波谱学杂志, 2025, 42(4): 437-444   doi: 10.11938/cjmr20253165  

研究论文

4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘的结构解析和NMR数据完整归属

郑佳琪1,#, 王意浓2,#, 元思文,1,§, 尹田鹏,1,*

1.遵义医科大学生物工程学院广东 珠海 519041

2.云南大学化学科学与工程学院云南 昆明 650091

Structural Identification and Complete NMR Spectral Assignments of 4-Isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene

ZHENG Jiaqi1,#, WANG Yinong2,#, YUAN Siwen,1,§, YIN Tianpeng,1,*

1. School of Bioengineering, Zunyi Medical University, Zhuhai 519041, China

2. School of Chemical Science and Engineering, Yunnan University, Kunming 650091, China.

通讯作者: § Tel: 19951582903, E-mail:yuansiwen@zmuzh.edu.cn;* Tel: 13631294998, E-mail:ytp@zmu.edu.cn.

第一联系人: # 共同第一作者

收稿日期: 2025-04-29   网络出版日期: 2025-06-18

基金资助: 珠海市基础与应用基础课题(2220004002942); 遵义医科大学珠海校区科技创新团队(ZHTD2024-2); 遵义医科大学珠海校区科技创新团队(ZHTD2024-3); 遵义医科大学珠海校区重点建设学科(ZHGY2024-1)

Corresponding authors: § Tel: 19951582903, E-mail:yuansiwen@zmuzh.edu.cn;* Tel: 13631294998, E-mail:ytp@zmu.edu.cn.

Received: 2025-04-29   Online: 2025-06-18

摘要

本文综合运用1D NMR(1H NMR、13C NMR、DEPT、19F NMR)和2D NMR(1H-1H COSY、1H-13C HMBC、1H-13C HSQC)技术对含氟化合物4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘进行结构解析和NMR数据完整归属,为更加深入的研究此类化合物提供参考.

关键词: 4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘; 核磁共振波谱(NMR); 结构解析

Abstract

In this paper, one-dimensional (1H NMR, 13C NMR, DEPT, and 19F NMR) and two-dimensional NMR (1H-1H COSY, 1H-13C HMBC, and 1H-13C HSQC) techniques were applied to perform structural identification and NMR spectral assignments of the fluorine-containing compound 4-isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene. This paper could serve as a reference for further research on this class of compounds.

Keywords: 4-isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene; nuclear magnetic resonance (NMR); structure elucidation

PDF (896KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

郑佳琪, 王意浓, 元思文, 尹田鹏. 4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘的结构解析和NMR数据完整归属[J]. 波谱学杂志, 2025, 42(4): 437-444 doi:10.11938/cjmr20253165

ZHENG Jiaqi, WANG Yinong, YUAN Siwen, YIN Tianpeng. Structural Identification and Complete NMR Spectral Assignments of 4-Isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene[J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2025, 42(4): 437-444 doi:10.11938/cjmr20253165

引言

4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘(4-isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene,1)是在台湾相思(Acacia confusa Merr.)腐叶内生真菌Diaporthe kyushuensis ZMU-48-1的大米发酵物的分离过程中得到的,具有萘环母核和1个三氟乙酰和1个异丙氧基取代(图1),其结构未见报道.鉴于目前尚未有含CF3基团的天然产物报道,我们推测其是在纯化或处理过程引入的人工产物[1].三氟乙酰基常见于人工合成或药物修饰中,用于调节理化性质或代谢稳定性[2].尽管文献中曾有因使用三氟乙酸(TFA)造成类似结构修饰的案例[3],但本研究分离纯化过程中未使用TFA,因此该成分的来源尚不明确,可能是分离或储存过程中形成的人工产物.另一方面,尽管含氟化合物在有机化学和药物化学研究中常见,但氟的NMR波谱特征常被忽视,文献报道的含氟化合物常常缺乏19F NMR谱和13C NMR谱中受氟裂分的碳的详细归属,不利于后续研究者比对和参考.因此,为更加深入的研究此类化合物提供参考,本文综合运用1D NMR(1H NMR、13C NMR、DEPT、19F NMR)和2D NMR(1H-1H COSY、1H-13C HMBC、1H-13C HSQC)技术对其进行结构解析及NMR数据归属,特别是对19F NMR和13C NMR谱中被氟裂分的碳进行了详细归属.

