天然产物各类成分的谱学研究法吴立军.pptx

天然产物各类成分的谱学研究法吴立军吴立军一.结构研究的四种谱学方法n1.紫外光谱（紫外光谱（UV）用于判断结构中的共轭系统、结构骨架用于判断结构中的共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄酮等）（如香豆素、黄酮等）UV一致，不一定是一个化合物。一致，不一定是一个化合物。n2.红外光谱（红外光谱（IR）提供各种官能团的信息提供各种官能团的信息如：芳香环如：芳香环:1600-1480cm-1OH:3000 cm-1C=O:1700 cm-1IR相同者为同一化合物相同者为同一化合物一.结构研究的四种谱学方法n3.质谱（质谱（MS）给出分子量给出分子量(M+),计算分子式计算分子式(HR-MS);MS图一致图一致(同一型号仪器同一型号仪器,同一条件同一条件)一般为一般为同一化合物同一化合物;碎片峰碎片峰:给出基团或片段信息给出基团或片段信息;EI-MS:糖苷不能给出分子离子峰糖苷不能给出分子离子峰;FD-MS,FAB-MS,ESI-MS用于糖苷用于糖苷,肽肽,核酸核酸类类,可确定分子量可确定分子量一.结构研究的四种谱学方法n4.核磁共振氢谱（核磁共振氢谱（1H-NMR）1).提供的信息提供的信息:(a)化学位移化学位移:(用于判断用于判断H的类型的类型);(b)偶合常数偶合常数:J(Hz)(c)积分强度积分强度(积分面积积分面积):确定确定H的数目的数目.2).化学位移化学位移 (a)常见基团的常见基团的 值值:基基团团烷烃烷烃连连O,N的的烷烃烷烃炔烃炔烃烯烃烯烃芳烃芳烃0-23-5.53-54-66-8基基团团-CHO-CH3C=C-CH3,COCH3,ArCH3OCH3COOCH3,ArOCH39.81-1.51.9-2.53.5-4.03.7-4.0(b)化学位移影响因素化学位移影响因素 化学位移值与电子云密度有关。电子云密度化学位移值与电子云密度有关。电子云密度降低降低,去屏蔽作用增强去屏蔽作用增强,向低场位移向低场位移,增大增大诱导效应诱导效应 氢键缔合氢键缔合 共轭效应共轭效应 磁各向异性效应磁各向异性效应 范德华效应范德华效应 3）.偶合常数偶合常数(J)说明说明:a.偶合裂分是有原子核引起的偶合裂分是有原子核引起的,通过化通过化学键传递学键传递;b.偶合互依偶合互依,相互偶合的相互偶合的H核其核其J值相同值相同;c.峰的裂分遵循峰的裂分遵循n+1规律规律(一级图谱一级图谱);d.归属归属H核核,判断排列情况判断排列情况.3).偶合常数偶合常数(J)(1)偕偶偕偶(Jgem)sp3J=10-15Hz;sp2C=CH2,J=O-2Hz,N=CH2,J=7.6-17Hz(2)邻偶邻偶(Jvic)饱和型饱和型:自由旋转自由旋转J=7Hz构象固定构象固定:0-18Hz(与两面角有关与两面角有关)J90=0Hz,J180Jo(7.5Hz);烯型：烯型：J顺顺=6-14Hz(10),J反反=11-18Hz(15)芳环芳环:J邻邻=6-9Hz,J间间=1-3Hz,J对对=0-1Hz.(3)远程偶合远程偶合:如烯丙偶合如烯丙偶合J4=0-3Hz一.结构研究的四种谱学方法n5.核磁共振碳谱（核磁共振碳谱（13C-NMR）1).特点特点 (a)共振频率不同于共振频率不同于1H 磁旋比磁旋比 (13C)=1/4 (1H)如如1H-NMR(300MHz),13C-NMR(75Hz)(b)灵敏度低灵敏度低 S/N (3H02NI)/T 13C的的 小小,为为1H的的1/4;13C自然丰度低自然丰度低(13C 1.1%,1H 99.88%);驰豫时间长驰豫时间长 (c)总宽度大总宽度大(13C 0-250;1H 0-20)2 2).).结构信息结构信息(a)a)化学位移化学位移(b)(b)峰高峰高:一般不与碳数成正比一般不与碳数成正比(c)c)偶合常数偶合常数:用门控去偶技术可测用门控去偶技术可测J JC-HC-H(d)(d)驰豫时间驰豫时间:归属一些难归属的碳信号归属一些难归属的碳信号3）.常见的化学位移常见的化学位移(a)脂肪脂肪C:50(b)连杂原子连杂原子C:C-O,C-N,C-S ：50-100 C-OCH3 ：55 糖端基糖端基C ：95-105(c)芳香碳芳香碳,烯碳烯碳:98-160 连氧芳碳连氧芳碳 140-165(d)C=O:：168-220 醛酮醛酮:：195-215,酸酯、酰胺酸酯、酰胺 ：155-1854）.