復(fù)習(xí)天然藥物NMR

1、各類天然藥物成分波譜學(xué)規(guī)律各類天然藥物成分波譜學(xué)規(guī)律糖的核磁共振性質(zhì) 一般1H-NMR譜中，糖端基質(zhì)子信號在4.3-5.5，其余部分在3.2-4.2左右，因此可以從端基質(zhì)子數(shù)了解糖的種類和個數(shù)。一一 、糖的、糖的1HNMR特征特征 化學(xué)位移規(guī)律：化學(xué)位移規(guī)律： 端基質(zhì)子：端基質(zhì)子： 4.36.0ppm 特點：比較容易辨認特點：比較容易辨認 用途：用途：1 確定糖基的個數(shù)確定糖基的個數(shù) 2 確定糖基的種類確定糖基的種類 3 2D-NMR譜上糖信號譜上糖信號的歸屬的歸屬 4 糖的位置的判斷糖的位置的判斷甲基質(zhì)子：甲基質(zhì)子： 1.0ppm 特點：比較容易辨認特點：比較容易辨認 用途：用途：1 確定甲

2、基五碳糖的個數(shù)確定甲基五碳糖的個數(shù)2 確定甲基五碳糖的種類確定甲基五碳糖的種類3 確定甲基五碳糖的位置確定甲基五碳糖的位置4 2D-NMR譜上甲基五碳糖譜上甲基五碳糖 信號的歸屬信號的歸屬糖的糖的NMR特征特征 其余質(zhì)子信號：其余質(zhì)子信號： 3.24.2ppm 特點特點: 信號集中信號集中,難以解析難以解析 歸屬歸屬: 往往需借助往往需借助2D-NMR技術(shù)技術(shù).糖的糖的NMR特征特征偶合常數(shù)：與兩面角有關(guān)偶合常數(shù)：與兩面角有關(guān) 兩面角兩面角90度度 J=0Hz；兩面角；兩面角0或或180度度 J8Hz；兩面角；兩面角60度度 J4Hz對于糖質(zhì)子對于糖質(zhì)子 當當2-H為直立鍵時，為直立鍵時，1位

3、苷鍵的取向不同，位苷鍵的取向不同，1-H與與2-H的兩面的兩面角不同，偶合常數(shù)亦不同：角不同，偶合常數(shù)亦不同： -D-和和-L-型糖的型糖的1-H和和2-H鍵鍵 為雙直立鍵，為雙直立鍵，=180，J=68Hz -D-和和-L-型糖的型糖的1-H為平伏鍵，為平伏鍵， 2-H雙直立鍵，雙直立鍵，=60，J=24Hz OHOHORHOHOHHOROHROC3HOHOORHC3HOH糖的糖的NMR特征特征 因此，六碳醛糖的優(yōu)勢構(gòu)象為因此，六碳醛糖的優(yōu)勢構(gòu)象為C1型，其中型，其中C2構(gòu)型與構(gòu)型與D-葡萄糖相同的葡萄糖相同的D-半乳糖、半乳糖、D-阿洛阿洛糖的優(yōu)勢構(gòu)象中糖的優(yōu)勢構(gòu)象中2-H均為直立鍵，其成

4、均為直立鍵，其成苷鍵時，苷鍵時，端基質(zhì)子與端基質(zhì)子與2-H的偶合常數(shù)均為的偶合常數(shù)均為4Hz左右；而左右；而當其成當其成苷時，端基質(zhì)子與苷時，端基質(zhì)子與2-H的偶合常數(shù)均為的偶合常數(shù)均為8Hz左右。左右。OHOHORHOHOHHOH2COHOHORHOHOHCH2OHOHOHORHOHOHHOH2C糖的糖的NMR特征特征- D-葡萄糖苷葡萄糖苷 -D-半乳糖苷半乳糖苷 -D-阿洛糖苷阿洛糖苷 例如：例如： - D-葡萄糖和葡萄糖和-D-葡萄糖的混合物在葡萄糖的混合物在氫譜上顯示兩個端基質(zhì)子信號，不僅化學(xué)位移有氫譜上顯示兩個端基質(zhì)子信號，不僅化學(xué)位移有差別，偶合常數(shù)差別也很明顯。其中差別，偶合常

