全 文 ：化学学报 盛 e rA CH工M 工C A SI N IOA
1 98 6
,
4 4
,
1 1 3 9、 1 1 4 3
{黑杰
溪黄草甲素的晶体和分子结构
吴 兹武, 陈元 柱
(中国科学院福建物质结构研究所 , 福州 )
金人铃 程培元
(南京药物研究所 , 南京 )
溪黄草甲素 , C ,祖、 O。 , 万 r一 34 6 . 43 , 是从中草药溪黄草 (几 a j os 协 : 盯忆 〔aM ix m 〕且ar a)
中提取得到的一种具有抗癌活性的化合物 , 它的结构式 已由化 学 分析和 光谱数 据确 定 为
1
,
1 4一二经基一7 , 2 0 ; 1 9 , 2于二桥氧一 (a1 , a4 , 7“ , 14 R , 20 R )一贝壳杉烯一16 一烯一 15一酮 ( 1) , 和
它的同系物 k a m eb a k a u er n 《 黝 〔幻 的结构式大体相似 .
、 才浪气。 截才女3一卿郧二 :馨脊蓉
19 环 1 9 1吕
上面两个结构式和我们的 X 射线分析的结果是一致的 . 试验表明 1 对体外培养的 且 el a
细胞有显著的抑制作用 , 当浓度为 4 ” g/ m L 时它的抑制效率为 8 7 . 6多 . 本文报道 1 的晶体和
分子结构并同它的同系物具有相似抗癌活性的 2 进行结构比较图 . 分子 2 的立体构型见 图 .2
实 验
i 的晶胞参数为 : a 一 6 . 7 2 6 (” )人, ” 一 1 1 . 5 0 9 ( 3 )久, 。 一 2 0 . 5 6 5 ( 3 )久, D 。一 , . 3 5 5 9 · 。 m一 a,
空间群为 2P : 2 1 2 1 . 在装有石墨单色器的 五巨 r a -f oN n i uS C A D一 四圆衍射仪上用 M O 了 a射
线于 1“ 《 0 < 2 80 范围内收集了 1 79 6个独立反射点的强度数据 , 其中强度大于 1。 (刀的 15 37
个反射被认为是可观察的强度数据 . 全部衍射数据经 砂 因子校正 , 但未经吸收校正 .
采用直接法求解结构 , 从最佳 刀 图 (联合品质因子为 3 . 0) 揭示出全部 25 个非氢原子的
坐标 . 采用各向同性热参数对 15 3 7 个反射进行全矩阵最小二乘法修正 , 直到偏离因子 R ~
0
.
12
. 然后把 H 原子加进结构因子计算 , H 原子的位置坐标除 H O: , H。 , 是从差 F o u ir er 图中
找到外 , 其余的 H 原子全部靠几何加氢程序得出 . 对非 H 原子采用各向异性热参数进行全
1 9 8 5 年 7’ 月 1 日收到 .
一
1 l a 9
-
矩阵最小二乘修正 (H 原子的坐标及其各向同性热参数均不参加修正 , 只参加结构因子计算 ) ,
最后的偏离因子 丑为 0 . 0 6 0 6 (R , ~ 0 . 0 590) .