影响化学位移的因素影响化学位移的因素(a)化学键的杂化程度化学键的杂化程度 sp3 sp 100(100(-D D或或-L L型型,酯苷酯苷,叔醇叔醇苷苷 98),98),100(100(-D D或或-L L型型).).nC C2-52-5:68-85;C 68-85;C6 6-CH-CH3 3:18;CH18;CH2 2OH:OH:6262n偶合常数偶合常数1 1J JC1-H1C1-H1:吡喃糖吡喃糖:(:(优势构象优势构象C1C1式式)n-D D或或-L L型苷键型苷键,170-175,170-175Hz;Hz;nD-D或或-L L型苷键型苷键,160-165,160-165Hz.Hz.n鼠李糖鼠李糖优势构象优势构象1 1C C式式,-L L型型,170-175,170-175Hz,Hz,-L-L型型160-160-165165HzHz二、二、糖的核磁共振性质糖的核磁共振性质2)2)苷化位移苷化位移(Glycosylation shift,GS)Glycosylation shift,GS)n糖与苷元成苷后糖与苷元成苷后,苷元的苷元的-C,C,-C-C和糖的端和糖的端基碳的化学位移值发生了变化基碳的化学位移值发生了变化,这种变化这种变化称称苷化位移苷化位移.n应用应用:推测糖与苷元推测糖与苷元,糖与糖的连接位置糖与糖的连接位置,苷元被苷化碳的绝对构型及碳氢信号归属苷元被苷化碳的绝对构型及碳氢信号归属.二、二、糖的核磁共振性质糖的核磁共振性质2 2、糖的、糖的1313CNMRCNMR性质性质n2 2、糖的、糖的1313CNMRCNMR性质性质n2)2)苷化位移苷化位移n(1).(1).伯醇苷伯醇苷:n苷元苷元:-C-C+8(+8(向低场位移向低场位移),),-C-C-4;-4;n糖端基碳糖端基碳C-1C-1 +8(+8(与单糖相比与单糖相比)二、二、糖的核磁共振性质糖的核磁共振性质n2 2、糖的、糖的1313CNMRCNMR性质性质n2)2)苷化位移苷化位移n(2).(2).环仲醇苷环仲醇苷n苷元苷元:-C-C+5+5 10,10,-C-C-(0-(0 4);4);n糖端基碳糖端基碳C-1C-1 +5+5 9(9(与单糖相比与单糖相比)n(3).(3).叔醇苷叔醇苷:n苷元苷元:-C-C+7,+7,-C-C-3;-3;糖糖C-1C-10 0n(4).(4).酯苷和酚苷酯苷和酚苷:n酯苷酯苷:苷元苷元-C(C=O)-C(C=O)-(3-(3 5),5),糖糖C-1C-1-(2-3)-(2-3)n酚苷酚苷:苷元苷元-C-C 1,1,糖糖C-1C-1+4+4 6 6二、二、糖的核磁共振性质糖的核磁共振性质苷化位移苷化位移 苷元苷元-C -C 糖端基碳糖端基碳C-1C-1 n伯醇伯醇,仲醇苷仲醇苷:+5+5 10(7)10(7)+5+5 9(7)9(7)n叔醇苷叔醇苷:+7 +7 0 0n酯苷酯苷:-3-3 5(5(C=O)C=O)+1+1n酚苷酚苷:1 1 +4+4 6 6 *与单糖比与单糖比二、二、糖的核磁共振性质糖的核磁共振性质1.1.核磁法鉴定香豆素结构的意义核磁法鉴定香豆素结构的意义结构新颖的香豆素化合物结构新颖的香豆素化合物不仅为创制新药提供了先不仅为创制新药提供了先导化合物，还为设计药效高、毒性低的理想药物提供了导化合物，还为设计药效高、毒性低的理想药物提供了独特的化学结构独特的化学结构,而核磁谱提供的信息是化合物结构鉴而核磁谱提供的信息是化合物结构鉴别的主要依据。别的主要依据。2.2.香豆素香豆素1 1HNMRHNMR的谱学特征的谱学特征 1)1)香豆素母核的香豆素母核的1 1HNMRHNMR谱特征谱特征三、香豆素结构的核磁特征三、香豆素结构的核磁特征H-3,6,8H-3,6,8的信号在较高场；的信号在较高场；值较小值较小H-4,5,7H-4,5,7的信号在较低场；的信号在较低场；值较大值较大原因原因：C C2 2=O=O与与C C3 3=C=C4 4形成形成共轭，导致电子云分共轭，导致电子云分布规律如下图所示布规律如下图所示：电子云密度增高，：电子云密度降低。一般一般：H3:6.1-6.4 H4H3:6.1-6.4 H4：7.87.88.18.1 J J=9.5Hz=9.5Hz2)7-2)7-OHOH香豆素的香豆素的1 1HNMRHNMR谱特征谱特征：H-3,6,8H-3,6,8的信号在较高场；的信号在较高场；值较小，值较小，H-3:H-3:0.170.17H-4,5H-4,5的信号在较低场；的信号在较低场；值较大值较大原因：原因：OHOH与苯环的与苯环的n n共轭，邻、对位共轭，邻、对位BA三、香豆素结构的核磁特征三、香豆素结构的核磁特征 B B环的环的H-5H-5，6,86,8构成构成ABXABX或或AMXAMX偶合系统，偶合系统，H-6H-6与与5 5为为邻偶，与邻偶，与8 8为间偶。