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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为测定用池的池长；=（）M100LC其中（）为所用测定池
2、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-
3、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，
4、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，（2
5、R，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，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
6、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-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
7、-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
8、-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, 199
9、9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
10、，（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；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
11、，4R)-4acetamidoflavan(20), -(2R，4R)-flavan-4-ol各自的NMR光谱和J2,4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
12、就能假设C2是对称二氢苯并吡喃分子的good approximation.(2R，4R)-顺式非对映体(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
13、/负性CE影响.（表7）6.2 2,4-反式-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-/
14、M-螺旋性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CE。（fig.18-20，table9
15、）。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）-2，3-反式-3，4-反式-黄烷-3，4-二醇可能通过C4-OH与芳B环之间的氢键而稳定（fig.22）。一旦C4-OH被衍生化，氢键和A-构型将消失，Lb吸收带的CE峰高较La吸收带的CE峰高将增加。所有顺式E-构型化合物如：（2R，3R，4R）-和（2S，3S，4S）-2，3-顺式-3，4-顺式-黄烷-3，4-二醇通过C3-OH直立键和C-环中的O-杂原子之间的氢键而稳定。（fig.23）7.2 La吸收带除2，3-反式-3，4-顺式-无色花色素类以外，2，3-反式-3，
