胡婷婷,梁 波,康延騰
(安康學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,陜西 安康 725000)
由于(E)-3,4′,5-三羥基二苯乙烯(白藜蘆醇)具有抗真菌、抗氧化、抗腫瘤、抗癌、保護神經(jīng)、保護心腦血管、促長壽等生理活性[1-5],而備受廣大研究者關(guān)注。但因其溶解性能比較差,導(dǎo)致它存在使用量大、代謝迅速、生物利用度低等缺點[6],對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化和修飾逐漸成為人們研究的熱點。目前,研究者經(jīng)過合成路線優(yōu)化[7-9]、雙鍵修飾[10]、電子等排[11-13]、活性取代基引入[14-19]和羥基甲基化[20-21]等方法合成出一系列類似物,并對藥理活性進行了實驗,結(jié)果表明,它們具有一定的生理活性。本課題組根據(jù)已報道的此類化合物結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計在二苯乙烯骨架上的一個苯環(huán)上引入磺酸基,借此提高其水脂互溶性能,在后續(xù)實驗中保留磺酸基而對硝基進行結(jié)構(gòu)修飾,以期合成一系列此類化合物用于活性篩選。通過先期實驗合成目標化合物,在結(jié)構(gòu)表征過程中發(fā)現(xiàn)此類化合物的二維核磁共振波譜數(shù)據(jù)少有報道,為準確歸屬分子中氫、碳的準確化學(xué)位移并為后續(xù)研究提供依據(jù),利用135oDEPT譜、HSQC譜、HMBC譜和1H-1H COSY譜等多種核磁技術(shù)對目標化合物的NMR進行全歸屬,其數(shù)據(jù)均為首次報道。
2-甲基-5-硝基苯磺酸(98%) 和3,4-二甲氧基苯甲醛(98%)購自成都點純科技有限公司;二甲亞砜、無水碳酸鈉、乙酸乙酯、四氫吡咯等均為化學(xué)純。
熔點使用鞏義市予華儀器有限責任公司的X-5型顯微熔點測定儀進行測定;核磁分別使用德國BRUKER公司的AVANCE 400型核磁共振波譜儀完成測定(TMS內(nèi)標,DMSO-d6為溶劑);MS使用美國Thermo Scientific公司的Q ExactiveTM液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進行測定。
1.2.1 (E)-2-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-硝基苯磺酸鈉的合成
室溫下在250 mL三頸燒瓶中加入2-甲基-5-硝基苯磺酸10.85 g(0.05 mol),滴加25 mL的二甲亞砜,加入碳酸鈉5.29 g(0.05 mol),反應(yīng)30分鐘后加入3,4-二甲氧基苯甲醛8.31g(0.05mol)和1.5mL四氫吡咯,攪拌加熱升溫至94℃反應(yīng)5小時,補加四氫吡咯1.0mL繼續(xù)反應(yīng)5小時,最后再補加0.5 mL反應(yīng)過夜。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過濾沉淀并用每次30mL的乙酸乙酯洗滌2次,濾液中加入60mL蒸餾水,冷卻條件下攪拌析出沉淀,合并兩次沉淀并在60℃下干燥后得到紅褐色固體12.77g(0.033mol),產(chǎn)率66.7%,m.p.>300℃。HR-ESI-MS計算值(實測值)C16H14NO7S-:364.0496(364.0491)。IR(KBr),ν,cm-1: 2948, 2850, 1622, 1594, 1579, 1522,1465, 1400, 1344, 1272, 1252, 1321, 1205,1166,1135,1075,1031,1016,975,955,911,896,887,859,812,769,743,723,657,630,619。
1.2.2 合成路線
圖1 目標化合物的合成路線
圖2 目標化合物的1H NMR譜
從1HNMR譜(圖2)可見,δH8.13和δH7.37分別出現(xiàn)一組1H的雙峰,其耦合常數(shù)均為16.4Hz,IR譜圖上波數(shù)為975處出現(xiàn)反式烯鍵C-H彎曲震動產(chǎn)生的吸收,表明該分子中含有反式雙鍵[22-23],H-1′位于磺酸鈉基團的去屏蔽區(qū),因而位移相對低場,故δH8.13為 H-1′,δH7.37為 H-2′。
δH8.58出現(xiàn)一組1H的雙峰,耦合常數(shù)為2.5 Hz;δH8.03出現(xiàn)一組1H的雙峰,其耦合常數(shù)為8.7 Hz。δH8.16出現(xiàn)一組1H的dd峰,耦合常數(shù)分別為8.7 Hz和2.5 Hz。由于苯環(huán)上磺酸鈉、硝基、雙鍵對所在苯環(huán)上氫原子的電子效應(yīng)影響和空間位阻存在差異,導(dǎo)致δH的大小順序為6位、4位和3位;且耦合常數(shù)8.7 Hz符合苯環(huán)上鄰位氫原子3J耦合裂分的特征,耦合常數(shù)2.5 Hz符合苯環(huán)上間位氫原子W型4J耦合裂分的特征;故δH8.58為H-6,δH8.16為H-4,δH8.03為H-3。
δH7.17出現(xiàn)一組1H的dd峰,耦合常數(shù)分別為8.2 Hz和1.7 Hz;δH7.15出現(xiàn)一組1H的雙峰,耦合常數(shù)為1.7 Hz;δH7.04出現(xiàn)一組1H的雙峰,耦合常數(shù)為8.2 Hz。耦合常數(shù)8.2 Hz符合苯環(huán)上鄰位氫原子3J耦合裂分的特征,耦合常數(shù)1.7 Hz符合苯環(huán)上間位氫原子W型耦合4J裂分的特征;故δH7.17為 H-6′,δH7.15為 H-2′,δH7.04為H-5′。苯環(huán)上甲氧基的位置不同,導(dǎo)致3′位甲氧基的氫原子化學(xué)位移不同于4′位甲氧基的氫原子化學(xué)位移,根據(jù)HMBC信號的確認,δH3.81被指認為α-OCH3,而δH3.80歸屬為β-OCH3。