5、數(shù)差別也很明顯。其中- D-葡萄糖葡萄糖的端基質(zhì)子信號為的端基質(zhì)子信號為4.6，J=8Hz。而。而- D-葡萄糖葡萄糖的端基質(zhì)子信號的端基質(zhì)子信號為為5.2，J=4Hz。糖的糖的NMR特征特征 但是當?shù)钱?-H為平伏鍵的情況下，為平伏鍵的情況下，1-H無論處于平伏無論處于平伏鍵還是直立鍵，與鍵還是直立鍵，與2-H的兩面夾角均約的兩面夾角均約60度，故不能度，故不能用該法判斷苷鍵構(gòu)型。用該法判斷苷鍵構(gòu)型。OHOHORHOHOHHOROHROC3OHHOORHC3OHHOHOHORHOHOHHOH2COHOHORHOHOHHOCH2糖的糖的NMR特征特征 因此，六碳醛糖中因此，六碳醛糖中C2構(gòu)型

6、與葡萄糖不一致的構(gòu)型與葡萄糖不一致的D-甘露糖的苷鍵，就不能用端基質(zhì)子的偶合常數(shù)來判甘露糖的苷鍵，就不能用端基質(zhì)子的偶合常數(shù)來判斷其構(gòu)型。斷其構(gòu)型。-D-甘露糖苷甘露糖苷 -D-甘露糖苷甘露糖苷二、二、 糖的糖的13CNMR特征特征 糖上碳信號可分為幾類，大致范圍為：糖上碳信號可分為幾類，大致范圍為： 1. CH3 18ppm 甲基五碳糖的甲基五碳糖的C6，一般有幾個，一般有幾個信號信號(扣除苷元中的甲基扣除苷元中的甲基)可表示有幾個甲基五碳糖可表示有幾個甲基五碳糖存在。存在。 2. CH2OH 62ppm C5或或C6 3. CHOH 7085ppm 糖氧環(huán)上的糖氧環(huán)上的C2C4 4. -O

7、-CH-O- 98100ppm 端基端基C1或或C2,，在此，在此范圍內(nèi)有幾個信號可視為有幾種糖存在于糖鏈的范圍內(nèi)有幾個信號可視為有幾種糖存在于糖鏈的重復(fù)單位中。重復(fù)單位中。糖的糖的NMR特征特征苷化位移苷化位移（glycosidation shift） 糖苷化后，端基碳和苷元-C化學(xué)位移值均向低場移動，而鄰碳稍向高場移動（偶而也有向低場移動的），對其余碳的影響不大，這種苷化前后的化學(xué)變化，稱苷化位移。 OOCH2CH2R+5.06.5 -3.55.0香豆素的香豆素的1HNMR規(guī)律規(guī)律 B環(huán)質(zhì)子影響因素：環(huán)質(zhì)子影響因素：2-羰基影響：如（羰基影響：如（ d d- - ）所示）所示7-OH影響：

8、如（影響：如（ d d- - ）所示）所示 H3,H6,H8電子云密度電子云密度 H3,H6,H8在高場在高場 H4,H5,H7電子云密度電子云密度 H4,H5,H7在低場在低場OOHOAB12345678910d-d-d-d-d+d-d+d+d+d+d-d-d-d6.1-6.4(d,9.5Hz)d d 7.5-8.3(d, 9.5Hz)d d 7.38（d,9.0 Hz）d6.87(dd,9.0,2.0Hz)OOHOAB12345678910d6.87(d,2.0Hz)當當C3、C4位未取代時：位未取代時： 當當C3或或C4取代時：取代時：OOHHC3-H d, J3,4= 9.5 HzC4

9、-H d, J3,4= 9.5 Hz6.1 6.47.5 8.3OOHR(R)(H)C3或C4-H 1H, S 峰信號當C7-OR時： OOROHHHHH+-+C7 - ORC3 - H - 0.17ppmC3 - HC4 - H 6.23 d, J3,4= 9.5 Hz d, J3,4= 9.5 Hz 7.64C5 - HC8 - H7.38C6 - H6.872H, m 峰 d, J= 9 Hz當C5,C7二氧代：OOROOR1HHHC8 - HC6 - Hd, J = 2 Hzd, J = 2 Hz尖峰與C4-H有遠程偶合C8 - HC6 - H區(qū)別當當C7-OR、C8或或C6烷基取代時

