波谱学杂志  2016, Vol. 33 Issue (2): 337-344

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刘雅琴, 何玲, 余明新
LIU Ya-qin, HE Ling, YU Ming-xin
新型拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]波谱学数据与结构确证
An NMR Spectroscopy Study on Peptidomimetics Cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
波谱学杂志, 2016, 33(2): 337-344
Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2016, 33(2): 337-344
http://dx.doi.org/10.11938/cjmr20160215

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收稿日期: 2015-03-27
修订日期: 2016-04-08
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刘雅琴, 何玲, 余明新 .新型拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]波谱学数据与结构确证[J].波谱学杂志, 2016, 33(2): 337-344.
LIU Ya-qin, HE Ling, YU Ming-xin . An NMR Spectroscopy Study on Peptidomimetics Cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-][J]. Chinese Journal of Magnetic Resonance, 2016, 33(2): 337-344.
DOI:10.11938/cjmr20160215
新型拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]波谱学数据与结构确证
刘雅琴, 何玲, 余明新     
浙江大学 化学系, 浙江 杭州 310027
收稿日期: 2015-03-27 ; 修订日期: 2016-04-08
基金项目: 浙江省科技厅公益性技术应用研究计划资助项目(2015C37007);浙江大学实验技术资助项目(SYB201402)
*通讯联系人: 刘雅琴(1981-),女,湖北十堰人,助理研究员,化学专业,电话:0571-87951264,E-mail:yaqin86@zju.edu.cn
摘要: 多肽RGD是一类含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp)序列的短肽,该文对新型环状拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(FT-IR)进行了分析,并利用核磁共振(NMR)波谱(包括1H NMR、1H-1H COSY、13C NMR、DEPT、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC)对其1H和13C NMR信号进行了全归属.
关键词： 拟肽     核磁共振(NMR)     归属     化学位移     结构确证    
An NMR Spectroscopy Study on Peptidomimetics Cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
LIU Ya-qin, HE Ling, YU Ming-xin     
Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Received date: March 27 2015; Revised date: April 08 2016
* Corresponding author: LIU Ya-qin, Tel: +86-571-87951264,E-mail:yaqin86@zju.edu.cn;
Abstract: The spectral data of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-] were reported, including UV, FT-IR and NMR (i.e., 1H NMR, 1H-1H COSY, 13C NMR, DEPT, 1H-13C HSQC and 1H-13C HMBC). The NMR signals were assigned. The infrared spectrum was analyzed to derive the types of vibrations of the functional groups in the compound. The molecular structure of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-] was determined.
Key words: peptidomimetics     NMR     assignment     chemical shift     structural elucidation    
引言

多肽RGD是一类含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp）序列的短肽，广泛存在于生物体内，是整合素蛋白与其配体蛋白相互作用的识别位点，这类活性多肽小分子及其模拟物能阻断整合蛋白的粘附作用而抑制肿瘤组织的转移[1]．关于RGD多肽的合成、结构改造、药理及临床研究方面的文献[5, 6]报道较少．我们对一种新型结构的RGD拟肽进行了较全面的光谱表征，测定了紫外吸收光谱（UV）、红外吸收光谱（FT-IR）及核磁共振（NMR），波谱（包括1H NMR、1H-1H COSY、13C NMR、DEPT、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC）[7]，并对所有谱峰进行了归属．通过上述多种波谱技术，我们确证了环状拟肽的结构．上述工作对拟肽的研究提供了更多的结构及波谱信息，为该类多肽的质量研究提供了较为全面的参考依据．

图1 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的化学结构 Fig.1 The structure of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项
1 实验部分 1.1 样品制备

实验中的拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]由本实验室合成[8]，拟肽按照固相多肽合成方法来进行，总体上的制备过程是：①树脂溶胀；②脱保护；③偶联；④再脱保护；⑤再偶联；⑥环合．

1.2 样品检测

UV光谱用岛津UV-3150紫外分光光度计（日本岛津公司）测定；FT-IR光谱用Nicolet Nexus 470型红外光谱仪（美国Nicolet公司）测定，KBr压片；1H NMR、1H-1H COSY、13C NMR、DEPT、1H-13C HSQC和1H-13C HMBC谱均用Agilent DD2 600型NMR波谱仪（美国Agilent公司）测定，以D2O为溶剂，1H NMR的观测频率为599.77 MHz，13C NMR的观测频率为150.83 MHz，1H-1H COSY实验两维谱宽均为6 648.9 Hz，采样数据点阵t2×t1 = 1 024×256，HSQC实验中13C维谱宽为30 165.9 Hz，1H维谱宽为9 615.4 Hz，采样数据点阵t2×t1 = 1 024×256，HMBC实验中13C维谱宽为36 199.1 Hz，1H维谱宽为9 615.4 Hz，采样数据点阵t2×t1 = 1 024×256．