为间偶。H H5 5，：7.38 7.38 J J=9Hz=9Hz H H6 6，8 8；：6.876.87三、香豆素结构的核磁特征三、香豆素结构的核磁特征3)3)呋喃香豆素的呋喃香豆素的1 1HNMRHNMR谱特征谱特征：H-2 H-2 7.3-7.8(d,7.3-7.8(d,J J=2.3Hz)=2.3Hz)H-3H-3 6.7(d,6.7(d,J J=2.3Hz)=2.3Hz)原因原因：呋喃环上的氧与呋喃环上的氧与C C22=C=C33形成形成n n共轭，共轭，C C22 C C3 3 三、香豆素结构的核磁特征三、香豆素结构的核磁特征4)4)区别二氢呋喃香豆素和二氢吡喃香豆素区别二氢呋喃香豆素和二氢吡喃香豆素12 区分点区分点：a a：1,21,2的的OHOH乙酰化后，其乙酰化后，其CHCH的质子信号向低场位移，的质子信号向低场位移，1 1中中H-2H-2：0.250.25；2 2中中H-3:H-3:1.20 1.20 b b：在在DMSODMSO中测定，中测定，1 1中的中的OHOH为为s s峰，峰，2 2中的中的OHOH为为d d峰峰参考书目参考书目：RobertDHetal.NewYork:JohnWiley&SonsLTD.The Natural Courmarins,Occurrence,Chemistry and Biochemistry（1982）5)5)二氢吡喃型香豆素相对构型的判定二氢吡喃型香豆素相对构型的判定(经验规律经验规律)5,6,6 CHCH3 3的的d差值差值:Dd 0.08,3,4OH OH 反式反式.6)环上的取代基：环上的取代基：d（Me)2=CH-CH2-O-CH2-A1.6-1.9(3H,s 2)有远程偶合有远程偶合5.1-5.7(1H,br t,J=7)4.3-5.0(2H,d,J=7)3.3-3.8(2H,d,J=7)d（Me)2=CH2=CH-B1.5(6H,s)-5.1(2H,m)-6.25(1H,dd,J=18,10)AB7)7)偶合常数与远程偶合偶合常数与远程偶合J 3,4=9.5HzJ 5,6=8.5Hz（9.0Hz）J 6,8=2.0Hz5J4,8=06-1.0HzHzJ 2,3=2.3Hz5J3,8=0.6-1.0Hz5J4,8=0.6-1.0HzHz3.3.香豆素香豆素1313CNMRCNMR的谱学特征的谱学特征1)简单香豆素：简单香豆素：碳周围电子云密度分布与氢谱碳周围电子云密度分布与氢谱规律相同规律相同C2C3C4C4aC5C6C7C8C8a160.4116.4143.6118.8128.1124.4131.8116.4153.92)7-OH香豆素：香豆素：受羰基、受羰基、OH影响影响:C6,C8,C4a信号处于高场信号处于高场C5,C7,C8a信号处于低场信号处于低场.C2C3C4C4aC5C6C7C8C8a160.7111.5144.3111.5129.6113.4161.6102.8155.73)呋喃香豆素：呋喃香豆素：香豆素母核上的碳信号化学位香豆素母核上的碳信号化学位移与移与7-7-OHOH香豆素大同小异香豆素大同小异电子云密度与氢谱相同电子云密度与氢谱相同d：C2147.0,C3106.6C6125+12C2C3C4C4aC5C6C7C8C8a161.2114.7144.2115.6120.0125.0156.699.8152.24)吡喃香豆素：吡喃香豆素：C2C3C4C4aC5C6C7C8C8a160.4112.2143.5112.2127.5114.6155.9108.8149.8香豆素母核上的碳信号化学位香豆素母核上的碳信号化学位移与移与7-7-OHOH香豆素大同小异香豆素大同小异d：C277.2C3（7580）C4（7580）4 4 4 4、香豆素的、香豆素的、香豆素的、香豆素的MSMSMSMS规律规律规律规律 简单香豆素母体香豆素分子离子峰强，易产生一系简单香豆素母体香豆素分子离子峰强，易产生一系列失列失CO碎片离子碎片离子146(76%)118(100%)90(43%)229(100%)244(78%)189(60%)具有异戊烯基侧链具有异戊烯基侧链四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征n1 