全 文 ：波 谱 学 杂 志第 22卷第 1期
2005年 3月　 Chinese Journal of M agnetic Resonance
Vo l. 22 No. 1
　Mar. 2005
文章编号:1000-4556(2005)01-0035-07
扁枝藓中锯齿石松烷型三萜的
NMR化学位移全归属
王小宁 , 娄红祥*
(山东大学药学院 , 山东济南 250012)
摘　要:从扁枝藓(Homalia trichomanoides)中分得了三个锯齿石松烷型三萜化合物:3α-甲氧
基-锯齿石松-14-烯-21β-醇(1)、3β-甲氧基-锯齿石松-14-烯-21β-醇 (2)和 3β-甲氧基-锯齿石松-
14-烯-21-酮(3), 应用 1D 和各种 2D NM R实验技术(包括1H-1 H COS Y , HM QC 和 HMBC)
对化合物结构进行了研究 , 对1H 和13C 化学位移进行了完全归属 , 并根据1H NM R中信号的
裂分对三个化合物 C-3位与 1和 2的 C-21 位的立体构型作出了判断.
关键词:NM R;归属;HMQC;HMBC;锯齿石松烷型三萜;扁枝藓
中图分类号:O482. 53 　　文献标识码:A
引言
锯齿石松烷型三萜化合物是一类结构比较独特的五环三萜 , 其结构特点包括:C环
为七元环 , 通常是 27-CH 3 并入 C 环形成 , 因此与其他五环三萜不同 , 这类三萜只有七
个角甲基 , 分子中C-13 , 14或C-14 , 15间常存在双键或双键氧化成环氧键等. 这类化合
物多见于松科的松属(P inus)和云杉属(P icea)植物及石松科石松属(Lycopodium)植
物[ 1] , 在对苔藓植物生物活性成分的研究过程中 , 我们从平藓科扁枝藓属植物扁枝藓
Homalia trichomanoides (Hedw . )B. S. G. 分得了三个该类化合物:3α-甲氧基-锯齿石
松-14-烯-21β-醇(1)、3β-甲氧基-锯齿石松-14-烯-21β-醇(2)和 3β-甲氧基-锯齿石松-14-烯-
21-酮(3), 三个化合物均为首次从苔藓植物分离获得(图 1).由于这类化合物谱峰重叠严
重 , 早期的文献未能对其碳氢信号进行完全归属[ 2] , 本文利用各种 2D NMR技术 , 解析
收稿日期:2004-08-23;收修改稿日期:2004-11-01
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30271537).
作者简介:王小宁(1979-), 男 , 山东博兴人 , 硕士. 　*通讯联系人:娄红祥 , 电话:0531-8382019 , 传真:0531-
8382019 , E-mail:l ou hongxiang@sdu. edu. cn.
了其结构并对三个化合物的化学位移进行了全归属.此外 , 还根据1H NMR谱中信号的
裂分对三个化合物 C-3位与 1和 2的 C-21位的立体构型作出了判断.
1　实验部分
1. 1　仪器
采用 Bruker avance 600型核磁共振波谱仪 , 1H 和13 C 的观察频率分别为 600. 13
MHz和 150. 92 MHz , 用 Υ5 mm反转探头测定 , 温度为 20 ～ 25 ℃.
1
H-1H COSY和 HMQC:Z-梯度场选择实验 , 采样数据矩阵 256×1 024 , F1 维和
F2 维均取不相移的正弦窗函数 , 零填充至 512×1 024后进行 FT 变换. HMBC:NS为
8 , z-梯度场选择实验 , 采样数据矩阵 256×2 048 , 取 62. 5 ms 延迟时间以获得远程的
H 、C偶合相关 , F1 维和 F2 维均取不相移的正弦窗函数 , 零填充至 512×2 048 后进行
FT 变换.质谱采用英国 VG公司 ZAB-2F 型质谱仪测定.
