具有轴向手性碳喹啉二聚体的化合物Pegaharmols A B

从骆驼蓬的根分离得到2个非双芳基轴β–咔啉–喹唑啉二聚体pegaharmols A(1)和B (2)，利用光谱方法对其结构进行了表征。通过核磁共振和电子圆二色性实验数据与量子力学计算数据的对比，建立了立体化学模型。发现C-8位的碳喹啉与vasicine在C-9位成键。

Pegaharmol A (1)为浅黄色的固体，高分辨质谱显示其分子式为C26H21N7O2，不饱和度为20。1H和13C NMR（表1）显示7,8-双取代的胭脂氨酸基序包括六个芳香族质子[δH8.40 (H-3), 8.37 (H-6′), 8.09 (H-4), 8.06 (H-5), 7.64 (H-5′),和7.00 (H-6)]。显示酚羟基[δH9.66 (7-OH)], NH信号[δH10.60 (9-NH)]和15个SP2杂化的C[δC135.4 (C-1), 138.6 (C-3), 115.4 (C-4), 131.0 (C-4a), 114.2(C-4b), 122.4 (C-5), 110.1 (C-6), 155.1 (C-7), 112.1 (C-8),139.4 (C-8a), 134.3 (C-9a), 164.6 (C-2′), 164.1 (C-4′), 105.1(C-5′), haid 158.8 (C-6′)。出现了类似v a s i c i n e结构，包含两种亚甲基[δH3.28（H1″α），2.76（H-1″β），1.77（H-2″α）和2.10（H-2″β）]，两种次甲基[δH4.64（H-3″）和6.84（H-9″）]，一个脂肪族羟基峰[δH5.63（3″ -OH）]，一个1,2-二取代苯[δH7.12（ H-5″，6″）和6.90（H-7″，8″）]] 以及七个芳族碳[δC162.4（C-3″ a），141.6（C-4″ a），124.6（C-7″），126.8（C-8″）,128.4（C-6″），123.2（C-5″）,121.6（C-8″ a）]和四个脂肪族碳[70.2（C-3″）,50.5（C-9″），45.1（C-1″）和29.2（ C-2”）]。如图2所示，通过COSY，HSQC和HMBC实验确认了两部分的结构。HMBC光谱检查显示H-9''（δH6.84）与C-7（δC155.1）/ C-8（δC112.1）/ C-8a（δC139.4）之间的关键相互作用，表明通过C-8 / C-9“单键实现胭脂氨酸和vasicine的结合，并确定了1的平面结构。

表一

图2

化合物1的结构中有两个手性碳（C-9”和C-3”）。在B3LYP / 6-31G（d）能级下，作为二面角C7-C8-C9''-N10''的函数的能量扫描显示有两个能量较小值（1-I和1-II）和一个能垒较高为40千卡 / mol。如此高的能量势垒远高于键可自由旋转约20千卡/ mol阈值，这表明了化合物1有阻转异构。利用核磁共振（NMR）和电子圆二色谱（ECD）的量子力学计算来确定化合物1的绝对构型。NOESY交叉峰（图2）显示了H-1''β（δH2.76）和H-3''（δH4.64），H-1''α（δH3.28）和H-9''（δH6.84），以及H-9''和7-OH（δH9.66）之间的显著相关性，表明H-1''β和H-3''位于相同的面，而7-OH，H-1''α和H-9''位于异面。因此，明确了1的相对构型。为了进一步确定1的相对构型，在mPW1PW91 / 6-311 + G（d，p）// B3LYP / 6-31G（d）能级上进行了两种可能的异构体1a和1b（图3）的GIAO（与量规无关的原子轨道）NMR计算。实验和计算的13 C NMR数据之间的线性相关系数（R2）表明1b是较可能的相对构型。为了进一步区分1a和1b，对实验数据和计算的1H和13C NMR数据进行了DP4 +统计分析（图S4）。结果，1b的DP4 +概率为100％，表明（P *）3″ S *，9″ S * -1b是化合物1较可能的相对构型。

图3

接下来，通过比较实验ECD数据和在B3LYP / 6311G ++（2d，p）/下计算出的ECD光谱，确定1的绝对构型为[（P）-3″ S，9″ S] -1。B3LYP / 6-31G（d）水平（图4）。

图4

Pegaharmol B (2)为淡黄色的固体，用高分辨质谱观察到m / z 464.1829 [M + H] +。化合物2的1H和13C NMR数据（表1）与1相似，表明在2中存在一个7,8-取代的胭脂红素基序和一个类似苦瓜碱的基团，进一步由2的HSQC，COSY和HMBC数据确定。通过对2的HMBC光谱进行详细分析（图S16），H-9''（δH6.87）和C-8（δC111.9）/ C-8a（δC140.5）之间的显著相关性显示了hainomontine部分和vasicine部分通过C-8 / C-9''单键连接。因此，2具有与1相同的平面框架。借助NOESY光谱，H-1''α（δH3.22）和H-3''（δH4.65）/ H-9''（δH6.87）之间的交叉峰,H-9''和9-NH（δH10.52）表明9-NH，H-1''α，H-3''和H9''处于相同的方向。因此，将2的相对构型指定为（P *）-3″ S *，9″ R * -2a。通过实验数据和ECD计算出的数据进行比较，将其绝对构型明确阐明为[（M）3″ R，9″ S] 。

路径1

提出了有关pegaharmols A B（1-2）的假定生物合成途径（路径1）。据预测，关键中间体I（7羟基腺嘌呤）是通过Mhainich / Pictet-Spengler型反应与色胺和2-氨基嘧啶醛合成的，而且有可能转化为自由基中间体I-1。先前已经报道了中间体II（血管生成素）的形成，随后很容易将其转化为自由基中间体II-1。将前述的自由基中间体I-1和II-1偶联以产生中间体III；然后，通过互变异构生成了pegaharmols A-B。此外，发现当C-3″为S构型即化合物1时产生P-螺旋性，而在2中发生相反的现象。也许偶联反应是选择性的。

综上所述，从Pegasum harmala的根中获得了pegaharmols A和B，并对其结构进行了彻底确定。它们代表了一类新的β–咔啉–喹唑啉二聚体，该二聚体通过β–咔啉的C-8和喹唑啉的C-4连接，具有特征性的轴向手性。提出了这些分子与自由基反应有关的推测生物合成途径。