//文章简介
从*芩根中分离得到*芩素A（1）和B（2），用13CNMR等波谱数据计算和CASE算法对其结构进行了表征。化合物1是一类新的生物碱二聚体，含有与开环异喹啉共轭的小檗碱。化合物2是第一个报道的在C-3带有甲酰基的天然苄基异喹啉。活性测试显示出化合物1对Caco-2和HL-60细胞具有中度的细胞*性。
//研究背景
毛茛属毛茛科由分布在温带地区的约种植物组成。全国共有98种，其中约30种被用作民间传统药物治疗流感、肠胃炎、癌症、痢疾、麻疹、结膜炎等。植物化学和药理研究表明，异喹啉生物碱是其主要活性成分。其中，发现许多异喹啉类生物碱具有新的功效。例如，粉防己碱是一种天然的双苄基异喹啉生物碱，它可以抑制埃博拉病*和逆转多药耐药性（MDR）。小檗碱及其衍生物是一类最初用于临床抗菌的异喹啉类生物碱，数十年来一直受到药物化学家和药理学家的极大
从MeOH获得适用于X射线晶体学分析的晶体，并根据CuKα辐射的Flack小参数0.0（2）确定化合物1的绝对构型（图4）。最终确定化合物1的绝对构型为（7R,16S,19S,20R,21R）。
方案1*芩素A和B的合理生物合成途径
//结构解析
*芩素A（1）为白色无定形粉末，根据HR-ESI-MS数据确定其分子式为C42H39N2O11。红外光谱显示了酯、酰胺羰基（和cm–1）和苯环（、和cm–1）的吸收带。对1HNMR数据的分析（表1）显示出了一个单重态甲基（δH2.36）、五个甲氧基（δH4.06、4.03、3.84、3.67和3.62）、一个烯烃质子（δH5.44，t，J=7.2Hz）、两个亚甲基二氧基（δH5.98和5.95，均为2H）和9个芳香质子（δH9.38、7.43、6.99、6.72和6.49，各1H，s）；δH7.66和7.48，均为1H，d，J=9.1Hz；δH7.38和6.85，均为1H，d，J=8.6Hz）。对13C-NMR和HSQC谱进行综合解释，发现有1个甲基，5个甲氧基，5个sp3亚甲基，10个sp2甲基，19个sp2季碳和2个羰基。δH9.38（1H，s）与碳原子在δC.2处的信号很可能是小檗碱（3）在H-8处的特征信号，这表明化合物1具有小檗碱部分（1a）的特征。通过仔细比较1和3的1D核磁共振数据，进一步证实了这一推论，并得到HMBC相关性的支持（图2）。
表1CDCl3中1的1H（MHz）和13C（MHz）NMR数据
图2化合物1的关键1H–1HCOSY和HMBC相关性
1H–1HCOSY光谱分析显示了四个自旋耦合段，如图2中粗体键所示。H-2′/C-1′、C-4′、C-11′；H-5′/C-1′和C-3′；以及3′-OCH2O-4′/C-3′和C-4′的HMBC关联允许在1b单元中构建A环，并在C-3′、C-4′和C-1′处定位一个亚甲基二氧基和一个酰胺基。随后，利用H-17′/C-13′、C-15′、C-16′、H-18′/C-14′、C-16′、C-19′的HMBC相关网络建立了B环。根据δH3.84、3.67和3.62处的O-甲基信号分别与C-16′、C-19′、C-15′和H-18′与C-19′之间的HMBC键相关，揭示了C-15′、C-16′和C-13′上甲氧羰基的连接。根据H-5′/C-7′、H-7′/C-5′、C-8′、C-9′、H-8′/C-6′、H-10′/C-9′、C-13的HMBC相关性，认为1a单元和A环通过甲基丙烯基连接在一起。最后，根据分子式和羰基C-11′在δC.3处和芳香碳C-14′在δC.4处的化学位移，通过酰胺基组装了A环和B环。C8′–C9′处的反式双键可以由H-7′和H3-10′之间的NOE关联和δC15.3处10′-CH3的高场化学位移来确定。采用计算机辅助结构解析（CASE）算法进行进一步的结构确认，具有更高的匹配因子（MF）值。初步鉴定化合物1为新型异喹啉二聚体。
*芩素B（2）是一种白色无定形粉末，由HR-ESI-MS数据确定其分子式为C30H27NO10，不饱和度为18。1HNMR数据在δH9.15处显示了一个甲酰质子单峰；在δH8.38、7.64和7.26处显示了三个芳香质子单峰；在δH7.95和7.09（均为1H，J=8.8Hz）和δH6.82和6.31处显示了四个芳香质子双峰（均为1H，J=8.5Hz）；在δH6.16处显示了一个亚甲二氧基信号；在δH4.01、3.77、3.75、3.65和3.64处有五个O-甲基信号。13CNMR和HSQC数据分辨了30个碳共振峰，分为两个羰基碳（δC.1和.9）、五个邻甲基碳（δC61.4、60.5、56.1、56.1和52.2）、两个sp3亚甲基碳、七个sp2甲基碳和14个sp2季碳（八个含氧芳香族碳）。上述数据表明化合物2可能是苄基异喹啉生物碱。
