯(8∶2)，显色剂为5%茴香醛-10%硫酸甲醇溶液。
2 ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)的合成
, 百拇医药 KMnO4与260.7 mg苄基三乙基氯化铵(Benzyltriethylammonium chloride) 384 mg悬浮于20 mL CH2Cl2中，在0 ℃下通入氩气，然后在40 min内滴加完溶有300 mg ent-kaurene(Ⅳ)的CH2Cl2溶液10 mL。在室温下搅拌21 h后，然后加入3%NaOH水溶液15 mL，再在室温下搅拌6 h，反应液用硅藻土过滤，再用乙醚洗涤，减压回收滤除，所得残留物在水与乙醚中分配，分取乙醚层，然后用无水Na2SO4干燥，减压下浓缩，得无色固体物256 mg。所得无色固体物经硅胶柱层析分离，用hexane-EtOAc(1∶3)洗脱，合并物用MeOH重结晶，得无色针状结晶Ⅰ。
3 Ⅰ的鉴定
结晶Ⅰ，无色针晶(MeOH)，mp 189 ℃～191 ℃，[α]D-38.4°(c， 0.8，CHCl3)。C20H34O2[HREI-MS m/z:306.2563 (M)+，计算值306.2559]。IR(KBr，cm-1)：3 390(OH)，1 382，1 365(偕二甲基)，1010(C-O-C)。EI-MS m/z：306(M+)，275(M-CH2OH)+(100%)，257(M-CH2OH-H2O)+，123。1H-NMR(CDCl3,600 MHz)δ：见表1；13CNMR(CDCl3,75 MHz)δ：见表1。上述数据与文献一致，并直接与标准品比较鉴定而认同。■
, 百拇医药
吴继洲：Address:Wu Juzhou, College of Pharmacy, Tongji University of Medical Sciences, Wuhan
参考文献
1，Kitajima J, et al. Chem Pharm Bull, 1982,30(11):3912
2，Kitajima J, et al. Chem Pharm Bull, 1982,30(11):3922
3，Wu J Z, et al. Chem Pharm Bull, 1995,43(9):1448
4，阮汉利，等.中草药，1999，30(6)：404
5，Wu J Z, et al. Asia J Nat Prod Rech, 1999, 1：251
(1999-10-07 收稿), 百拇医药
单位：同济医科大学药学院 武汉 430030
关键词：对映-贝壳杉烷；ent-kauran-16β；17-diol；2D-NMR；二萜
中草药000104摘 要 作者针对文献关于ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)碳信号指认有误的问题，用化学合成方法和2D-NMR技术对Ⅰ的结构进行全面分析和论证，首次归属了每个氢质子的信号，并再次证实其结构中的C-1、C-7和C-14互为颠倒，该研究对ent-kaurane骨架二萜结构的鉴定有实际意义。
Correction of Some Carbon Signals of Ent-kauran-16β，17-diol and Its Significance
Wu Jizhou, Ruan Hanli and Yao Nianhuan
, http://www.100md.com
Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tongji University Sciences Medical (Wuhan 430030)
Abstract The authors, in their study of the structure of fritillebin A, an ent-kauran diterpenoid dimer, by 2D-NMR, found that one of its hydrolytic product, the ent-kaurane-16β，17-diol (Ⅰ), though, in all respects, were identical with the authentic sample, yet the 2D-NMR, and especially the NOESY showed an error in the attribution of carbon signals, reported in the literature. To further proved the identity of I in their possession, the compound was compared with the product obtained from ent-kaurane by oxidizing with KMnO4 in argon in the presence of phase transfer catalyst, which proved that the synthetic product was in all respects identical to (Ⅰ) obtained from natural origin. But on attribution of each proton signal, it was found that the chemical shift of C-1, C-7 and C-14 should be 40.3, 42.1 and 37.3 instead of 42.0， 37.2 and 40.4 respectivly as reported in the literature. The authors further noticed that similar errors also appeared in other compounds reported, therefore the correction of these errors may provide some practical significance for the structural elucidation of ent-kaurane diterpenoids.
