第5次课天然产物研究实验室技术3(结构鉴定)

1、结构研究是天然药物化学的一项重要的研究内容。从天结构研究是天然药物化学的一项重要的研究内容。从天然药物中分离得到的单体即使具有很强的活性与较大的然药物中分离得到的单体即使具有很强的活性与较大的安全性，但如果结构不清楚，则无法进行进一步的药效安全性，但如果结构不清楚，则无法进行进一步的药效学、毒理学、药物构效关系的研究，更不能进行人工合学、毒理学、药物构效关系的研究，更不能进行人工合成或结构修饰，改造工作，也不能进行新药开发，其学成或结构修饰，改造工作，也不能进行新药开发，其学术和应用价值将会大大降低。术和应用价值将会大大降低。天然化合物结构研究难度较大：天然化合物结构研究难度较大：“ 未知未知

2、”因素太多因素太多; 得量少；得量少；结构复杂。因此主要借助于光谱方法进行综结构复杂。因此主要借助于光谱方法进行综合解析，必要时结合化学降解，衍生物合成等方法。合解析，必要时结合化学降解，衍生物合成等方法。天然药物结构研究方法天然药物结构研究方法一、化合物的纯度测定一、化合物的纯度测定1.检查晶形检查晶形2.测定熔点测定熔点3.TLC或或PPC检查：一般需要三种系统，且需检查：一般需要三种系统，且需用通用显色剂显色（如硫酸、磷钼酸等）。用通用显色剂显色（如硫酸、磷钼酸等）。4.GC或或HPLC二、二、结结构构研研究究的的主主要要程程序序已知化合物：已知化合物：与标准品对照：与标准品对照：共薄层

3、（三种以上系统）：共薄层（三种以上系统）：Rf值相同值相同共熔点共熔点共红外共红外无标准品：与文献数据对照无标准品：与文献数据对照mp, IR, UV, MS, 1H NMR, 13CNMR 未知化合物未知化合物确定分子式、分子量：确定分子式、分子量： 元素分析、质谱、元素分析、质谱、1HNMR、13CNMR谱谱功能基、基本骨架和结构式确定：功能基、基本骨架和结构式确定： 1、定性反应、定性反应 2、反应薄层、反应薄层 3、化学反应、化学反应 3、波谱法、波谱法三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法（一）确定分子式，计算不饱和度（一）确定分子式，计算不饱和度1.元素定量分析分

4、子量测定元素定量分析分子量测定 元素定量分析：确定实验式元素定量分析：确定实验式如果化合物仅含如果化合物仅含C、H、O时，通常只作时，通常只作C、H定量，定量，O则由则由扣除法求得。扣除法求得。以刺果甘草皂苷元以刺果甘草皂苷元A为例进行说明：为例进行说明：C 79.35%，10.21%，则，则O=(100-79.35-10.21)10.44% 原子比原子比 C=79.3512.01=6.61 10.16 H=10.211.008=10.13 15.58O=10.4416.00=0.65 1 得化合物原子比得化合物原子比C10H16O1实验式：实验式：C10H16O1理论值：理论值：C：79.2

5、9%；H：10.13%；O：10.57%实测值：实测值：C：79.35%；H：10.21%；O：10.44%分子量测定：冰点下降法（固体物质）、沸点上升法（液体分子量测定：冰点下降法（固体物质）、沸点上升法（液体物质）、粘度法、凝胶过滤法，最常用质谱法（物质）、粘度法、凝胶过滤法，最常用质谱法（MS）。）。EI-MS测得分子量为测得分子量为496，即（，即（C10H16O）n=496，n=496/152=3，分子式，分子式C30H48O3。2.同位素峰度比法同位素峰度比法 一定的化合物其一定的化合物其M+,M+1+,M+2+峰的强度为定值。峰的强度为定值。3.高分辨质谱（高分辨质谱（HRMS）

6、法）法 可将物质的质量精确测定到小数点后第可将物质的质量精确测定到小数点后第3位，因此每一个位，因此每一个化合物，即使有相同的分子量，其测得的精确分子量都不相化合物，即使有相同的分子量，其测得的精确分子量都不相同，以此可求得分子式。同，以此可求得分子式。 化合物化合物 分子式分子式 精确质量精确质量 M1 C8H12N4 164.1063 M2 C9H12N2 164.0950 M3 C10H12O2 164.0837 M4 C10H16N2 164.13154.不饱和度的计算：不饱和度的计算：C25H30O15CnHmOvu=25-30/2+0/2+1=11HOHOHOHHOOOHOOHOH