2 结果与讨论 2.1 UV光谱分析

拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]在水溶液中的最大紫外吸收在267.00 nm处，是由共轭p→p*跃迁产生的吸收带，由于杂环中氮原子的未成键p电子对的p-p共轭作用，使紫外吸收红移．

2.2 FT-IR光谱分析

拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的FT-IR光谱测试采用KBr压片法．在FT-IR光谱中，3 375 cm-1宽峰为缔合羟基O-H伸缩振动吸收峰；3 216 cm-1为酰胺的N-H伸缩振动吸收峰；3 068 cm-1为不饱和烷烃的=C-H伸缩振动吸收峰；2 936 cm-1中强峰为亚甲基C-H的伸缩振动吸收峰；1 667 cm-1为酰胺C=O的伸缩振动吸收峰；1 538 cm-1为酰胺的N-H弯曲振动吸收峰；1 416 cm-1为羧酸的O-H面内弯曲振动吸收峰；1 384 cm-1为不饱和的N=N-N伸缩振动吸收峰；1 200 cm-1为酰胺的C-C-N弯曲振动吸收峰； 1 137 cm-1为C-OH的伸缩振动吸收峰；1 063 cm-1为C-NH2的伸缩振动吸收峰；1 019 cm-1为环状化合物中碳环的呼吸振动峰．具体的FT-IR光谱数据归属见表 1．

表 1 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的FT-IR光谱数据归属 Table 1 FT-IR data assignment of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
Absorption/cm-1 Mode of vibration Group Intensity
3375 ν O-H -OH 强且宽
3216 ν N-H -NH 强
3068 ν =C-H =C-H 中强
2936 νas C-H,νs C-H -CH2 中强
1667 ν C=O C=O（仲酰胺） 强
1538 d N-H NH（仲酰胺） 强
1416 d O-H OH（羧酸） 中等
1384 νs N=N-N -N=N-N 中等
1200 d C-C-N C-C-N 强
1137 ν C-O C-OH 强
1063 ν C-N C-NH2 强
1019 环呼吸振动 环状化合物中碳环 中等
表选项
2.3 NMR数据分析

在1H-1H COSY谱（图 2）中，dH 1.42~1.53与dH 1.60~1.88和dH 3.06~3.09相关，根据文献[1]、积分面积、化学位移和耦合裂分规律，dH 1.42~1.53应归属为H-15，dH 1.60~1.88应归属为H-14，dH 3.06~3.09应归属为H-16．在COSY谱中，dH 4.36~4.38与H-14和H-15相关，被归属为H-1．

图2 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的1H-1H COSY谱 Fig.2 1H-1H COSY spectrum of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项

13C NMR谱（图 3）显示样品含有21个碳原子；DEPT135谱（图 3）显示其中有8个仲碳和4个叔碳，其余均为季碳．在HSQC谱（图 4）中，dC 26.7、30.5、43.0和55.1分别与H-15、H-14、H-16和H-1相关，分别被归属为C-15、C-14、C-16和C-1．

图3 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的DEPT135谱和13C NMR谱 Fig.3 DEPT135 and 13C NMR spectra of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项

图4 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的1H-13C HSQC谱 Fig.4 1H-13C HSQC spectrum of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项

在HMBC谱（图 5和图 6）中，dC 159.3与H-16远程相关，被归属为C-17；d C 176.1与H-1远程相关，被归属为C-2；C-2除与H-1相关外，还与dH 3.61、3.99远程相关，因此dH 3.61、3.99被归属为H-3a、3b．dC 44.3在HSQC谱中与H-3a、3b相关，被归属为C-3．在HMBC谱中，H-3除与C-2远程相关外，还与dC 173.1相关，因此dC 173.1被归属为C-4．

图5 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的1H-13C HMBC谱 Fig.5 1H-13C HMBC spectrum of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项

图6 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的关键HMBC相关 Fig.6 Schematic diagram of the key signal of HMBC correlations for peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
图选项