通过详细的HMBC分析构建了化合物2的总体结构（图3）。H-4/C-5、C-8a和C-16；H-5/C-4、C-7和C-8a；H-8/C-1、C-4a和C-6；以及H2-17/C-6和C-7的HMBC相关性允许在C-3和C-7处建立含甲酰基和亚甲二氧基的异喹啉片段。苄基异喹啉支架（单元2a）的构建是通过从H-14到C-10、C-12和C-13；H-15到C-9和C-11；以及H-9到C-1、C-10、C-11和C-15的远程关联。C-12和C-13上甲氧基的连接分别由δH3.77和3.75处的O-甲基信号与C-12和C-13的HMBC相关性证实。根据2b单元的1H-NMR和HMBC数据，2b单元很容易被构造成一个四取代苯基，由两个邻甲基和一个甲氧羰基取代。然而，仅仅根据HMBC谱来确定取代基的位置是一个挑战，而且两个邻甲基的化学位移太相似，在NOESY谱中很难区分。为了解决这一问题，在mPW1PW91/6-+G（d，p）水平上，采用密度泛函理论（DFT）规范无关原子轨道（GIAO）方法，对两种可能的邻甲基和甲氧羰基位置互换的区域异构体进行了13C核磁共振计算。计算出的2–2的13CNMR数据具有较高的线性相关系数（R2）值和较低的平均绝对误差（MAE），表明2–2是最可能的结构。苄基异喹啉部分的C-11和四取代苯基部分的C-20之间的醚键通过其在δC.1（C-11）和.4（C-20）处的化学位移确定，并通过HR-ESI-MS数据和C-12和C-19处O-甲基之间的NOE交叉峰进行确认。在此，化合物2的结构被明确地表征为一个新的苄基异喹啉，在C-3处由取代的苯氧基部分杂化。据我们所知，这是第一个报道的在C-3上具有官能团的天然苄基异喹啉生物碱。
图3化合物2的关键1H-1HCOSY和HMBC相关性
//*芩素Ａ和Ｂ的合理生物合成途径
方案1提出了化合物1和2的合理生物合成途径。简单地说，关键中间体i可以从氨基酸前体l-酪氨酸中衍生出来，通过Mannich反应与苯乙醛反应。经过一系列氧化、甲基化和芳构化反应，中间体i转化为中间体ii。随后，ii将经历一系列酶催化还原，形成关键中间体iii，最终通过与2,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的自由基偶联反应修饰得到化合物2。对于化合物1，l-酪氨酸与甲醛反应的途径与化合物2相同，生成中间体iv，与小檗碱经亲核加成、脱水、氧化反应生成中间体v。3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯进行甲基化最终生成异喹啉生物碱二聚体1。
//活性测试
受本属植物在临床上用于治疗肠胃炎和白血病的民族医学适应症的启发，化合物1对Caco-2和HL-60癌细胞具有抗增殖活性，其IC50值分别为9.24±0.57和10.15±0.79μM（5-FU为阳性对照，IC50分别为20.24±0.86和3.15±0.39μM）。由于该材料缺乏，化合物2没有进行生物活性测试。
//结论
本文综述了*芩根中两种具有新碳骨架的异喹啉生物碱的发现。CASE算法用于协助确定结构。结构的复杂性和新颖性，可能为合成化学工作者提供新的异喹啉生物碱衍生物的合成思路。生物测定结果表明，化合物1与Caco-2细胞的阳性对照5-FU相匹配，有望为药物化学工作者进一步研究其作为抗肿瘤药物提供参考。
//原文信息
本文于年9月4日发表于杂志《OrganicLetters》，第一作者是Jing-JingXue，通讯作者是华会明教授、李占林教授和林斌副教授，沈阳药科大学中药学院和基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室为通讯单位。
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