7、OHHOOHHOHOHHHHOH u=IV- + +1 2III I2 u= 2n+2-m22 25+2-30u= =112天然产物结构鉴定主要波谱方法：天然产物结构鉴定主要波谱方法： 紫外光谱紫外光谱 红外光谱红外光谱 质谱质谱 核磁共振谱核磁共振谱 旋光谱旋光谱 圆二色谱圆二色谱 X-射线衍射射线衍射一、紫外光谱（一、紫外光谱（UV, Ultra-Violet Spectrometry） 原理：有机分子吸收紫外光（原理：有机分子吸收紫外光（200-500nm）后）后产生产生电子振动电子振动而形成的吸收光谱。而形成的吸收光谱。 应用：主要用于测定分子内的应用：主要用于测定分子内的共轭系统共轭

8、系统。 1、饱和烃：无紫外吸收、饱和烃：无紫外吸收2、不饱和脂肪烃：、不饱和脂肪烃： 孤立双键：孤立双键：200 nm 共轭双键：共轭双键：200 nm3、芳环：取代苯环、芳环：取代苯环200 nm 黄酮类化合物黄酮类化合物386MeONa200 300 400 500268333MeOHOOOMeRha(1-2)GlcOMeOOH 二、红外光谱（二、红外光谱（IR, Infra-red Spectrometry） 原理：有机分子吸收红外光（原理：有机分子吸收红外光（5004000 cm-1）后产生后产生化学键振动化学键振动而形成的吸收光谱。而形成的吸收光谱。 作用：功能基的确定，如羰基、双键

9、、芳环等作用：功能基的确定，如羰基、双键、芳环等 应用：未知物鉴别、化学结构确定应用：未知物鉴别、化学结构确定 化学反应检查、区别异构体化学反应检查、区别异构体 纯度检查、质量控制纯度检查、质量控制 环境污染监测等环境污染监测等NCH3HOOCOCHCH2OH消旋山莨菪碱消旋山莨菪碱OHAromatic ringC=O特征区特征区：40001250 cm-1 特征峰疏，易辨认特征峰疏，易辨认 确定功能基团确定功能基团 3000 cm-1 OH、NH2、COOH 2900 cm-1 C-H 伸缩振动伸缩振动 1900-1650 cm-1 C=O 伸缩振动伸缩振动 1690-1600 cm-1 C

10、=C 伸缩振动伸缩振动 1000-650 cm-1 C-H 弯曲振动弯曲振动 烯或芳环取代情况烯或芳环取代情况 指纹区指纹区：1250 400 cm-1 吸收峰密集，结构微小变化敏感吸收峰密集，结构微小变化敏感 区别两个化合物是否相同区别两个化合物是否相同三、质谱（三、质谱（MS, Mass Spectrometry） 原理：样品在质谱仪中原理：样品在质谱仪中生成阳离子生成阳离子，在稳定，在稳定磁场磁场中按质核比（中按质核比（m/z）顺序进行分离，通过检测器纪录）顺序进行分离，通过检测器纪录下来。下来。 质谱法可以给出化合物的分子量，根据裂解碎片质谱法可以给出化合物的分子量，根据裂解碎片可以推

11、断化合物的结构。可以推断化合物的结构。 用途：元素分析，分子量测定，分子式确定，用途：元素分析，分子量测定，分子式确定，糖、苷分子中单糖的连接顺序。糖、苷分子中单糖的连接顺序。质谱的种类：质谱的种类：1. EI-MS：电子轰击质谱：电子轰击质谱 Electron impact ionization2. CI-MS：化学电离质谱：化学电离质谱 Chemical ionization3. FI-MS：场致电离质谱：场致电离质谱 Field ionization4. FD-MS：场解析电离质谱：场解析电离质谱 Field desorption ionization5. FAB-MS：快速原子轰击电离