10、：烷基取代時： OOROHHR1OOROHR1HC5 -HC6 -H 7.3d, J = 9 Hz 6.8d, J = 9 HzC5 -HC8 -H 7.2s 6.7s有遠程偶合香豆素分子中的遠程偶合OOHOHH10987654321BAC32110987654321BAOOOHHH5J3,8=0.6-1.0 Hz5J4,8=0.6-1.0 Hz5J4,8=0.6-1.0 Hz香豆素香豆素13C-NMR 香豆素母核上香豆素母核上9個碳原子的化學(xué)位移值如下：個碳原子的化學(xué)位移值如下： 當當-OR取代時：取代時： 連接的碳連接的碳 +30 ppm 鄰位碳鄰位碳 -13 ppm 對位碳對位碳 -8

11、ppmOO160.4116.4143.6118.8128.1124.4131.8116.4153.9醌類化合物的核磁共振光譜（醌類化合物的核磁共振光譜（NMR）1H-NMR(1)醌環(huán)上的質(zhì)子醌環(huán)上的質(zhì)子OOHHOOHHHHR6.72 (s)6.95 (s)供電取代基向高場位移向高場位移醌類化合物的核磁共振光譜醌類化合物的核磁共振光譜1H-NMR(1)醌環(huán)上的質(zhì)子醌環(huán)上的質(zhì)子位移順序(1,4-萘醌）6.952-OMe6.172-OH6.372-OCOMe6.762-Me6.79H-3位移幅度加大H2-醌類化合物的核磁共振光譜醌類化合物的核磁共振光譜1H-NMR(2)芳環(huán)質(zhì)子芳環(huán)質(zhì)子當有取代基時，

12、峰的數(shù)目及峰位都將改變。當有取代基時，峰的數(shù)目及峰位都將改變。OOHHHHOOHHHH8.067.738.076.67處于C=O負屏蔽 區(qū)在低場處于C=O負屏蔽 區(qū)在低場醌類化合物的紅外光譜（IR）羥基蒽醌類化合物的紅外區(qū)域有：羥基蒽醌類化合物的紅外區(qū)域有：VC=O 1675 1653 cm-1 （羰基的伸縮振動）（羰基的伸縮振動）V-OH 3600 3130 cm-1 （羥基的伸縮振動）（羥基的伸縮振動）V芳環(huán)芳環(huán) 1600 1480 cm-1 （苯核的骨架振動）（苯核的骨架振動）母核上無取代：母核上無取代： 兩個兩個C=O只給出一個吸收峰只給出一個吸收峰1675 芳環(huán)上引入一個芳環(huán)上引入一

13、個 -OH時，給出兩個時，給出兩個C=O吸收峰：吸收峰： 1675 1647 （游離（游離C=O） 1637 1608 （締合（締合C=O）蒽醌類化合物的IR光譜OOOO OHOOHOHOH醌類化合物的核磁共振光譜（醌類化合物的核磁共振光譜（NMR）13C-NMR（1）1,4-萘醌類萘醌類OOOOOH126.2131.7184.6136.6136.6126.2131.7184.6138.6138.6161.8124.2136.4118.9131.5114.8190.0138.4139.3183.9+- - -+ 35 ppm- 12.4 ppm- 16.9 ppm醌類化合物的核磁共振光譜（醌類

14、化合物的核磁共振光譜（NMR）13C-NMR（2）9,10-蒽蒽醌類醌類OOOOOH182.5132.9126.6134.3187.9113.8161.3123.7+ 34.7- 19.1- 10.6黃酮化合物的黃酮化合物的1 1H NMRH NMR規(guī)律規(guī)律（一）（一）A環(huán)質(zhì)子環(huán)質(zhì)子15, 7-二二OH黃酮黃酮 H-6, H-8, d5.7-6.9, J=2.5HzH-6較H-8高場 86OOHOOH15, 7-二二OH黃酮黃酮27-OH黃酮黃酮H-5 d 7.7-8.2 (d, J=9Hz)H-6 d 6.4-7.1 (dd, J=9, 2.5Hz) H-8 d 6.8-7.0 (d, J=