1. 2　样品
扁枝藓干品(2 200 g)粉碎 , 以 Et2O冷浸 , 回收 Et2O 得浸膏(60 g), 经硅胶柱层析 ,
以石油醚(沸程 60 ～ 90 ℃)-EtOAc梯度洗脱 , EtOAc量从 0渐增至 100 %, 将其粗分为
18部分 , Fr. 5 、Fr. 6和 Fr. 8经硅胶和Sephadex LH-20柱层析进一步纯化分别得化合物
1 (10 mg)、2 (6 mg)和 3(6 mg). 样品溶于 CDCl3 配制成一定浓度的溶液 , 以 TM S作
为内标.
2　结果与讨论
本文以化合物 1为例 , 对照化合物2和 3 , 对 3个化合物 NMR谱的氢和碳化学位移
进行完全解析. 化合物 1为无色针晶(CHCl3-MeOH), mp. 274 ～ 276 ℃, EI-MS显示强
分子离子峰 m /z 456 , 为基峰 , 结合其13C NMR数据可推得分子式为 C31H 52O 2 , 不饱和
度为 6.其1H 和13C NM R中有许多信号是很特征的 , 1H NMR的高场区具有 7个甲基质
子的单峰信号 , 分别为 δ0. 70 , 0. 82 , 0. 84 , 0. 84 , 0. 90 , 0. 93和 0. 95 , 在δH 5. 32的峰
为双键质子 H-15的信号 , 由其他该类化合物的波谱可见 , 在不同情况下该质子信号可
呈 dd峰[ 3] 或宽单峰[ 1 , 4] , 本文的测试中为宽单峰;13C NMR中 δ120. 0和 138. 9分别为
环内双键 C-15和 C-14信号 , δH 3. 32和δC 57. 1为甲氧基信号.
36 波　　谱　　学　　杂　　志　　　　　　　　　第 22 卷　
　　根据以上几个化学位移值肯定的 13 C NMR数据 , 结合其1H-1H COSY (图 3),
HMQC (图 4)和 HMBC (图 5)谱可以对其1H 和13 C NM R数据作完全归属:从 HMBC
谱中各甲基质子与碳的远程偶合关系可得出 1的主要分子骨架(图 2), 并且可见有两组
质子与双键碳有远程相关 , 一组为 H-13 (δ1. 98), 另一组为 C-27位的两个质子 (δ1. 27
和 1. 46);由 HMQC 可得 C-13和 27分别为δ57. 2和 56. 4. 在 HMBC 谱中 , 有一个甲
基的质子与 C-13有远程相关 , 可确定此甲基为 CH3-28 (δH 0. 70 , δC 13. 4), 与之相连的
季碳为 C-18 (δ36. 1);此外与 H-28有远程相关的碳还有仲碳 C-19 (δ31. 3)和叔碳C-17
(δ43. 6). δ0. 97和 0. 90的偕甲基质子与 C-17有远程相关 , 可推断为 CH 3-29和 CH 3-
30 , 与之相连的季碳δ37. 4为 C-22;此外还可指认δ76. 4的叔碳为 C-21 , 在 HMQC中
δ3. 46的联氧碳质子与 C-21相关 , 可断定 C-21位有羟基取代. 在 HMBC 谱中 , 同样也
有一个甲基的质子与 C-27有远程相关 , 则此该甲基应为 CH 3-26 (δH 0. 84 , δC 20. 0),
与该甲基相连的季碳为 C-8 (δ37. 3);除 C-27和 8外 , 与该甲基质子有远程相关的还有
仲碳 C-7 (δ44. 9)和叔碳 C-9 (δ62. 6).利用类似的方法可以辨认与C-9有远程相关的甲
基为 CH 3-25 (δH 0. 82 , δC 15. 9), 与此甲基相连的季碳为 C-10 (δ37. 6);与该甲基质
子有远程相关的也有一个仲碳 C-1 (δ33. 6)和一个叔碳 C-5 (δ50. 3). 偕甲基 δ0. 93和
0. 84与 C-5远程相关 , 可推断为CH3-23和 CH3-24 , 则 C-4为δ34. 1. 此外还能够指认δ
86. 0的叔碳为 C-3 , 据 HMQC谱可知 H-3为δ2. 78 , 在 HMBC谱中甲基质子δ3. 32与
C-3有远程偶合 , 由此可断定分子的 3-位为甲氧基取代. 对以上碳信号归属后 , 其相应的
氢信号可由 HMQC 谱得出.
