毛萼香茶菜和帚状香茶菜次生代谢产物的化学研究

	毛萼香茶菜和帚状香茶菜次生代谢产物的化学研究
	杨谦
导师	孙汉董
学位专业	药物化学
关键词	毛萼香茶菜帚状香茶菜量子化学计算半合成研究量化质子间距离分析
摘要	摘要本论文由四章组成。第一章介绍了毛萼香茶菜[Isodon eriocalyx (Dunn) Hara]的次生代谢产物及其生物活性研究；第二章论述了种植于昆明植物园的帚状香茶菜[Isodon scoparius (C. Y. Wu et H. W. Li) H. Hara]的二萜成分及其生物活性研究；第三章讨论了新颖骨架化合物maoeriocalysin E的半合成研究；第四章综述了近年来量化质子间距离分析（Quantitative Interproton Distance Analysis或q-NOE）在天然产物结构确证中的运用。第1章毛萼香茶菜的次生代谢产物研究毛萼香茶菜[Isodon eriocalyx (Dunn) Hara]为唇形科（Lamiaceae）香茶菜属（Isodon）植物，多年生草本或灌木，产云南、四川西部等地，生于山坡阳处，灌丛中，民间常以叶治疗脚气，根止泻止痛。自从该种植物中发现具有较好抗癌活性的对映-贝壳杉烷二萜—毛萼乙素（Eriocalyxin B）以来，该种植物一直备受关注。为了进一步寻找结构新颖且活性显著的萜类化合物，我们对采自云南省玉溪市抚仙湖一带的毛萼香茶菜进行了系统性的次生代谢产物研究，从中共分离鉴定了83个化合物，包括二萜类化合物81个，新化合物30个。值得一提的是，首次从中发现3种新颖骨架和1种罕见骨架类型的二萜：（a）4,5-裂环-3,5-环化-7,20-环氧-对映-贝壳杉烷型二萜maoeriocalysin A (1)；（b）1,10-裂环-2,10-环化-1,20-内酯环-对映-贝壳杉烷型二萜maoeriocalysin E (2)；（c）17-降-7,20-环氧-对映-贝壳杉烷型二萜maoeriocalysin F (3)；（d）9,10-裂环-对映-贝壳杉烷型二萜maoeriocalysin B-D (4–6)。此外，也首次从香茶菜属植物中发现了二倍半萜类化合物colquhounoids B-C (82–83)。为了解决以上复杂二萜化合物的立体化学问题，我们综合运用了近年来发展迅速的量子化学计算（化学位移、耦合常数以及电子圆二色谱）和量化质子间距离分析（QIDA）的方法，这也是首次将全定量的NOE成功运用于香茶菜属植物二萜的结构确证，为今后NOE在新颖天然产物结构确证中的运用奠定了较好的基础。第2章帚状香茶菜的次生代谢产物研究帚状香茶菜[Isodon scoparius (C. Y. Wu et H. W. Li) H. Hara]为云南特有的香茶菜属植物，民间用于治疗人和牲畜的消化系统炎症。本研究组前期对两个不同产地的该种植物进行了系统的次生代谢产物研究。从香格里拉市三坝乡采集的植物样品中发现了一系列结构新颖且具有显著免疫抑制活性的杂二萜类化合物，同时也发现大量的二环二萜类化合物，但是在对丽江市玉龙雪山采集的植物样品进行研究时并未得到杂二萜类化合物，反而发现大部分的四环二萜类和少量的二环二萜类化合物。考虑到地域差异对植物生长代谢的影响，我们对种植于昆明植物园（种子来源于香格里拉三坝乡）的帚状香茶菜进行了二萜成分的针对性分离，共鉴定了52个二萜化合物，包括41个新化合物。其中，发现了具有新颖的7,8-裂环-7,9-环化-对映-半日花烷型骨架的二萜化合物isodonscoparin A (1)以及罕见的6,7-裂环-6,8-环化-7,20-内酯环-对映-松香烷型骨架的二萜化合物isodonscoparin B (2)。该研究不仅丰富了该种植物次生代谢产物，同时也为今后深入开展其次生代谢产物研究奠定了一定的基础。第3章新颖骨架二萜Maoeriocalysin E的半合成研究Maoeriocalysin E是从毛萼香茶菜中发现具有新颖的1,10-裂环-2,10-环化-1,20-内酯环-对映-贝壳杉烷型骨架的二萜类化合物，由于得到的样品量较少，导致无法通过常规波谱解析、X-射线单晶衍射以及量子化学计算圆二色谱等方法来确定其绝对构型，同时也制约对其进行生物活性研究。因此，在通过量子化学计算核磁参数确定其相对构型后，基于其可能的生源合成途径，我们对其开展了半合成研究。目前，已通过关键反应—wolff重排，成功构建了具有目标分子骨架的中间体，并通过X-射线单晶衍射确定其绝对构型，进一步的研究目前正在开展中。第4章量化质子间距离分析在天然产物结构确证中的运用 Nuclear Overhauser Effect（NOE）一直以来都是天然产物立体化学确证中最有力的分析工具之一。传统的天然产物结构解析中NOE的运用仅限于定性或半定量分析。一般来说，仪器的精密度、样品量的不足以及脉冲序列的设置不当都会导致测量所得的NOESY（或ROESY）谱图存在信号干扰或缺失，最终导致天然产物结构解析错误。将NOE从定性或半定量分析上升至全定量分析对天然产物的结构确证具有非常现实的意义。本章综述了近年来量化质子间距离分析（QIDA或q-NOE）在天然产物结构确证中的运用，为其后续在天然产物结构确证中的运用提供一定的参考。
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	博士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74030
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	杨谦. 毛萼香茶菜和帚状香茶菜次生代谢产物的化学研究[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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