1、紫外光谱（、紫外光谱（UVUV）n苯醌有苯醌有3 3个吸收峰：个吸收峰：240(240(强强),285(),285(中强中强),400),400nm(nm(弱峰弱峰).).n萘醌有萘醌有4 4个吸收峰：个吸收峰：245,251,257(245,251,257(醌环醌环),335),335nm.nm.n1 1、紫外光谱（、紫外光谱（UVUV）n羟基蒽醌有五个吸收带羟基蒽醌有五个吸收带:nI:230nm左右左右nII:240-260nmnIII:262-295nmnIV:305-389nmnV:400nm四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征n2、红外光谱、红外光谱（IR）n羟基蒽醌有三组特征吸收峰羟基蒽醌有三组特征吸收峰:n C=OC=O(1675-1653cm(1675-1653cm-1-1),),OHOH(3600-3130cm(3600-3130cm-1-1),),芳环芳环(1600-1480(1600-1480cmcm-1-1).).n蒽醌类蒽醌类 C=OC=O 与与-OHOH数目及位置的关系数目及位置的关系-OH数目数目 C=O cm-1峰数峰数 012(1,4-;1,5-)2(1,8-)341678-16531675-1647(游游),1637-1621(缔合缔合)1645-1608(缔合缔合)1678-1661(游游),1626-1616(缔合缔合)1616-1592 1592-1572121211 24-38cm-1 40-57cm-1四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征n3、1H-NMRn苯醌苯醌:醌环上质子醌环上质子 6.72 6.72n萘醌萘醌:醌环上质子醌环上质子 6.95;芳环质子芳环质子 8.00(-H),7.73(-H)n蒽醌蒽醌:芳环质子芳环质子 8.00(-H),7.67(-H)n取代基取代基:OCH3:3.8-4.2(s,3H);CH2OH：4.4-4.7;Ar-CH3：2.1-2.5(2.7-2.8,-CH3);Ar-OH：11.6-12.5(-OH),10.9-11.4(-OH)四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征n3、1H-NMR四、蒽醌类化合物的核磁特征四蒽醌类化合物的核磁特征n4、13C-NMR取代基效应取代基效应四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征n5、质谱、质谱（MS）n主要特征：主要特征：n1）.分子离子峰常为基峰分子离子峰常为基峰;n2）.常有丢失常有丢失1-2个分子个分子CO的碎片离子峰的碎片离子峰;n苯醌及萘醌有从醌环上脱去一个苯醌及萘醌有从醌环上脱去一个CH CH的碎片的碎片.四、蒽醌类化合物的核磁特征四、蒽醌类化合物的核磁特征1.1.核磁共振氢谱（核磁共振氢谱（1 1HNMRHNMR）1)1)A A环质子环质子(1).5,7-二二OH H-6,85.76.9,d,J=2.5Hz H-8 H-6(2).7-OHH-5 7.78.2,d,J=8HzH-6 6.47.1,dd,J=8,2HzH-8 6.37.0,d,J=2HzH-5受受C环环C=O的去屏蔽作用而的去屏蔽作用而处于低场，化学位移增大。处于低场，化学位移增大。五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征2 2）B B环质子环质子1.4-OR2,6-H 7.18.1,d,J=8Hz3,5-H 6.57.1,d,J=8Hz（两组峰，每个峰有两个两组峰，每个峰有两个H H，AAAABBBB系统）系统）2.3,4二二OR(1)黄酮（醇）黄酮（醇）H-5 6.77.1,d,J=8.5HzH-6 7.9,dd,J=8.5,2.5HzH-2 7.2,d,J=2.5Hz(2)异黄酮，二氢黄酮（醇）异黄酮，二氢黄酮（醇）H-2,5,6 6.77.1m（复杂的多重峰，常组复杂的多重峰，常组成两组峰）成两组峰）3.3,4,5-三三ORH-2,6,6.57.5R=R,为一个单峰为一个单峰s(2H);R R，为两个二重峰为两个二重峰d(J=2Hz)3 3）C C环质子环质子区别各类黄酮的主要依据区别各类黄酮的主要依据（1)黄酮黄酮H-3 6.3s(常与常与A环质子重叠环质子重叠)（2)异黄酮异黄酮H-2 7.67.8(用用DMSO-d6作溶剂时为作溶剂时为 8.58.7)（3)二氢黄酮二氢黄酮(2位多为位多为S构型构型)H-2 5.2,dd,J=11,5HzHa-3 2.83.0,dd,J=17,11HzHe-3 2.8,dd,J=17,5Hz(Ha-3 He-3)（4 4）.