12、质谱：快速原子轰击电离质谱 Fast atom bombardment ionization6. ESI-MS：电喷雾电离质谱：电喷雾电离质谱 Electrospray ionization7. MALDI-MS：基质辅助激光解析电离质谱：基质辅助激光解析电离质谱8. API-MS：大气压电离质谱：大气压电离质谱电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MS） electron impact ionization 样品经高温（样品经高温（300 C）气化，气态分子受一定）气化，气态分子受一定能量的电子冲击而电离和裂解产生各种阳离子。能量的电子冲击而电离和裂解产生各种阳离子。 分子离子峰；碎片峰。分子离

13、子峰；碎片峰。 应用：苷元、易气化的小分子应用：苷元、易气化的小分子EI-MSM+2. 场解析质谱（场解析质谱（FD-MS）原理：样品不经气化与载体表面形成薄膜，原理：样品不经气化与载体表面形成薄膜， 在强电场作用下电离为阳离子。在强电场作用下电离为阳离子。应用：难挥发，热不稳定的糖、肽等应用：难挥发，热不稳定的糖、肽等3. 快原子轰击质谱（快原子轰击质谱（FAB-MS）原理：样品与甘油混合由载体引入，分子经快速原理：样品与甘油混合由载体引入，分子经快速 原子氩轰击后进入质谱仪。原子氩轰击后进入质谱仪。应用：高分子、热不稳定、强极性的糖、肽等应用：高分子、热不稳定、强极性的糖、肽等CH2=CH

14、2m/z 28M+M-rhaM-rha-glcM-rha-rha-glcM-rha-rha苷元苷元FAB-MSM+1+四、核磁共振谱（四、核磁共振谱（NMR, Nuclear Magnetic Resonance）常用氘代溶剂杂质峰及水峰常用氘代溶剂杂质峰及水峰1. 1H NMR 通过化学位移（通过化学位移（），积分曲线高度以及裂分情况可以判断），积分曲线高度以及裂分情况可以判断分子中分子中1H的类型，数目及相邻原子或原子团的情况，对有机化的类型，数目及相邻原子或原子团的情况，对有机化合物的结构测定具有重要的意义。合物的结构测定具有重要的意义。（1）化学位移）化学位移：不同类型的不同类型的1H

15、核磁共振信号将出现在不同的区核磁共振信号将出现在不同的区域，据此可以进行识别。域，据此可以进行识别。 类类 型型 ，ppm CH CCH3 0.81.2 CCH2P 11.5 CCH 1.21.8 RCH()CH() -H: +24 (R=OH, OCOR, OR, NO2, X) -H: +12 RCH()CH() -H: +12 (R=C=O, C=C, Ar) -H: +0.51 CH 23 =CH 58 ArH 69 CHO 910 活泼氢（活泼氢（OH, SH, NH) 不定，加入不定，加入D2O后消失后消失（2）峰面积：氢的数目）峰面积：氢的数目（3）信号的裂分）信号的裂分:偶合常

16、数（偶合常数（J） s（singlet，单峰），单峰） d（doublet，二重峰），二重峰） t （triplet，三重峰），三重峰） q（quartet，四重峰），四重峰） m（multiplet，多重峰），多重峰）信号的裂分符合信号的裂分符合n+1规律规律CH2CH2OCH3OHCH2CH2CH3HHHHH2. 核磁共振碳谱（核磁共振碳谱（13C-NMR）13C信号的裂分：符合信号的裂分：符合n+1规律规律q（CH3）、）、t（CH2）、）、d（CH）、）、s（-C-）。）。基团基团 C (ppm)基团基团 C (ppm)CH3-伯碳伯碳030Ar (芳环芳环)110135CH3-O-4

17、060Ar-y (取代芳环取代芳环)123145-CH2-O-4070-COOR（酯）（酯）155175 CH-O-6076-CONHR (酰胺酰胺)158180 CH- (叔碳叔碳)3160-COOH158185 C (季碳季碳)3670-CHO175205-C C-70100 、 -不饱和醛不饱和醛175196 C=C 110150 、 -不饱和酮不饱和酮180213常见常见13C-NMR谱类型及其特征：谱类型及其特征：噪音去偶谱（噪音去偶谱（proton noise decoupling spectrum），）， 全去全去偶（偶（ proton complete decoupling,

