1、测定绝对构型的方法NMR谱学方法测定构型构象Mosher 法ORD 法CD 法CD激发态手征性方法X-ray 衍射法NMR核磁共振方法化学位移13C化学位移 取代基的-旁式效应将使-位置的碳原子产生高场位移HH3CHCH3HH3CCH3H:5 ppmHH15.1 ppm23.7 ppmOHHOOCOHOHOHHOOC6a76a76a7异构体135.938.7异构体241.232.5ProstacyclinOOHHOOCOH核磁共振方法偶合常数(邻位偶合）HaHa偶合，aa=180 0,3JHH=812 HzHaHe偶合，aa=60 0,3JHH=15 HzHeHe偶合，ee=60 0,3JHH
2、=04 HzHaHaHeHeOOHaPhHbOOHaHbPhJab0(90 degree)Jab4-9(45 degree)NOE为测NOE，需对样品的1H NMR有准确的指认；NOE的测定有一维和二维图谱；（灵敏度差，有假峰）NOE的具体数值除和研究的分子相关外，也和仪器、实验条件等有关，因而准确性和相互可比性不够好；NOE信息的价值与两个相关的磁核跨越的化学键的数目有关。当两核越是跨越了多根化学键还显示NOE时，这越能排除相当多的（构型、构象）可能性，因而提供较重要的立体化学信息。在应用NOE时，常有某些预定的分子模型，根据NOE的结果可以从中作出明确的抉择。NOENOE最适合应用于刚性分
3、子。在这种情况下，核组之间具有确定的距离。根据NOE可以得到分子的立体化学信息。若样品为柔性分子，相对于核磁共振的时标，这样的分子在溶液中存在着较快的构象互变，NOE测定的是个平均的结果，因而无法得到具体的构象信息。变温实验加入使溶液变稠的物质，使构象转换的速率变低将样品分子进行化学修饰，以便测得NOEOROH2CH5aCH2N+(CH3)3R1H5bH4OR1H5aCH2N+(CH3)3ROH2CH5bH4Mosher法的原理及应用1.前言2.Mosher法的原理3.Mosher法的发展过程4.改进Mosher法的应用5.应用改进Mosher法应注意的问6.Mosher试剂与其它手性试剂的比
4、较7.Mosher试剂的合成Mosher法的原理测定一对醇或胺的酯或酰胺的非对映异构体的NMR数据，可知其NMR谱有着某种不等同性。这些不等同性被广泛地用于定量测定手性醇及胺的对映组成和构型测定。用纯的过量的R-(+)-MTPA-Cl与7.8%-(-)对映体过量(通过旋光计算）的甲基-叔丁基反应，生成R,R和R,S两个非对映的混合物，测定该混合物的NMR谱，可知非对映异构体的NMR信号是不同的。Mosher法的原理将光学纯的R-和S-MTPA分别与已知构型的仲醇(或伯胺)反应，得到两个非对映异构体X和Y(表1)。仲醇(或伯胺)中的另外两个基团分别被指定为L2和L3，将X和Y中L2、L3基团的化
5、学位移分别相减(X-Y），可以看出，对L3来说，X-Y总为正值，而L2的 X-Y总为负值。也就是说，L2、L3总是出现“高场-低场”模式。R-MTPACOOHL2L3NHS-MTPACOOHL2L3NHXYL3L2X-Y (L3)X-Y (L2)EtaMe0.07-0.07n-HexMe0.08-0.08i-PraMe0.08-0.08t-BuMe0.07-0.07CF3Me0.12-0.41PhCF3-b-0.33CH2NMe2Me0.05-0.11COOEtMe-0.09Pht-Bu-b-0.05a在乙基、异丙基中，为末端甲基的化学位移；b化学位移被重叠，无法识别Mosher法的原理Mos
6、her等推测芳基电子云的各向异性作用使得非对映异构体中的L2、L3基团受不同程度的屏蔽作用，因此导致化学位移的差别。Mosher法的发展过程测1H NMR的Mosher法HOCF3L2L3MeOHOCF3L2L3OMedownfield relative toupfield relative toRSABMosher法的发展过程对未知构型的手性仲醇(或伯胺)可以用Mosher法来确定绝对构型将手性醇转化成MTPA酯的两个非对映体。测定这两个非对映体的NMR谱，算出L2、L3的X-Y，与表1中的“高场-低场”模式进行对照，就可以指定未知手性醇的L2、L3的位置。根据Cahn-Ingold-Pre
7、log命名规则，得到该手性醇的构型改进的Mosher法随着超导核磁的出现，H.Kakisawa等改进了Mosher法OHOCF3CCPhOMe-(S)-MTPACCCCHbHcHaHzHyHx(OMe)(Ph)-(R)-MTPAMTPA planeOMTPAH00HxHyHzHcHbHa0改进的 Mosher法尽可能多地归属非对映异构体的质子信号算出这些质子的=S-R值将正的值放在模型的右边，负的值放在模型的左边建立化合物的分子模型，确定所有的正的值都在MTPA平面的右侧，所有的负的值都在MTPA平面的左侧值的绝对值与该质子到MTPA平面的距离成反比值与样品的浓度无关。用C6D6为溶剂时，的分