图1

图1   4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘(1)的结构

Fig. 1   Chemical structure of 4-isopropoxy-1-(trifluoroacetyl)naphthalene


1 实验部分

1.1 仪器及试剂

NMR谱均在Bruker AVANCE III 600 MHz型超导NMR谱仪完成(Bruker,德国),使用PABBO-5 mm多核宽带探头(CPP BBO600S3 BB-H和F-D-05 Z XT)和直径5 mm的NMR样品管(ST-500-7,NORELL),溶剂为CDCl3(99.8%氘代,含0.03% TMS,Andover).HR-ESI-MS数据在Orbitrap Fusion Lumos(Thermo,美国)质谱仪上测量.UV光谱数据通过Waters高效液相色谱(Waters,美国)中光电二极管阵列检测器检测.红外光谱使用Agilent Cary 630傅里叶变换红外光谱仪(Agilent,美国)获取.柱层析硅胶和薄层层析硅胶板购于青岛海洋化工厂(青岛),Sephadex LH-20葡聚糖凝胶(GE)购于上海泰坦科技股份有限公司,分析纯乙酸乙酯、氯仿和甲醇均购自天津化学试剂有限公司(天津),色谱级甲醇和乙腈购自中国天津协和科技有限公司.通过Waters 1525二元梯度泵和Waters 2998光电二极管阵列检测器,使用Ultimate苯基柱(1 091×250 mm,5 μm,Welch Materialis,美国)制备.

1.2 样品分离

从广东省珠海市金湾区采集的台湾相思(Acacia confusa Merr.)腐叶样品中分离纯化得到真菌ZMU-48-1,经ITS序列分析鉴定为Diaporthe kyushuensis.该菌株(保藏编号:ZMU-48-1,保藏于遵义医科大学珠海校区微生物资源库)接种于灭菌大米培养基中,25 ℃静置培养43天.菌体收集后采用50 L乙醇浸提3次(每次7天),合并提取液经旋转蒸发浓缩至浸膏,以45 L乙酸乙酯分次萃取,获得66.7 g粗提物.采用硅胶柱层析进行初级分离,以石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱(100:0→0:100,v/v),通过薄层色谱法(TLC)监测合并相似馏分,最终获得7个组分(Fr.B1~B7).其中Fr.B3(3.8 g)进一步以二氯甲烷-甲醇(20:1→2:1,v/v)梯度洗脱,分离得7个亚组分(Fr.B3-1~B3-7).Fr.B3-3(1.2 g)使用Ultimate苯基柱经高效制备液相色谱纯化(乙腈-水,29:71,v/v),获得化合物1(12 mg,保留时间tR = 8.6 min).

1.3 实验条件

化合物1溶于CDCl3,测试温度为298.0 ± 0.1 K.1H、19F和13C NMR工作频率分别为600.13 MHz、564.63 MHz和150.90 MHz,谱宽分别为11 904.8 Hz、13 1578.9 Hz和35 714.3 Hz,脉冲序列分别为zg30、zg和zgpg30,弛豫延迟时间d1分别为1.00 s、1.00 s和2.00 s,扫描次数NS分别为16、16和256,采样点数分别为64 k、128 k和64 k,谱图处理参数分别使用LB = 0.3 Hz、LB = 1.0 Hz和LB = 1.0 Hz的指数窗函数,并分别填零至64 k、128 k和64 k后进行傅里叶变换.DEPT135采用仪器自带脉冲序列deptsp135,其中13C的180度脉冲使用2 000 μs的频率扫描chirp绝热脉冲,形状为Crp60comp.4,其他处理与13C谱保持一致.二维谱包括1H-1H COSY、灵敏度增强的1H-13C HSQC和一重低通滤波的1H-13C HMBC谱,均采用脉冲梯度场技术(Z-PFG),脉冲序列分别采用仪器自带脉冲序列cosygpppqf、hsqcetgpsi2和hmbcgplpndqf.1H-1H COSY的F2维(1H)和F1维(1H)的谱宽均为6 250.0 Hz,在弛豫延迟时间d1前插入2 500 μs和5 000 μs的净化脉冲,两个1H硬脉冲均为90度脉冲,弛豫延迟时间d1为2.00 s,扫描次数NS为6,采样模式为qf,采样数据点阵为2 k(t2) × 128(t1),谱图处理参数对F1F2均使用无相移的正弦平方窗函数,对F1使用向前线性预测,系数为32,获得1 k × 256个数据点再填零至1 k × 1 k个数据点,之后进行傅里叶变换和谱图对称化;1H-13C HSQC的F2维(1H)和F1维(13C)的谱宽为6 250.0 Hz和 24 900.8 Hz,不使用净化脉冲,在采样期对13C使用garp去耦,弛豫延迟时间d1为1.50 s,扫描次数NS为9,采样模式为echo-antiecho,采样数据点阵为1 k(t2) × 256(t1),谱图处理参数对F1F2均使用相移90度的正弦平方窗函数,对F1使用向前线性预测,系数为32,获得512 × 256个数据点,再填零至1 k × 1 k个数据点后进行傅里叶变换.1H-13C HMBC的F2维(1H)和F1维(13C)的谱宽分别为6 578.9 Hz和 33 201.9 Hz,低通滤波的延迟d2为3.488 ms(CNST2 = 145 Hz),极化转移的延迟d6为50.000 ms(CNST13 = 10 Hz),弛豫延迟时间d1为1.50 s,扫描次数NS为24,采样模式为qf,采样数据点阵为4 k(t2) × 128(t1),谱图处理参数对F1F2分别使用相移45度和相移90度的正弦平方窗函数,对F1使用向前线性预测,获得2 k × 128个数据点,再填零至4 k × 1 k个数据点后进行傅里叶变换.

