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1、圆二色谱，判断黄酮类化合物绝对构型的重要手段圆二色谱，判断黄酮类化合物绝对构型的重要手段 1简介：手性化合物的旋光性是化合物分子的立体构型的不对称性对平面偏振光的作用。若对组成平面偏振光的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的吸收系数不同，即 L R,，这种性质称为手性化合物的圆二色性。当测定的仪器接收透过手性化合物溶液的平面偏振光时，记录的是手性化合物溶液对左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的吸收系数之差，或化合物生色团吸收波长附近的摩尔椭圆度即可获得圆二色谱CD 。CD 即圆二色谱，是以吸收系数之差或摩尔椭圆度为纵坐标，波长为横坐标记录的谱线，其中=（dLdR）C1，dL和 dR为吸光度。C 为溶液浓度，1
2、 为测定用池的池长；=（）M100LC 其中 （）为所用测定池情况下的平面偏振光的椭圆度，C 为溶液浓度，单位 g/ml，1 为池长，单位 dm，M 为分子量。它们之间的关系为=3300，而=/33C1。 2黄酮类：多酚类是生物体内主要的二次代谢产物。根据他们的碳骨架能划分为几种主要种类。例如，黄酮类与酚酸类。黄酮类根据的氧化情况又可以分为许多种类。已知的黄酮类化合物中都具有的骨架形式，并常有羟基取代，甲氧基取代，苷化及其他修饰和组合。虽然黄酮类化合物的绝对构型在 50 年代起已经通过旋光性和 ORD 方法进行解析了，但是更方便，更简易的 CD 谱方法却在 60 年代中期更为流行。CD 谱现已
3、广泛用于具有旋光性的黄酮类化合物的解析，如：二氢黄酮类，二氢黄酮醇类，黄烷-3-醇类，黄烷-4-醇类，黄烷-3，4-二醇类，黄烷类，异黄烷类，二氢异黄酮类，类鱼藤同类，前花色素类和各种类型的双黄酮类。 3二氢黄酮类二氢黄酮类的两个结构特征在判定它们绝对构型时非常重要。一个是之间的单键，一个是位的手性中心，大多数天然二氢黄酮类化合物中在位具有苯基，其为 取向时，其绝对构型被定为 S。利用 CD 或 ORD 连用 NMR 光谱数据判定二氢黄酮类化合物绝对构型始于 Gaffield。二氢黄酮类化合物的 UV 最大吸收在 270-290 处，320-330 处有一弱峰，这是由于苯乙酮型和之间的相互转化
4、产生的。八区律规则已经从判定 ， 不饱和酮的手性及它们的长波 CE 图上扩展到了芳香酮。这样，二氢黄酮类化合物绝对构型为 2S 时，在构象上就具有杂环的 P -螺旋性和 C2 位芳基处于平伏键，并在 CE 谱上表现为正性的 n-吸收带和负性的 -吸收带。利用 n-吸收带判定构型的优点是这种转变在芳香环取代系统中是独立的。虽然 n-转变处于长波区趋于随构型相反对映体量的增加而消失。杂环上的 H2与 H3之间的较大偶合常数（J2，3）表明所有天然二氢黄酮类在热力学稳定构象中 C2芳香基处于平伏键（fig2） 。这说明所有左旋的二氢黄酮类具有 2S 构型。利用这个信息的例子在确定 OBO-二氢黄酮
5、A 和二氢黄酮 B 构型可以清楚的发现。（fig.3 and table1） 4二氢黄酮醇类二氢黄酮醇类化合物中具有 C2 和 C3 两个手性中心，所以存在四种可能的立体异构体，（2R，3R）异构体在天然界中非常普遍，也有其他类异构体的相关报道。判定二氢黄酮醇类的绝对构型分两步，第一步，通过 NMR 谱中 H2与 H3的偶合常数J2，3判定 C2 和 C3 取代基的相对构型是反式或顺式。对于反式异构体，热力学稳定型构象为 H2与 H3处于直立键，这样的构型为（2R，3R）或（2S，3S） 。对于顺式异构体，热力学稳定型构象为 H2处于直立键，H3处于平伏键，这样的构型为（2R，3S）或（2S，
