Методы определения конфигурации энантиомеров

Для определения конфигурации геометрических изомеров в ряду олефинов существуют четыре метода. Их можно сравнить с методами определения конфигурации энантиомеров (гл. 5) и особенно с методами, которые применяют для определения конфигурации геометрических изомеров в циклических соединениях (разд. 7-16). В настоящем разделе мы остановимся на двух из них, а именно на определении конфигурации, исходя из образования или раскрытия цикла, и на химической корреляции. Два других метода, основанные на физи- [c.311]

ЯМР-спектроскопические методы. В последнее время существенно разработан метод определения отношения энантиомеров с помощью ЯМР-спектроскопии, что позволило по мере накопления данных определить конфигурацию и отношение энантиомеров для большего числа соединений. Теперь ЯМР-спектроско-пия — один из наиболее удобных методов определения конфигурации и отношения энантиомеров. Так как из ЯМР-спектра хиральность непосредственно не определяется, то отношение энантиомеров Зо и определяется после превращения образца в диастереомерные состояния, 5п—Ко и т.д. при действии оптически активного реагента или растворителя Н. Так как соединения в диастереомерном состоянии обладают неодинаковыми свободными энергиями образования, то они имеют и разные физические свойства. Тогда ядерные сдвиги будут различны и эти различия проявляются в ЯМР-спектре. [c.278]

Хроматографические методы разделения энантиомеров применяются прежде всего при определении конфигурации аминокислот, для исследования рацемизации и для препаративного выделения небольших количеств энантиомеров. Некоторые аминокислоты могут быть разделены на оптические [c.62]

Шестнадцать возможных конфигураций (4- -глюкозы составляют 8 пар энантиомеров. Поскольку в то вр мя не существовало методов определения абсолютной конфигурации, то Фишер понимал, что в лучшем случае он может выяснить, что (-Ь)-глюкоза имеет одну из двух возможных энантиомерных конфигураций, но не сможет приписать ей правильную абсолютную конфигурацию. [c.942]

В последнее время основное внимание уделяли использованию асимметрических реакций для определения абсолютной конфигурации органических соединений. Реакции рацемических соединений (в основном, кислот с асимметрическим углеродом в а-положении к карбоксильной группе) с оптически активными спиртами или аминосоединениями, в которых гидроксильная или аминогруппа присоединена к асимметрическому углероду, дают в неравных количествах два возможных диастереомерных эфира или амида. Если известна конформация переходного состояния или интермедиата, образующегося в ходе реакции, приводящей к преимущественному образованию одного диастереомера, то можно приписать абсолютную конфигурацию спирту или амино-соединению, исходя из знака вращения выделенной оптически активной кислоты. Оро описал метод определения абсолютной конфигурации спиртов. Он основан на их преимущественной этерификации одним из энантиомеров а-фенил масляной кислоты,, используемой в реакции в форме рацемического ангидрида. При использовании спиртов с абсолютной конфигурацией, выраженной пространственной формулой (X), не вступающая в реакцию оптически, активная а-фенилмасляная кислота имеет абсолютную конфигурацию (XI) [c.176]

Прежде всего полезно напомнить о необходимости четко различать два понятия. Одно дело — обозначение конфигурации это чисто условная вещь условились обозначать правовращающую винную кислоту символом О — так и поступаем, а могли бы условиться обозначать и символом L (что, кстати говоря, иногда и предлагают). Все сводится к условности, никакого более глубокого смысла в обозначениях нет. Другое дело — определение конфигурации это экспериментальная работа, выполняемая химическими и физическими методами с целью установить, какая из двух зеркальных пространственных моделей отвечает правовращающему энантиомеру, а какая — левовращающему. Здесь уже никакой условности нет определение конфигурации должно быть строгим, однозначным доказательством того, что изучаемый стереоизомер устроен в пространстве именно так, а не иначе. [c.28]

В общем курсе кристаллохимии рассматриваются методы исследования структуры кристаллов — рентгеноструктурный анализ, нейтронография и, частично, электронография. Однако не дается изложение специального метода рентгеноструктурного анализа, который используется для определения абсолютной конфигурации молекул. Такая задача возникает при изучении оптически активных веществ. В гл. VIH, IX и X представлены оптические методы исследования оптически активных веществ. Особенность этих методов состоит в том, что легко определить с их помощью различие в абсолютной конфигурации молекул, но нет возможности прямого отнесения экспериментальных данных по ДОВ или КД к определенному энантиомеру. Именно эту проблему и решает метод аномального рассеяния рентгеновских лучей. [c.216]