18、COM）或）或 宽带去偶（宽带去偶（broad band decoupling, BBD）。）。 特点：所有特点：所有C信号均作为单峰出现信号均作为单峰出现 照射照射1H核，将产生核，将产生NOE效应从而使观测核的信号效应从而使观测核的信号强度增强，强度增强，DEPT就是通过极化转移检测增强的就是通过极化转移检测增强的13C信信号。号。 DEPT通过改变对通过改变对1H核的第核的第3个脉冲宽度（个脉冲宽度（），），使设定分别为使设定分别为45 、90 和和135 来区别碳原子的种类，来区别碳原子的种类，分别得到只有甲基（分别得到只有甲基（CH3）、亚甲基（）、亚甲基（CH2）和次甲）和次甲基（

19、基（CH）信号的图谱。）信号的图谱。 DEPT(distortionless enhancement by polarization transfer) ：3.二维核磁共振（二维核磁共振（2D-NMR）1H-1H COSY 13C-1H COSY，HMQC 远程远程13C-1H COSY，HMBC NOESY TOCSY 同一自旋偶合体系里质子之间的偶合相关，同一自旋偶合体系里质子之间的偶合相关，对角线上出现的是一维对角线上出现的是一维1H-NMR的投影，对角线以的投影，对角线以外信号称为交叉峰或相关信号，处于两个轴上质外信号称为交叉峰或相关信号，处于两个轴上质子信号的水平和垂直连线的交叉点上

20、，表明对应子信号的水平和垂直连线的交叉点上，表明对应的质子间相互自旋偶合。的质子间相互自旋偶合。 （1）1H-1H COSY（correlation spectroscopy23CH3O12345678910AB（2）13C-1H COSY相关相关 C-H COSY HMQC：异核多量子相干谱：异核多量子相干谱 （heteronuclear multiple quantum coherence ） 直接键连的直接键连的C-H间的偶合相关，一般谱图中间的偶合相关，一般谱图中X轴轴为为13C化学位移，化学位移，Y轴为轴为1H化学位移，交叉峰出现在化学位移，交叉峰出现在相应的相应的13C和和1H信号

21、的垂直和水平连线的交叉点上。信号的垂直和水平连线的交叉点上。 13C-1H COSY 检测检测13CNOHOOOHMQC（HSQC） 检测检测1H（3）远程远程C-H相关相关 远程远程13C-1H相关（相关（Long Range 1H-13C COSY ） HMBC：异核多键相干谱（异核多键相干谱（Heteronuclear Multiple Bond Connectivity） 提供两键或大于两键，主要是三键的提供两键或大于两键，主要是三键的C-H偶偶合信息，合信息，抑制了直接偶合信息（抑制了直接偶合信息（1JCH） ，建立建立C-C间的关联，甚至越过氧、氮或其他原子的官能间的关联，甚至越过

22、氧、氮或其他原子的官能团间的关联，特别解决由于屏蔽效应难以解释的团间的关联，特别解决由于屏蔽效应难以解释的季碳归属问题。季碳归属问题。NOHOOO（4）NOESY（Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy） 检测质子之间通过空间的偶极相互作用（即检测质子之间通过空间的偶极相互作用（即NOE），可以建立核与核（相距不超过），可以建立核与核（相距不超过2.5 ）通）通过空间的连接关系以及原子在空间的位置关系，过空间的连接关系以及原子在空间的位置关系，也可以提供有关分子的立体化学的信息。也可以提供有关分子的立体化学的信息。 NOESY：two-dimensiona

23、l nuclear Overhauser effect correlation spectroscopy, 二维核欧沃豪斯二维核欧沃豪斯效应谱效应谱NOESY spectrumGlc-13-OMe7-OMeH-2H-4H-8H-5OOHHOCH3HHOH3COHOOOHOrhaOHCH2OHH24581OOHO2458利用利用NOE技术确定技术确定C-12和和C-20构型构型C-12(S) 和和C-12(R)：IR、MS、1HNMR、13CNMR几乎一样几乎一样Neo-clerodan-20,12-olide neo-clerodane -lactone C-20,C-12 hemiaceta

24、lic function12(S) H- 12(R) H- OOOHOHCH2OHOH122017141316OOOHOHCH2OHOHHOHH*照射照射17-CH312(S) H-14 H-16 12(R) H-12 12HCH2OHOOHCH3OHHH16141517*HCH2OHOOHCH3Hfuyyl1217*OOOHOHCH2OHOH122017141316HCH2OHOHOHCH3furylHH201720(S) 同侧同侧17-CH3H-2020(R) 异侧异侧17-CH3H-20OOOHOHCH2OHOHHOHH（5）TOCSY （total correlation spectr

