来自Vatica albiramis的八聚体白藜芦醇寡聚物：结构解析、立体化学框架及光化学多样性研究

《Tetrahedron》：Octameric Resveratrol Oligomers from Vatica albiramis: Structural Elucidation, Stereochemical Framework, and Photochemical Diversification

　　

伊藤哲郎（Tetsuro Ito）、深谷雅志（Masashi Fukaya）、泽隆一（Ryuichi Sawa）、久保田由美子（Yumiko Kubota）、平林真希（Maki Hirabayashi）、柳浩弘（Yoshihiro Yano）、吉田智（Satoshi Yoshida）、佐藤翔（Sota Sato）、足立成彦（Naruhiko Adachi）、山田雄介（Yusuke Yamada）、林京子（Kyoko Hayashi）、龙尾香织（Kaori Ryu）、川原敏夫（Toshio Kawahara）、井沼宗和（Munekazu Iinuma）

日本岐阜医科大学药学院药用植物学实验室，地址：岐阜县金市二日冈4-3-3，邮编509-0293

摘要

从Vatica albiramis中分离出了三种具有二聚体-四聚体（4+4）结构的八聚体白藜芦醇（Resveratrol）寡聚物1–3。Vateriaphenol A 1伴随着两种新的同系物vaticanol Q 2和vaticanol R 3，其中保守的四聚体2亚基保留了（?）-vaticanol B类型的骨架，而互补的四聚体1亚基分别对应hopeaphenol-、nepalensinol G-和upunaphenol I类型的骨架。这些骨架通过HRMS以及广泛的1D/2D NMR分析（包括VT-NMR、HMBC和NOESY/ROESY）和诊断性的各向异性屏蔽效应得到了确认。通过使用微电子衍射和同步辐射X射线衍射确定生物合成前体（?）-hopeaphenol的晶体结构，从而确定了二氢苯并呋喃立体中心的绝对构型。对1进行紫外线照射可以通过氧化途径清晰地生成2和3，这提供了实验证据，表明组装后的光化学过程有助于八聚体的多样化。总体而言，这些结果为八聚体芪类化合物定义了一个统一的立体化学框架，并强调了光化学氧化作为高度缩合芪类化合物多样化途径的作用。

引言

白藜芦醇（Resveratrol）寡聚物广泛分布于龙脑香科（Dipterocarpaceae）植物中，由于氧化偶联和随后的结构重排，它们表现出显著的结构多样性，在某些情况下还观察到光化学转化。其中，六聚体到八聚体等高阶寡聚体是一些结构最为复杂的天然芪类化合物，但由于信号重叠严重、构象异质性和材料可用性有限，目前对其了解还不够充分。特别是八聚体芪类化合物，在分析上面临重大挑战，能够合理解释其结构变异的统一立体化学框架仍在发展中。

这些复杂寡聚物的生物合成逻辑是在四聚体水平上建立的。（?）-ε-Viniferin已经具有二芳基二氢苯并呋喃骨架，它会经历区域选择性的自由基偶联（例如8–8′或8–10′(14′)），随后对醌亚甲基中间体进行重芳香化，从而生成特征性的融合环芪类四聚体[4]。值得注意的是，8–8′偶联途径产生了hopeaphenol类型的骨架（如（?）-hopeaphenol [5]），而氧化修饰的同系物——包括nepalensinol G 6、7和upunaphenol I [8]——已从其他龙脑香科物种中独立分离出来。同时，8–10′(14′)偶联产生了vaticanol B类型的四聚体，这种四聚体经常作为高阶寡聚体中的保守结构单元出现[9]。因此，这些不同的四聚体骨架可以被视为模块化构建块，它们的组合配对以及组装后的氧化可能产生更高阶的多样性[1]。

在最近的一篇快速通讯（以下简称RC）中，我们报告了从Vatica albiramis的高极性组分中分离出的两种八聚体芪类化合物vateriaphenol A 1和vaticanol Q 2，并提出这两种化合物都具有包含保守的vaticanol B类型四聚体2亚单位的二聚体-四聚体（4+4）结构，而它们的四聚体1亚单位不同（1中的为hopeaphenol类型，2中的为nepalensinol类型）[10]。那篇初步报告没有提供建立这些八聚体芪类化合物统一立体化学框架所需的所有光谱学依据，也没有探讨是否有其他源自hopeaphenol的四聚体亚单位参与了八聚体的构建和多样化。