　　在1H-1H COSY谱中δ1. 72 (2H)的信号与两个 H-1(δ1. 21 , 1. 47)和 H-3(δ2. 78)
有相关峰 , 可归属其为 H-2 , 由 HMQC谱知C-2为δC 20. 4;与 H-5 (δ1. 28)和两个 H-
7 (δ1. 27 , 1. 46)同时有相关峰的δ1. 40(2H)为H-6信号 , 则C-6为δC 18. 9;同 H-9有
相关峰的信号δH 1. 15 , 2. 03为 H-11 , 同 H-13有相关峰的信号 δH 1. 06和 1. 72为 H-
12 , 结合 HMQC 可知 C-11和 C-12分别为δC 25. 3和δC 27. 2;由 H-16与 H-17的相关 ,
37　第 1 期　　　　王小宁等:扁枝藓中锯齿石松烷型三萜的 NMR化学位移全归属
H-20与 H-21的相关 , 结合 HMQC 谱可使 CH2-16 (δH 1. 89 , 2. 00 , δC 24. 1)和 CH 2-20
(δH 1. 64 , 1. 95 , δC 25. 6)得到准确归属.
图 5　化合物 1的 HMBC谱
Fig. 5　HMBC spect rum of the compound 1
化合物 2 , 无色针晶 (CHCl3-MeOH), mp. 304 ～ 307 ℃, 由 EI-MS 的强分子离子
峰 m /z 456得分子式为 C31H 52O 2 .化合物 3 , 无色针晶 (CHCl3-MeOH), mp. 270 ～ 273
℃, 由 EI-MS的强分子离子峰 m /z 454得分子式为 C31H50O2 .从其波谱特征可见这两个
化合物与 1有相同的结构骨架 , 采用与化合物 1类似的方法和步骤也可以对化合物 2和
3的1H NMR和 13C NMR化学位移进行准确归属(见表 1).
这 3个化合物 C-3位的立体构型可由1H NM R谱进行判断 , 在化合物 1的氢谱中 ,
δH-3为 2. 78且为单峰 , C-3为δ86. 0 , 从优势构象的分析(图 6)可知 3-OM e的构型应该
为α型[ 4] , 此时 H-3β处于平伏键 , 与两个 H-2间构成的二面角均为 60°, J ae≈J ee且都较
小(2. 5 Hz左右), H-3β信号理论上应为 t峰 , 由其他该类化合物的波谱特征可见 , 在实
际情况下 H-3β可呈 t峰[ 3] 或宽单峰[ 1] , 本文测试为宽单峰 (图 7);在化合物2和 3的氢
谱中δH-3均为 2. 64 , dd峰(J =11. 8 ～ 12. 2 Hz , 4. 1 ～ 4. 2 Hz), 且 C-3信号均出现在δ
88. 5左右 , 结合优势构象的分析(图 6)可以得出该化合物的 3-OMe 应为 β构型 , 此时
H-3α处于直立键 , 与两个 H-2间的二面角一个为 180°, 另一个为 60°, 两个 J值不等 ,
J aa >J ae , 总的结果是 H-3α表现为 dd 峰[ 4] (图 7). 同样可知当 21-OH 为 β 构型时 , H-
21α与两个 H-20的二面角均为 60°, J ae ≈J ee , 故 H-21α应表现为 t峰[ 4] 或宽单峰[ 1] , 本
文中 1和 2的 H-21峰形即符合这种情况 , 故 21-OH 的构型均为 β型. 从图 7可见化合
物 1在该区域还有一信号δ2. 76 (1H , dt , J =14. 5 , 5. 5 Hz), 为 H-20α受 H-20β和 H-
19β的偶合裂分为 t峰 , 同时又受 H-19α偶合因而成为 dt峰(图 7).
38 波　　谱　　学　　杂　　志　　　　　　　　　第 22 卷　
表 1　化合物 1 ～ 3 的1H NMR和 13CNMR 数据归属 (溶剂:CDCl3)
Table 1　Assignments o f 1H NM R and 13C NMR data for compounds 1 ～ 3(in CDCl3)
No.
