BÀI TẬP PHỔ CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN

• Trừ những bộ phổ được bình luận chung trên lớp • Trừ những bộ phổ được bình luận chung trên lớp, các SV sẽ tự trả lời cho các bộ phổ còn lại... Khung: aglycon vs glycosidO HO HO HO COO

Giải theo từng nhóm tự chọn Bộ phổ in rời, riêng.

• Cho cấu trúc & phổ của 1 nhóm hợp chất (# 3 chất).

• Lựa chọn các phổ 1H / 13C phù hợp với cấu trúc này.

• Từng bộ 4 slide được đánh số (N = 1 - 15).

• Slide đầu tiên là cấu trúc của 3 chất nhóm N (ví dụ nhóm 5)

• Ba slide kế tiếp là 3 phổ: ví dụ phổ 5a, phổ 5b, phổ 5c.

• Sinh viên sẽ trả lời (ghi dưới từng cấu trúc ở slide đầu tiên):

3 chất này có phổ tuần tự là: phổ 5 , phổ 5 , phổ 5

• Trừ những bộ phổ được bình luận chung trên lớp

• Trừ những bộ phổ được bình luận chung trên lớp, các SV sẽ tự trả lời cho các bộ phổ còn lại.

1 Khung: xanthon, AQ, OMe-Flavonoid

1

O HO

OH

OMe 4' 7

O

OH

O

Me O

OH

OH

3 5

1b

7Phổ 1b: 13C-CPD của 4’-OMe-quercetin (tamarixetin)

1c

8Phổ 1c: 13C-CPD của Chrysophanol

2 Khung: coumarin, benzofuran, acid caffeic

2

H COOH

OMe H

H

H H

9

2a

Phổ 2a:13C CPD của esculetin

10Phổ 2a: 13C-CPD của esculetin

3 Khung: Flavon, Flavonol, Flavanol

3

O HO

OH

OMe 4' 7

O

OH MeO

O

OH MeO

O OH

OH OH

3 5

OH

OH O OH

OH O

13

3a

Phổ 3a: 13C CPD của rhamnocitrin

14Phổ 3a: 13C-CPD của rhamnocitrin

3b

Phổ 3b: 13C CPD của dihydro rhamnocitrin = aromadendrin

15Phổ 3b: 13C-CPD của dihydro-rhamnocitrin = aromadendrin

3c

Phổ 3c: 13C CPD của tamarixetin

16Phổ 3c: 13C-CPD của tamarixetin

4 Khung: aglycon vs glycosid

O HO HO HO

COOH

4'

OH O

H

3 6

scutellarein

OH HO

4b

Phổ 4b: 13C CPD của plataginin (scutellarein 7 O glucosid)

Phổ 4b: 13C-CPD của plataginin (scutellarein-7-O-glucosid)

4c

Phổ 4c: 13C CPD của scutellarin (scutellarein 7 O glucuronid)Phổ 4c: 13C-CPD của scutellarin (scutellarein-7-O-glucuronid)

CH 3

1 2 3 6

7 8 9 10

CH 3 HO

1 2 3 6

7 8 9 10

O

CH 3

3 4 5

6

physcionO

CH 3

4 5

6

emodin

1 2 7

8 9

1 2 3 7

8

9

1 2 3 7

8 9

O

3 4 5

5a

Phổ 5a: 13C CPD của physcion (m)

22Phổ 5a: 13C-CPD của physcion (m)

5b

Phổ 5b: 13C CPD của chrysophanol (m)

23Phổ 5b: 13C-CPD của chrysophanol (m)

5c

5d

24Phổ 5c, 5d: 13C-CPD của emodin (và 8-O-glc emodin)

6 Loại đường: rhamnose, glucose, galactose 6

OH

O HO

HO

CH 2 OH

4

O HO

CH 2 OH

O 4

O

HO

H Me

1 5

7 Loại glycosid: C và O-glucosid7

O

OH HO

4'

O

OH HO

H 7

3 5

O HO

H O

HO HO HO

7b

Phổ 7b: 13C CPD của vitexin (8 C glucosid)