2 结果与讨论

化合物1为棕色固体,最大吸收波长为301.9 nm(图S1).高分辨质谱分析显示[M+H]⁺ 离子峰为m/z 283.093 93(理论值 283.094 59)(图S2),质量偏差0.000 66 Da(2.33×10-6),符合高分辨质谱误差标准(< 5 × 10−6);结合不饱和度为8的计算结果(理论值),确证分子式为C15H13F3O2.IR光谱进一步验证了酰基(1 683.86 cm−1)及芳香骨架(~1 489.05 cm−1)等官能团的存在(图S3)[4,5].

化合物11H NMR谱(图2)高场区可见2个化学等价甲基δH 1.52 (d, t, J = 6.0 Hz, 6H)与1个连氧次甲基δH 4.92 (heptet, J = 6.0 Hz, 1H),二者的J偶合常数一致,1H-1H COSY谱(图3)中可见δH 1.52与δH 4.92相关,据此判断存在1个异丙氧基[6].氢谱芳环区域显示有6个质子信号,1H-1H COSY显示其分为2组自旋耦合系统,δH 8.25 (d, J = 8.5 Hz, 1H)与δH 6.86 (d, J = 8.5 Hz, 1H)两个质子相互耦合,对应1个邻四取代苯,四个质子δH 8.39 (d, J = 8.5 Hz, 1H)、δH 7.57 (t, J = 7.8 Hz, 1H)、δH 7.71 (t, J = 7.8 Hz, 1H)、δH 9.11 (d, J = 8.5 Hz, 1H)相互耦合对应1个邻二取代苯.

图2

图2   化合物11H NMR谱图

Fig. 2   The 1H NMR spectrum of compound 1


图3

图3   化合物11H-1H COSY 谱图和主要1H-1H COSY相关

Fig. 3   The 1H-1H COSY spectrum and key 1H-1H COSY correlations of compound 1


化合物113C NMR谱(图4)显示有14组碳信号,DEPT 135谱(图S4)显示有8组向上的信号(次甲基和甲基),DEPT 90谱(图S5)显示有7组向上的信号(次甲基),表明化合物1具有1个甲基、7个次甲基和6个季碳.通过HSQC谱图分析可知(图5),高场甲基δC 22.0与δH 1.52相关,连氧次甲基δC 71.5与δH 4.92相关,对应1H NMR谱已提示的异丙氧基。

图4

图4   化合物113C NMR谱图

Fig. 4   The 13C NMR spectrum of compound 1


图5

图5   化合物11H-13C HSQC谱图

Fig. 5   The 1H-13C HSQC spectrum of compound 1


化合物113C NMR谱在芳环区域显示有10组信号,包括6个次甲基C-2 (δC 135.8)、C-7 (δC 130.3)、C-6 (δC 126.5)、C-8 (δC 125.6)、C-5 (δC 123.2)、C-3 (δC 103.9)与4个季碳C-4 (δC 160.4)、C-8a (δC 133.7)、C-4a (δC 126.6)、C-1 (δC 117.9),结合1H NMR谱提示分子中存在的1个邻四取代苯和1个邻二取代苯的信息,判断分子中存在1个1,4-二取代萘.HMBC谱(图6)中也可见芳环质子H-3 (δH 6.86)、H-6 (δH 7.57)、H-8 (δH 9.11)与桥碳C-4a (δC 126.6)的相关,以及H-2 (δH 8.25)、H-5 (δH 8.39)、H-7 (δH 7.71)与桥碳C-8a (δC 133.7)的相关,进一步支持1,4-二取代萘的存在.异丙氧基定位于C-4是根据C-4化学位移(δC 160.4)推测的,HMBC谱中显示的H-1′/C-4相关进一步验证了这一判断.

