應(yīng)用核磁共振測(cè)定有機(jī)化合物絕對(duì)構(gòu)型的方法

應(yīng)用核磁共振測(cè)定

有機(jī)化合物絕對(duì)構(gòu)型

應(yīng)用芳環(huán)抗磁屏蔽效應(yīng)測(cè)定

有機(jī)化合物絕對(duì)構(gòu)型的NMR方法應(yīng)用核磁共振方法測(cè)定有機(jī)化合物的絕對(duì)構(gòu)型，主要是測(cè)定R和(或)S手性試劑(chiralderivatizingagent,CDA)與底物反應(yīng)的產(chǎn)物的1H或13CNMR化學(xué)位移數(shù)據(jù)，得到Δδ(s-r)值與模型比較來(lái)推定底物手性中心的絕對(duì)構(gòu)型。在用核磁共振法測(cè)定有機(jī)化合物絕對(duì)構(gòu)型的所有方法中，利用手性試劑芳環(huán)的抗磁屏蔽效應(yīng)是最常用的一種方法。特點(diǎn)所需儀器設(shè)備簡(jiǎn)單易得原理簡(jiǎn)單易懂所需樣品量少、可回收可用于固體及液體樣品1HNMR的Mosher法(MTPA法)該方法是將仲醇分別與(R)和(S)-MTPA

(Methoxytrifluoromethylphenylaceticacid,α-甲氧基三氟甲基苯基乙酸)反應(yīng)形成酯(稱為Mosher酯)，然后比較

(R)和(S)-MTPA酯的1HNMR得到Δδ(Δδ=δS–δR)，在與Mosher酯的構(gòu)型關(guān)系模示圖比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)Δδ的符號(hào)來(lái)判斷仲醇手性碳的絕對(duì)構(gòu)型。RRSS待測(cè)物（OH數(shù)）：MTPA：DCC＝1：4：7（摩爾比）ModelsproposedbytheMoshermodelfor(a,b)theassignmentofconfigurationby

1HNMRand(c,d)theexpectedsignofΔδSR.適用范圍ΔδSR值需足夠大，超過(guò)實(shí)驗(yàn)誤差。在MTPA酯同側(cè)基團(tuán)上的所有氫信號(hào)的ΔδSR值符號(hào)需一致。如果一側(cè)取代基團(tuán)(如L1)上的氫信號(hào)ΔδSR值為負(fù)，那么，另一側(cè)取代基團(tuán)(如L2)的氫信號(hào)ΔδSR值必須為正。兩側(cè)都在手性中心附近應(yīng)有化學(xué)位移相區(qū)別的氫。改進(jìn)的1HNMRMosher法

早期的1HNMRMosher法，僅局限于運(yùn)用β-H的Δδ符號(hào)。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，苯環(huán)的磁各向異性作用不僅僅局限于β位質(zhì)子，可以向更遠(yuǎn)的質(zhì)子延伸；若將(R)和(S)-MTPA酯的各個(gè)質(zhì)子的Δδ計(jì)算出來(lái)，發(fā)現(xiàn)正的Δδ值和負(fù)的Δδ值在化合物手性醇碳兩側(cè)一致地排列。由此總結(jié)出改進(jìn)的Mosher方法。

由于苯環(huán)的抗磁屏蔽作用，(R)-MTPA酯中HA,B,C的NMR信號(hào)比(S)-MTPA酯相應(yīng)的信號(hào)出現(xiàn)在較高（？）場(chǎng)，所以Δδ（s-r)為正值；而HX,Y,Z剛好相反（？），Δδ為負(fù)值。將Δδ值為正的質(zhì)子放在MTPA平面右側(cè)，Δδ(s-r)值為負(fù)的質(zhì)子放在左側(cè)，根據(jù)ModelA判斷該仲醇的絕對(duì)構(gòu)型。

MPA法(Methoxyphenylaceticacid,α-甲氧基苯基乙酸)ModelforconfigurationalcorrelationofMPAesters.MTPAvsMPA應(yīng)用芳環(huán)去屏蔽效應(yīng)測(cè)定絕對(duì)構(gòu)型的NMR方法是以芳環(huán)官能團(tuán)對(duì)底物的取代基產(chǎn)生選擇性的抗磁屏蔽作用為基礎(chǔ)的。因此反應(yīng)產(chǎn)物的主要構(gòu)象，主要構(gòu)象的相對(duì)數(shù)量以及構(gòu)象對(duì)NMR化學(xué)位移的貢獻(xiàn)等知識(shí)對(duì)推定最終結(jié)果都是必要的。在構(gòu)象異構(gòu)體中，若有一種對(duì)NMR有貢獻(xiàn)的構(gòu)象異構(gòu)體的數(shù)量為主，則將可以獲得大的Δδ值，從而得到可靠的構(gòu)型結(jié)果。Riguera等在1996年運(yùn)用半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法AM1(AustinModel1)、動(dòng)態(tài)核磁共振(DNMR)實(shí)驗(yàn)和芳環(huán)屏蔽效應(yīng)計(jì)算法研究MTPA酯和MPA酯的構(gòu)象。MTPA酯存在3種主要構(gòu)象異構(gòu)體，在(R)-MTPA酯中，L1在ap1構(gòu)象中處于苯環(huán)的去屏蔽作用區(qū)域，而在sp1和sp2中不受影響；但在sp1中，L2受到屏蔽作用，在sp2中則受到去屏蔽作用。如sp1和sp2等量存在，可考慮對(duì)L2無(wú)影響。L2在苯環(huán)平面的上下方，正屏蔽效應(yīng)L1和L2在苯環(huán)平面的周圍，負(fù)(去)屏蔽效應(yīng)在(S)-MTPA酯中，L1在sp1構(gòu)象中處于苯環(huán)的屏蔽作用區(qū)域，在sp2中處于苯環(huán)去屏蔽作用區(qū)域,而ap1中不受影響，sp1的數(shù)量較sp2稍多；總體效果是對(duì)L1產(chǎn)生屏蔽作用。Shielding/deshieldingeffectsinthethreemostrepresentativeconformersoftheMTPAesters.因此L1