31Phổ 7b: 13C-CPD của vitexin (8-C-glucosid)

7c

Phổ 7c: 13C CPD của isovitexin (6 C glucosid)

32Phổ 7c: 13C-CPD của isovitexin (6-C-glucosid)

8 Vị trí gắn glycosid: 7-O và 3-O-glucosid8

O HO

O

HO HO

HO

7

3 H

O

OH H

O

HO OH

2 34 5

H

CH OH 6

CH 2 OH 6

2 3

isoquercitrin(3-O-glucosid)

8a

Phổ 1H NMR của cynarosid (7 O glucosid)

34Phổ 1H-NMR của cynarosid (7-O-glucosid)

Phổ 1H NMR của quercitrin (3 O rhamnosid)Phổ 1H-NMR của quercitrin (3-O-rhamnosid)

9 Loại liên kết ose: monosid vs biosid (1-2) vs (1-6)

9

cynarosid = luteolin 7-O-glc

O HO

H 1

glucosyl

OH OH rhamnosyl

O OH quercetin

H 1 eq 2

6 2

6

O

OH OH O

1 eq

HO

O OH

H 1

glucosyl

HO OH rhamnosyl

37

9a



 60.6

Phổ 13C CPD của cynarosid (7 O monosid)

38Phổ 13C-CPD của cynarosid (7-O-monosid)

10 Kiểu đối xứng n nhóm thế (0, 1, 3)10

4

O HO

O OH

H

O OH

OH O

10b

Phổ 13C CPD của apigenin (1 thế/B)Phổ 13C-CPD của apigenin (1 thế/B)

10c

Phổ 13C CPD của myricetin (3 thế/B)Phổ 13C-CPD của myricetin (3 thế/B)

11 Số lượng nhóm OH ở Flavon vs Flavonol11

O HO

OH

4' 3' 7

3 5

6

OH O

OH

3 5

11b

Phổ 1H NMR (DMSO 500 MHz) của kaempferol

47Phổ 1H-NMR (DMSO, 500 MHz) của kaempferol

11c

Phổ 1H NMR (DMSO 500 MHz) của quercetin

48Phổ 1H-NMR (DMSO, 500 MHz) của quercetin

12 Tín hiệu 5-OH ở IsoFlavon, Flavon, Flavonol12

3 5

6

OH OH

5

4' 3

O OH

13 Các kiểu C-2, C-3 ở Isoflavon, Flavon, Flavanonol

OH

3

4' 7

OH

3

5 H OH

5

4' 3

O OH

14a Phân biệt các polymethoxy flavonoid (3,4,5,6 nhóm OMe)

Phổ 13C CPD của trimethoxy flavonol

57Phổ 13C-CPD của trimethoxy flavonol

14b

Phổ 13C CPD của tetramethoxy flavonol

58Phổ 13C-CPD của tetramethoxy flavonol

Các ví dụ sau đây sẽ minh họa điều này

Nhắc lại: Nên làm quen dấn với các giá trị đặc biệt thường gặp

nhưng đừng cố nhớ các chi tiết lặt vặt

mỗi tín hiệu đều # 1 proton: không có hiện tượng đối xứng!

triplet (B) p ( ) triplet (A)

dd (A) (8.0; 1.5 Hz)

dd (B) (8.5; 1.0 Hz)

dd (B) (8.5; 1.0 Hz)

dd (A) (8.0; 1.5 Hz)

64

13 tín hiệu (ko có OMe, ko có đối xứng)  khung cấu trúc có 13 carbon

(tất cả 6 crosspeak đều màu đỏ: có 6 nhóm CH) 7.10 dd 

và B4 không được đối xứng qua trục dọc

Ngoài ra, phổ proton còn cho (1 triplet 8.0 Hz) và (1 triplet 8.5 Hz) B4

 B4 phải có 2 tổ hợp, mổi tổ hợp này gồm 3 H kế cận nhau(khi đó, triplet này sẽ là của proton ở giữa)

Vậy, 2 nhóm OH phải ở “đỉnh” của 2 vòng benzo ở 2 bên :

