7.测定绝对构型
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手性化合物绝对构型的确定方法手性(chirality)是三维物体的基本属性,三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一致,但在三维空间中不能完全重叠的性质,正如人的左右手之间的关系。
具有手性的化合物即称为手性化合物,手性化合物除了通常所说的含手性中心的化合物外,还包括含有手性轴、手性平面、手性螺旋等因素的化合物。
一般来说,如果分子既无对称面也无对称中心,分子就具有手性。
手性分子绝对构型的确定是一个极其重要且长期存在的问题。
目前确定手性分子绝对构型的方法主要有四类:(1) 有机化学法;(2) 核磁共振法;(3) X射线衍射法;(4) 光谱法,如旋光光谱法、圆二色谱、振动圆二色谱等。
1. 有机化学法有机合成是最早的确定分子手性的方法,主要为化学相关法。
即将目标分子反合成分析,从初始已知手性的化合物开始,通过手性控制的有机化学反应,将其转化为目标化合物的方法,然后从他们旋光符号或者相应的气相色谱、液相色谱推导出其绝对构型。
很多富有挑战性的复杂手性化合物的合成如今已被有机化学家们所攻克,然而有机合成始终是一项繁琐而辛苦的选择。
2. 核磁共振法(NMR)NMR 技术是获的化合物结构的首选方法,其耦合常数和NOE谱图是获取化合物相对构型的重要手段,适用于刚性结构非对映体的构型确认。
但是对于光学(对映)异构体而言,一般情况下其NMR谱的信号是相同的,即应用NMR 谱无法直接将其区分,也不能确定其绝对构型。
近年来发展了一些间接方法,借助NMR法,通过手性样品的衍生物来测定对映异构体的绝对构型。
在应用NMR法测定手性化合物绝对构型的方法中,以Mosher 法最为常用。
即通过将样品衍生化为非对映异构体或类似于非对映体,测定样品分子与手性试剂反应后产物的1H-NMR 或13C-NMR 位移数据,得到其化学位移的差值并与模型比较,最后推定底物分子手性中心的绝对构型。
例如,Mosher法是将待测样品的手性仲醇基(或仲胺基)与(R)或(S)-α-甲氧基-α-三氟甲基-α-苯基乙酸(亦称Mosher 酸,缩写MTPA,见图1)反应生成相应的酯或酰胺,然后测定该酯或酰胺的核磁共振氢谱。