Несмотря на широкое использование символов в и ь для обозначения абсолютной конфигурации, этот метод не лишен недостатков. Определение принадлежности того или иного энантиомера к о- или ь-ряду может зависеть от того, к какому соединению его относят. Известны случаи, когда энантиомер можно путем пяти или шести стадий связать с известным соединением о-ряда, а другим путем, также из пяти или шести стадий, этот энантиомер можно связать с ь-энантиомером того же соединения. В таких случаях приходится делать произвольное отнесение к о- или ь-ряду. Из-за отмеченного недостатка, а также из-за некоторых других в настоящее время система оь-обозна-чений используется редко исключение составляют такие соединения, как углеводы и аминокислоты. [c.146]

Разделение энантиомеров аминокислот представляет важную задачу, поскольку это — единственный способ определить их содержание с высокой точностью при низкой концентрации. Необходимость в подобных определениях возникает довольно часто, и некоторые особые примеры такого рода будут рассмотрены в разд. 8.2 и 8.3. В общем же эти методы предназначены для определения энантиомерной чистоты и конфигурации (наиболее обычные проблемы при выяснении структуры природных продуктов). [c.177]

Направление и ве.личина вращения плоскости поляризации — это такая физическая константа соединения, которая не находится в каком-либо простом соотношении с конфигурацией этого соединения. Приписать знак вращения трехмерной формуле определенного энантиомера — трудная экспериментальная задача, ибо для этого необходим метод, позволяющий отличить его конфигурацию от конфигурации зеркального изображения. Нз существует чисто химических методов для установления абсолютной конфигурации оптически активных молекул. Тем не менее оптически активные соединения можно химическим путем превращать в другие без нарушения конфигурации асимметрических центров. В результате получены ряды соединений, конфигурации которых известны в отношении друг к другу. Химические способы пригодны также для установления относительной конфигурации двух или более асимметрических атомов углерода, входящих в состав одной молекулы. Если известна абсолютная конфигурация хотя бы единственного соединения в ряду веществ с известными относительными конфигурациями, то абсолютная конфигурация становится доказанной и для каждого вещества данного ряда. [c.147]

Разделение энантиомерных комплексов металлов на хиральных сорбентах можно рассматривать как метод менее растворимых диастереомеров . По-видимому, между адсорбционной способностью отдельных энантиомеров (диастереомеров) и их конфигурацией имеется определенная связь. Например, энантиомеры (диастереомеры) с меньшей адсорбционной способностью будут иметь сходную конфигурацию. Однако это должно быть справедливо только для сорбентов или комплексов с одинаковыми адсорбционными характеристиками. Следует также учитывать зависимость порядка элюирования изомеров от типа элюента [108] и сорбента [105], а также от конфигурации лиганда [117]. [c.340]

Таким образом, последние годы ознаменовались бурным развитием газохроматографического разделения энантиомеров на различных оптически активных стационарных фазах. Быстрота анализа, высокая чувствительность и надежность результатов позволили применить эти методы для определения степени оптической чистоты диссимметрических соединений и расчета констант скоростей их рацемизации [111], для изучения процессов рацемизации в твердофазном пептидном синтезе [112], для определения абсолютной конфигурации производных аминокислот в соответствии с их хроматографическим поведением [ИЗ]. [c.65]

Двайер и сотрудники нашли, что /-изомеры трис-комплексов никеля(П), рутения(П) и осмия(П) с 1,10-фенантролином при введении их в брюшину мыши [7] или при действии на препараты прямого мускула живота или иннервированного мускула диафрагмы крысы [9] вызывают более сильную реакцию по сравнению с их энантиомерами. Это дает основание предположить для них одинаковую конфигурацию. Подобные исследования с изолированными биологическими препаратами могли бы дать мощный метод определения конфигураций, поскольку стереоспецифические эффекты хорошо известны для целого ряда систем. [c.398]