6、3R） 。第二步，根据 CD 数据来决定 C2的绝对构型。CE 中在长波方向（300-340）出现正性 n-跃迁吸收时表明 C2 的绝对构型为 R，而出现负性 n-跃迁吸收时表明 C2 的绝对构型为 S。 （表 2）对于二氢黄酮醇类应该强调指出 n-跃迁取决于杂环的螺旋性，这于相对构型和 C2 位芳基的平面性有关，这样就确定了绝对构型。还应该强调指出的是（2R，3R）-二氢黄酮醇类和（2S）二氢黄酮类是同手性的。（2R，3R）-二氢黄酮醇类和（2S）二氢黄酮类具有相同的杂环螺旋性和相似的 n-跃迁 CE 峰。 （fig.4）根据 CD 谱中正性 n-跃迁 CE 判断出 phellodensin
7、-A 和 phellodensin-C 的绝对构型都是（2R，3R） 。 （fig.5，表 3） 5黄烷-3-醇类 5.1 简介目前在各种天然化合物中苯并二氢吡喃发色团在 O-杂环上（fig.6）苯并二氢吡喃衍生物属于具有第二手性球的苯发色团。非手性苯环发色团受手性 O-杂环和 O-杂环上取代基的影响。这就产生了在 260-280 处（Lb带）和 200-240 处（La带）能观察到的 CE 谱带。如果非芳香性环的平面结构与 CD 中 Lb带的关系已知的话手性环的构象就能通过 CD 谱推断。然后绝对构型就能通过 NMR 数据提供的手性中心取代基的相对构型而归属。如果苯环 C4位没有假不对称取代
8、且苯环再无其他取代时，杂环的 P-螺旋性（半椅式构象）产生正性 CE Lb带，M-螺旋性产生负性 CE Lb带。 （fig.6）黄烷-3-醇类（儿茶素类）（17）具有两个芳基发色团，分别为芳环 A 和芳环 B，这些发色团的吸收带位于 280（Lb转变）和 240（La转变） 。两个芳基发色团在每个区域内均给出两个吸收带。黄烷-3-醇具有两个立体中心和四个异构体，分别为（2R，3S）-2，3-反式；（2S，3R）-2，3-反式；（2R，3R）-2，3-顺式；（2S，3S）-2，3-顺式。 5.2 Lb吸收带黄烷-3-醇类（17）的 CD 谱能通过 3，4-二氢苯并吡喃环系统的平面规则来阐明。处于
9、半椅式构象或沙发构象的 C 环为 P-螺旋性时将产生正性 CE Lb带，M-螺旋性将产生负性 CE Lb带，这些是通过一系列 1，2，3，4-四氢萘类衍生物的测定而得到的.黄烷-3-醇类的 2R 和 2S 绝对构型分别对应为 P-和 M-螺旋性。 （fig.8）但是 Korver and wilkins,1971; van rensburg et al, 1999 报道的 A 发色团的 CD 数据却表明 2R 和 2S 的绝对构型分别产生负性和正性 CE Lb带（fig.9；fig.10，表 5） ，这个结果与已知的 1，2，3，4-四氢萘类遵循的螺旋性规则相反。这种情况可能是由于二氢苯并吡喃
10、类较 1，2，3，4-四氢萘类缺少 C2V对称性。C 环上 O 的 PZ轨道跃迁到 *轨道发生的N-*跃迁对这个反规则也产生影响。2，3-顺式-黄烷-3-醇类的 A-构象是一个相对稳定构象，将产生在长波方向上 CE 峰高降低的现象，这是由于平面从 E-构象向 A-构象转化的结果。 （fig.8；fig.10） 5.3 La吸收带与 Lb吸收带（280）相比（2R，3S）-和（2S，3R）-反式对映体具有相反的 CE 属性，（2R，3R）-和（2S，3S）-顺式对映体具有相同的 La吸收（240）属性。位于 240 区的正性和负性 CE 能分别表明 3S 和 3R 的绝对构型（表 6 fig.9
11、；fig.10） ，当 A 环无任何羟基化取代时这个规则不再适用。一个新从大麦中分离出来的黄烷-3-醇葡萄糖苷通过利用 NMR，FAB-MS，UV，和 CD确定为（2R，3R）-儿茶素类-7-O-D-吡喃葡萄糖苷（18），J2，3偶合常数为 7.4HZ证实 2,3为-反式构型.280 负性 CE 表明 C2位构型为 2R.( fig.11) 6. 黄烷-4-醇类 6.1. 2,4-顺式-黄烷-4-醇类 (+)-(2R，4R)-4-氨基黄烷盐酸盐(19),(+) -(2R，4R)-4acetamidoflavan(20), -(2R，4R)-flavan-4-ol 各自的 NMR 光谱和 J2,
