1.3. Tổng quan về hải miên thuộc giống Xestospongia
1.3.2. Tình hình nghiên cứu về hải miên thuộc giống Xestospongia trên thế giới
1.3.2.2. Đặc trưng phổ 13 C-NMR của một số hợp chất macrocyclic bis-
Các hợp chất quinolizidine alkaloid phân lập được t giống Xestospongia có cấu trúc hóa học kh đặc biệt. Chúng thường tồn t i dưới cấu trúc gồm hai đơn v vòng quinolizidine và được liên kết với nhau bởi hai chu i carbon no m ch thẳng t i C-2 và C-9 hình thành d ng vòng lớn (macrocyclic bisquinolizidine-2,9-dimer). Cho đến nay, có khoảng hơn 20 hợp chất alkaloid d ng macrocyclic bis-quinolizidine được phân lập t các loài hải miên Xestospongia (146-166). Các hợp chất này được thông báo phân
lập được chủ yếu t loài hải miên X.exigua, m t số hợp chất được phân lập t loài Xestospongia sp.. Cấu trúc của các hợp chất alkaloid macrocyclic bis-quinolizidine có thể được chia làm ba lo i: phân tử gồm hai đơn v 1-oxaquinolizidine (các hợp chất xestospongin và araguspongine, 146 -162), phân tử gồm hai đơn v quinolizidine (các hợp chất petrosin, 164-166), phân tử gồm 1 đơn v 1-oxaquinolizidine và 1 đơn v quinolizidine như aragupetrosine (163).
Hình 1.6. Cấu trúc hóa học của các hợp chất khung macrocyclic bis 1-oxa- quinolizidine hoặc bis quinolizidine alkaloid
T cấu trúc của quinolizidine có thể thấy, m i phân tử quinolizidine chứa hệ thống hai vòng sáu c nh tương tự decalin nên đ u có thể hình thành cấu d ng b n giống với cis-decalin và trans-decalin. Trong trường hợp cấu trúc của khung quinolizidine có sự bất đối xứng như 1-oxa quinolizidine, hay có các nhóm thế trong vòng quinolizidine thì d ng đồng phân cis l i có thể tồn t i ở 2 cấu d ng b n khác nhau được mô tả chung là ‘a-cis’ và ‘b-cis’. Mặt kh c hai đơn v vòng quinolizidine có thể được liên kết với nhau hình thành m t phân tử có cấu trúc đối xứng hoặc bất đối xứng. Bên c nh nhóm thế methyl t i C-3 c c đơn v 1-oxaquinolizidine thường có nhóm thế hydroxy t i C-9 trong khi c c đơn v quinolizidine l i thường có nhóm oxo ở C-2. Thông qua các tín hiệu chuyển d ch hóa học của carbon trên ph 13C-NMR có thể giúp nhận biết được cấu trúc d ng cis/trans của đơn v 1-oxaquinolizidine hay đơn v quinolizidine và sự có mặt của các nhóm thế 3-methyl, 9-hydroxy, hay 2-oxo. Số liệu carbon 13C-NMR của 15 hợp chất quinolizidine alkaloid có cấu trúc đặc trưng thường gặp t các loài hải miên thu c giống Xestospongia được thể hiện ở Bảng 1.2.