Активный реагент. Пару энантиомеров можно разделить с помощью активного реагента, скорость реакции которого с одним энантиомером больше, чем с другим. Такая реакция служит методом разделения на оптические изомеры. Если абсолютная конфигурация реагента известна, конфигурацию энантиомера часто можно установить, зная механизм реакции и определив, какой из диастереомеров образуется в большем количестве [66]. С помощью активного реагента можно провести реакцию, в ходе которой новый хиральный центр создается в неактивной молекуле, однако при этом селективность редко достигает 100 %. Примером служит восстановление изопропилфенилкетона реактивом Гриньяра, полученным из ( + )-1-хлоро-2-фенилбутана [67]. В результате реакции образуется изопропилфенилкарбинол, состоящий на 91 7о, из ( + )-изомера и на 9% из (—)-нзомера. (Еще один пример рассмотрен в т. 3, реакция 15-13.) Реакцию, в которой неактивный субстрат селективно превращается в один из двух энантиомеров, называют энантиоселективной. Под это определение подпадают рассмотренные реакции, а также реакции, описанные ниже в пп. 3 и 4. [c.157]

Правила Фишера связывают конфигурацию асимметрического центра со стандартом, в качестве которого Фншер выбрал (-f)-глицериновый альдегид . Этому энантиомеру он произвольно приписал указанную пиже конфигурацию, которую обозначил D. Левовращающему изомеру глидерииового альдегида приписали зеркальную конфигурацию, которую обозначили L. Последующее определение конфигурации иат-рийрубидийтартрата методом рентгеноструктурного анализа показало, что конфигурации, произвольно приписанные (-f)- и (—)-глицериновому альдегиду, являются правильными. [c.45]

КВАЗИРАЦЕМАТЫ, молекулярные соед., образуемые энантиомерами разных, но близких по хим. природе в-в. К. используют для определения конфигурации молекул (метод квазирацематов). Этот метод основан на том, что для К., как и для истинных рацематов, диаграммы зависимости т-ры плавления от состава имеют резкий максимум в точке эквивалентности. Поэтому по характеру диаграммы смеси двух в-в можно определить, являются ли они энантиомерами или нет, и, если конфигурация молекул одного из в-в известна, установить конфигурацию молекул второго. Об образовании К. можно судить также по ИК спектрам и рентгенограммам, к-рые, как и у истинных рацематов, отличны от спектров н рентгенограмм простых смесей двух в-в. Примеры соед., образующих К. (-Ь)-миндальная и (—)-гексагидроминдальная к-ты, (-Ь )-хлорянтарная и (—)-бромянтарная к-ты. [c.251]

Образование молекулярных соед. возможно также при смешении энантиомерных форм родственных соед., напр. (-1-)-хлорянтарной и (— )-бромянтарной к-т. Подобные рацемич. соед. иаз. квазирацематами. Их диаграммы плавления сходны с диаграммами истинных Р., но обе половины кривой состояния уже не симметричны и максимум может и не соответствовать энантиомерному составу 1 1. Образование квазирацематов используют для определения конфигурации молекул (метод квазирацематов). Метод заключается в том, что по характеру диаграммы плавления смеси двух в-в определяют, являются ли они энантиомерами или нет, и, если конфигурация молекул одного из в-в известна, устанавливают конфигурацию молекул вторюго. Об образовании квазирацематов можно судить тагже по ИК спектрам и рентгенограммам, к-рые, как и у истинных Р., отличны от спектров и рентгенограмм простых смесей двух в-в. [c.199]

СТЕРЕОХЙМИЯ (от греч. stereos-пространственный), отрасль хнмии, исследующая пространств, строение молекул и его влияние на физ. и хим. св-ва. Стереохим. подход применим ко всем мол. объектам, используется во всех разделах химии (орг., неорг., координац. и т.д.). С. состоит из четырех осн. разделов. Статическая, или конфигурационная, С. имеет своей главной задачей определение абс. конфигураций энантиомеров хиральных молекул (см. Конфигурация стереохимическая) и установление зависимости хироптич. св-в (см. Хироптические методы) от структуры. Конформационный анализ концентрирует внимание на внутренней жизни молекул в отсутствие хим. р-ций, исследует конформации молекул, их взаимопревращения и зависимость физ. и хим. св-в от конформац. характеристик. Динамическая стереохимия представляет собой составную часть совр. теории механизмов хим. р-ций, она изучает влияние пространств, строения молекул на скорости и направление р-ции, в к-рых они участвуют. Теоретическая С. имеет дело с осн. понятиями и концепциями, мат. основаниями и описанием формализма стереохим. процессов. [c.433]

Оро [15, 16] рассмотрел кинетическое расщепление а-фенилмас-ляной кислоты как метод определения абсолютной конфигурации вторичных хиральных спиртов. Он также предложил оригинальный метод расчета удельного вращения чистого энантиомера, основанный на принципах уже описанного кинетического расщепления [ 17]. [c.52]

