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Journal of Natural Products Vol. 48, No. I , pp. 120-123, Jan-Feb 1985
RMN DU CARBONE 13 DES ALCALOIDES DU TYPE BORRERINE-BORREVERINE-ISOBORREVERINE F. TILLEQUIN, M.KOCH Dipartement de Pbarmacognosie de I’Uiniwsiti Rmi Descartes E.R.A. au C . N . R . S . ff950, Faculti a h Sciences Pbannaceutiquer et Biologiques, 4 avenue de I’Obsmatoire F . 75270 Paris Cedex 06, France et A. RABARON
Labratoire de R .M .N . , U .E . R . de Cbimie Tbirapeutique Fasulti de Pba-ie, Rue J . B . C l i m t F . 92290 Cbatmay Malabry, France
La borrevkrine (1)est un alcaloi’de indoloisoprknique initialement isole de Boweria verticillata (L) Mey (RubiacCes) ( l ) ,de mCme que la borreverine (3), alcaloi‘de de bis-indolique resultant de la dimerisation du precedent (2, 3). De Flindersiafiurnieri Panch. et Seb. ont &e isoles, en plus des deux alcaloi’des precedents, l’isoborrkrine (2) (4), l’isoborreverine (4)(5), qui peut resulter de la dimerisation de la borrerine (1)ou de la transposition de la borrkvtrine (3) (3), ainsi que plusieurs derives de la borrevkine (3) et de I’isoborrCvCrine (4): derives N-mCthylCs (6) et derives d’hydratation tel I’hydroxy- 15’ dihydro- 14’, 15’isoborrCvCrine (5) (7). L’un de ces derives, la N4-mCthyl borrkvkrine a egalement &e isole ulterieurement d’Hedyotis auricularia (RubiacCes) sous le nom d’auricularine (8). La biogenese tres simple de ces alcaloi’des bis-indoliques de structure complexe (3) laisse prhoir une assez large repartition botanique et leur dkcouverte ulterieure dans d’autres sources vegetales. Par ailleurs, la synthese totale de ces alcaloi’desa kt6 recemment achevke par la synthese de la borrerine (1):celle-ci a tout d’abord kt6 obtenue par isomerisation de l’isoborrerine (2) ( 9 ) ,elle-mCme anterieurement synthCtisCe (4). Une synthese directe de la borrkrine (1)par mise en oeuvre de la reaction de Pictet Spengler en milieu aprotique a I’aide de chloroformiates vient d’Ctre dCcrite ( 10). Ces diffirentes raisons nous incitent a publier les donnCes de rmn du carbone 13 des alcaloi’des “tCtes de serie”, critere
utile pour l’identification des alcaloi’des de ce groupe. RESULTATS ET DISCUSSION Les spectres de rmn du 13C de la borrerine (l),de la borrhkrine (3), de l’isoborrevkrine (4),et de I’hydroxy- 15’ dihydro- 14’, 15’ isoborrevkrine (5) ont CtC enregistrks en solution dans CDCI,. Les spectres ont et6 obtenus au moyen des techniques habituelles (analyse par transformee de Fourier, decouplage par bruit et decouplage partiel a large bande) qui permettent de dkterminer d’une part, les dkplacements chimiques et, d’autre part, la multiplicite des signaux des differents atomes de carbone. Le spectre de la borririne (1)monomere, le plus simple, a tout d’abord CtC CtudiC afin de faciliter ensuite l’interpretation des spectres des alcaloi’des dimeres. Les attributions des differents signaux (tableau 1) ont C t i effectuCes en fonction de leur multiplicite, de la thkorie du deplacement chimique ( 11) et par comparaison avec differents modeles en sCrie tryptamine et tetrahydro- P-carboline(l2, 13, 14). Le C(,*,, dont le signal est attendu vers 124-125 ppm (15), rksonne a 124,4 ppm. L’attribution des signaux des carbones C,,, et C(,,, peut Ctre prCcisCe sans ambiguite: le C(,,,possCdant le temps de relaxation T, le plus court se voit attribuer le signal de la plus grande amplitude, a 137,3, ppm. L’attriubtion des signaux des carbones quaternaires et tertiaires de la borrevkrine (3) n’appelle pas de commen-
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Tillequin etal. :
RMN du 13Cde Alcaloi’des
12 1
“Y6 17
2
1
CH,
tr
3
4
taire particulier. Cinq triplets caractkrisent les cinq methylenes en 5 , 6, 5‘, 6‘ et 16’. Les C,,, et C,,,,, en a d’un atome d’azote, sont attendus a plus de 50 ppm. Le C,,, subissant une contrainte stkrique, doit rksonner a champ plus faible, ce qui conduit a lui attribuer le signal a 54,9 ppm et celui a 5 3 , l pprn au C,. Le c(16’)subit trois effets p et apparait donc a 47,9 ppm. Le c(6’), en a d’un carbone quaternaire, resonne a 39,3 ppm et le C, a 24,9 ppm. Cinq quadruplets sont attribuables aux carbones 16, 17, 18, 17’et 18’.LeC(,,,rksonnea 36,3 pprn (36,l ppm pour le CH, de la N- o-mkthyltryptamine (13)) et le C(,g)
5 a 34,7 ppm. Les signaux des deux
mkthyles geminks 16 et 17 apparaissent a 23,5 pprn (axial) et 28,5 ppm (equatorial). Le C(l,,, resonne a 20,7 ppm. En ce