二氢黄酮醇二氢黄酮醇H-2 4.9,d,J=11HzH-3 4.3,d,J=11Hz(天然二氢黄酮醇绝对构型为天然二氢黄酮醇绝对构型为(2R,3R),用用CD或或ORD测定测定)（5）.查耳酮查耳酮H-6.77.4,d,J=17HzH-7.37.7,d,J=17Hz（6）.橙酮橙酮苄基质子苄基质子 6.56.7s4 4）糖上质子）糖上质子na.糖端基质子糖端基质子:4.56.nb.端基以外的糖上质子端基以外的糖上质子:34,鼠李糖鼠李糖C5-H(CH3)0.812,d,J=6.5Hz5）其它取代基）其它取代基n 乙酰氧基乙酰氧基(CH3COO-)脂肪族乙酰氧基脂肪族乙酰氧基 1.652.10 (确定糖数确定糖数)芳香族乙酰氧基芳香族乙酰氧基 2.302.50 (确定酚羟基数确定酚羟基数)注注:六碳糖苷乙酰化六碳糖苷乙酰化,有有4个个R-OAc;甲基五碳糖和五碳单甲基五碳糖和五碳单糖苷乙酰化后糖苷乙酰化后,有有3个个R-OAc;糖与糖结合后糖与糖结合后,要去掉一要去掉一个个R-OAc.五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征(5)(5)其它取代基其它取代基nb.甲氧基甲氧基 连在芳香环上连在芳香环上,3.54.1,(3H,s).nc.亚甲二氧基亚甲二氧基(-OCH2O-)5.9(2H,s)nd.甲基甲基 异黄酮异黄酮 C6-CH3 2.042.27,C8-CH3 2.122.45 C6-CH3 10n (这些信号加这些信号加D2O后消失后消失)五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征n1）.根据根据C环三碳化学位移确定黄酮骨架环三碳化学位移确定黄酮骨架n(1)根据根据C=O化学位移分为二类化学位移分为二类 a.174184 黄酮黄酮(醇醇),异黄酮异黄酮,橙酮橙酮 b.188197 查耳酮查耳酮,二氢黄酮二氢黄酮(醇醇)n(2).根据根据C-3的化学位移细分的化学位移细分黄酮黄酮104112异黄酮异黄酮122126黄酮醇黄酮醇136橙酮橙酮111112查耳酮查耳酮116130二氢黄酮二氢黄酮4245二氢黄酮醇二氢黄酮醇712.2.核磁共振碳谱（核磁共振碳谱（1313CNMRCNMR）五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征nOH或或OCH3使使ipso-碳原子碳原子(-碳碳)信号向低场信号向低场大幅度位移大幅度位移(+30),邻位邻位(-碳碳)(-10)及对位及对位碳碳(-7)向高场位移向高场位移,间位碳向低场位移小间位碳向低场位移小(+1).2 2）.取代基位移取代基位移五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征3）.苷化位移苷化位移(GlycosidationShift,GS)用于判断糖的连接位置用于判断糖的连接位置n(1)糖的苷化位移糖的苷化位移(端基碳端基碳)酚苷中酚苷中,糖端基碳苷化位移为糖端基碳苷化位移为+4-+6ppm,取决于酚羟取决于酚羟基周围环境基周围环境.n(2)苷元的苷化位移苷元的苷化位移 苷元糖苷化后苷元糖苷化后,ipso-碳原子碳原子(-碳碳)向高场位移向高场位移,其其邻位及对位碳原子向低场位移邻位及对位碳原子向低场位移,且对位碳原子的位移且对位碳原子的位移幅度最大又比较稳定幅度最大又比较稳定.邻邻,对位碳原子苷化位移具有指对位碳原子苷化位移具有指导意义导意义.(3)糖上羟基糖上羟基 苷化后苷化后,使该使该OH所在碳原子产生较大的低场位移所在碳原子产生较大的低场位移(+6-+10).如如:芦丁葡萄糖芦丁葡萄糖6-位连接鼠李糖后位连接鼠李糖后,C-6向低场向低场位移位移+5.8。5、质谱（、质谱（MS）n电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MS）苷元：可得到苷元：可得到M+，且为基峰；且为基峰；苷：得不到苷：得不到M+，可得到苷元的碎片。