 O

Gán 6 giá trị H cho 6 vị trí H trên cấu trúc (3) B4

Đây phải là ây p ả àHH của H-8 Vậy tổ hợp thứ nhì phải ở vòng bên phảiủa 8 ậy ổ ợp ứ p ả ở ò g b p ả

OH H

6.82 dd

(3) 2 3

6 7 9

O H

H 4a 5a

8a 9a

H

H H 8a 9a

7.60 dd

7.30 t

7.10 dd

69

H

q

7.37 dd (3)

3

6 O

OH

H

7.30 t 1

8 9 O OH

H

H

H

8a 9a

7.10 dd qua 4 nối

7 8 9

H-8 114.6 7.60 dd (8.0; 1.5) C-4 downfield do W-effect với C-9

C DEPT  C ppm  H ppm, m (J, Hz) HMBC  Cn

2 CH 107.4 7.10 dd (8.5; 1.0) 1 3* CH 137.4 7.74 t (8.5)* ( ) 1, 4a

7 8 9

6 CH 121.1 7.37 dd (8.0; 1.5) 5a, 8 7* CH 124.4 7.30 t (8.0)* 5, 8a

-Để xác định thật bài bản cấu trúc của một hợp chất cần tuân theo 1

Để xác định thật bài bản cấu trúc của một hợp chất, cần tuân theo 1

SOP hợp lý Sẽ ko có 1 SOP nào là duy nhất đúng, và cũng chẳng có

cách biện giải nào là duy nhất đúng

Sau đây là 1 SOP thông dụng thường được tham khảo để xác định cấu

trúc của một hợp chất hữu cơ (tự nhiên & )

Việc đầu tiên là lập 1 bảng Excel (~10 cột x n hàng) n tùy số C / CTPT

Loại bỏ các giá trị của dung môi (đo, tạp), của nước và tạp

3 Bước 3 (cột 4 = cột DEPT):

3 Bước 3 (cột 4 cột DEPT):

Ghi bậc C (CHn) vào từ phổ DEPT (nếu nghi ngờ, xem H & HSQC)

4 Bước 4 (làm trên phổ H full & H ext):

Loại bỏ các giá trị của dung môi (đo, tạp), của nước và tạp ạ g ị g ( , ạp), ạp

74

5 Bước 5 (trên phổ HSQC full & ext): ( p Q )

Ghi trình tự 1*, 2*,… n* vào trục C

6 Bước 6 (cột 5 = cột H-NMR):

7 Bước 7 (trên phổ HMBC full & ext):

ổLoại bỏ artefact trên phổ HMBC (chú ý lợi dụng luôn th tin này)

Ghi trình tự vị trí tạm 1*, 2*,… n* vào trục C trên phổ đồ

8 Bước 8 (cột 6): ( ộ )

Ghi các tương tác HMBC vào các hàng CHn (C có H thôi)

(H này “nhìn thấy” C-2* 3* n*; nên chỉ ghi 5* thay vì C-5*)

(H này nhìn thấy C-2*, 3*, n*; nên chỉ ghi 5* thay vì C-5*)

9 Bước 9 (cột 7, 8, 9; từ phổ COSY/NOESY/ROESY full & ext; nếu có)

Ghi các tương tác của H này  H-n*; chỉ ghi n* thôi

Thực tế, đây cả là 1 nghệ thuật cần đến sự nhạy bén, sự linh động

và tất nhiên là kiến thức hóa thực vật và cả kinh nghiệm giải phổ

và tất nhiên, là kiến thức hóa thực vật và cả kinh nghiệm giải phổ

Trong trường hợp này việc định hướng theo con đường như sau

• X có 9 carbon, thơm, có ceton với 2 Δ

Một đề nghị: Vì không còn C, nên (A) có thể tạo vòng thành (B)

Vậy, cấu trúc (B) phải có 3 C downfield nữa Đây là các C gắn Oxy

(Phù hợp với 3 tín hiệu OH trên phổ H phổ HSQC)

81(Phù hợp với 3 tín hiệu OH trên phổ H phổ HSQC)