qui concerne les carbones aromatiques et olkfiniques, le singulet le plus grand, a 138,1 ppm est attribuk au C(15,)dont le temps de relaxation T, est le plus court. Le signal i 151,6 ppm est attribuk au C,13r),attendu entre 150 et 152 pm en serie dihydroindole (15). Les autres signa- sont attribues par comparaison avec les deplacements chimiques observes pour la N-o-methyltryptamine (13) et la borrCrine(1). Cependant, compte tenu des deplacements chimiques
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de la Borreverine TABLE1. Donnees de rmn du I3C de la Borrerine (l), (3),de 1’1soborri.tine(4),et 1’Hydroxy-15’dihydro-14’, 15’ isoborrGerine ( 5 en Solution dans CDCI, (20 MHz. 6 TMS=O)
3
4
5
134,5 59,9 53,1 21,5 107,9 127,5 118.1 119,2 121,3 110,7 1361 124,4 137,3 18,5
133,9 47,e 53,1 24,9 110,3 128,l 118,l 118,4 120,9 110,3 134,8 53,6 32,5 23,5(ax)
133,9 55,4 52,9” 25,2b 111,7 129,3 119,l 119,5 121,l 110.25 1344 59,5 32,7 28,l(ax)
26,l 43,2
28,5(eq) 36,3 93,4
29,l(eq) 35,9‘ 143,6 38,1 53,2” 25,Sb 103,3 133,5 119,5 119,9 122,8 112,l 137,6 120,4 133,6
132,3 54.3 52,l 24,l 111,2 127,9 117,7 118,9 121,l 109,4 132,9 52,l 32,5 29,l(ax) 29,4 30,8(eq) 35,l 143,3 52,9 52,9 24,l 100,9 13 1,4 117,9 119,4 122,4 111,9 136,l 51,1a 66,2 71.3 5 l,Oa 33,5 34,5 35,6
C
1
2 3
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2‘
3’ 5‘ 6’ 7’
47,4“
9’ 10’ 11’ 12‘ 13‘ 14’ 15’
54,9 39,3 69,7 131,9 118,4 118,7 128,l 109.5 151,6 126,2 138,l
16‘ 17’
47,9 20,7
41,5 24,l
18’
34,7
36,lC
8’
a,
b,
‘Xes attributions peuvent itre inversees sur une mime colonne
t r b proches des signaux observes entre 118 et 121 ppm, diverses inversions d’attributions peuvent Stre envisagees dans cette zone. Sur le spectre de I’isoborredrine ( 4 ) , trois doublets correspondent aux carbones 3, 14 et 3’. Le signal a 3 8 , l ppm est attribue au C,,,, situ6 en a de deux carbones olefiniques et d’un carbone tertiaire. Le C,,,, situ6 en a d’un atome d’azote, d’un carbone olefinique et d’un carbone tertiaire resonne a 5 5,4 ppm tandis que le C(14)situe en a de deux carbones tertiaires et d’un carbone quaternaire, resonne a 59,5 ppm. Ces deux
dernieres attributions sont confirrnies par l’examen des constantes de couplage rbiduelles sur le spectre en decouplage partiel. Les attributions des autres signaux ont et6 effectuees par cornparaison avec les signaux correspondants sur les spectres de la borreverine (3)et de divers modeles en serie tryptamine et tetrahydro-P-carboline (12, 13). L’attribution du signal de C(14-),a 120,4 ppm, se deduit sans ambiguite de la comparaison entre les spectres des composes 4 et 5 . I1 est remarquable de constater le deplacement chimique de C,,,, i champ tres faible (143,6 ppm), vra-
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isemblablement en raison d’une forte contrainte stkrique. Au demeurant, un certain nombre d’inversions d’attributions, en particulier entre signaw des carbones aromatiques homologues des deux parties “tryptamine”de la molecule restent possibles. Le spectre de I’hydroxy-15’ dihydro14’, 15’ isoborreverine ( 5 ) a ete analyse par comparaison avec celui de l’isoborreveine (4).Le dedoublement des sign a w attribues aux C(16)(axial), C ( 1 5 pet) C(l,,) reflete vraisemblablement un kquilibre conformationnel de 5 en solution a la tempkrature ambiante et peut etre rapproche du dedoublement du signal de CH, (17’)observe en rmn du proton (7). PARTIE EXPERIMENTALE Les alcaloides dont les spectres sont decrits dans la presente publication, ont tom et6 isoles des tiges feuill6es de F . fournieri (16) et la purete de chacun d’ew verifik par C.C.M. a l’aide de plusieurs supports et systernes de solvants. Les spectres de rrnn du carbone 13 ont et6 enregistrts a 20 MHz a I’aide d’un appareil VARIAN CFT 20, en solution dans CM31, et en presence de TMS cornrne etalon interne, dans les conditions suivantes: largeur d’enregistrernent; 4000 Hz, soit 200 pprn; angle de nutation, 45”; temps d’echantillonnage, 1,023 sec; periode d’khantillonnage, 0,5 sec; puissance d’irradiation proton, 4500 Hz; dkouplage large bande, 1000 Hz; dkouplage hors resonance a -8 pprn au dela du TMS. REMERCIEMENTS Nous exprirnons nos rernerciernents au Docteur N . Kunesch (Faculte de Pharrnacie-F. 92290 Chatenay-Malabry) pour de fructueuses discussions ainsi qu’au Docteur E. Yarnanaka (Faculty of Pharmaceutical Sciences, Chiba University, Japon) pour la communication de rkultats non publies.
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Receiwd 28 March 1984