8、布与现有的方法不符。所以这方法到目前只能用CDCl3和CD3OD为溶剂改进Mosher法的应用HHHHHHHMeOMTPAHHMeMeH0-20+15+65+30+20+10-15-15-10-50-60-155HHAPTMOHMeHMeC8H17HHHHHHHH0000000+55+35+10+5+5-10-10-40-50HHAPTMOHMeMeC8H17HHHHHH000000+55+35+10+5-15-10-40-50H对无羟基化合物的应用HOOHLi/NH2HOHOH1.O32.Me2SHOHOH1.MCPBA2.OH-HOHHHHHHHHHOMTPHA-0.083-0.058+0
9、.111+0.049+0.047+0.047+0.100+0.055HOMPTAHHHHHHHHHH+0.002+0.082+0.064+0.011+0.020+0.014+0.012+0.004-0.131-0.208-0.021-0.020-0.010-0.004-0.012对胺类化合物的应用NHHCO2CH3HNH-MTPA-0.321+0.248+0.019-0.073-0.117-0.404-0.162-0.02-0.032-0.107-0.21+0.060SCO2CH3HNH-MTPA-0.334-0.08-0.084-0.18-0.18-0.012+0.022+0.011+0.1
10、8所有-H的均大于零MTPA部分中的甲氧基的均为正值，而氨基质子的均为负值应用改进Mosher法应注意的问题 由于非对映异构体的化学位移差值通常较小，所以在测定这两个非对映异构体的氢谱时，应注意以下几点：R-和S-MTPA酯或酰胺的浓度要相同在短时间内测定其一维谱两个溶剂峰的化学位移差值应小于0.002ppm不能用C6D6、C5D5N等溶剂Mosher试剂与其它手性试剂的对比MTPA是个较好的手性试剂，因为它很稳定，不易外消旋化但它的S-R的值通常较小，这么小的化学位移差值往往很难决定仲醇的构型OOHHMeOOOHHMeOMeOMeOOOHHMeOOOHHMeOOOHHMeO(R)-1(R)-
11、2(R)-3(R)-4(R)-5Mosher试剂的合成PhCF3ONaCNDME ort-BuOHPhCF3CNONaMe2SO4PhCF3CNOMeH+or H2O2/OH-PhCF3COOHOMePhCH2CH2NH2EtOHR-MTPAR-MTPR-ClSOCl2S-MTPAS-MTPR-ClSOCl2Mosher试剂的合成PhCF3OKCN/H2SO4PhCF3CNONaBacillus coagulansPhCF3AcOCN1.H2SO42.Me2SO4/KOH3.NaOH/H2OPhCF3MeOCOOHPhCF3O+Cl3CCOOSiMe318-Crown-6K2CO3,-CO21
12、500CPhCF3CCl3OSiMe3KOH/MeOH500CR-MTPA and S-MTPA()(R)小结 Mosher 法在天然产物化学和合成化学中起到很重要的作用，特别是最近发展的一些新的手性试剂，使该方法的可信性得以增强。然而对一些处于直立键的羟基，当出现值不规则分布时，要考虑将羟基进行转换。有些化合物的羟基，不管是直立键还是平伏键，其空间障碍均较大，这时就不能用Mosher法了。对于氘代溶剂，目前只能用CDCl3和CD3OD.旋光色谱（ORD)和圆二色谱(CD)的测定原理 手性化合物对组成平面偏振光的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的折射率不同，即nRnL，这种性质称为手性化合物的圆双折
13、射性，由此造成了这两种偏振光在手性化合物溶液中的传播速度的不同，即 vRvL。当测定旋光的仪器接收透过手性化合物溶液的平面偏振光时，由于传播速度不同的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光组合成的平面偏振光，其振动面与原平面偏振光的振动面产生角度的偏转，因而仪器可以记录平面偏振光偏转的角度，即旋光度。旋光光谱(ORD):用仪器记录随波长变化而产生的旋光度的改变。D-线读数通常是多重ORD曲线的总和比旋光：=/lc,：旋转角 l：池长（dm)C:浓度(g/ml)分子旋光：=(m0（分子量）/100分子振幅：A=(1-2)/100,1,2为极限值旋光色谱（ORD)和圆二色谱(CD)的测定原理圆二色谱(CD):