• Trừ 3 nhóm OH X còn 3 H nữa thuộc về 3 CH

M3

• Trừ 3 nhóm OH, X còn 3 H nữa thuộc về 3 CH

• 1 CH 8.06 s rời rạc (s: nằm trên vòng pyron) và downfield mạnh

CH này hợp lý nhất là nằm tại vị trí kế Oxy, meta với ceton (C-2)

1 27

8 9

O HO

1 27

8 9

H

H

O OH 3 4 5

6 10

O

OH OH

3 4 5 6 10

H

2 H này (6.32 d, 2 Hz) và (6.18 d, 2 Hz) sẽ ghép meta với nhau (2 Hz)

2 H này phải upfield (không được ở C-5, C-7)  phải ở 6 và 8

7 8 9

3 10

H

Cấu trúc (E) này đã thỏa mọi dữ liệu phổ của hợp chất X:

- 9 carbon, gồm 3 CH + 6 C (6 C gồm 1 ceton, 5 C downfield/gắn O)

- 3 CH gồm (1 downfield ở 8.06 s) + 2 CH upfield (bị kẹp giữa 2 C-O)

- 3 nhóm OH (12.50, 10.78, 9.38; đều singlet)

Kiểm tra sự hợp lý của cấu trúc (E) bằng các tương tác HMBC của 6

proton (3 methin –CH=; và 3 hydroxy -OH) Xem cột HMBC trên bảng

Các kết quả tương tác như vậy là hoàn toàn hợp lý

Tiếp theo xóa cột tạm và chuyển thành vị trí chính thức / khung

Tiếp theo, xóa cột tạm và chuyển thành vị trí chính thức / khung

7 8 9

• Y rất có thể là Δ’ phenyl propanoid (coumarin??).

Dựa vào phổ NMR hãy xác định nhanh cấu trúc của Y

Dựa vào phổ NMR, hãy xác định nhanh cấu trúc của Y

109,6 111,6

7,91 d

(9 5)

56.0 111,6

151.1

110.5 144.4

6,21 d (9,5)

6,78 s 7,22

6,21 và 7,91 (đều là d, 9.5 Hz): 2 H-ortho / vòng -pyron Y

6,78 và 7,22 (đều là singlet) : 2 H-para / vòng benzo

H HO

H

H MeO

7 8

9

10

H H

Vấn đề còn lại: OMe và OH tuần tự gắn vào C 6 hay C 7

Trước hết, phân biệt C-10 vs C-7 (đều downfield,  149.5 và 151.1)

Trên HMBC: H-4 (7,91 d) có tương tác (3 nối) với  160,6 và 149,5

mà  160.6 đã thuộc C-2 nên  149,5 phải thuộc C-10

do đó  151,1 phải thuộc C-7

OMe và OH gắn vào 145,2 ppm (C-6) hay 151,1 ppm (C-7) ??

Trên NOESY: tín hiệu của OMe (3,82 s) tương tác với H-5 (7,22 s)

Thêm: Tín hiệu OMe (56,0  3,82 s) tương tác HMBC với c 145,2

mà  C 7 151,1 Vậy,  C 6 145,2 ppm

  nhóm OMe sẽ gắn vào C-6

Như vậy CIVcòn lại = C-9 phải có 110 5 (CIV; upfield!)

Như vậy, CIV còn lại = C 9 phải có  110,5 (CIV; upfield!)

MeO

H

3 4 5

7 8

Nên chọn tài liệu mới, đo trên máy mạnh, đo cùng dung môi.

So sánh C, H (sự phân đỉnh, J) + (HMBC, COSY, NOESY )

Cpd (4), cùng đo trong DMSO-d6, máy 500 MHz trong TLTK:

Bo Yi Lifei Hu et als (2010) Molecules 16 10 p 10157 67

Bo Yi, Lifei Hu et als, (2010), Molecules 16, 10, p 10157-67.