结构的描述和讨论
非氢原子的坐标 ( x 1 0’ )和等效热参数 (eB q )列于表 1 . 键长 、 键角 (D 环的 ) , 最小二乘平
表 1 非氢原子的坐标( x 旧 4 )及其等效热振动参数( B e q )
原 于 }
劣
}
“
{
“ 一
(4)5{()闯州{8(6)54326431呱09758ù绷姗翩
一
C (劝
C (2、
C ( 3 )
C ( 4 )
C ( 5 )
C (6 )
C ( 7)
C ( 8 )
C ( 9 )
C ( 1 0)
C ( 1 1 )
C ( 12 )
C ( 1 3 )
C ( 14 )
C ( 1 5 )
C ( 1 6)
C ( 1 7)
C ( 1 8 )
C ( 1 9 )
C ( 2 0 )
O (1 )
0 (2 )
O (只)
0 (4 )
O ( 5)
6 5 95 (9 )
6 3 98 ( 1 0 )
8 0 9 9 (1 1)
8 6 24 (9 )
9 2 2 7 ( 8 )
99 8斗 ( 8 )
8 6 4 3 ( 8 )
8 65 6 ( 8 )
80 6 8 ( 8 )
74 17 ( 8 )
6 5 8住 (9 )
7 1 36 ( 1 0 )
7 9 5 6 (9 )
7 3 29 ( 8 )
1 0 6 66 (9 )
1 0 1 8 9 ( 1 0 )
1 1 5 62 ( 1 2 )
1 0 3 25 ( 1 1 )
6 8 8 1 ( 10 )
5 8 7 8 (8 )
往6 1 2 ( 6)
5 2 9 0 (6 )
6 6 2 1 ( 6 )
7 8 3 5 ( 6)
1 2 3 1 3 ( 6 )
3 3 1 8 ( 2 )
4 0 4 2 ( 2 )
4 3 8 5 ( 2 )
4 0 9 6 ( 2 )
3 39 6 ( 2 )
3 0 7 1 (2 )
25 0 8 (2 )
工9 9 3 (2 )
2 3 0 7 (2 )
3 0 1 3 (2 )
1 8 8 2 (2 )
1 1 7 0 (2 )
0 9 3 7 ( 2 )
1 4 0 9 (2 )
1 6 4 3 (2 )
0 9 9 3 ( 2 )
0 5 6 7 ( 3 )
书 9 7 ( 2 )
4 11 7 ( 2 )
3 0生8 ( 2 )
3 09 0 (2 )
3 67 9 (2 )
2 74 6 (2 )
1 14工(2 )
1 8生9 (2 )
忍 . 5 ( 1)
3
.
3 ( 1 )
3
.
5 ( 1 )
2
.
7戈1 )
2
.
1 ( 1 )
2
.
6 ( 1 )
2
.
1又l )
1
.
8 5 ( 9 )
1
.
5 ( 1 )
1
.
7 7 (9 )
2
.
6 ( 1 )
2
.
9 ( 1 )
2
. 往 ( 1 )
2
.
1 (1 )
名 . 8 ( 1 )
3
.
1 ( 1 )
6 0 ( 2 )
4
.
0 ( 1 )
3
. 吕 ( 1 )
1
.
9 ( 1、
3
. 止4 ( 8 )
2
.
8 1丈8 )
2
. 名1 ( 7 )
3
.
0 1 ( 8 )
生 . 1 ( 1 )
表 2 非氢原子间的键一长(入)
C (1 )一 C ( 2 )
C ( 1 )一 O ( 1 )
C ( 3 )一 C (4 )
C (生)一 C (1 8 )
G ( 5 )一 C (6 )
C (6 )一 C ( 7 )
C (7 )一 O ( 3 )
C (8 )一 C ( 1 4 )
C ( 9 )一C ( 1 0 )
C ( 1 0 )一C ( 2 0 )
C ( 1 2 )一C ( 1 3 )
C ( 1 3 )一 C ( 1 6 )
C ( 1 5 )一 C ( 1 6 )
C ( 1 6 )一C ( 1 7 )
C 厂2 0 )一O ( 2 )
1
.
5 16 (6 )
1
.
4 4 8 (7 )
1
.
5 2 0 ( 7 )
1
.
5 3 5 ( 8 )
1
.
5 5 2 ( 6 )
1
.
5 2 3 (7 )
1
.
4 5 4 ( 7)
1
.
54 4 (6 )
1
.
5 5 7 ( 6 )
1
.
5 2盛 ( 6 )
1
.
5 3 9 ( 7)
1
.
5 0 8 ( 10 )
1
.
4 9 0 ( 8 )
1
.
3 1 5 (8 )
1
.