14、随波长变化而产生的手性化合物溶液对左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的吸收系数之差()的变化或化合物生色团吸收波长附近的摩尔椭圆度()的变化。比椭圆度：=/lc,：椭圆角 l：池长（dm)C:浓度(g/ml)分子椭圆度：=(m0（分子量）/100Cotton 效应及其识别 ORD中的Cotton效应：是指ORD谱的平滑曲线当接近所测化合物的最大吸收峰时，出现的异常s型曲线。这种曲线被称为Cotton效应曲线。左旋生色团右旋生色团+-+UV,ORD,CD谱复合Cotton效应ORD和CD的应用原则当一个化合物的结构和相对构型已知，CD谱可以用来决定它的绝对构型；解决结构细节上的非确切性，或解决属于已知绝
15、对构型的系列化合物中的一个化合物的相对构型的确定；作为一种辅助的手段，用来研究一个分子骨架和绝对构型已确定的化合物的较为细致的构象特征；研究溶剂、温度等效应，了解分子在溶液中的行为、电子跃迁的特点。经验规律：饱和环酮（五元、六元环酮）、,-不饱和环酮（五元、六元环），,-不饱和环酮、内酯、共轭双键、带芳香基的化合物等手性化合物。饱和环酮的八区律C=O,n 270 nm310 nm,为50200Cotton效应的正负和谱形是羰基所处不对称环境的反映不对称中心离羰基越近，影响越明显饱和环酮的八区律应用饱和环酮的立体结构与ORD谱及CD谱的关系一直是根据化合物在八区中的哪一区域占据较多或抵消后的净效
16、应来决定，但靠近羰基的卤素取代基及C-X键的类型（或），或其它极性基团占据的区域，对决定Cotton 效应的符号常是至关重要的因素。优势构象为6aOH环戊酮和任何包含一 个环戊酮结构的化合物螺旋型、不对称的信 封型、折叠型环上的C原子所占据 的八区位置的符号 决定分子的 Cotton效 应符号=+2.1环戊酮化合物8的八区投影以及它的母体化合物素馨苦甙单萜化合物的立体化学研究A/B环反式稠和CD激发态手征性方法对裂分的圆二色谱谱线进行研究，其Cotton效应产生的原因是：一个手性分子中含有两个相同的（或波长接近的）生色团，且这两个生色团都具有强的*跃迁，当它们处于相互有关的环境中时，生色团的电
17、子跃迁偶极矩便会产生激发态偶合作用，如这两生色团成不对称排列时，在圆二色谱上生色团紫外波长吸收处就产生裂分的Cotton效应谱。由手性激发态偶合产生的裂分的Cotton效应谱为两部分符号相反的吸收组成，处于波长较长的吸收被规定为第一Cotton效应，处于波长较短的吸收被规定为第二Cotton效应，并规定当第一Cotton效应符号为正，第二Cotton效应符号为负时，整个裂分谱为正的手征性，即从长波向短波方向先峰后谷的谱线为正的手征性；反之为负的手征性。当两个生色团的电子跃迁偶极矩的空间关系构成右手螺旋状时，则为正的手征性，当两个生色团的电子跃迁偶极矩的空间关系构成左手螺旋状时，则为负的手征性。
18、产生激发态手征性CD谱的生色团的要求强的*跃迁吸收带跃迁偶极矩方向上有确切性分子的立体结构也要具有确定性生色团有高的对称性OONHOCN229.5 nm224.6 nm234.2 nm227.6 nm产生激发态手征性CD谱的生色团的要求220.2 nm251.9 nm274.0 nm265 nm241 nm259.4 nm234 nm215 nm217 nmOOCH3OOOOC27H45影响受性激发态偶合作用的因素两生色团的距离 A=K/d2两生色团的夹角两生色团的UV波长之差（随紫外吸收波长的加大，裂分的CD吸收的两部分在CD谱上逐渐拉开距离，使振幅A降低直至变成两个独立的CD吸收。除要求两
19、生色团的吸收波长接近外，还应尽可能离分子中其它的波长远些，以免干扰。对含有3个或3个以上相同发色团的化合物，其激发态CD谱线为每一对发色团手征性之和，也即激发态手征性具有加和性。相邻的两个对位取代的苯甲酸酯二面角与A的关系示意图激发态Cotton效应谱线随两生色团的紫外吸收波长距离加大而变化OOHOH_SOHOHOOHOHX-射线衍射法普通的X射线衍射不能区分对映体。给定的反射幅度取决于原子的散射力和由这些原子散射的子波的相位差。当衍射涉及轻核(C,H,N,O,F等）时，干涉图象仅有核的距离决定，而相位重合则与这些核的空间取向无关，因此从衍射图像可能计算各个核间距离和分子的构成，并推导出在空间
20、的相对位置。对于氢核，只发生衍射而观察不到显著的吸收，这意味着在实验中射线的相位变几乎是相同的。重原子的核在其吸收曲线的一定范围吸收X射线。如果射线波长和重原子的吸收边缘重合，就会产生吸收，并在实验中可观察到衍射和相位滞后。由于这种相位滞后或非常规的散射，干涉图像就不仅取决于原子间的距离，还取决于他们在空间的相对排列，因而可能测定含重原子的绝对构型。X-射线衍射法锆的K线在铷的吸收边缘，铀的L 线在溴的吸收边缘。因此，含铷的分子的绝对构型可用Zr-K作X射线源来测定，含溴的分子的绝对构型可用U-L 作X射线源来测定。对于不含重原子的分子，通过引入另一个已知绝对构型的手性分子，也可以测定绝对构型。