Cho dữ liệu hoàn toàn trùng khớp (xem bảng ở slide sau)

MeO

H

4 5 11

O

MeO

O HO

H

1 2

3 4 5 6

7 9



OH OH

COOH

HO

HO

O HO

HO

OH HO

(J Org Chem., 1997, 62, 7512-7515)

(Ref: J Org Chem., 1997, 62, 7512-7515)

dungg H (ppm) của vết dung môi tồn dư khi đo trong dung môi

aceton-d6 (2.05 ppm)

DMSO-d6 (2.50 ppm)

D2O (4.79 ppm)

EtOAc

2.01 s

4.09 q

2.05 4.12

1.97 4.05

1.99 4.03

2.07 4.14

(m) (m+o) (o)

nhánh

H 6.79 d

(crosspeak màu xanh: CH2only)

thông tin từ artefacts (HMBC, MeOD)

proton trans (a)  HMBC với

-COO-(a) còn HMBC với 4 C này

6,95 7,06

(COSY, 500 MHz, MeOD)

6,95

6,79 7,06

 6,24 d (16 Hz)nhánh trans

cùng vòng thơm

 6,79 d (8.5 Hz) cùng vòng thơm





 7,06 d (2.0 Hz) 6,95 dd (8.5; 2.0)

 7,55 d (16 Hz)nhánh trans

120

Từ phổ COSY (H gần nhau qua 3 − 4 nối):

• 2 H trans vừa có HMBC với CH thơm, vừa có HMBC với

- 2H trans này phải là trung gian của vòng thơm & nhóm

COO-1 4

5 6

7

8 9

H COOH

• X không đối xứng  2 nhóm OH không thể ở (2 + 3) hay (3 + 5)

2 3

H

• Do 3 H thơm phải ghép (o + m.o +m)

 2 vị trí OH (hoặc o, hoặc m, hoặc p với nhau)  chỉ có thể là:

COOH H

HO

7 55 d

HO

H COOH H

6.79 d (8.5 Hz) (8.5; 2.0)6.95 dd (16.0 Hz)6.24 d

H

H H

149.4●

H 2

3

ko có tín hiệu

7.55 d (16.0 Hz)

có HMBC → C-1, 2, 6, 9.

ko HMBC → C-3, 4, 5 (●)

●

H HO

7.06 d (2.0 Hz)

ko có tín hiệu

/MeOD

So sánh với TLTK (đều đo trong MeOD)

Dữ liệu NMR của chất A của acid caffeic / TLTK

C DEPT δC δH, m (J, Hz) COSY

( Hn)

HMBC ( Cn) δC δH (J, Hz)

Vài thông tin về hợp chất Z (kém phân cực):

• (X + Mg*/HCl đ.đặc)  không cho màu đỏ / hồng

HO

3 2

OMe

3 4

O

5'

2' 4'

OH

3 4

4 3

OH

4' 2'

5'

128

H H

• Phổ UV (MeOH) của Z # Daidzein (7,4’-di-OH-isoflavon)

 Z rất có thể là dẫn chất của Daidzein

 Z rất có thể là dẫn chất của Daidzein

• Daidzein (7,4’-di-OH-isoflavon) có M = 254

 Z có thể là Daidzein với 1 nhóm ( OH)  ( OCH )

 Z có thể là Daidzein với 1 nhóm (-OH)  (-OCH3)

 có sự đối xứng Sự đối xứng chỉ có thể ở trên vòng B

4 CH đối ứ à hải th ộ ò B (2’/6’ à 3’/5’)

 4 CH đối xứng này phải thuộc vòng B (2’/6’ và 3’/5’)

2 cặp H đối xứng (H-2’/6’ & H-3’/5’) cũng HMBC với c 158.9 này

 nhóm OMe và c 158.9 cũng phải thuộc vòng B (4’-OMe)

hó OH ò l i hải th ộ ò A ( ò A ó hó OH)

 nhóm OH còn lại phải thuộc vòng A (vòng A có nhóm -OH)

H A

[không thấy 6 87 d (2 5 Hz) tương tác với C-4]

[không thấy 6.87 d (2.5 Hz) tương tác với C-4]

Vì J = 8.5 Hz (J ortho), nên kế H-5 phải có 1 H nữa (H-6)

Như ậ hó OH hải là 7 OH ( ấ t ú )

133

Như vậy, nhóm -OH phải là 7-OH (cấu trúc )1

Lư ý Lưu ý:

Không có 1 quy trình cứng nào là duy nhất đúng.