4 0 6 ( 5)
C ( 1)一 0 ( 1。 )
C ( 2 )一 C (3 )
C (4 )一C (5 )
C (生)一C ( 1 9 )
0 (5) 一 C ( 1 0 )
C (7 )一 C ( 8 )
C (8 )一 C (9 )
C (8 )一 C ( 1 5 )
C (9) 一 C ( 1 1 )
C ( 11 )一C ( 1 2 )
C (1 3 )一 C ( 14 )
G (1性)一 O (生)
C (1 5 )一 O (5 )
C ( 1 9 )一 (〕 ( 2 )
口 (2 0 )一O (3 )
1
.
5 5 0 ( 6 )
1
.
5 1 1 ( 9 )
1
.
5 3 4 ( 6 )
1
.
5 2 1 (8 )
1
.
5住盛 (7 )
1
.
4 9 9 (6 )
1
.
5 65 (6 )
1
.
5 47 处8 )
1
.
5 36 ( 7)
1
.
5 3 2 ( 7)
1
.
5 2 1 ( 7 )
1
.
4 2 9 ( 6 )
1
.
2 1 3 ( 7 )
1
. 性3 9 ( 6 )
1 4 3 6 ( 5 )
一 1 1 4 D
-
表3 键角 (o)
C(2) 一 C(1) 一 C(1 0)
C浮) ~C(i) 一 O(1)
C(2) 一 C(3) - C) 4 (
C(1 8) 一 C) 4 (一 C(1 9)
C(6) 一 C(5) 一刃 (1 0)
C(6) 一 C(7 ) 一 C(8)
C(7 ) 一 C(8) 一 C(9)
C(1 4) 一 C(8) 一 C(1 5)
C(8) 一 C(9) 一 C(1 1)
C(5) 一 C(1 0) 一 C(9)
C(9) 一 C(1 0) 一 C(2 0)
C(1 1) 一 0 (1 2) 一 C(1 3)
C(1 4) 一 C(1 3) 一 (〕 (16)
C(1 3) 一 C(1 4) 一 O(幻
C(8) 一 C(1 5) 一习 (5)
C(6 1) 一 C(1 5) 一 0 (5)
C(1 3) 一 O(6 1) 一 0 (17 )
C(4) 一 C(1 9) 一 O(2)
C(1 9) 一 O(2) 一 C(2 0)
1 1 5
.
5 () 4
1 04
.
5 (5)
1 1 2
.
7 (匀
1 8 0
.
4 (5)
1 8 0
.
2 () 4
1 1 2
.
8 () 4
1 07
.
9 (3)
9 9
.
0 (4)
1 1 0
.
8 () 4
1 08
.
7 ) 4 (
1 1 0
.
5 () 4
1 1 3
.
5) 4 (
1 1 0
.
4 (匀
1 8 0
.
2 () 4
1 27
.
5 () 5
1 26
.
1 (5)
王2 9.6 (6)
1 1 4
.
9 (生)
1 1 5
,
4 ( 4 )
C ( 1 0 ) - 洲〕( 1 )一《 ) ( 1 )
0 ( 1 ) 一刊〕 ( 2 )一习 ( 3 )
C (3 )一 C (4) 一C间
G ( 4) 一 C ( 5)一C ( 1 0)
0 ( 5) 一 ( ) (6 ) 一~ C ( 7 )
C (6 ) - C ( 7 )一 O (3 )
G (9 ) 一. C ( 8 )一 C ( 1 4 )
C (8 )一C ( 9 )一 C ( 1 0 )
C ( 1 ) 一( {( 1 0 )一 0 ( 5 )
C (1 )一C ( 1 0 )一 (」( 2 0 )
C (9 )一C ( 1 1 )一0 ( 1 2 )
0 ( 1 2 )“ ) ( 1 3 )一 C ( 14 )
C ( 1 3 )一 C (1 4 )一0 (8 )
C (8 )一( 1( 1 4 )一O (4)
C ( 8)一C ( 1 5 )一C ( 1 6)
C (1 3 )一C ( 1 6 )一C ( 1 5 )
C ( 1 5 )一刃( 1 6 )一C ( 1 7 )
0 ( 2 )一 C ( 2 0 )一O (3 )
0 ( 7)一0 ( 3 )一 C (2 0)
1 1 1
.
