黄脂木

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TUhjnbcbe - 2021/7/5 1:51:00

(±)-PinnatifidaonesA?D:四对从山楂中分离得到的高度修饰的具有罕见螺环己烯酮骨架的新木脂素对映异构体

木脂素是由两个苯丙素单元(C6C3)氧化二聚产生的一类次生代谢产物,在植物界广泛存在。在大多数木脂素中,苯丙素单元的C6部分通常是一个苯环。木脂素结构的庞大的多样性往往来自于其不同的连接模式、侧链上不同的氧化程度或芳香部分不同的取代模式,但几乎很少是由于C6部分苯环的改变。因此,在自然界中,含有C6片段为修饰的环己烯酮环的螺环骨架的木脂素极为罕见。这种螺环己烯酮结构被认为是木脂素生物合成过程中通过β-1自由基偶联机制形成的中间体。而在这种螺环己烯酮木脂素骨架基础上,再通过进一步环化和不同连接的木脂素或新木脂素尚未见报道。

通过对山楂果实的化学成分系统研究,我们分离得到了四个高度修饰的具有罕见螺环己烯酮骨架的新木脂素,pinnatifidaonesA?D(1-4)。其中,化合物1-3是首次报道的具有5/6/6三环或5/5/6/6四环体系中具有2-oxaspiro[4.5]deca-6-en-8-one骨架的新木脂素类化合物。化合物4是具有2-oxaspiro[4.5]deca-6,9-dien-8-one骨架的C6C3-C6C1型新木脂素的首例报道。这些化合物在自然界中以外消旋体的形式存在,通过手性拆分得到了光学纯的四对对映异构体(±)-pinnatifidaonesA?D。

相对构型的确定

由于化合物1和2结构中存在可自由旋转的柔性侧链片段(C8′-C9′),因此C-8′位的相对构型无法单纯通过从NOESY谱获得的质子间距及耦合常数分析判断。其它手性中心可通过NOESY相关进行准确确定。

基于此,我们尝试采用了近年来快速发展的量子化学计算核磁的手段与统计学(DP4+分析方法)相结合,通过对计算方法的不断调试,对化合物相对构型进行了确定。

在多次尝试之后,在混合溶剂(MeOH/H2O,9:1)条件下幸运的获得了化合物1外消旋体的单晶。

手性拆分及绝对构型的确定

对映异构体1a/1b-4a/4b通过DaicelChiralpak手性色谱柱拆分得到,并通过计算ECD确定其绝对构型。

由于化合物1和2结构中存在邻二醇片段(C8′-C9′),因此C-8′位的绝对构型通过Mo2(OAc)4诱导ECD得到进一步确定。

可能的生源途径进行推测

药理活性研究

对所有分离的对映异构体对三种人癌细胞系的细胞毒作用进行了评估。其中,化合物(+)-3对Hep3B细胞的抑制作用最强。而(?)-3则无明显活性。随后,用AnnexinV-FITC/PI染色及流式细胞术进行凋亡检测,结果显示(+)-3可以诱导Hep3B细胞凋亡(图A)。进一步的Hoechst和AO/EB染色表明(+)-3诱导了凋亡相关的形态学改变(图B)。为了确定(+)-3诱导Hep3B细胞凋亡是否与氧化应激有关,采用JC-1和MitoSOX染色检测线粒体膜电位(MMP)和活性氧(ROS)的产生。用(+)-3处理后可导致MMP的降低和线粒体ROS的增加,且呈剂量依赖性。采用H2DCF-DA染色检测Hep3B细胞中ROS水平,结果表明(+)-3可以诱导ROS生成,且呈剂量依赖性(图C)。以上结果表明,(+)-3可诱导Hep3B细胞凋亡,ROS的产生以及线粒体膜电位的降低。

以上工作由宋少江教授课题组植物化学研究小组级博士研究生郭睿主要完成并发表在OrganicChemistryFrontiers(

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