Compound 1
　δC 　　　　δH(J /Hz)　　
　　
C om pound 2
　δC　　　　δH(J /H z)　　
　　
Compound 3
　δC　　　　δH(J /Hz)　　
　　
1 33. 6 1. 21t(12. 5), 1. 47d(12. 5) 38. 5 0. 90m , 1. 83m 38. 4 0. 91t(13. 4), 1. 82d(13. 5)
2 20. 4 1. 72(2H) m 22. 4 1. 43m , 1. 82m 22. 5 1. 44m , 1. 82m
3 86. 0 2. 78 s 88. 5 2. 64dd(12. 2 , 4. 1) 88. 6 2. 64dd(12. 2 , 4. 1)
4 38. 1 38. 9 38. 6
5 50. 3 1. 28t (12. 5) 56. 3 0. 78m 56. 4 0. 79d (12. 9)
6 18. 9 1. 40(2H) m 18. 8 1. 48 (2H) m 18. 6 1. 50 (2H) m
7 44. 9 1. 27q(9. 9), 1. 46d(12. 7) 45. 2 1. 19m , 1. 41m 45. 3 1. 31q(9. 9), 1. 41d(12. 7)
8 37. 3 37. 4 37. 2
9 62. 6 0. 97 d (11. 9) 63. 0 0. 80d (11. 9) 62. 9 0. 82d (11. 9)
10 37. 6 37. 2 38. 3
11 25. 3 1. 15q(12. 5), 2. 03t(10. 0) 25. 4 1. 09m , 1. 73m 25. 6 1. 16q(12. 5), 1. 75t(10. 0)
12 27. 2 1. 06q(12. 5), 1. 72t(10. 0) 27. 2 1. 17q(12. 5), 2. 00t(10. 0) 27. 3 1. 17m , 2. 02m
13 57. 2 1. 98d(11. 9) 57. 5 1. 89d (11. 9) 56. 0 1. 82d(11. 9)
14 138. 9 138. 6 138. 4
15 120. 2 5. 32 b r s 122. 0 5. 34 br s 122. 0 5. 34s
16 24. 1 1. 89 m , 2. 00 m 24. 0 1. 88 (2H) m 24. 6 2. 05 (2H) m
17 43. 6 1. 71d(8. 8) 43. 4 1. 70m 51. 3 1. 68t (8. 5)
18 36. 1 35. 9 36. 2
19 31. 3 1. 45t(14. 9), 1. 58d(13. 4) 31. 2 1. 44m , 1. 58m 38. 6 1. 47t(14. 9), 2. 14d(13. 4)
20 25. 6 1. 64d(14. 9), 1. 95 t(10. 0) 25. 2 1. 63d(14. 8), 1. 95t(10. 0) 34. 8 2. 27d(14. 8), 2. 76t(10. 0)
21 76. 4 3. 46s 76. 2 3. 46s 216. 6
22 37. 4 38. 2 47. 7
23 28. 6 0. 93s 28. 1 0. 96s 28. 2 0. 97s
24 22. 6 0. 84s 19. 8 0. 76s 16. 2 0. 77s
25 15. 9 0. 82s 15. 7 0. 81s 15. 7 0. 82s
26 20. 0 0. 84s 22. 4 0. 85s 19. 8 0. 85s
27 56. 4 1. 72d(14. 5), 2. 24d(14. 5) 56. 7 1. 74d(14. 6), 2. 23d(14. 6) 56. 6 1. 85d(14. 6), 2. 25d(14. 6)
28 13. 4 0. 70s 13. 3 0. 70s 13. 0 0. 94s
29 21. 9 0. 97s 21. 8 0. 90s 21. 6 1. 06s
30 27. 8 0. 90s 27. 7 0. 95s 24. 5 1. 10s
OMe 57. 1 3. 32s 56. 3 3. 37s 57. 5 3. 37s
39　第 1 期　　　　王小宁等:扁枝藓中锯齿石松烷型三萜的 NMR化学位移全归属
图 6　化合物 1～ 3的优势构象分析及立体构型确定
Fig. 6　C on format ion analysi s and stereochemis try of comp ounds 1～ 3
图 7　化合物 1 (a)、2 (b)和 3(c) 1H NMR谱中的 H-3信号
Fig. 7　H-3 sig nals of compounds 1(a), 2(b) and 3(c) in 1H NMR spect ra
三萜类化合物由于高场的碳氢信号比较密集 , 有些重叠 , 可能会产生信号指定可以
交换的情况 , 因而导致归属不完全或错误的归属[ 5] , 但本文综合利用各种 2D NMR技
术[ 6 , 7] , 对三个锯齿石松烷型三萜化合物的 NMR数据进行了完全指定 , 归属了所有信
号 , 为该类化合物的结构确定奠定了基础.