15、2.5Hz) 5OOHO68H-5較較H-6、H-8低場，是由于羰基的負屏蔽低場，是由于羰基的負屏蔽效應(yīng)的影響。效應(yīng)的影響。 H-6、H-8較較5, 7-二二OH黃酮低場，且相互位黃酮低場，且相互位置可能顛倒。置可能顛倒。 （二）（二） B環(huán)質(zhì)子環(huán)質(zhì)子 6.5-814-氧取代黃酮類化合物氧取代黃酮類化合物 5632ORH-3, 5 d d 6.5-7.1, d, J=8.5Hz H-2, 6 d d 7.1-8.1, d, J=8.5Hz 由于由于C環(huán)對環(huán)對H-2, 6的負屏蔽作用大于對的負屏蔽作用大于對H-3, 5， 且且H-3, 5受受4-OR的屏蔽作用，故前者較低場；的屏蔽作用，故前者較

16、低場； C環(huán)氧化程度越高，環(huán)氧化程度越高，H-2, 6處于越低場的位置。處于越低場的位置。 23, 4-二氧取代黃酮類化合物二氧取代黃酮類化合物 562ORORH-2受受C環(huán)負屏蔽和環(huán)負屏蔽和3-OR屏蔽作用，屏蔽作用，H-6 也受也受C環(huán)負屏環(huán)負屏蔽作用，而蔽作用，而H-5則僅則僅4-OR屏蔽作用。故由低場到高場的屏蔽作用。故由低場到高場的順序為：順序為：H-6 H-2 H-5。 但有時也會發(fā)生但有時也會發(fā)生H-2和和H-6重疊的現(xiàn)象。重疊的現(xiàn)象。 （1）3, 4-二氧取代黃酮及二氧取代黃酮及 黃酮醇黃酮醇 H-5 d d 6.7-7.1 d, J=8.5Hz H-2 d d 7.2 d,

17、J=2.5Hz H-6 d d 7.9 dd, J=2.5, 8.5Hz33, 4, 5-三氧取代黃酮類化合物三氧取代黃酮類化合物62OR2OR1OR3若若R1=R2=R3=H，則，則H-2,6為單峰，為單峰，d d 6.7-7.5 若上述條件不成立，則若上述條件不成立，則H-2,6分別為二重峰分別為二重峰 （J=2Hz） （三）（三） C環(huán)質(zhì)子環(huán)質(zhì)子 1. 黃酮類黃酮類 H-3, d 6.33OHO2. 異黃酮類異黃酮類32OOHH-2位于羰基位于羰基 位，同時受羰基和苯環(huán)的負屏位，同時受羰基和苯環(huán)的負屏蔽作用，且通過碳與氧相連，故較一般芳香蔽作用，且通過碳與氧相連，故較一般芳香質(zhì)子低場，質(zhì)

18、子低場，7.6-7.8。 若用若用DMSO-d6作溶劑，則作溶劑，則8.5-8.7。 3. 二氫黃酮和二氫黃酮醇二氫黃酮和二氫黃酮醇1) 二氫黃酮二氫黃酮 23OHOH兩個兩個H-3, 分別為分別為dd峰，中心位于峰，中心位于2.8 ，J = 17Hz（偕偶），（偕偶），5Hz（順偶）及（順偶）及J = 17Hz（偕偶），偕偶），11Hz（反偶）（反偶） H-2, dd, 5.2, Jtrans = 11Hz （反偶）（反偶）, Jcis = 5Hz（順偶）（順偶）（2）二氫黃酮醇）二氫黃酮醇32(2S, 3S)二氫黃酮OOHOHH3-OR苷化，供電子能力下降，兩個氫的苷化，供電子能力下降，兩

19、個氫的值升高（向低場位移），可用于判斷二氫值升高（向低場位移），可用于判斷二氫黃酮醇苷中糖的位置。黃酮醇苷中糖的位置。 H-2與與H-3為反為反 式雙直立鍵，式雙直立鍵， J=11Hz H-2 4.9 H-3 4.34. 查耳酮查耳酮d, d 7. 3-7. 7, J=17H zd, d 6. 7-7. 4, J=17H zO5.橙酮橙酮s, d 6.5-6.7 6.37-6.94 (DMSO-d6)OCHO（二）黃酮類化合物取代圖式的確定方法（二）黃酮類化合物取代圖式的確定方法 黃酮類化合物中芳香碳原子的信號特征可黃酮類化合物中芳香碳原子的信號特征可以用來確定取代基的取代圖式。以用來確定取代