Bảng 1.3. Số liệu 13C-NMR tại các vị trí chính của các hợp chất macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid từ các loài hải miên giống Xestospongia
C 146 a 147 b 148 a 149 b 150 a 153 a 155 a 156 a 158 a 159 a 160 a 164 a 165 a 163 a 166 a
1 51,9 51,6 51,9 49,8
2 76,2 76,3 76,3 76,5 75,4 76,0 75,3 78,3 81,1 78,2 79,1 213,8 213,9 213,8 214,5
3 26,4 26,3 33,4 35,4 33,4 33,1 40,5 40,3 40,3 40,8
4 53,3 52,7 52,7 52,7 53,4 52,8 54,1 62,3 62,2 62,3 62,1 64,8 64,8 64,8 64,9
6 46,0 44,7 44,7 45,6 45,3 54,3 54,4 54,3 54,4 54,3 56,0 55,9 56,0
9 40,8 70,6 70,6 70,7 41,0 40,5 40,6 40,1 40,6 40,8 40,9 37,0 36,0 36,7 37,6 10 88,2 91,1 91,1 91,2 96,3 87,5 95,9 96,9 95,9 97,3 97,9 70,4 70,8 70,8 71,3
1′ 51,9 51,6 46,4
2′ 75,5 82,2 82,2 76,2 75,4 76,0 75,3 78,3 75,1 75,7 82,3 213,8 213,9 83,2 212,7
3′ 28,7 33,4 35,2 40,5 40,3 34,7 40,3
4′ 54,9 61,1 61,1 53,0 53,4 52,8 54,1 62,3 54,1 54,2 62,1 64,8 64,8 62,0 62,2
6′ 54,9 46,6 46,6 45,5 45,3 54,3 54,4 53,7 56,0 53,7 48,5
9′ 41,4 40,8 40,8 40,7 41,0 40,5 40,6 40,1 40,5 40,2 40,4 37,0 36,0 39,9 36,1 10′ 96,2 87,7 87,7 87,9 96,3 87,5 95,9 96,9 95,9 95,9 96,9 70,4 70,8 97,7 63,8
3-CH3 13,3 14,9 13,3 13,3 11,3
3′-CH3 14,6 13,3 15,0 14,9
Đo trong a) CDCl3, b)C6D6
27
Dựa vào số liệu trên ph 13C-NMR của các hợp chất trên Bảng 1.2 nhận thấy:
Trên ph 13C-NMR của 15 hợp chất xuất hiên tín hiệu của 28-30 carbon hầu hết c đ d ch chuyển hóa học trong khoảng δC 11,3-97,7. Không có sự xuất hiện tín hiệu carbon ở v ng carbon olefin nhưng c thể có 1-2 tín hiệu của carbon ở v ng đặc trưng cho nh m ketone (δC 212,7-214,5). Các tín hiệu ph 13C-NMR này có thể phản nh được nhận d ng cấu trúc sau:
Dựa vào số tín hiệu carbon trên ph 13C-NMR có thể khẳng đ nh hợp chất đối xứng (thường là 14 hoặc 15 tín hiệu như chất 150, 153, 155, 164-166), hay bất đối xứng (thường là 28-30 tín hiệu như chất 146-149, 156, 159, 160).
Với các hợp chất có cấu trúc đối xứng, việc giải cấu trúc có thể được thực hiện dễ dàng dựa trên phân tích cấu trúc của m t nửa phân tử. Với hợp chất bất đối xứng, m t số tín hiệu carbon c đ chuyển d ch hóa học tương tự nhau do đ cần có sự so sánh số liệu giữa các phần cấu trúc giống nhau của phân tử bất đối xứng và phân tử đối xứng.
Trên ph xuất hiện tín hiệu của carbon carbonyl δC 212,7-214,5 có thể dự đo n là hợp chất c đơn v vòng 2-oxoquinolizidine (163-166), không có tín hiệu carbon này thì là hợp chất c đơn v vòng 1-oxaquinolizidine (146-150, 155, 156, 158-160).
Đối với các hợp chất có d ng khung 2-oxoquinolizidine, tín hiệu của C-10 t i δC 70,8 -71,7 gợi ý hai vòng sáu c nh sắp xếp d ng trans (163-165), trong khi ở d ng cis tín hiệu này d ch chuyển v v ng trường cao ở δC ~63,8 (166).
Đối với các hợp chất có d ng khung 1-oxaquinolizidine, tín hiệu của C-10 t i δC 95,9-97,9 (150, 155, 156, 158-160) gợi ý cấu hình của phân tử 1-oxaquinolizidine là trans và tín hiệu C-10 ở δC 87,5-91,2 (146-149) sẽ gợi ý cấu hình cis.
Tuy nhiên, ở d ng cis, các hợp chất quinolizidine alkaloid phân lập t loài hải miên Xestospongia có thể tồn t i ở hai cấu d ng b n kh c nhau do đ cần thiết phải phân tích ph NOESY để x c đ nh hóa lập thể của các hợp chất này.
Trên ph 13C-NMR xuất hiện tín hiệu δC 11,3-15,0 (148, 156, 160, 163) gợi ý có nhóm thế methyl t i C-3, C-3′. Đồng thời trên ph 1H-NMR sẽ quan s t được tín hiệu d ng douplet của các proton methyl này.
Nhóm hydroxy thường gặp t i C-9, C-9′ ở c c đơn v 1-oxaquinolizidine được nhận d ng thông qua tín hiệu carbon ở δC ~70,6 (147-149).