12、4偶合常数建立了顺式相对构型, 二氢吡喃 C 环此时或是半椅式或是沙发构象.( fig.12)C 环具有半椅式构象时(fig.13),C4-OH 可能被迫处于不利的 -平伏键位置(H2和 H4处于直立键),当为另一种可能的半椅式构象时,C2苯基采用不利的直立键(H2和 H4处于平伏键).通过构象分析同样可以排除船式构象.在沙发构象中, C4-OH 遵循避免迫位影响这样一种方式.于是沙发构象转为半椅式构象更为合理.( fig.14)通过实验可以发现 C4位的差向异构化作用将改变 Lb吸收带属性,这样就能假设 C2是对称二氢苯并吡喃分子的 good approximation.(2R，4R)-顺式
13、非对映体(22)在 La和 Lb带中都能得到来自 C4-OH 对 CE 的正性贡献( fig.15).对于 Lb带具有沙发构象的手性环来讲,第二个球面的影响教临近 A 环发色团的 C4-OH 影响小, C4-OH 影响称为第三个 sphere 影响.antus et al (2001)认为 2,4-顺式对映体具有半椅式平面构象(fig.13),由 C2-苯基的平伏键取向所决定,但是却得到了以下相同结论:当 O-杂环采用一个半椅式构象且在合并芳香环上无任何取代时, 苯并二氢吡喃发色团中 O-杂环的 P-/M-螺旋性受到苯环 Lb吸收带产生正性/负性 CE 影响.（表 7） 6.2 2,4-反式-
14、黄烷-4-醇类NMR 光谱分析表明 2，4-反式-黄烷-4-醇类的构象或为半椅式（fig.16）或为沙发型（fig.17） 。构象分析上不能区分这两种形式。C4-OH 对（2R，4S）-2，4-反式对映体（23/25）的半椅式和沙发型构象的贡献在 La和 Lb吸收带上表现为负性 CE。Antus et al 报道了 2，4-反式-黄烷-4 醇类采用与 2，4-顺式-黄烷-4-醇类（半椅式或沙发构象）不同的规则（fig.13， fig.14） ，这是由于处于竖直键的 C4-OH 迫使 O-杂环采用沙发构象（fig.17） 。因此，当 O-杂环采用沙发构象且稠合芳环上无任何取代时 P-/M-螺旋性
15、分别表现出正性或负性的苯环 Lb吸收带 CE。3 个黄烷-4-醇类化合物的 CD 数据见表8（fig.15） 。 7. 黄烷-3，4-二醇类黄烷-3，4-二醇类的相对构型能通过 C-环中 JH，H三根键的质子偶合常数来判断。2，3-顺式-3，4-反式和 2，3-顺式-3，4-顺式类似物的相对构型细微差别能通过 NOE 效应来区别。 7.1 Lb吸收带 与 2， ，3-反式-3，4-顺式类相黄烷类 C-环取代的 Lb吸收带（280）常用于构型的判断。构象为半椅式或沙发型的 C-环为 P-螺旋型时（C2位绝对构型为 R）将在 Lb吸收带产生负性 CE，M-螺旋型（C2位绝对构型为 S）时将产生正性
16、 CE。 （fig.18-20，table9） 。所有反式 E-构型化合物如：（2R，3S，4R）-和（2S，3R，4S）-2，3-反式-3，4-反式-黄烷-3，4-二醇类在 C4-OH 和 H5之间为烯丙键。这就将引发半椅式和沙发型相对稳定构象的转变以消除烯丙键的影响，于是 M-螺旋型对应所有的 2R-反式黄烷-3，4-二醇类，P-螺旋型对应所有的 2S-反式黄烷-3，4-二醇类。 （fig.21）比 2-3，3-4-全为反式构型的化合物类构象的转变所产生的影响是位于 Lb吸收带的 CE 峰高降低。2，4-顺式双直立键 A-构型类似物如：（2R，3R，4R）-和（2S，3S，4S）-2，3-顺式-3，4-顺式-黄烷-3，4-二醇，（2R，3S，4R）-和（2S，3R，4S）-
