手性分子的核磁共振研究

1、Seminar 2008年5月27日学生：邱学生：邱 石石生物体系生物体系绝对构绝对构型型(a.c.)对映体对映体过量过量%ee.振动圆二振动圆二色色/拉曼光拉曼光学活性学活性核磁共振核磁共振重原子效应重原子效应最可靠最可靠需大尺度单晶需大尺度单晶手性光学方法手性光学方法从头计算从头计算光学纯光学纯对映体纯对映体纯手性分离手性分离定量定量手性固定相手性固定相抗磁各向异性抗磁各向异性与与HPLC结合结合天然活性位天然活性位拆分拆分1959年，年，Cram和和Mateos 在研究长链醇的物理性质在研究长链醇的物理性质中首次注意到非对映异构体质子中首次注意到非对映异构体质子NMR化学位移差别化学位移

2、差别Cram(1987年Noble化学奖)CDA手性衍生化试剂手性衍生化试剂(CDA)由由Raban和和Mislow于于1965年首年首次报道次报道,并提及手性溶并提及手性溶剂作用剂作用CSA手性溶剂化试剂手性溶剂化试剂(CSA)由由Pirkle于于1966年首次报道年首次报道手性镧系位移试剂手性镧系位移试剂(LSR)由由Whitesides 和和 Lewis 于于1970年年首次报道首次报道LSR将手性底物转换成两个不同物种将手性底物转换成两个不同物种( (非对映异构体或构象体非对映异构体或构象体) )，从而可以区分从而可以区分:化学位移的差别化学位移的差别,符号提供构型信息符号提供构型信息

3、辅助试剂特征辅助试剂特征功能基团功能基团Z提供与底物提供与底物共价结合位共价结合位点点基团基团Y产生产生空间取向空间取向各向异性各向异性极性极性/大体积大体积基团基团R1固定固定特定构象特定构象构象分析构象分析检测检测Beta手性伯醇手性伯醇(某一取代基不含氢某一取代基不含氢)R.Riguera Chem. Commun., 2007, 14561458应用于手性醇，胺，羧酸，亚砜，多羟基化物等应用于手性醇，胺，羧酸，亚砜，多羟基化物等HPLC-NMRHPLC-NMR“Mix and Shake”方法方法CDA 可以认为是可以认为是P=0的的CSA相对相对CDA小，但小，但CSA不需要完全对映

4、体纯，主要用于测量不需要完全对映体纯，主要用于测量%ee供体供体-受体体系受体体系Tetrahedron: Asymmetry 15 (2004) 16151621主主-客体系客体系Eur. J. Org. Chem. 2008, 18551863CHIRALITY 20:370378 (2008）液晶试剂液晶试剂(PBLG 和和PCBLL) 2D NMRP. Lesot Chem. Eur. J. 2007, 13, 3772 3786P. Lesot Journal of Magnetic Resonance 187 (2007) 205215J. Courtieu Angew. Chem

5、. Int. Ed. 1999, 38, No. 16可水溶性镧系试剂可水溶性镧系试剂OMTPA加入加入Eu(fod)319F NMREu(hfc)3作为手性位移试剂作为手性位移试剂 34%自然丰度，谱线宽，自然丰度，谱线宽，低温测量低温测量a.c.和和%ee1H31P13C77Se19F195Pt较多样品量较多样品量,适用于取代基适用于取代基无质子样品，无质子样品，应用于应用于a.c.和和%ee最广泛用于最广泛用于a.c.和和ee的测定的测定信号区分容易，信号区分容易，应用于应用于%ee测定测定100%自然丰度，自然丰度，应用于应用于%ee测定测定灵敏度高于灵敏度高于13C，自然丰度高，自然

6、丰度高，位移范围宽位移范围宽(3400ppm),应用于应用于%ee测定测定 N Harada, chirality 2008, 20:691723T J. Wenzel, chirality 2003, 15:256270R Riguera, Chem. Rev. 2004, 104:17117F J. Hollis, A Dissertation of 1994S.P. Babailov, Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 2008, 52 :121G. U.Barretta, Current Pharmaceutical

7、 Design, 2006, 12:4023-4045R.Riguera, Chem. Commun., 2007, 14561458A. Virgili, Tetrahedron: Asymmetry 2004,15:16151621G.U.Barretta, Eur. J. Org. Chem. 2008, 18551863T J. Wenzel, chirality 2008, 20:370378P. Lesot, Chem Eur. J. 2007, 13:3772 3786P. Lesot, Journal of Magnetic Resonance 2007, 187:205215

8、J. Courtieu, Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38:2391-23931.Methoxytrifluoromethylphenylacetic Acid (MTPA):Moshers ReagentOrder of stability0.400.63 kcal/molin the 9-AMA esters, the sp/ap ratio is atroom-temperature already shifted toward the sp andthere is little place for further displacementComplexation of MPA Esters with Barium(II)Mg2+ ion, which is well-known for its su