制备衍生物（如全甲可得到苷元的碎片。制备衍生物（如全甲基化）测基化）测EI-MS，可看到可看到M+，但强度较弱。但强度较弱。n场解析质谱（场解析质谱（FD-MS）和快原子轰击质谱（和快原子轰击质谱（FAB-MS）用于测定极性较强的苷类化合物，可得到用于测定极性较强的苷类化合物，可得到M+，M+1，M+Na，M+K峰。峰强度大，且给出糖基碎片。峰。峰强度大，且给出糖基碎片。五、黄酮类化合物的核磁特征五、黄酮类化合物的核磁特征黄酮类化合物苷元的黄酮类化合物苷元的EI-MS裂解途径裂解途径n途径途径 I（RDA裂解）裂解）利用利用A1+和和B1+可确定可确定A环和环和B环的取代情况环的取代情况A1+.B1+.5,7-二羟基黄酮二羟基黄酮1521025,7,4-三羟基黄酮三羟基黄酮(芹菜素芹菜素)1521185,7-二羟基二羟基,4-甲氧基黄酮甲氧基黄酮(刺槐素刺槐素)152132途径途径-IIII黄酮类黄酮类:途径途径-I为主为主M+常为基峰常为基峰,还有还有M-28+,A1+(s),B1+(s)及及A1+H+,A1-28+,B2+,B2-28+等。等。黄酮醇类黄酮醇类:主要按途径主要按途径-II进行进行M+常为基峰常为基峰,碎片离子主要有碎片离子主要有B2+和和B2-28+及及A1+H+,此外还有此外还有M-H+,M-15+等。等。六六 环烯醚萜的结构解析环烯醚萜的结构解析n1).C4-COORn IR:C=O 1680 cm 1n 1H-NMR:H-3 7.3-7.7(s)n2).C4-CH3n 1H-NMR:H-3 6.0(brs or d,J=1Hz)+-n3)Nor-iridoids H-3 :6.06.6(d,J=68 Hz)n4)裂环环烯醚萜裂环环烯醚萜(Seco-iridoids)H-3 :7.37.7(s)IR C=O 168020 cm 1 C=C 16401650,990,910cm 1n5)H-1:4.56.2(d,J=5Hz)n6)UV:230240 nm(,-unsaturated double bond)六六 环烯醚萜的结构解析环烯醚萜的结构解析1.UV孤立双键孤立双键:max 205250 nm(w)，-不饱和羰基不饱和羰基:max 242250nm异环共轭双键异环共轭双键:max 240,250,260 nm同环共轭双键：同环共轭双键：max 285nm七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析n2.质谱（质谱（Mass Spectrum）v1)12-齐敦果烷型三萜齐敦果烷型三萜七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析2.质谱（质谱（MassSpectrum）v1)11-Oxo,12-齐敦果烷型三萜齐敦果烷型三萜n3 核磁共振光谱核磁共振光谱n3.1 1H-NMR1)甲基甲基:0.6251.50 2)烯氢烯氢:4.36.0 环外双键环外双键:5；环内双键环内双键:5 12,C12-H：4.955.50(brs or m)11-Oxo,12,C12-H：5.55(s)3)连氧碳上质子连氧碳上质子:-CH-OH 3.24.0;-CH-OAc 4.05.5七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析n3 核磁共振光谱核磁共振光谱n3.2 13C-NMR-CH3 8.933.7-C-O-6090烯碳烯碳:109160羰基碳羰基碳:170220七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析3核磁共振光谱核磁共振光谱3.213C-NMR识别三萜的几个主要骨架结构的要点：识别三萜的几个主要骨架结构的要点：1)注意季碳的数目注意季碳的数目2)双健碳的化学位移 12-齐敦果 C12:122124,C13:143144 12-乌索烷 C12:124125,C13:139140七七 三萜类化合物的结构解析三萜类化合物的结构解析n3 核磁共振光谱核磁共振光谱n3.2 13C-NMR3)苷化位移(Glycosylation shift，GS)(a)苷元苷元:C3-O-sugar,C3+810(b)糖糖:端基碳端基碳+7;与其它糖连接的碳与其它糖连接的碳+38(c)酯苷酯苷:-COO-sugar -2；糖端基碳糖端基碳 95(d)叔醇叔醇:苷元苷元 -C+10;糖端基碳糖端基碳 19-CH3(处于较高场），在其它甾处于较高场），在其它甾类成分中，可根据两个甲基的位移来判定类成分中，可根据两个甲基的位移来判定C/D环稠合环稠合方式。