致谢:感谢高谦先生鉴定标本 , 感谢本院分析测试中心和中国医学科学院药物研究所国
家药物及代谢产物分析研究中心代测 NMR和 EI-MS 等各种波谱.
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Complete NMR Chemical Shift Assignments for Three Serratane
Triterpenoids Isolated from Moss Homalia Trichomanoides
WANG X iao-ning , LOU Hong-x iang *
(S chool of Pharm aceut ical Sciences , Shandong University , Jinan 250012 , China)
Abstract:The chemical st ructures o f three serratane type triterpenoids isolated f rom the
moss Homalia trichomanoides (Hedw. )B. S. G. w ere elucidated as 3α-methoxy serrat-
14-en-21β-o l (1), 3β-methoxy-serrat-14-en-21β-ol (2) and 3β-methoxy serrat-14-en-21-
one (3). Their 1H and 13 C chemical shif t s w ere assigned using 1D and 2D NMR spec-
t ro scopy (including 1H-1H COSY , HMQC and HMBC). S tereochemistry of C-3 fo r the
three compounds and tha t o f C-21 fo r compounds 1 and 2 were dete rm ined by coupling
pat terns in the
1
H NMR spectra.
Key words:NMR , assignment , HMQC , HMBC , serratane type triterpeniods , Homalia
t richomanoides
　*C orrespondence author:Lou Hong-xiang , Tel:0531-8382019 , Fax:0531-8382019 , E-mai l:louh ong xiang @sdu.
edu . cn.
41　第 1 期　　　　王小宁等:扁枝藓中锯齿石松烷型三萜的 NMR化学位移全归属
25 　Spin Trapping-ESR Study on Free
Radicals in Cigarette Smoke
LU¨ Y u-guang , Y AN Bao-zhen ,
T IAN Qiu , Z H AO Ming-yue ,
N IE Cong , ZENG Bo ,
LIU Y ang-ping , LIU Y ang
Ch inese J Magn Reson , 2005 , 22(1), 21 - 25
33 　Spectral-Spatial Two-Dimensional ESR
Imaging
ZHENG Ying-guang , XU J ing ,
DONGFeng-xia ,
SHEN Er-zhong , XU Y u-shu
Ch inese J Magn Reson , 2005 , 22(1), 27 - 33
41 　Complete NMR Chemical Shift As-
signments for Three Serratane Triter-
penoids Isolated from Moss Homalia
Trichomanoides
WANG X iao-ning ,
LOU Hong-x iang
Ch inese J Magn Reson , 2005 , 22(1), 35 - 41
54　An NMR Study of Two Lignans Isola-
ted from Schisandra Chinensis
CHEN Hai-yong ,
Z HOU Chang-x in , Y AO Wei ,
WANG Li-wei , DOU Hui ,
DONG X iao-wu , Z HAO Yu
Ch inese J Magn Reson , 2005 , 22(1), 43 - 54
60　Structural Confirmation of a Deriva-
tive of 6 , 7;12 , 21-Didehydroerythro-
mycin A by
13
C NMR DEPT Tech-
nique
LE I P ing-sheng , XU Peng ,
L IU Lu , SHI Yang , Y ANG Yao
Chinese J Magn Reson , 2005 , 22(1), 55 - 60