C-4在HMBC谱中除与H-3相关外，还与d H 4.38~4.40远程相关，因此dH 4.38~4.40被归属为H-5；dC 53.4在HSQC谱与H-5相关，被归属为C-5．dH 2.71和2.92在HMBC中与C-5远程相关，且在HSQC谱对应于同一个碳原子dC 37.1，因此dH 2.71、2.92被归属为H-18a、18b，dC 37.1被归属为C-18．在HMBC谱中，H-18除与C-5相关外，还与dC 175.0、177.4远程相关，而d C 175.0还与dH 4.18、4.65远程相关；dH 4.18、4.65在HSQC谱中对应于同一碳原子dC 37.2．因此dC 175.0被归属为C-6，dC 177.4被归属为C-19，dH 4.18、4.65被归属为H-7a、7b，dC 37.2被归属为C-7．在HMBC谱中，H-7除与C-6远程相关外，还与dC 127.3（叔碳）、148.3（季碳）相关，因此dC 127.3被归属为C-9，dC 148.3被归属为C-8．dH 7.68在HSQC谱中与C-9相关，被归属为H-9．

dH 5.24和5.30在HMBC谱中与C-9远程相关，被归属为H-10a、10b．dC 54.6在HSQC谱中与H-10a，10b相关，被归属为C-10．在HMBC谱中，H-10a，10b除与C-9相关外，还与dC 171.8远程相关，因此dC 171.8被归属为C-11．在HMBC谱中，C-11除与H-10a，10b相关外，还与dH4.45~4.47相关，因此dH 4.45~4.47被归属为H-12．dC 54.3在HSQC谱中与H-12相关，被归属为C-12．dH 2.86在HMBC谱中与C-12相关，被归属为H-20．dC 37.7在HSQC谱与H-20相关，被归属为C-20．在HMBC谱中，H-20除与C-12相关外，还与dC 175.3、176.6相关，而dC 175.3与H-1远程相关，因此dC 175.3被归属为C-13，dC 176.6被归属为C-21．环肽分子中所有的1H和13C NMR归属结果分别列于表 2和表 3．

表 2 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的1H NMR和1H-1H COSY数据 Table 2 1H NMR and1H-1H COSY data of peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
Position dH Multiplicity Proton number 1H-1H COSY
15 1.42~1.53 m 2H H-14,H-16
14 1.60~1.88 m 2H H-1,H-15
18a 2.71 dd,J =7.8 Hz,16.8 Hz 1H H-5,H-18b
18b 2.92 dd,J = 6.6 Hz,16.2Hz 1H H-5,H-18a
20 2.86 dd,J =7.2 Hz,12.6 Hz 2H H-12
16 3.06~3.09 m 2H H-15
3a 3.61 d,J =17.4 Hz 1H H-3b
3b 3.99 d,J =18.0 Hz 1H H-3a
7a 4.18 d,J =15.6 Hz 1H H-7b
7b 4.65 d,J =15.6 Hz 1H H-7a
1 4.36~4.38 m 1H H-14
5 4.38~4.40 m 1H H-18a,H-18b
12 4.45~4.47 m 1H H-20
10a 5.24 d,J =16.8 Hz 1H /
10b 5.30 d,J =16.8 Hz 1H /
9 7.68 s 1H /
表选项

表 3 拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的13C NMR、DEPT、HSQC和HMBC数据 Table 3 13C NMR,DEPT,HSQC and HMBC data for peptidomimetics cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]
Position dC DEPT HSQC HMBC
15 26.7 CH2 H-15 H-1,H-14,H-16
14 30.5 CH2 H-14 H-1,H-15,H-16
18 37.1 CH2 H-18 H-5
7 37.2 CH2 H-7 /
20 37.7 CH2 H-20 H-12
16 43.0 CH2 H-16 H-14,H-15
3 44.3 CH2 H-3 /
5 53.4 CH H-5 H-18a,H-18b
12 54.3 CH H-12 H-20
10 54.6 CH2 H-10 /
1 55.1 CH H-1 H-14,H-15
9 127.3 CH H-9 H-7a,H-7b,H-10a,H-10b
8 148.3 C / H-7a,H-7b,H-9
17 159.3 C / H-16
11 171.8 C / H-10a,H-10b,H-12
4 173.1 C / H-3a,H-3b,H-5
6 175.0 C / H-5,H-7a,H-7b,H-18a,H-18b
13 175.3 C / H-1,H-12,H-20
2 176.1 C / H-1,H-3a,H-3b
21 176.6 C / H-12,H-20
19 177.4 C / H-5,H-18a,H-18b
表选项
3 结论

综上分析，目标化合物拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的1H NMR和13C NMR归属与其结构式一致．拟肽的UV图谱显示出特征官能团，其FFIR光谱中进一步显示出各基团的特征吸收峰．各谱图归属合理，根据以上分析结果确证了拟肽cyclo[-RGD-ψ(triazole)-GD-]的化学结构．

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