半岛综合体育官方APP下载德甲自1975年以来光谱学
瑞士万通广告

绝对构型的确定没有结晶的手性分子振动圆二色性(VCD)

2007年8月1日|文章
发表在半岛综合体育官方APP下载德甲光谱学欧洲/世界bdapp官方下载安卓版卷。
19
问题
4
(
2007年
)
全文PDF
绝对构型的确定没有结晶的手性分子振动圆二色性(VCD)

埃德温·r·Kellenbach一个Rina k Dukorb和劳伦斯·a·也同苏方就达b, c

一个推理法生物科学,邮政信箱5340 bh Oss,荷兰。电子邮件:(电子邮件保护)
bBioTools Inc ., 17546只蜜蜂行号,木星,FL, 33458年,美国
c锡拉丘兹大学化学系,锡拉丘兹,纽约13244 - 4100,美国

介绍

知识的绝对构型不对称手性碳原子的理解是至关重要的酶机制,药物作用和结构关系,以及生物结构的决心。1 - 3例如,蛋白质和DNA的右手α螺旋(左撇子和右撇子B Z)都是基于知识的绝对构型的构建块,分别氨基酸和核酸。知识的绝对构型是至关重要的发现、开发和注册的药物。独立的绝对构型的确定通常通过单晶x射线分析利用反常色散。然而,晶体这种技术所需的合适的质量。此外,水晶最好应该包含一个重原子,如氯或重,反常色散的技术工作。在本文中,我们描述确定绝对构型的技术解决方案。

VCD:它是什么和如何使用?

圆二色性(CD)的区别是在左、右圆偏振光的吸收。4只手性分子显示CD, CD和对映体的大小相等,但相反的迹象。相比visible-UV CD,来自电子转换、VCD起源于振动转换。5 - 10因此,甚至可以研究分子缺乏紫外线发色团,和VCD光谱更丰富比电子CD光谱,光谱特性类似于紫外和红外光谱之间的比较。最近,商业VCD光谱仪已成为可用。同时,发展量子化学软件允许VCD的可靠计算光谱使用密度泛函理论(DFT)。11比较观察和计算的VCD光谱提供的手性分子绝对构型的确定不需要获得的晶体化合物适合单晶x射线分析。这两个发展,VCD仪器和软件,会增加应用程序的VCD的立体化学问题、特别是绝对构型的确定。此外,VCD的绝对构型的确定还收益率密切近似的构象,或构象分布,样品分子在溶液中。

设备

在图1中,VCD光谱仪的原理概述。红外线通过一个线性偏振器生成线性偏振光。这是随后转换为左、右圆偏振光的光弹调制器(PEM)。

图1所示。VCD光谱仪的原理概述。

光线然后通过样品(液体或溶液),然后到检测器。锁定放大器的VCD信号解调PEM调制频率调谐。红外和VCD光谱都是同时获得。

光谱

图2显示了VCD光谱和红外光谱(1)(-)樟脑和(1 r) -(+)樟脑。

许多功能立即脱颖而出:

  • VCD光谱显示正面和负面的山峰;
  • 对映体有VCD光谱相反的迹象但强度相等;
  • 吸光度之间的差异(Δ左和右圆偏振光一个)非常小(103-10年5)。

图2。VCD和红外光谱(1)(-)樟脑和(1 r) -(+)樟脑。

(解决方案)的手性分子光谱VCD。外消旋体和non-chiral分子不给一个信号在VCD。光谱通常CCl四氯化碳(获得的解决方案4)、氘氯仿(CDCl3)、二甲亚砜(DMSO-d6)、水(D2O)或纯液体。溶剂通常是氘的振动吸收带溶剂转移远离这些化合物的研究。大约5 - 10毫克的材料是必需的。测量时间通常是一个几个小时,这取决于浓度,对映体过量。对映体过量没有达到100%,但显然VCD乐队变弱,最终消失的对映体过量趋于零。

绝对构型确定:一个例子

确定绝对构型的分子,下面的步骤进行:

  • 实验VCD光谱测量。
  • 一个对映体的VCD是模拟使用从头开始DFT方法。其他对映体的光谱得到逆转的迹象VCD乐队,或计算的VCD镜像结构(相反的对映体)。
  • 然后与实验谱两个对映体模拟光谱看到了最好的迹象和强度之间的相关性。

VCD被用来确定绝对构型(-)米氮平,抗抑郁药的活性成分Remeron®,12这是一种外消旋体在哪里这两个对映体的生理活性。获得实验VCD和红外光谱(-)对映体在CDCl溶解3浓度为0.10米(4.5毫克/ 170µL溶剂)。IR和VCD测量进行手性红外TMVCD分析器(BioTools, Inc .,木星、FL、美国)8厘米的一项决议1,使用一个配备了BaF IR细胞2windows和拥有一个72µm通路长度。三个街区的VCD光谱收集60分钟。块平均得到最后VCD频谱并适当减去获得实验光谱中包含的噪声的估计。VCD基线是通过一个小从VCD CDCl的频谱校正3溶剂。