25、oscopy） 接力相干转移和多重接力相干转移接力相干转移和多重接力相干转移 激发磁化相关作用沿着偶合链传播，得到该质子与偶激发磁化相关作用沿着偶合链传播，得到该质子与偶合链中其他质子的相关关系，也称为合链中其他质子的相关关系，也称为2D-HOHAHA谱谱 。 TOCSY对解析具有多个偶合链、信号重叠严重的复杂对解析具有多个偶合链、信号重叠严重的复杂分子非常有用，特别是多糖苷。分子非常有用，特别是多糖苷。 只要从一个偶合链中选择一个分辨良好、不与其他质只要从一个偶合链中选择一个分辨良好、不与其他质子信号重叠的信号开始，就可以解析该偶合链中的所有质子信号重叠的信号开始，就可以解析该偶合链中的所有

26、质子信号。子信号。甾体皂苷的甾体皂苷的2D-TOCSY谱谱 OOOHHOOEOOHOHOHODFOOOHOHOHBOOOHOHOHCH3 甾体皂苷的甾体皂苷的1D TOCSY谱谱五、旋光光谱（五、旋光光谱（Optical rotatory dispersion,ORD) 用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长对比旋对比旋 10-2或分子比旋或分子比旋 10-2作图作图,得到的曲线即为旋得到的曲线即为旋光光谱。光光谱。种类：种类： 平坦曲线：无峰谷之分平坦曲线：无峰谷之分 结构中有不对称结构中有不对称C， 但在但在200-700nm无紫外吸收

27、。无紫外吸收。 正性谱线正性谱线负性谱线负性谱线C8H17C8H17C8H171 2 3正性正性Cotton效应谱线效应谱线：峰在长波部分；峰在长波部分；谷在短波部分。谷在短波部分。负性负性Cotton效应谱线效应谱线：峰在短波部分；峰在短波部分；谷在长波部分。谷在长波部分。 单纯单纯Cotton效应谱线：效应谱线： ORD中只有一个峰和谷。中只有一个峰和谷。C8H17OH5 -胆甾烷胆甾烷-3酮（酮（4）C8H17OH5 -胆甾烷胆甾烷-3酮（酮（5） 复合复合Cotton效应谱线：效应谱线：ORD谱中出现两个或更多峰与谷。谱中出现两个或更多峰与谷。C8H17O旋光谱意义：旋光谱意义：确定非

28、对称结构的构型和构象。确定非对称结构的构型和构象。方法：找出方法：找出ORD谱的谱形和谱的谱形和cotton效应与构型效应与构型、构象之间的关联，并用立体结构尽可能相似、构象之间的关联，并用立体结构尽可能相似或相反的已知化合物与未知化合物的或相反的已知化合物与未知化合物的ORD谱比谱比较，以确定未知化合物的立体结构。较，以确定未知化合物的立体结构。C8H17OH5 -胆甾烷胆甾烷-3酮（酮（4）C8H17OH5 -胆甾烷胆甾烷-3酮（酮（5）OH谱线与谱线与5相似相似OH六、圆二色谱（六、圆二色谱（Circular Dichroism, CD） 平面偏振光可以分解为两个周期和振幅相同，方向相反

29、（平面偏振光可以分解为两个周期和振幅相同，方向相反（左、右）的圆偏振光。在具有旋光性的物体中，由于左旋和右左、右）的圆偏振光。在具有旋光性的物体中，由于左旋和右旋圆偏振光的传播速度不同，导致了平面偏振光平面的旋转。旋圆偏振光的传播速度不同，导致了平面偏振光平面的旋转。当平面偏振光在一个旋光性的物体中传播时，除了两个圆偏振当平面偏振光在一个旋光性的物体中传播时，除了两个圆偏振光的速度不同外，这两个圆偏振光被吸收的程度也不相等，称光的速度不同外，这两个圆偏振光被吸收的程度也不相等，称为圆二色性为圆二色性(Circular Dichroism) 。如果在一定的波长范围内。如果在一定的波长范围内（20