Оро с коллегами предложил несколько модификаций первоначального метода. В случае хиральных вторичных спиртов Шуфс и Оро [ 26] ясно показали, что можно рассчитать энантиомерную чистоту, которая составляет менее 1%. Эти же авторы [27] предложили метод определения не только энантиомерной чистоты, но и абсолютной конфигурации исследуемого спирта. Оро [ 28] показал, что кинетическое расщепление хирального соединения позволяет в определенных условиях получать энантиомер этого соединения, содержащий менее 0,1% его антипода, что приводит к определению уде1Льно-го вращения с такой же точностью. [c.58]

Впервые рентгенографический метод определения абсолютной конфигурации использовали в 951 г. именно для (+ )-винной кислоты. Интересно отметить, что это было сделано в той самой лаборатории в Голландии, в которой в прошлом веке работал в молодости Вант-Гофф. Суть метода в том, что используют лучи с длиной волны, близкой к краю рентгеновского поглощения введенного в молекулу тяжелого атома (винная кислота изучалась в виде натриеворубидиевой соли). При этом на обычную дифракцию накладывается фазовый сдвиг, и рентгенограммы энантиомеров становятся неидентичными. [c.129]

Кинетическое расп1епление (см. разд. 2.10) может быть применено и для определения конфигурации. При этом используют тот факт, что в рядах родственных соединений энантиомеры одной конфигурации взаимодействуют с хиральным реагентом быстрее, чем энантиомеры другой конфигурации. Этот путь опреде 1ения конфигурации часто называют методом Оро. [c.151]

Часто конечная характеристика органического соединения, выделенного из природного источника, предусматривает определение его стереохимической принадлежности, т. е. оптической чистоты и абсолютной конфигурации. Во многих случаях количество выделенного образца слишком мало, чтобы его можно было изучить хирооптиче-скими методами или с помощью ЯМР. В таких ситуациях исключительно важное значение приобретает хиральная хроматография. Если необходимое разделение энантиомеров достигнуто, хроматографический метод дает непосредственную информацию о химической и оптической чистоте образца. Более того, если доступны синтетические стандарты, стереохимические корреляции выполнить несложно. [c.178]

Предпринимались попытки сформулировать общее правило, которое связывало бы эффекты Коттона с конфигурацией комплексов, подобно правилу октантов [18] для органических кетонов, в случае которых в настоящее время для определения абсолютной конфигурации обычно вполне достаточно исследовать эффекты Коттона в растворе. Однако проблемы, возникающие в связи с вырожденным характером переходов в октаэдрических комплексах, вероятно, не столь серьезны, как предполагалось ранее. Например, критика эмпирических методов [80] была основана на известном положении о том, что можно сравнивать между собой только аналогичные переходы, поскольку неизвестно, как влияют небольшие изменения в лигандах на порядок расположения расщепленных компонент. (Неизвестно даже влияние таких изменений на компоненты электрических дипольных моментов переходов.) Конечно, проводить сравнение между комплексами с полидентатными лигандами и аналогичными соединениями с бидентатными лигандами довольно рискованно. Однако обнаруженную Матье эмпирическую закономерность для ряда комплексов [Со еп2ХУ] все же. можно расширить. Матье [31] высказал интуитивное предположение о том, что в пределах данного ряда, энантиомеры, у которых доминирующий эффект Коттона в первой полосе имеет один и тот же знак, обладают одинаковой конфигурацией. На основе различных исследований это правило удалось расширить [105а, 1061 до такой степени, чтобы сформулировать его следующим образом Если полоса поглощения при наибольшей длине волны в спектре мономерного комплекса кобальта(П1) с [c.194]

MOB. Это приводит к усилению hkl и ослаблению hkl, позволяя различить оба энантиомера. На практике получают ряд наборов величин l huiP и Fhk,l для различных плоскостей и сравнивают с предсказанными свойствами двух хиральных структур. Следует отметить, что после того как обычный анализ закончен, определение абсолютной конфигурации сравнительно несложно. При применении этого метода важно правильно указать индексы относительно определенного хирального набора осей. Соответствующая методика детально разработана Пирдеманом и Бийво [58]. [c.163]