方式。八八 强心苷类化合物的结构解析强心苷类化合物的结构解析如：如：A/B反式，反式，C/D反式反式d：19-CH318-CH30.7920.692A/B反式，反式，C/D顺式顺式d：19-CH318-CH30.9250.692A/B顺式，顺式，C/D顺式顺式d：19-CH3C带带R型型B带带C带带如果是二种差向异构体的混合物，则如果是二种差向异构体的混合物，则B带带C带的强带的强度应相近。度应相近。2）.IR九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析2）.IR（1）区别）区别C25的两种差向异构体的两种差向异构体C-25-OHS型型A弱弱B带强吸收带强吸收R型型A弱弱C带强吸收带强吸收C-25-CH2OH无法用上述四条谱带来讨论无法用上述四条谱带来讨论特点：特点S型型995cm-1处显示强吸收处显示强吸收R型型1010cm-1处强吸收处强吸收九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析2）.IR（2）判断）判断C11或或C12位羰基是否为共轭体系位羰基是否为共轭体系C11或或C12位羰基为非共轭体系位羰基为非共轭体系一个吸收峰一个吸收峰17151705cm-1C12位羰基成为位羰基成为，-不饱和酮的体系不饱和酮的体系16051600cm-116791673cm-1(C=O)两个吸收两个吸收峰峰九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析2）.IR（3）C-OH与与A/B环构型的关系环构型的关系-OH3625cm-110801030cm-1C3-OH的红外与的红外与A/B环的构型有一定关系环的构型有一定关系可可利利用用C3-OH于于红红外外光光谱谱中中表表现现的的特特征征峰峰来来推推测测A/B环的构型环的构型见下表：见下表：九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析2）.IR A/B C3-OH OHcm-1C3-OH OHcm-1 顺顺(5-H)(e)10441037 (a)10361032 反反(5-H)(e)10401037 (a)1002996 5 (e)10521050 (a)1034*石蜡糊，其余为CS2溶液，e:横键，a:竖键九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析3）.MS甾甾体体皂皂苷苷元元分分子子中中有有螺螺甾甾烷烷侧侧链链，质质谱谱中中均均出出m/z139（基基峰峰）、m/z115（中中等等强强度度）、m/z126辅助离子（弱）辅助离子（弱）这些峰主要为这些峰主要为F环产生的裂解碎片。环产生的裂解碎片。途径可解释如下：途径可解释如下：九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析3）MS九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析3）MS来自甾核或甾核加来自甾核或甾核加E环的离子，主要有环的离子，主要有m/z386,m/z357,m/z347,m/z344,m/z302,m/z287,m/z273,m/z122。九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析3）MS九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析4）1H-NMR特点（特点（1）：在高场区有四个甲基）：在高场区有四个甲基(即即18、19、21、27位甲基位甲基)的特征峰。的特征峰。18-CH3、19-CH3为角甲基，为角甲基，s，18-CH3处于较高场处于较高场21-CH3、27-CH3与邻位氢偶合，与邻位氢偶合，d，27-CH3处于较高场处于较高场如果如果C25位有羟基取代，位有羟基取代，27-CH3成为成为s，并向低场位移。并向低场位移。九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析4）1H-NMR（2）：27-CH3的的化化学学位位移移值值，因因其其构构型型不不同同而而有有区别。