2紫外和紅外光譜特點
該類化合物的紫外吸收主要由二醛結構單元決定,由於存在共軛結構,其最大吸收峰一般在280 nm左右,同時在337 nm左右出現肩縫[8]。紅外吸收光譜中特征吸收信號是由苯環、羥基、雙鍵和共軛醛基等產生,以化合物guajadial為例,醛基的伸縮振動基頻峰位於2 726 cm-1,雙鍵在1 633 cm-1,羥基在3 440 cm-1(寬單峰)[4]。
3氫譜特點
雜萜醛結構中二醛部分是該類物質的共有部分,氫譜最顯著的特點在二醛結構單元中顯示2個醛基(δ 9.9~10.2)和2個酚羥基信號峰,因為酚羥基可以和鄰近醛基形成分子內氫鍵,故化學位移較大(δ 12.9~13.6)。另一顯著特點在於烷基單取代苯,化學位移在δ 7.0~7.4顯示五氫的單取代苯環特點。C-1′為與倍半萜結合位點,因與2個苯環上相連,其碳上氫受到2個苯環影響,化學位移較大(δ 4.2~4.5),同時其耦合分離結果可重點反應鄰近碳結構特點,單峰說明與C-1′相連碳為季碳;雙峰說明為次甲基,耦合常數值的大小反應了空間構型,反式耦合時耦合常數往往大於10 Hz,順式耦合一般在6 Hz左右。
萜類部分類型較多,譜學上無共有規律,因此該類物質結構鑒定的難點在於倍半萜結構部分。確定倍半萜結構類型,首先要掌握各類型倍半萜的譜學特點和特征波譜學規律,如一些特征性碳原子、三元碳環、三元氧環等,在此基礎上進行文獻檢索並和類似結構進行比對。
以香木欖烷型倍半萜為例,三元環是其特征結構,H-6,H-7的化學位移受到三元環的影響,處在高場,化學位移值較小[13]。如化合物Psidials B [6],其H-6,H-7化學位移值分別為0.44(m), 0.39(m),另一個化合物psiguadial A[5]的H-6,H-7化學位移值分別為0.29 (dd, 8.8, 11.9),0.58(m)。石竹烷型(caryophyllane)中, C-12,C-13 2個偕二甲基處在四元環上,其化學位移一般在1.00左右(均為單峰) [13];具體化合物guajadial[4]分別在1.00, 1.03,而psidials A[6]分別在0.96, 0.99。
4碳譜特點
二醛結構單元中C-1′為SP3雜化,化學位移在δ 35~50。C-2′~7′ 6個碳具有間苯三酚樣結構特點,化學位移規律性強,與氧相連3個碳原子即C-3′, 5′, 7′化學位移在160以上,而受到羥基供電子影響的C-2′, 4′, 6′ 3個碳原子化合物在105左右。從表1可見,C-3′化學位移值均略小於C-7′。
目前已經分得的雜萜醛類化合物C-8′-13′均為單取代苯環,其中C-8′化學位移較大,在δ 140,其餘5個碳化學位移均在128左右,因具有對稱性,C-9′和C-13′,C-10′和C-12′化學位移值相等,故化合物guajadial F[9]中C-10′化學位移應該為128.5,而不是127.6。
2個醛基(C-14′和C-15′)的化學位移一般在190位置,其中內側靠近萜類,即原子編號為C-14′的醛基化學位移值(≈193)略大於C-15′(≈192)。化合物psiguadial B[5]和guadial C[10]中C-14′的化學位移值卻略小於C-15′, 2醛基化學位移值大小關係與其他化合物不一致,雖不影響醛基的確定,仍值得我們今後再遇到時仔細歸屬和推敲,當然也可能是多種取代基效應綜合影響的結果。
與氫譜相同,倍半萜部分結構類型多樣,碳譜數據無共有規律,而是與各自倍半萜母核類型位移規律一樣,同時應注意特殊性。如香木欖烷型結構當中,三元環是其特征結構,C-6,C-7的化學位移受到三元環的影響,化學位移值處在高場,化學位移值較小,其中Psidial B[6]的C-6,C-7化學位移值分別為30.8, 25.5。另外重要的特征信號C-11為季碳,化學位移值小於20,psidial B為19.2。另一個化合物psiguadial A[5]的C-6, C-7, C-11化學位移值分別為26.3, 23.9, 19.2。
5質譜特點
適於該類化合物的軟電離一般有快原子轟擊(FAB-MS)、電噴霧電離(ESI-MS),其圖譜中常出現[M-H]-, [M+H]+或[M+Na]+這些準分子離子峰。因二醛結構單元可和萜形成含氧吡喃環,因此在EI-MS裂解方式中,存在RDA開裂各自形成包含二醛和倍半萜結構的兩大碎片離子,以guajadial為例[4],可產生m/z 271二醛結構單元碎片離子和m/z 203的倍半萜離子。
6生源途徑
該類化合物生源途徑是在生成二醛結構單元後,產生二醛結構單元陽碳離子,然後再與萜類骨架發生包括DA合成反應而形成雜萜醛結構。萜部分的生源途徑是公認的甲戊二羥酸途徑,對於二醛結構單元生成,文獻有不同的合成推測路徑,Xiao-Long Yang[4]認為二醛結構單元的生物合成初始化合物為乙酰乙酰輔酶A和苯甲醛。