图6

图6   化合物11H-13C HMBC谱图和主要1H-13C HMBC相关(

Fig. 6   The 1H-13C HMBC spectrum and key 1H-13C HMBC correlations () of compound 1


此外,受19F原子影响,碳谱中可观察到C-2 (q, JC-C-C-C-F = 4.3 Hz)、C-1″ (q, JC-C-F = 32.5 Hz)和C-2″ (q, JC-F = 293.2 Hz)存在明显裂分[7,8].结合分子量,提示有1个COCF3基团取代于萘的C-1位.HMBC谱显示的H-2与C-1′′的相关进一步验证COCF3的取代位置.此外,19F NMR谱(图7δF -68.61显示有信号,受碳原子影响,19F NMR谱产生了一组清晰的13C卫星峰δF -68.65(d, 1JC-F = 293.3 Hz),同位素位移1ΔF(13/12C) = -0.13ppm,与文献报道的化学位移和同位素位移大致一致[7,9,10],另一组2JC-F卫星峰的左侧峰被主峰掩盖,无法准确描述,以上结果进一步确证了COCF3基团的存在.至此确定化合物1的结构鉴定,其所有的1H和13C NMR数据经2D NMR谱归属列于表1.

图7

图7   化合物119F NMR谱图

Fig. 7   The 19F NMR spectrum of compound 1


表1   化合物1的1H NMR、13C NMR、1H-13C HSQC、1H-1H COSY和1H-13C HMBC数据(CDCl3, 600 MHz)

Table 1  1H NMR, 13C NMR, 1H-13C HSQC, 1H-1H COSY, and 1H-13C HMBC data of compound 1 in CDCl3 (600 MHz)

PositionδH (J/Hz)δC1H-13C HSQC1H- 1H COSY1H-13C HMBC
1/117.9, C///
28.25 (1H, d, 8.5)135.8, CH+H-3C-1″, C-4, C-8a
36.86 (1H, d, 8.5)103.9, CH+H-2C-1, C-4, C-4a
4/160.4, C///
4a/126.6, C///
58.39 (1H, d, 8.5)123.2, CH+H-6C-4, C-7, C-8a
67.57 (1H, t, 7.6)126.5, CH+H-5, H-7C-4a
77.71 (1H, t, 7.8)130.3, CH+H-6, H-8C-5, C-8a
89.11 (1H, d, 8.5)125.6, CH+H-7C-1, C-6, C-4a
8a/133.7, C///
1′4.92 (1H, heptet, 6.0)71.5, CH+H-2′C-4, C-2′
2′1.52 (6H, d, 6.0)22.0, CH3+H-1′C-1′
1″/180.2, C+//
2″/117.3, C+//

新窗口打开| 下载CSV


3 总结

本研究通过整合高分辨质谱(HR-ESI-MS)、红外光谱(IR)及多维核磁共振(1D NMR:包括1H、13C NMR、DEPT及19F NMR谱;2D NMR:包括1H-1H COSY、1H-13C HMBC和1H-13C HSQC谱)技术,对化合物4-异丙氧基-1-(三氟乙酰基)萘(1)进行系统结构解析,完整归属了1H、13C和19F NMR信号.本文可为此类化合物及其他天然产物的结构鉴定和数据归属提供参考.

利益冲突

附件材料附录

附件材料附录(可在《波谱学杂志》官网http://magres.wipm.ac.cn获取)

图S1 化合物1的UV光谱图

图S2 化合物1的HR-ESI-MS谱图

图S3 化合物1的IR光谱图

图S4 化合物1的DEPT 135谱图

图S5 化合物1的DEPT 90谱图

参考文献

REN S Y, CHENG X K, ZHANG Y H, et al.

Advances in biosynthesis of fluorinated products

[J]. Acta Microbiol Sin, 2021, 61(3): 524-538.

[本文引用: 1]

任思羽, 程新宽, 张宇辉, .

氟化天然产物生物合成的研究进展

[J]. 微生物学报, 2021, 61(3): 524-538.

[本文引用: 1]

MÜLLER K, FAEH C, DIEDERICH F.

Fluorine in pharmaceuticals: looking beyond intuition

[J]. Science, 2007, 317(5846): 1881-1886.

DOI:10.1126/science.1131943      PMID:17901324      [本文引用: 1]

Fluorine substituents have become a widespread and important drug component, their introduction facilitated by the development of safe and selective fluorinating agents. Organofluorine affects nearly all physical and adsorption, distribution, metabolism, and excretion properties of a lead compound. Its inductive effects are relatively well understood, enhancing bioavailability, for example, by reducing the basicity of neighboring amines. In contrast, exploration of the specific influence of carbon-fluorine single bonds on docking interactions, whether through direct contact with the protein or through stereoelectronic effects on molecular conformation of the drug, has only recently begun. Here, we review experimental progress in this vein and add complementary analysis based on comprehensive searches in the Cambridge Structural Database and the Protein Data Bank.

QI J, XU J, ANG H T, et al.

Electrophotochemical synthesis facilitated trifluoromethylation of arenes using trifluoroacetic acid

[J]. J Am Chem Soc, 2023, 145(45): 24965-24971.

DOI:10.1021/jacs.3c10148      URL     [本文引用: 1]

ZHANG Y M, CHEN Z X, YANG X Y.

Spectral analyses and structural elucidation of cyflumetofen

[J]. Chinese J Magn Reson, 2020, 37(2): 224-231.

[本文引用: 1]

张一鸣, 陈志雪, 杨晓云.

丁氟螨酯的波谱学数据解析与结构确证

[J]. 波谱学杂志, 2020, 37(2): 224-231.

DOI:10.11938/cjmr20192723      [本文引用: 1]

丁氟螨酯是一种新型杀螨剂,具有高效、低残留的特点.本文对其红外吸收光谱(IR)、紫外吸收光谱(UV)、质谱(MS)及核磁共振(NMR)波谱(包括1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、1H-13C HSQC、1H-13C HMBC)进行了测定,分析了其UV和IR谱图特征吸收峰对应的基团,并对其1H和13C NMR信号进行了归属,确证了丁氟螨酯的结构.该研究将为丁氟螨酯的其他相关研究提供参考.

ZHAO X Y, HAN D, LUO H J, et al.

Spectroscopic studies of delafloxacin meglumine

[J]. Chinese J Magn Reson, 2021, 38(2): 268-276.

[本文引用: 1]

赵心怡, 韩冬, 罗红军, .

德拉沙星葡甲胺波谱学数据解析

[J]. 波谱学杂志, 2021, 38(2): 268-276.

DOI:10.11938/cjmr20202855      [本文引用: 1]

本文采用元素分析、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、质谱和核磁共振(NMR)波谱(包含1H NMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC)等方法对德拉沙星葡甲胺进行了结构分析,确证了德拉沙星葡甲胺的结构,分析了其IR谱图特征吸收峰对应的基团,对其1H和13C NMR信号进行了完整归属.并通过差示扫描量热法、热重分析及粉末X-射线衍射分析对德拉沙星葡甲胺的晶型进行了初步研究.

CHUKICHEVA I Y, FEDOROVA I V, KOROLEVA A A, et al.

Reaction of menthol and phenol in the presence of aluminum alkoxides

[J]. Chem Nat Compd, 2008, 44(4): 450-454.

DOI:10.1007/s10600-008-9085-0      URL     [本文引用: 1]

RUDZINSKI D M, KELLY C B, LEADBEATER N E.

A Weinreb amide approach to the synthesis of trifluoromethylketones

[J]. Chem Commun, 2012, 48(77): 9610-9612.

DOI:10.1039/c2cc35037h      URL     [本文引用: 2]

TANG X H, SHI Z J, NI H W.

Synthesis and structure elucidation of perfluromethylcoumarins

[J]. Chinese J Magn Reson, 2004, (4): 485-491.

[本文引用: 1]

唐晓华, 施志坚, 倪华文.

含全氟烷基香豆素的合成及其结构表征

[J]. 波谱学杂志, 2004, (4): 485-491.

[本文引用: 1]

间位取代苯酚与全氟炔酸酯或三氟乙酰乙酸乙酯在不同条件下反应生成全氟烷基香豆素. 通过对该化合物的1H NMR、13C NMR、13C-1H COSY及IR、MS的分析,归属了各NMR谱线,对相关化合物进行了结构确证,同时对反应机理进行了推测.

CUI B, SUN H, XU Y, et al.

MgCl 2 -catalyzed trifluoromethylation of carbonyl compounds using (trifluoromethyl)trimethylsilane as the trifluoromethylating agent

[J]. Tetrahedron, 2017, 73(48): 6754-6762.

DOI:10.1016/j.tet.2017.10.021      URL     [本文引用: 1]

MULLER N, CARR D T.

Carbon-13 splittings in fluorine nuclear magnetic resonance spectra

[J]. J Phys Chem, 1963, 67(1): 112-115.

DOI:10.1021/j100795a026      URL     [本文引用: 1]

/