区别。：25R构构型型25S构构型型（可可利利用用27-CH3的的 值值来来区区别别25R和和25S二种异构体）二种异构体）C16、C26-H为为连连氧氧同同碳碳质质子子，处处于于较较低低场场，容容易易辨辨认。认。其他各质子化学位移值相近，彼此重叠，难于识别。其他各质子化学位移值相近，彼此重叠，难于识别。九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析（3 3）.偶合常数也是确定结构的重要参数偶合常数也是确定结构的重要参数 4）1H-NMR如：化合物如：化合物I，C5-H为为-HC4-H 5.63(d,J4、5=12Hz)J示示C4-H与与C5-H是反式偶是反式偶合合，即即C4-H为竖键，为竖键，-取取向。向。九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析4）13C-NMR可利用全氢去偶、偏共振去偶碳谱对皂苷元分子中可利用全氢去偶、偏共振去偶碳谱对皂苷元分子中27个碳进行辨认。个碳进行辨认。根据已知皂苷的根据已知皂苷的13C谱化学位移数据，并参考取代基谱化学位移数据，并参考取代基对化学位移的影响，采用分析比较的方法，推定皂苷对化学位移的影响，采用分析比较的方法，推定皂苷元可能的结构。元可能的结构。方法与三萜同。方法与三萜同。九九 甾类化合物的结构解析甾类化合物的结构解析1.难于裂解或由取代基或侧链的裂解产生特征离子生物碱生物碱MS的一般规律：的一般规律：特点：特点：M+或或M+-1多为基峰或强峰。多为基峰或强峰。一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。一般观察不到由骨架裂解产生的特征离子。主要包括两大类：主要包括两大类：芳香体系组成分子的整体或主体结构；芳香体系组成分子的整体或主体结构；如喹啉类、吖啶酮类等如喹啉类、吖啶酮类等 具有环系多、分子结构紧密的生物碱；具有环系多、分子结构紧密的生物碱；如苦参碱类、秋水仙碱类等如苦参碱类、秋水仙碱类等十十 生物碱类化合物的结构解析生物碱类化合物的结构解析2.主要裂解受氮原子支配 主要裂解方式是以氮原子为中心的主要裂解方式是以氮原子为中心的-裂解，且多涉及骨裂解，且多涉及骨架的裂解。架的裂解。特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。特征：基峰或强峰多是含氮的基团或部分。主要类型生物碱：金鸡宁类、甾体生物碱类等。主要类型生物碱：金鸡宁类、甾体生物碱类等。十十 生物碱类化合物的结构解析生物碱类化合物的结构解析3.主要由RDA裂解产生的特征离子 特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可特点：裂解后产生一对强的互补离子，由此可确定环上取代基的性质和数目。确定环上取代基的性质和数目。主要有：四氢原小檗碱类、无主要有：四氢原小檗碱类、无N-烷基取代的阿烷基取代的阿朴菲类等。朴菲类等。四氢原小檗碱类型的生物碱，主要从环裂解，发生逆Diels-Alder反应(RDA反应)。如：轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程表示如下：十十 生物碱类化合物的结构解析生物碱类化合物的结构解析轮环藤酚碱（轮环藤酚碱（cyclanoline）的裂解过程的裂解过程十十 生物碱类化合物的结构解析生物碱类化合物的结构解析4.主要由苄基裂解产生特征离子 特点：同特点：同3。即裂解后产生一对强的互补离子。即裂解后产生一对强的互补离子 如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉如：苄基四氢异喹啉类、双苄基四氢异喹啉类等。类等。如异喹啉类型中的如异喹啉类型中的1-苯甲基苯甲基-四氢异喹啉类型四氢异喹啉类型的生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到的生物碱，其在裂解过程中易失去苯甲基，得到以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。以四氢异喹啉碎片为主的强谱线。十十 生物碱类化合物的结构解析生物碱类化合物的结构解析1-苯甲基苯甲基-四氢异喹啉类型的生物碱的裂解：四氢异喹啉类型的生物碱的裂解：