6件 )
1 1盛. 3 ( 5 )
1 0 8
.
0 (匀
1 0 9
.
5 ( 4 )
1 0 9
.
7 (性)
1 0 8
.
2 (4 )
11 1
.
2 ( 4 )
1 0 9
.
3 (3 )
1 1 0
.
4 (幻
1 10
.
7 (4)
1 13
.
5 (5 )
1 0 8
.
6 (幻
1 0 1
.
9 ( 4)
1 10
.
6 (4)
1 06
.
4 ( 5 )
1 07
.
4 (5 )
1 2 2
.
9 (6 )
1 0 9
.
7 (4)
1 1 3
.
4 ( 4)
表 4 D 环的最小二乘平面
平面方程 : 。 + 勿 + 郎一 d ~ 。
1 一 0 . 04 3盛劣一 0 . 9 3 7匆一 0 . 3 4 5 7宕 + 2 . 3 0 9 6 ~ 0
2 0
.
3 8 4 8公一 0 . 7 9 2匆一 0 . 4 7 2 4习 + 2 . 8 5 6 4 ~ 0
离平面的距离 (入)
平面上的原子
{
C ( 8 )
C ( 1 3 )
C ( 1 5 )
C ( 1 6 )
C ( 1 7 )
0 (匀
一 0 . 0 3 0 (4 )
0
.
0 3 5 ( 5 )
一 0 . 0 0 1 ( 5 )
一 0 . 0 1 2 ( 6 )
一 0 . 0 2 0 ( 9 )
0
.
0 2 8 ( 5 )
0
.
0 6 8 ( 6 )
一 0 . 0 6 2 ( 6 )
0
.
0 0 3 ( 6 )
一 0 . 0 1 0 ( 6 )
0
.
0 5 8 ( 7)
0
.
0 5 6 ( 4 )
其它原子
C ( 1 4 ) 0
.
72 4 (5 ) 0
.
6 78 ( 6 )
面的数据等分别列于表 2 , 凡 4 中 . 图 1 和图 2 是 1 和 2 分子的立体构型图 . 从图中可以明显
地看出 , 这两个分子的基本骨架相似 , 都具有 A , B , O , D 四个环 . 在 溪黄草甲素分子中 , A
环是椅型六元环 , 刀, a 是船型六元环 . 在这两个化合物的五元环 D 中 , O ( 1 3 ) , 0 ( 1动 , 0 ( 1 6 ) ,
c ( s)
,
C ( 17 )及 O (动均分别地处在同一共扼平面上 , 而 C ( 1 4 )则离开平面 (见表 4 ) . 由于共扼
效应 , 处于两个双键 C (1 5 )一O (6 )和 0 ( 1 6 )一 0 ( 17 )之间的键 0 ( 1 5 )一C ( 1 6 )均短于正常单键
值 〔i 的 ( ) ( 1 5 )一。 ( 1 6 )键长为 1 .连9 0久, , 的 。 ( 1 6 )一。 ( , 6 )键长为 1 . 4 7 4入〕 . 0 ( 1 5 )与 。 ( 1 6 )
均采用 s p , 杂化轨 函与相邻原子成键 , 其键角均本应为 1 2 0 。 , 但由于 乙 0 ( s) 一 C ( 15) 一0 ( 16)
和 匕C ( 1幻一C ( 1 6 )一C ( 1勘是五元环的内角 , 为了闭环的需要 , 这两个角度必须维持在 1 0 8 “
附近 . 在我们研究的实例中 , 1 的这两个角分别为 10 6 . 4 “ 和 10 7 . 4 “ , 而在 2 中分别为 10 9 . 0
和 10 6 . 20 . 这就使 D 环结构产生了内应力 . 同时由于 印 , 杂化轨函是平面三角形的 , 则 以
1 1 4 1
C( 1匀
C(招 )
C( 1乃
图 1溪黄草甲素 ( 1 )的分子构型图
含氧的六元环若被开环 , 似乎可使 1转变为 致
之间的关系 , 值得进一步探讨 .