基團(tuán)的1HNMR信號(hào)在(R)-MTPA酯中比(S)-MTPA酯中僅稍微處于低場(chǎng)，Δδ較小，所以空間位阻作用或?qū)嶒?yàn)因素(如NMR測(cè)試溶劑或濃度)等引起構(gòu)象平衡移動(dòng)，會(huì)較大程度影響Δδ的大小，從而影響絕對(duì)構(gòu)型測(cè)定結(jié)果的可靠性。ConformationalequilibriuminMPAesters.MPA酯只有兩種主要構(gòu)象異構(gòu)體，而且它們的數(shù)量差別比較大(以sp為主)，芳環(huán)的屏蔽作用清楚。因此，MTPA法的應(yīng)用受到以下兩方面的限制：其本身不利的構(gòu)象特征以及存在屏蔽和去屏蔽作用相互抵消的現(xiàn)象。所以仲醇手性中心的絕對(duì)構(gòu)型的確定，MTPA方法沒(méi)有MPA法可靠。sp和ap是什么意思？？？常用的其它AMAAs

(Arylmethoxyaceticacids,芳基甲氧基乙酸)試劑1-NMA(1-萘基-甲氧基乙酸)、2-NMA(2-萘基-甲氧基乙酸)，2-ATMA(2-蒽基-甲氧基乙酸)和9-ATMA(9-蒽基-甲氧基乙酸)等新型AMAAs試劑可使被測(cè)化合物NMR信號(hào)分離的程度增大(即可使Δδ值增大)，并且其各向異性作用的距離較遠(yuǎn)(遠(yuǎn)程)，特別適合于長(zhǎng)鏈化合物中手性中心絕對(duì)構(gòu)型的測(cè)定。Molecularstructuresofthearylmethoxyaceticacids(AMAAs)

應(yīng)用一種手性試劑的NMR法低溫MPA法(a)(R)-MTPA酯的構(gòu)象異構(gòu)體sp和ap的結(jié)構(gòu)(b)在構(gòu)象異構(gòu)體sp和ap中基團(tuán)L1和L2質(zhì)子的化學(xué)位移(c)在室溫(T1)

時(shí),基團(tuán)L1和L2質(zhì)子平均的化學(xué)位移(d)在一個(gè)相對(duì)室溫低的溫度(T2)

時(shí),基團(tuán)L1和L2質(zhì)子平均的化學(xué)位移Partialspectraofthe(R)-MPAesterofdiacetone-D-glucoseat(a)303,(b)223,and(c)193KinCS2/CD2Cl2.DiagramtodeducetheabsoluteconfigurationofanalcoholfromtheexperimentalΔδT1T2signsofeitherits(R)-or(S)-MPAester.Theschemeshowninabovefigureoutlinesthestepsthatshouldbefollowedfortheapplicationofthismethodologyusingeitherthe(R)-or(S)-MPAderivative.FormationofBa2+complexesofthe(R)-MPAesterofachiralsecondaryalcohol.Thepopulationofthespformincreasesbyformationofthemoststablesp-Ba2+complex,sothesignalsforsubstituentL1shifttohigherfield.MPA酯鋇離子絡(luò)合法優(yōu)點(diǎn)只需要一種手性試劑，一半仲醇樣品量。大大簡(jiǎn)化化學(xué)反應(yīng)、分離純化等操作過(guò)程。

波譜學(xué)雜志，2002,19(2):203-223

Chem.Rev.2004,104,17-117NMR和X-衍射等得出該化合物（37）具有以上兩種可能的結(jié)構(gòu)。為最后確定該化合物的絕對(duì)構(gòu)型結(jié)構(gòu)，采用Mosher方法，利用該化合物C-10位的仲醇羥基對(duì)C-10的絕對(duì)構(gòu)型進(jìn)行了測(cè)定。1010(S)-MTPAester(R)-MTPAester1HNMRspectraof(S)-MTPAester(top)and(R)-MTPAester(middle)of37

37(S)-MTPAester(R)-MTPAester98107Enlarged1HNMRspectraof(S)-MTPAester(top)and(R)-MTPAester(middle)of373789710897104a4a4a(R)-MTPAester(S)-MTPAester11β11αEnlarged1HNMRspectraof(S)-MTPAester(top)and(R)-MTPAester(middle)of373711β11β11α11α

Δδvalues[Δδ(inppm)=δS–δR]obtainedfor(S)-and(R)-MTPAester(37aand