134

Bước 1A: Quan sát phổ 13C

• có 14 tín hiệu, 1 của OMe + 13 t’ hiệu downfield (thơm, olefin, có O)

• có 2 tín hiệu cao bất thường  Z có (14 + 2) = 16 C

• có 1 tín hiệu ~175 ppm  Z có thể là (isoflavon / flavonol)

DMSO-d6 -OMe

đ.xứng

isoflavon

flavonol ?

135Phổ 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) của A6

Bước 1B: Đánh số tạm, sort theo c (1*, 2* 14*)

7 8 9

2' 3'

O

5

4' 5' 6' B

6

10

8 9

136Phổ 13C-NMR (DMSO-d6, 125 MHz) của Z

Bước 1C: Lập bảng c (1 số thập phân thôi!)

OCH 3

và (14 − 7) = 7 nhóm CIV

CH CH

Bước 3B: Khảo sát phổ 1H-NMR (dãn), ghi H, m, J (Hz)

6.94 dd (8.5; 2.5 Hz)

H 2/C

7.97 d (8.5 Hz) (9.0 Hz)7.51 d (9.0 Hz)6.98 d

6.87 d (2.5 Hz) (-OMe)3.78 s

1H CH

2H

2 CH

1H 1H 2H

2 CH

CH CH

144 CH

Bước 5A: Ghi giá trị H, m, J (Hz) cho từng CHn

C-2 C-4

10.80 s (n-OH)

7.97 d 7.51 d

H 2

6.98 d 6.87 d 6.94 dd

Bước 6C: Khảo sát phổ HMBC (dãn) – Xác định artefacts

Phổ HMBC, chưa loại bỏ các artefact

Bước 6D: Khảo sát phổ HMBC (dãn) – Loại bỏ artefacts

7.50 d 2H

6.98 d 2H

6.87 d (2 5 Hz) 6.94 dd

6.94 dd (8.5; 2.5 Hz) 6.98 d (9.0 Hz)

Bước 8A: Ghi tương tác HMBC và COSY vào bảng

• Trên phổ HMBC: cả 3 tín hiệu 7.50 d; 6.98 d và 3.78 s (OMe)

đều có tương tác với tín hiệu c 158.9 ppm (gắn -OMe)

• Do đó, nhóm –OMe phải thuộc vòng B ( 4’-OMe); và

O 28

H H 2

3 4 6

2' 3'

HO

O H

5

4'

5' 6'

B OMe

158.9

Note 2

X có 8 nhóm methin (CH); trong đó

Đây phải là H-5 Vì J = 8.5 Hz, nên phải có H-6 (ortho với H-5)

Do đó, Z chính là 7-hydroxy-4’-methoxy isoflavon (= Formononetin)

9

10 1'

2' 3'

O H

5

158

Formononetin

Bước 9: Tìm & so sánh dữ liệu phổ NMR với XYZ / TLTK.

Nên chọn Ref nào đo trên máy mạnh, trong cùng loại dung môi

Ref [2] cũng đo trong DMSO-d6: Sai lệch rất ít, dễ so sánh!

161

Ref [3] đo khác dung môi: Sai lệch nhiều, khó so sánh!

(MeOH)248.6 và 301.9 nm

6.98

7.978.34

162

So sánh H (ppm) của formononetin trong các TLTK

khi đo với các dung môi khác nhau

[1] & [2] cho NMR data của Formononetin hoàn toàn trùng khớp với Z

Bước 10: Kết luận cuối cùngKhẳng định chắc chắn rằng: Hợp chất Z chính là Formononetin

H H

6

6

4' 3

4

5 10

1' 2' 3'O

3 4'

O

R4' R5

5

4' 3

O

OMe mất 4’-OH

7-OH

OMe Formononetin

O

H

2 3 7

4'

OH DMSO d6 500 MHz

167

DMSO-d6, 500 MHz

168