20、基的取代圖式。 以黃酮為例，其以黃酮為例，其13C-NMR信號如下所示：信號如下所示： flavoneflavone118.3118.3156.3156.3163.2163.2131.8131.8126.3126.3131.6131.6129.0129.0OO129.0129.0126.3126.3178.4178.4107.6107.6133.7133.7125.2125.2125.7125.7 1取代基位移的影響取代基位移的影響 X Zi Zo Zm Zp OH 26.6 -12.8 1.6 -7.1 OCH3 31.4 -14.4 1.0 -7.8 -OH及及-OCH3的引人將使直接相連

21、碳的引人將使直接相連碳原子原子(-碳碳)信號大幅度地向低場位移，信號大幅度地向低場位移，鄰位碳原子鄰位碳原子(-碳碳)及對位碳則向高場位及對位碳則向高場位移。間位碳雖也向低場位移，但幅度移。間位碳雖也向低場位移，但幅度很小。很小。 25，7-二羥基黃酮類中二羥基黃酮類中C-6及及C-8信號的信號的特征特征 對大多數(shù)對大多數(shù)5，7二羥基黃酮類化合物來說，二羥基黃酮類化合物來說，C-6(d)及及C-8(d)信號在信號在9001000的范的范圍內(nèi)出現(xiàn)，且圍內(nèi)出現(xiàn)，且C-6信號總是比信號總是比C-8信號出現(xiàn)信號出現(xiàn)在較低的磁場。在較低的磁場。 在二氫黃酮中兩者差別較小，約差在二氫黃酮中兩者差別較小，約

22、差09個個化學(xué)位移化學(xué)位移單位，但在黃酮及黃酮醇中差別較大，約單位，但在黃酮及黃酮醇中差別較大，約為為4.8。 C-6或或C8有無烷基或者芳香基取代可通過有無烷基或者芳香基取代可通過觀察觀察13C-NMR上上C-6，C-8信號是否發(fā)生位信號是否發(fā)生位移而加以認定。移而加以認定。 黃酮類化合物主要有下列兩種基本裂解途徑：黃酮類化合物主要有下列兩種基本裂解途徑： 途徑途徑-I（RDA裂解）：裂解）： B1ABCHC+A1OCOBAMOO120102途徑途徑-IIB2+B+ + +COOCCHBAMOO此外，還有分子離子此外，還有分子離子M+.生成生成M-1+，(M-H)及及M-28+.，(M-CO

23、)；由；由A1生成生成M-28+.，(A1-CO)及及B2生成生成B2-28+，(B2-CO)等碎片等碎片離子。離子。 有一黃色化合物有一黃色化合物,易溶于氯仿易溶于氯仿, 難溶于水難溶于水, HCl-Mg粉反應(yīng)粉反應(yīng)(+), Molish反應(yīng)反應(yīng)(-), ZrOCl2反應(yīng)反應(yīng)(-) EIMS給出分給出分 子量為子量為314.其光譜數(shù)據(jù)如下其光譜數(shù)據(jù)如下.試推出化合物的結(jié)構(gòu)試推出化合物的結(jié)構(gòu),并將并將1HNMR信號進行歸屬信號進行歸屬UV: MeOH 240, 248(sh),269,291(sh),340 NaOMe 277, 312, 369 AlCl3 261, 276, 295, 359, 387 AlCl3/HCl 259, 279,293sh, 348,381 NaOAc 276, 318, 357 NaOAc/HBO3 269, 3411H NMR (三甲基硅醚衍生物三甲基硅醚衍生物, CCl4, TMS內(nèi)標內(nèi)標)d d6.15(1H, d, J=2.5Hz); 6.30(1H, s); 6.46(1H,d, J=2.5Hz); 6.83(1H, d, J=8Hz), 7.28(1H, dd, J=8,2Hz);7.