, 百拇医药
Key words ent-kaurane diterpenoid ent-kauran-16β，17-diol 2D-NMR▲
日本学者北岛先生从浙贝母Fritillaria thunbergii Miq.中分离鉴定ent-kaurane型二萜ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)及同骨架的其它二萜，并归属了各自的碳信号〔1，2〕。作者在鄂北贝母F. ebeiensis G. D. Yu et G. Q. Ji鳞茎非生物碱成分的研究中，也得到十数种对映-贝壳杉烷(ent-kaurane)型二萜〔3～5〕。在用2D-NMR方法测定其中的二聚体鄂贝酸酯甲(fritillebin A)的结构时发现，其水解产物之一的ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)的碳信号与文献〔1，2〕报道的有差异，后来又在同一植物的鳞茎中分离到ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)，也证实这一问题。为了弄清这一问题，我们用化学合成方法和2D-NMR新技术对Ⅰ进行全面分析，现报告研究结果。
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Ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)，无色针晶(MeOH)，mp 189 ℃～191 ℃，[α]D-38.4°，C20H34O2(HREI-MS m/z 306.2583，M+)。其红外光谱示有羟基(3 390 cm-1)及偕二甲基(1 382，1 365 cm-1)，它的EI-MS显示弱的分子离子峰m/z 306[M+]及主要离子碎片峰m/z 288[M-H2O]+，275[M-CH2OH]+(100%)，257[M-CH2OH-H2O]+，123；在Ⅰ的1H-NMR谱中，可见到3 个叔甲基信号δ：0.80(3H，s)，0.84(3H，s)，1.02(3H，s)以及羟甲基信号：δ3.65，3.80(2H，AB，dd，J=11.0 Hz)；它的13CNMR谱显示有20 个碳信号，其DEPT试验证实20 个碳分别以4 个季碳，3 个叔碳，10 个仲碳和3 个伯碳的形式存在。I中所有理化性质及波谱数据与文献报道的ent-kauran-16β，17-diol 一致。
, 百拇医药
出人意料的是，当我们借助ent-kauran-16β，17-diol 的碳谱数据〔1〕来指定Ⅰ的结构时，二者的碳谱数据极为吻合，但对Ⅰ进行2D-NMR测试分析，尤其是NOESY分析后发现化合物Ⅰ碳谱信号归属与文献〔1〕记载有差异。为了证实Ⅰ的结构，以对映-贝壳杉烯(ent-kaurene)为原料，用KMnO4作氧化剂，经相转移催化反应得Ⅰ(见图1)，Ⅰ的理化常数和波谱数据与ent-kauran-16β，17-diol 标准品完全一致，经与标准品作共1HNMR分析，信号位置及峰型完全重叠，由此证实合成产物与天然产物Ⅰ为同一化合物。
表1 化合物Ⅰ的1H (600 MHz)和13CNMR
(75 MHz)的光谱数据(δ，CHCl3) H
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图1 化合物Ⅰ的合成
从已经确定的信号开始，经1H，1H-COSY、13C，1HCOSY及NOESY测定分析，归属了各个碳、氢的信号(见表1)，并给出它的立体结构。如图2所示，H-20并H-14存在相关峰，而与H-11不存在相关峰，由此证明C环为椅式构型。
从图2所示NOESY相关谱中可以看出，C-14由于受C10-CH3和H-12、H-14双直立氢的空间位阻的影响，应该出现在高场位；C-1虽然没有C-14所受的空间位阻大，但也因H-1受H-5、H-9直立氢的影响，故C-1应出现在比C-14低，而比C-7高的场位，即C-1的化学位移值应大于C-14高的场位，而小于C-7。因此文献中指定的化学位移值δ42.0(C-1)，37.2(C-7)，40.4(C-14)应纠正为δ40.3(C-1)，42.1(C-7)，37.3(C-14)，见表1中星号标示。
, 百拇医药
图2 化合物Ⅰ的NOESY
应该指出的是文献〔1〕除ent-kauran-16β，17-diol 归属有误外，其它化合物也有类似的错误，也应一并纠正，今后在ent-kaurane骨架二萜的碳谱归属中应该引为注意。
1 实验仪器
熔点用X4型显微熔点仪测定，温度计未校正；旋光用DIP-180自动旋光仪测定；红外光谱用IR-460型仪测定；核磁共振用Bruker-600，Bruker-300型测定；质谱用Autospec型质谱仪测定；薄层层析用高效硅胶H板和柱层析硅胶为青岛海洋化工厂生产，展开剂为正己烷-乙酸乙酯(8∶2)，显色剂为5%茴香醛-10%硫酸甲醇溶液。
2 ent-kauran-16β，17-diol (Ⅰ)的合成
, 百拇医药 KMnO4与260.7 mg苄基三乙基氯化铵(Benzyltriethylammonium chloride) 384 mg悬浮于20 mL CH2Cl2中，在0 ℃下通入氩气，然后在40 min内滴加完溶有300 mg ent-kaurene(Ⅳ)的CH2Cl2溶液10 mL。在室温下搅拌21 h后，然后加入3%NaOH水溶液15 mL，再在室温下搅拌6 h，反应液用硅藻土过滤，再用乙醚洗涤，减压回收滤除，所得残留物在水与乙醚中分配，分取乙醚层，然后用无水Na2SO4干燥，减压下浓缩，得无色固体物256 mg。所得无色固体物经硅胶柱层析分离，用hexane-EtOAc(1∶3)洗脱，合并物用MeOH重结晶，得无色针状结晶Ⅰ。
3 Ⅰ的鉴定
结晶Ⅰ，无色针晶(MeOH)，mp 189 ℃～191 ℃，[α]D-38.4°(c， 0.8，CHCl3)。C20H34O2[HREI-MS m/z:306.2563 (M)+，计算值306.2559]。IR(KBr，cm-1)：3 390(OH)，1 382，1 365(偕二甲基)，1010(C-O-C)。EI-MS m/z：306(M+)，275(M-CH2OH)+(100%)，257(M-CH2OH-H2O)+，123。1H-NMR(CDCl3,600 MHz)δ：见表1；13CNMR(CDCl3,75 MHz)δ：见表1。上述数据与文献一致，并直接与标准品比较鉴定而认同。■
, 百拇医药
吴继洲：Address:Wu Juzhou, College of Pharmacy, Tongji University of Medical Sciences, Wuhan
参考文献
1，Kitajima J, et al. Chem Pharm Bull, 1982,30(11):3912
2，Kitajima J, et al. Chem Pharm Bull, 1982,30(11):3922
3，Wu J Z, et al. Chem Pharm Bull, 1995,43(9):1448
4，阮汉利，等.中草药，1999，30(6)：404
5，Wu J Z, et al. Asia J Nat Prod Rech, 1999, 1：251
(1999-10-07 收稿), 百拇医药