0 厂1 )
C (15 )
,
C (16 )为中心所构成的三个键角之
和应为 3 60 “ 左右 . 因此在这两个化合物
中 , C ( 15 ) , 0 ( 1 6 ) 各 自的两个 “ 环外角 ”均
大于 1 2 0 “ 是有道理的 . 由于这两个结构
的基本骨架相当类似 , 因此它们具有类似
的抗癌活性 .
值得指出的是 , 在 1 中的两个氧原子
O ( 2 )
,
O ( 3 )分别地与 0 ( 1 9 ) , C ( 2 0 )及 C ( 7 )
构成 了两个“ 氧桥” , 同时形成了两个含氧
的六无环 . 一个是 以 0 (匀 , C ( 19 ) , O (2) ,
C ( 2 0 )
,
0 ( 1 0 )
,
C (5) 为其顶点 , 呈椅形 .
另一个是 以 C (5) , C (6 ) , C (7 ) , O ( 3 ) ,
C (20 )
, 以 10 )为其顶点 , 呈船形 . 这两个
这些立体构型是相当有趣的 , 它们与抗癌活性
图 2 K a m e ba k a u r e n e ( 2 )分子构型图
参 考 文
〔 1 〕 藤多哲朗 , “ 第 21 阿精油 、 香料 , 广几 、 , 讨论会讲浦要 旨集 ,
[ 2 ] W
u Z一W . ; C h姐 Y . 书 . , J . 名` r “ e t , C加仍 . , 1 98 5 , 4 ( 1 ) , 9 .
1 9了了年 1 月 , 日本 、 德岛 ,’. 第邵 页。
一 1勺4 2 .
T h e C r ys t a l a n d M o le e u la r S tr u e t u r e o f R a b d o s e r i n 一A
刃犷u 2 1一、 V u 份 o h e n Y u a n 一 Z h u
(万侧勿。 I树`孟, t e of 丑。。 e a , e几 0 0 t h o S t犷讹云。 of 肛 a t et , , A e a d e。 艺a 名么, i e a , 扩、 九。 “ )
J i n R en
一L i n g o h e n g P e i一Y u a n
N(
a 呵德。 I 、 云`沁云。 of 肛 a亡。 , `a 叮。 d化 a , N a呵 `叩 )
A b日七下 a e七
aR bd
o , e r r i n 一 A ( 1 )
,
C
习。 H。
。
O
: ,
M
r ~ 3 4 6
.
4 3 i o o l a t e d fr o m t h e C h i n e o e m e d i o i n a l h e r b
R a d o : 落a 冼 : : a (M a x i m ) H a r a s h o w s a r e m a r k a b l e i n h i b i t o r y e fe o t a g a i n s七 H e l a o e l l s i n
v i七r o ( 8 7
.
6多 e if o e n o y a t a o o n o e n t r a t i o n o f 4 灿g /m L ) .
T h i s e o m P 0 u n d w a s s h o w “ t o b e e n -t 1 , 1 4 - d i h y d r o x y 一7 , 2 0 ; 1 9 , 2 0卫 i e P o x y ( l a ,
a4
,
7 a
,
1 4R
,
Z o R )
一k a u r 一 1 6一
-en
1 5一 o n e b y o h e m i o a l a n d S p e c t r a l a n a l y s e o
.
I n t h i s p a p e r
a s七r u o t u r : 、 1 d e t e r m i n a t i o n o f t h o t i t l e o o m P o u n d a n d a c o 班 P a r i s o n o n t h e s t r u o t u ar l
巍a t u r es b ( )七w e e n t h e t i七l e o o m p o u n d a dn i七“ a “ a l o g u e K a m e b a ka u r en e (2 ) a r e : e p o r 七ed .
一 1 , 4 3 -