Другими преимуществами этого метода является относительно невысокая стоимэсть приборов и легкость проведения измерений. Хотя цена дорогих поляриметров может достигать 10 ООО долл., а для измерения в видимой и УФ-областях спектра может потребоваться спектрополяриметр, стоимость которого ещэ выше, использование ЯМР-спектроскопии для определения энантиомерной чистоты требует более дорогого оборудования и также хиральных веществ. Метод ядерного магнитного резонанса является более информативным при изучении ахиральных систем, но он не позволяет различать энантиомеры в рацематах, если не создать хирального окружения. Если же можно создать такое окружение для энантиомеров, то метод ЯМР предпочтителен по сравнению с измерением оптического вращения для определения степени расщепления, скоростей реакций, степени асимметрической индукции и оптической чистоты. В настоящее время оптическое вращение все еще остается наиболее простым методом для сравнения полученных величин с данными для известного соединения и для отнесения конфигурации. В отличие от ЯМР-спект роскопии оптическое вращение определяют для жидкого вещества или растворов в низкокипящих растворителях, содержащих только нужное соединение. Поэтому после определения вращения вещество можно легко выделить обратно. [c.32]

Первое успешное разделение энантиомеров методом газовой хроматографии было проведено для аминокислот. Сравнительно широкое распространение метод получил именно при исследовании этого класса соединений. Таким образом были установлены конфигурации аминокислотных компонентов в биополимерах, биологических жидкостях, в магматических и осадочных породах, а тжже в почвах [7, 48, 49, 50]. Был проведен геохронометрический эксперимент по определению возраста знаменитых свитков Мертвого моря путем оценки рацемизации природных аминокислот (Э. Джиль-Ав, частное сообщение). Метод газовой хроматографии был использован для изучения небольших величин энантиомерной чистоты аминокислот в экспериментах по обнаружению оптической активности в неживых системах [ 51]. Конфигурационную стабильность аминокислот белка при гидролизе пептидов и получении производных на фазе 6 тщательно исследовал Франк [52]. [c.89]

Первое количественное разделение энантиомеров немодифициро-ванною субстрата методом газовой хроматографии на комплексообразующих хиральных фазах было проведено Шуригом [69] в 1977 г. на примере 3-метилциклопентена (15) на хелате родия 10. С помощью газовой хроматографии для субстрата 15 определили 14%-ное обращение конфигурации (постоянное во время всей реакции), одновременное образование 4-метилциклопентена и перегруппировку в 1-метил-циклопентен при получении (Д) 15 кислотным дегидрированием (Д)-3-метилциклопентанола цис и транс) (см. рис. 4). Было также установлено, что при пиролизе ацетатов эпимерных спиртов в (Н)-15 при 530 °С не происходит рацемизации и перегруппировок [70]. Точное определение энантиомерной чистоты и количеств изомеров алкена позволили интерпретировать спектр кругового дихроизма [84] и оценить удельное вращение (К)-15 ([а]2о + 174,5 + 4°) [70], причем это значение вдвое превышает опубликованное в работе [ 85] и вычисленное теоретически [86].. Было найдено, что новое значение соответствует корреляции, существующей между [а] 3-замещенных цикло-пентенов и величиной, обратной их молекулярной массе [87]. [c.99]

Мислоу и Рабан [ 1] предположили, а Пиркл [2] экспериментально показал, что энантиомеры дают различные ЯМР-спектры, если их растворить в хиральном растворителе. С тех пор описано много примеров использования хиральных растворителей и других диамагнитных хиральных сольватирующих агентов (ХСА) [ 3] для исследования хиральных соединений методом ЯМР-спектроскопии. В настоящее время хиральные растворители в методе ЯМР применяются для определение энантиомерной чистоты и абсолютной конфигурации, просто для обнаружения хиральности и для изучения кинетики энантиомеризации. Имеются один устаревший обзор [ 4] и несколько неполных, но очень полезных обзоров по этой теме [5-8]. Недавно был опубликован очень хороший исчерпывающий обзор по применению ХСА в ЯМР-спектроскопии [ 3]. Обзор особенно ценен потому, что Пиркл с коллегами провел основные исследования в этой области. [c.192]

Метод, примененный Соммером для получения оптически активного силана, успешно использован для получения аналогичного соединения с асимметрическим атомом германия. ( + )-Энантиомер метил-а-нафтил-фенилгермана, как и соответствующий силан, имеет (/ )-конфигурацию. Для ее определения был использован метод квазирацематов, причем стандартом для сравнения служил соответствующий силан. Знание конфигурации позволило развернуть исследования стереохимии реакций замещения у германиевого асимметрического центра. [c.390]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология