ACD/SE成功解析化合物结构实例

点击数：11302011-08-10 13:36:56　来源: 源资科技官网

ACD/Structure Elucidator成功解析化合物结构实例

    高级化学发展有限公司Advanced Chemistry Development（以下简称ACD/Labs）成立于1994年，总部位于加拿大多伦多市。ACD/Labs本着不断创新的精神陆续推出多种化学软件包，帮助世界范围内的化学科研人员解决不同的科研难题，包括未知化学物质结构解析、谱图预测和解释、分析数据处理与管理、理化性质和药物代谢毒性预测、色谱分离、医药化学、新药试剂合成、化学系统命名、以及化学专利和论文的发表。
    ACD/Structure Elucidator为ACD/Labs众多模块中的一个，是基于CASE (Computer Automated Structure Elucidator) 系统根据1DNMR、2DNMR、MS、UV、IR以及色谱等各种实验数据，依靠精确强大的算法对有机化合物进行自动结构解析。该系统的算法是基于强大的数据库如13C NMR(150,000化学结构)，分子片段及13C NMR subspectra（500,000）的数据库、谱图-结构相互确认的数据库（NMR和IR）（Pic.1 ACD/Structure Elucidator工作原理图）。     

ACD/Structure Elucidator强大的解谱功能，具有以下几大优势：
◆  为光谱分析专家在阐明和确定未知化合物、杂质、天然降解物、代谢物等未知结构方面提供了极大帮助；
◆  降低化合物鉴定与确认所花费的时间。
◆  ACD/Structure Elucidator通过准确解析最复杂的结构、发现新结构而为研究领域找到新方向。

Pic.1 ACD/Structure Elucidator工作原理图

成功解析化合物结构实例： 

实例1

参考文献：H. Jayasuriya, R.B. Lingham, P. Graham, D. Quamina, L. Herranz, O.Genilloud, M. Gagliardi, R. Danzeisen, J. E. Tomassini, D.L. Zink, Z. Guan,S.B. Singh. . J. Nat. Prod., 2002, 65, No 8, 1093-1095

Tabele1.1 Structure information

Results

k=51466; t=2 h 36 min; rA=rH= rΣ =1; rF=1-2
Discussion 

化合物结构解析时间长短取决于分子大小及结构的复杂程度。
Demonstrated Strength 

本案例的化学结构包含90个骨架原子是在Common Mode下进行解析，正确结构的选择是基于以下参数的排序（Table1.2）

Table1.2 Table of deviations (ppm)

NSC –1H-1H COSY or 1H-13C HMBC 非标准长度(≥4 键) 的连接性
dA – 碳谱的实验化学位移值与通过accurate prediction methods 预测的化学位移值之间的平均偏差。
dF– 碳谱的实验化学位移值与通过fast prediction methods 预测的化学位移值之间的平均偏差。
dH – 氢谱的实验化学位移值与通过accurate prediction methods 预测的化学位移值之间的平均偏差。
dΣ = dA + 20⋅dH – 将通过accurate prediction methods 计算的碳谱和氢谱所产生的偏差考虑进去的广义匹配因子。
rA, rF, rH, rΣ – 软件选择正确结构所依据的排名参数，如对应的 dA, dF, dH 或者dΣ值. 最终化合物的排序依据dA 值从低到高排。例如，如果正确的结构通过dA值从低到高排在第一位，那么rA = 1.

实例2

参考文献：Robert J. Capon, Joanne Ford, Ernest Lacey, Jennifer H. Gill, Kirstin Heiland, and Thomas Friedel J. Nat. Prod. 2002, 65, 358-363

Table2.1 Structure Information

Results

k=258048624, t=17 h 15 min; rA=rH=rΣ=1, rF=13,
Discussion

本案例解析时间较长，是因为：
    a) 分子比较大;
    b) 6个long-range NSCs的存在, 增加了基于2D NMR数据设置过滤的化合物数量。
Demonstrated Strength

软件检测了除了一个非标准 COSY和HMBC之间的关联性之外的所有的数据。解析结果为大约80个骨架原子的环肽结构。

Table2.2 Table of deviations (ppm)

案例3

参考文献：P.G. Williams, W.Y. Yoshida, R.E. Moore, V.J. Paul. J. Nat. Prod. 2003, 66, 1006-1009

Table 3.1 Structure Information

Results 

Program output: k=46450, tg=23 s, t=2 min 40 s; rA=rF=rH=rΣ=1
Discussion

在Common Mode模式下，对解析时间有巨大影响的两个1-AR的碎片被解释成属于两个苯环的氢原子所对应的质子化学位移是一致的。这种一致性导致了大量的模糊关联。
Demonstrated Strength 

使用用户结构片段可以轻易的在所有实验数据（谱图和分子式）的初步验证过程过揭示化合物结构信息，从而使解析时间大量节约。

Table3.1 Table of deviations (ppm)