圖3 目標化合物的1H-1H COSY譜
在1H-1H COSY譜(圖 3) 中,δH8.58和δH8.16有弱的氫氫相關(guān)信號,驗證了6位和4位氫原子的W型耦合關(guān)系。δH8.16和δH8.03有很強的氫氫相關(guān)信號,驗證了4位和3位氫原子的苯環(huán)上鄰位耦合關(guān)系。δH8.13和δH7.37有很強的氫氫相關(guān)信號,驗證了1′位和2′位氫原子的3J耦合關(guān)系。δH7.17和δH7.15有弱的氫氫相關(guān)信號,驗證了6′位和2′位氫原子的W型4J耦合。δH7.17和δH7.04有很強的氫氫相關(guān)信號,驗證了6′位和5′位氫原子的苯環(huán)上鄰位3J耦合關(guān)系。
圖4 目標化合物的13C NMR和135oDEPT譜
從13C NMR譜和135oDEPT譜(圖4) 比對可以看出,δC149.5、δC148.8、δC146.2、δC144.7、δC141.5、δC129.8在135oDEPT不顯示,故均為季碳。
圖5 目標化合物的HSQC譜
在HSQC譜(圖5) 中,δH8.13和δC124.0存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH7.37和δC133.1存在碳氫相關(guān)關(guān)系。δH8.58和δC122.2存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH8.16和δC123.6存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH8.03和δC126.3存在碳氫相關(guān)關(guān)系。δH7.17和δC120.1存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH7.15和δC110.7存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH7.04和δC112.0存在碳氫相關(guān)關(guān)系。δH3.81和δC55.5存在碳氫相關(guān)關(guān)系;δH3.80和δC55.6存在碳氫相關(guān)關(guān)系。結(jié)合HMBC相關(guān)信號的仔細分析,可以對以下信號做出準確的歸屬:δC124.0為C-1′,δC133.1為 C-2′,δC122.2為 C-6,δC123.6為 C-4,δC126.3為C-3,δC120.1為C-6′,δC110.7為C-2′,δC112.0為C-5′,δC55.5為α-C,δC55.6為β-C。
圖6 目標化合物的HMBC譜
圖7 目標化合物的HMBC譜局部放大圖
在HMBC譜及其局部放大圖(圖6、圖7)中,δC129.8與δH7.04的H-5′存在很強的碳氫遠程相關(guān)關(guān)系,與δH8.13的H-1′存在較強的碳氫遠程相關(guān)關(guān)系,故δC129.8能被指認為C-1′。δC141.5與δH7.37的H-2′存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,與δH8.16的H-4存在較強的碳氫相關(guān)關(guān)系,故δC141.5為C-2。δC144.7、δC146.2均與δH8.03的H-3存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,均與δH8.58的H-6存在弱的碳氫相關(guān)關(guān)系;δC144.7與δH8.16的H-4存在較強的碳氫相關(guān)關(guān)系,δC146.2與δH8.13的H-1′存在較強的碳氫相關(guān)關(guān)系,故δC144.7為C-5,δC146.2為C-1。δC148.8與δH7.04的H-5′存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,與δH3.81的α-OCH3存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,故δC148.8為C-3′。δC149.5與δH7.17的H-6′、δH7.15的H-2′存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,與δH3.80的β-OCH3存在很強的碳氫相關(guān)關(guān)系,故δC149.5為C-4′。
目標化合物結(jié)構(gòu)中的碳氫信號全歸屬利用HSQC譜中碳氫一鍵相關(guān)關(guān)系、HMBC譜碳氫二鍵或三鍵相關(guān)關(guān)系進行驗證。目標化合物的1H NMR、13C NMR、135oDEPT、HMBC和1H-1H COSY譜峰歸屬見表1。
表1 目標化合物的1H NMR、13C NMR、135°DEPT、HMBC和1H-1H COSY譜峰歸屬
以2-甲基-5-硝基苯磺酸、3,4-二甲氧基苯甲醛為反應(yīng)物,合成了(E)-2-(3,4-二甲氧基苯乙烯基)-5-硝基苯磺酸鈉。通過紅外、質(zhì)譜和多種核磁共振波譜技術(shù)進行表征,根據(jù)1H NMR譜的反式雙鍵耦合常數(shù)16.4 Hz的特征和IR譜中波數(shù)為975cm-1處出現(xiàn)反式烯鍵C-H彎曲震動產(chǎn)生的特征吸收峰,確定(E)-構(gòu)型。利用磺酸鈉、硝基、甲氧基取代位置不同和電子效應(yīng)的差異,結(jié)合苯環(huán)上鄰位、間位氫質(zhì)子的裂分特征以及1H NMR譜中耦合常數(shù)8.7 Hz、8.2 Hz、2.5 Hz和1.7 Hz,通過對13C NMR譜、135°DEPT譜、HSQC譜中碳氫一鍵相關(guān)關(guān)系、HMBC譜中碳氫二鍵和三鍵相關(guān)關(guān)系以及1H-1H COSY譜中氫氫相關(guān)關(guān)系進行分析和驗證,對分子中碳原子、氫原子的化學(xué)位移進行了準確歸屬,其數(shù)據(jù)為首次報道。