30、0700nm），用左旋和右旋圆偏振光的吸收系数差），用左旋和右旋圆偏振光的吸收系数差或摩或摩尔椭圆度尔椭圆度 的连续变化对波长作图，得到该有机化合物的圆的连续变化对波长作图，得到该有机化合物的圆二色谱二色谱(CD谱谱)，呈现峰的为正性圆二色谱，出现谷的为负性圆，呈现峰的为正性圆二色谱，出现谷的为负性圆二色谱。谱线的正性和负性，旋光谱和圆二色谱是一致的。二色谱。谱线的正性和负性，旋光谱和圆二色谱是一致的。 CD谱应用：研究手性小分子天然药物以及大分子糖类、谱应用：研究手性小分子天然药物以及大分子糖类、多肽、蛋白质、核酸等的立体结构。多肽、蛋白质、核酸等的立体结构。利用利用CD谱确定单萜和木脂素的

31、绝对构型谱确定单萜和木脂素的绝对构型 糜竞芳等糜竞芳等.药学学报，药学学报，1994,29(10): 758Neo-克罗烷型二萜的绝对构型克罗烷型二萜的绝对构型 谢宁等谢宁等.中国药科大学学报中国药科大学学报,1995,26(3):144利用利用CD谱研究多糖（寡糖）的一级结构以及构象谱研究多糖（寡糖）的一级结构以及构象 段金友等段金友等.天然产物研究与开发天然产物研究与开发,2004,16(1):71OOHOHOO610H12neo-克罗烷二萜七、单晶七、单晶X射线衍射（射线衍射（X-ray diffraction method） X射线为短波长电磁波。当射线为短波长电磁波。当X射线照射在被

32、测样品上时，射线照射在被测样品上时，因光的干涉作用而产生衍射效应。因光的干涉作用而产生衍射效应。 单晶体是指样品中所含分子（原子或离子）在三维空间中单晶体是指样品中所含分子（原子或离子）在三维空间中呈规则、周期排列的一种固体状态。纯度较高的化学成分在合呈规则、周期排列的一种固体状态。纯度较高的化学成分在合适的溶剂系统中经重结晶可得到适合适的溶剂系统中经重结晶可得到适合X射线衍射使用的单晶样射线衍射使用的单晶样品，其大小约为品，其大小约为0.5mm左右。左右。 X射线照射单晶样品产生衍射效应，将所得到的衍射信息射线照射单晶样品产生衍射效应，将所得到的衍射信息用计算机进行数据处理，再还原为分子中原

33、子的排列关系，形用计算机进行数据处理，再还原为分子中原子的排列关系，形成以确定规律分布在空间的衍射图像，衍射点的数目，依据化成以确定规律分布在空间的衍射图像，衍射点的数目，依据化合物分子量大小（药物小分子、生物大分子、复合物等）和分合物分子量大小（药物小分子、生物大分子、复合物等）和分子的排列规律（对称性）而异。它不仅能提供准确的分子相对子的排列规律（对称性）而异。它不仅能提供准确的分子相对或绝对构型，而且对分子的构象（及差向异构），成键原子间或绝对构型，而且对分子的构象（及差向异构），成键原子间的键长、键角、扭角、二面角，分子平面性，分子内氢键与分的键长、键角、扭角、二面角，分子平面性，分子

34、内氢键与分子间氢键分布，晶态下分子的排列规律（即晶型），溶剂分子子间氢键分布，晶态下分子的排列规律（即晶型），溶剂分子的分布与数目等均可提供准确、定量、可靠的信息，极大地缩的分布与数目等均可提供准确、定量、可靠的信息，极大地缩短确定正确结构所需的时间。短确定正确结构所需的时间。 单晶单晶X射线衍射特点：射线衍射特点：（1）只需一颗单晶体）只需一颗单晶体(约约1/4-1/6mg)，微量成分结构鉴定；，微量成分结构鉴定；（2）对药物中共晶样品可给出准确、定量的分析结果；）对药物中共晶样品可给出准确、定量的分析结果；（3）可获得药物分子的绝对构型（全新骨架）；）可获得药物分子的绝对构型（全新骨架）；