在这项研究中，我们完成了对来自Vatica albiramis的三种八聚体芪类化合物的完整结构解析：vateriaphenol A 1、vaticanol Q 2以及一种新鉴定的同系物vaticanol R 3。化合物3包含upunaphenol I类型的四聚体1亚单位，这直接证明了这种天然四聚体骨架可以作为八聚体组装的构建块。通过结合HRMS、变温NMR分析和多维NMR（HMBC和NOESY/ROESY）以及诊断性的各向异性屏蔽效应，并利用通过微电子衍射和同步辐射X射线衍射确定的生物合成前体（?）-hopeaphenol的晶体结构数据，我们为八聚体1–3建立了一个统一的立体化学框架。此外，光化学转化实验表明1在紫外线照射下可氧化转化为2和3，这为组装后的氧化过程对高阶芪类化合物结构多样化的贡献提供了实验支持。

章节摘录

分离与一般特征

2002年4月在马来西亚采集的V. albiramis干燥并研磨后的树皮（30公斤）用MeOH（120升，24小时×2次，室温）提取，得到粗提物（4.6公斤）。该提物经过多次色谱分离（硅胶（CHCl₃/MeOH）、DMS（H₂O/MeOH）、Sephadex LH-20（MeOH，20–100%）和ODS（H₂O/MeOH），得到多个组分。其中，Fr. I^FBGG（见实验部分）在初步筛选中显示出抗病毒活性。

结论

总之，我们从V. albiramis中分离并阐明了三种八聚体白藜芦醇寡聚物——vateriaphenol A 1、vaticanol Q 2和vaticanol R 3的结构。通过多种技术方法（包括变温NMR光谱、ROESY相关性、各向异性屏蔽效应和手性测量），并结合通过微电子衍射和同步辐射X射线衍射确定的四聚体前体（?）-hopeaphol的绝对构型，明确了它们的复杂结构。

一般信息

物理和光谱数据使用以下仪器获得。特定旋转角使用配备5厘米细胞的Horiba SEPA-500数字偏振仪（Horiba，京都，日本）进行测量。红外光谱使用配备ATR附件的IR Affinity-1S FT-IR光谱仪（Shimadzu，京都，日本）记录。紫外光谱使用UV-3100分光光度计（Shimadzu，京都，日本）获得，圆二色光谱使用J-820圆二色分光极谱仪（JASCO）测量。

CRediT作者贡献声明

久保田由美子（Yumiko Kubota）：方法学、研究、数据分析。井沼宗和（Munekazu Iinuma）：资源提供。泽隆一（Ryuichi Sawa）：撰写——审稿与编辑、研究、数据分析。柳浩弘（Yoshihiro Yano）：研究、数据分析。平林真希（Maki Hirabayashi）：研究。川原敏夫（Toshio Kawahara）：指导。龙尾香织（Kaori Ryu）：数据分析。伊藤哲郎（Tetsuro Ito）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、指导、资源提供、项目管理、方法学、研究、概念构思。

利益冲突

作者声明没有竞争性财务利益。

井沼宗和博士（Dr. M. Iinuma）是岐阜药科大学的名誉教授，从1997年到2013年期间，他将龙脑香科植物的植物化学研究作为其药用植物学实验室的核心研究项目。通讯作者伊藤哲郎（T. Ito）在岐阜药科大学任职期间参与了该项目，直至2020年3月31日，此后继续在岐阜医科大学将其作为核心研究课题进行。

研究人员的友好指定方案已制定

资助

不适用

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

Research支持、生命科学与药物发现 发现（创新药物发现与生命科学研究支持基础（BINDS）项目（由AMED资助，项目编号JP24ama121001）和TIA合作研究计划“Kakehashi”（项目编号TK24-024）的支持。同步辐射实验在SPring-8的BL26B1光束线上进行，得到了日本同步辐射研究所（JASRI）的批准（提案编号2023A1382）。作者感谢