旧的和新的光谱技术的团队解释复杂的生物碱

科学家们已经确定了两个海洋天然产物的结构描述之前被认为是太复杂。¹著名的结合光谱工具和新的实验探索orientation-dependant键允许团队拆开结构。

天然产物是丰富的药物活性化合物。问题是:他们通常很难净化和识别。

加里·马丁,默克研究实验室在美国,和柯克Gustafson,来自美国国家癌症研究所,多年来一直在研究和描述自然产品。“一直错误地报道复杂天然产物结构流入发表文献…目前,有超过1200的结构修改论文。阻止调查报告错误的结构首先将腾出时间去追求和识别新分子实体,”他们说。

早在2000年,Gustafson正在研究海洋无脊椎动物称为苔藓虫。²他的团队分离和识别一系列的细胞毒性化合物的生物。他们还提取两个noncytotoxic分数,叫做caulamidine A和b的光谱描述的caulamidine当时我们使用工具允许我们提出了一个结构,但我们没有掌握确凿证据或足够的信心来发布它。随后样品分解这个项目停滞在这一点上,“Gustafson解释道。他们尝试,失败,再收集样本的化合物15年。

现在,带着新鲜的样品和仪器和实验能力,改善Gustafson和马丁领导的研究小组已经能够分配的结构caulamidine a和B。

重绘的界限

caulamidines是生物碱组成的一个不寻常的融合六环支架与多个手性中心。杂环的核心是独一无二的化学文献中没有先例,没有人知道如何合成化合物,生物或综合。caulamidines是真的,出路在访问的边缘自然产物化学空间的评论罗伯特阉鸡昆士兰大学的天然产品专家,澳大利亚,他并没有参与这项研究。”,他们的结构(最后)破裂是一个了不起的壮举,并表明我们可能需要重绘的边界是什么时,不可以实现的光谱分析和结构说明。

先进的核磁共振光谱(NMR)的关键技术,帮助解开自然产物的结构。核磁共振实验的标准套房,大多数合成化学家知道提供了一些连接信息,该团队用于指导计算机辅助结构说明(案例)分析。这需要信息从核磁共振实验,表明可能的分子结构,符合数据。最初,软件运行250小时没有一个建议。

团队使用时的突破是有两个新的核磁共振实验中,其中一个是最近由威廉姆森,马丁和其他同事在默克研究实验室。³看起来在远程proton-carbon交互四到六债券,通常在核磁共振光谱学仅限于看信息两到三键。新数据这种情况分析了不到一秒钟,然后对caulamidine提出两种可能的结构。

我们相信,各向异性核磁共振光谱学有可能会改变有机化学结构的定义

最后一步是独立核实总体提出结构的正确性。要做到这一点,马丁和Gustafson看着两个各向异性NMR参数。各向异性核磁共振现象时可以观察到分子不允许解决方案中随机翻滚,例如通过部分调整他们的磁场核磁共振使用拉伸聚合物凝胶。各向异性核磁共振数据可以提供信息的相对取向不同的结构单位,如碳氢债券,不管这些单元之间的距离。因此,他们是互补的更常用的核磁共振实验,提供当地的结构信息。

剩余偶极耦合(RDC)是一种各向异性核磁共振参数,化学家已经使用了几十年,但残余化学位移各向异性(RCSA)最近才成为可行的措施。通过使用RDC和RCSA数据与理论计算值比较,团队确定单正确结构caulamidine A。他们还发现,第二个化合物,caulamidine B,非常类似于caulamidine但不同的卤素原子附着在骨架。看上去都有一些抗疟属性,尽管noncytotoxic。

马丁和Gustafson说这项研究代表了第一个应用程序的rdc和RCSAs串联的正交宪法的确认和配置提供一个前所未知的自然产物的结构。他们说RCSAs特别是相对简单的收购,即使对于非专家,所以研究人员不应该害怕尝试实验。虽然继续依赖方法已经使用了多年,有一个点超过这个老技术不再是完全有能力解决复杂的结构分配问题。我们相信,各向异性核磁共振光谱学有可能会改变有机化学结构的定义。