35、（4）可以准确地计算出被测化合物的构象信息：）可以准确地计算出被测化合物的构象信息： 分子骨架各环的船或椅式构象、环与环间的顺反联接方式、分子骨架各环的船或椅式构象、环与环间的顺反联接方式、 环自身的平面性质、环与环间的扭转角、环自身的平面性质、环与环间的扭转角、 侧链的相对取向位置、大环构象等。侧链的相对取向位置、大环构象等。（5）可以准确地计算出药物分子的氢键、盐键、配位键的）可以准确地计算出药物分子的氢键、盐键、配位键的成键方式和数值。成键方式和数值。（6）可以确定天然药物中水溶性大分子（蛋白质、多肽、）可以确定天然药物中水溶性大分子（蛋白质、多肽、多糖类等）的准确三维结构，结晶猪胰岛素

36、。多糖类等）的准确三维结构，结晶猪胰岛素。 利用单晶利用单晶X射线衍射测定分子绝对构型方法：射线衍射测定分子绝对构型方法：（1）含重原子的分子，利用分子中所含重原子的）含重原子的分子，利用分子中所含重原子的X射线射线反常散射反常散射(色散色散)效应，准确测定分子构型。效应，准确测定分子构型。（2）不含重原子的分子，利用非重原子）不含重原子的分子，利用非重原子C、O的反常散的反常散射效应，因为射效应，因为C、O、N原子的反常散射效应弱，故在原子的反常散射效应弱，故在X射线衍射实验中需要采用射线衍射实验中需要采用CuK 辐射，以准确地测量反常辐射，以准确地测量反常散射点对的衍射数据，如抗疟活性倍半

37、萜青蒿素的分子散射点对的衍射数据，如抗疟活性倍半萜青蒿素的分子绝对构型测定。绝对构型测定。（3）对于非新骨架的分子，根据文献或波谱数据，可以）对于非新骨架的分子，根据文献或波谱数据，可以确定其局部取代基的构型，以此为参照，确定分子绝对确定其局部取代基的构型，以此为参照，确定分子绝对构型。构型。（4）在进行天然药物样品的重结晶过程中，选择引入手）在进行天然药物样品的重结晶过程中，选择引入手性试剂性试剂(如如D或或L-酒石酸等酒石酸等)形成共晶的单晶体，从单晶形成共晶的单晶体，从单晶X射线衍射分析所得共晶组分的立体结构图中，以手性试射线衍射分析所得共晶组分的立体结构图中，以手性试剂的已知构型为参照

38、，即可获得待测分子的绝对构型。剂的已知构型为参照，即可获得待测分子的绝对构型。 NCH3OHOOOHHOCH3*经经1D和和2D NMR数据分析确定数据分析确定rohitukine平面结构平面结构，哌啶环上有两个手性中心。，哌啶环上有两个手性中心。ONOHHOCH3OOOCH3BrONOHHOCH3OOHCH3RSPN53黄色粉末（氯仿黄色粉末（氯仿-甲醇），甲醇），mp260（分解）。（分解）。难溶于水，甲醇，吡啶，难溶于水，甲醇，吡啶，DMSO，易溶于乙酸。易溶于乙酸。Dragendorff反应阳性反应阳性PN53 FAB-MSHR-ESI m/zHR-ESI m/z：324.1226 3

39、24.1226 C C1919H H1818NONO4 4 （calcd.324.1236calcd.324.1236）PN53 IROHArPN53 UV204229282355372440稠环结构稠环结构小檗碱型生物碱小檗碱型生物碱PN53 1H NMR (DMSO)N12345688a910111212a131a13aPN53 1H NMR (DMSO+CF3COOH)7.89(1H, t, J=9.0 Hz)4.85(1H, t, J=9.0 Hz)7.54(1H, s)7.03(1H, s)N12345688a910111212a1a13aHH139.70(s)8.73(s)3.17

40、(2H, t, J=6.0 Hz)4.89(2H, t, J=6.0 Hz)4.04 (3H, s)3.88 (3H, s)NNR1R2R3R4NR1R2R3R4NR1R4R3R2NR2R3R4R17.03CH23.173.88CH37.037.033.173.88NHHH3.177.03H3CO3.887.548.738.737.547.897.85NHHH3.177.03H3CO3.88H8.73NHHH8.737.547.89H7.859.704.89NH9.70H4.89NH9.70H4.89HH7.897.85OCH34.047.897.85NH3COHOR3R4PN53 13C NMR (DMSO+CF3COOH)PN53 13C NMR (DMSO+CF3COOH)局部放大局部放大CH3CH2CHPN53 HMQCPN53 HMQCPN53 HMQCPN53 HMBC55.49.70136.9122.1132.6141.1NH136.9122.1132