获得VCD和红外光谱,计算R对映体首次使用HyperChem(超立方体,Inc .,盖恩斯维尔,佛罗里达州美国)的几何优化和计算振动频率和红外和VCD强度进行了高斯98(美国瓦林福德高斯,Inc ., CT;高斯03现在可用)在DFT级别(B3LYP泛函,我感觉*基础设置)。优化几何图3所示。据计算,与39个原子分子和338年基函数(636原始高斯函数)进行了奔腾IV PC,要求~ 30 h cpu。每一步所需的几何优化~ 1 h cpu和大约1周总电脑时间需要计算几何优化和VCD。计算频率被0.97比例,计算红外和VCD强度转换为Lorenztian乐队5厘米1半宽度视觉比较实验光谱。观察和计算光谱如图4所示。

图3。优化计算几何的R米氮平的对映体。

图4。观察到的红外光谱和VCD光谱的样品(−)相比,米氮平谱的计算R对映体。的跟踪VCD的噪音水平。

比较是基于整体模式的相对大小和相应的VCD乐队的迹象测量和计算谱。在绝对构型的情况下,一旦建立了良好的相关性,一个只需要决定是否都是相同或相反的迹象。绝对的知识配置用于VCD谱计算然后产量所需的任务。在这种情况下,计算出VCD与实验数据的协议。为年代对映体,所有的VCD乐队有相反的迹象(但同样大小)比的计算R对映体。协议的签署和相对强度之间的观察和计算VCD光谱图4中从而明确分配的配置(-)米氮平R同时,标识CDCl构象的解决方案3。这里的绝对构型报道同意独立确定的合成从D -(-)苯基甘氨酸。

对应的质量在一定程度上是由于米氮平的刚性结构,导致一个在溶液中构象异构体的存在。这大大简化了VCD频谱的计算。灵活的分子,计算更复杂,因为所有矫形器的VCD明显导致了玻耳兹曼需要平衡分布计算和添加比例。这涉及到计算这些矫形器的能量相对于彼此,有时需要将溶剂分子和/或国际米兰——和分子内相互作用分子的研究。另一方面,这给了我们一个独特的机会来实验验证计算矫形器及其人口的比较观察和计算VCD。做出更客观的比较可以使用计算相似性度量。13核磁共振(NMR)相比,该收益率加权平均的快速分子运动,VCD检测每个物种存在的线性叠加所有矫形器。

结论

VCD的决心是一个很好的技术的绝对构型和构象中小分子在溶液中。计算机计算速度的增加将导致该技术的延伸到更大的和更灵活的分子和VCD光谱将允许更有效的计算。

引用

  1. c·麦克马纳斯的右手,左手。凤凰出版社,凤凰(2003)。
  2. m·加德纳新宇宙Ambidextrous:对称和不对称镜子反射超弦。多佛出版物,米尼奥拉(2005)。
  3. j .雅克拉儿子双分子等。Hachette图书集团,纽约(1992)。
  4. p .克拉布在有机化学光学旋转色散和圆二色性。旧金山Holden-Day (1965)。
  5. 洛杉矶也同苏方就达”、红外和拉曼振动旋光性:理论和实验方面”,安。启。化学。48岁的357 - 386 (1997)。https://doi.org/10.1146/annurev.physchem.48.1.357
  6. 洛杉矶也同苏方就达和结核病弗里德曼振动圆二色性:一个尖锐的工具为立体化学的应用程序”,对映体3,283 - 297 (1998)。
  7. 上面Dukor和洛杉矶,也同苏方就达尔“振动药物分子的旋光性”分析化学的百科全书,艾德,迈耶斯。约翰威利& Sons,奇切斯特,第676 - 662页(2000)。https://doi.org/10.1002/9780470027318.a0215
  8. P.J. Stephens和F.J. Devlin”测定手性分子的结构从头开始振动圆二色性光谱”,半岛综合体育官方APP下载德甲手性12 (4),172 - 179 (2000)。https://doi.org/10.1002/ (SICI) 1520 - 636 x (2000) 12:4 < 172:: AID-CHIR3 > 3.0.CO; 2 - 6
  9. 肺结核,弗里德曼,曹x,上面Dukor和洛杉矶,也同苏方就达尔”绝对构型确定手性分子在溶液状态使用振动圆二色性”,手性15 (9),743 - 758 (2003)。https://doi.org/10.1002/chir.10287
  10. t . Kuppens p Bultinck和w . Langenaeker绝对构型的确定通过振动圆二色性”,今天药物发现:技术1 (3),269 - 275 (2004)。https://doi.org/10.1016/j.ddtec.2004.11.004
  11. j . r . Cheeseman M.J.弗里希,F.J. Devlin和P.J.史蒂芬斯”从头开始原子轴向张量的计算和振动旋转力量使用密度泛函理论”,化学。理论物理。列托人。252 (3、4),211 - 220 (1996)。
  12. 肺结核,弗里德曼,上面Dukor, P.J.C.范霍夫,雌激素受体Kellenbach和洛杉矶,也同苏方就达尔”(-)的绝对构型的确定米氮平振动圆二色性”,Helvetica詹。学报85 (4),1160 - 1165 (2002)。1160年https://doi.org/10.1002/1522 - 2675 (200204) 85:4 <:: AID-HLCA1160 > 3.0.CO; 2 t
  13. t . Kuppens k . Vandyck j . Van der Eycken w . Herrebout B.J. Van der Veken和p . Bultinck绝对构型的确定三个作为-Hydrindacene化合物振动圆二色性”,j . Org。化学。70 (23),9103 - 9114 (2005)。https://doi.org/10.1021/jo050666h
本文率
没有票
技术:
偏振测定
圆二色性

Baidu
map