Vraag:
Hoe bepaal ik experimenteel de absolute configuratie?
Mad Scientist
2012-05-05 03:11:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Laten we zeggen dat ik een chiraal molecuul heb gesynthetiseerd of geïsoleerd en de absolute configuratie (R of S) van dat molecuul wil weten. Ik zou de structuur uiteraard kunnen oplossen door middel van röntgenkristallografie, maar dat is veel werk en ik wil dat misschien niet doen of heb misschien geen toegang tot de benodigde apparatuur.

Welke andere manieren zijn er om de absolute configuratie van een molecuul experimenteel?

Twee antwoorden:
#1
+13
CHM
2012-05-05 07:30:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Als uw verbinding eerder is gesynthetiseerd, kunt u de optische activiteit ervan meten en deze vergelijken met de gegevens in de literatuur.

Als uw verbinding nog niet eerder is gesynthetiseerd, kan is mogelijk om met NMR onderscheid te maken tussen twee enantiomeren door de spectra van je molecuul in een chirale omgeving te meten. Hier is een overzichtsartikel over het oplossen van enantiomeren met NMR.

Anders kunnen diastereomeren gemakkelijk worden onderscheiden. Door naar je molecuul te kijken, kun je (min of meer) voorspellen welk spectrum het zou moeten opleveren door de begrippen enantiotopische, homotopische, heterotopische en diastereotopische protonen te gebruiken. We moesten vorig jaar 2D-NMR-spectra ( 1 H en 13 C) van diastereomeren analyseren en oplossen, en voor een beginner moet ik zeggen dat het een uitdaging was.

Zoals altijd komt het neer op het vormen van diastereomeren.

BEWERKEN

Bekijk deze diasteromeren eens:

Without getting into much detail

(ik heb finales in aantocht), het is gemakkelijk te zien dat de hydroxylgroep de CH 2 van de ethyl zal verschuiven pieken naar een lager veld (hogere ppm) in het tweede isomeer. De interpretatie van NMR-spectra van chirale media zou vergelijkbaar moeten zijn. Mijn indruk is dat de acquisitie van chirale mediaspectra meer betrokken is, maar de interpretatie is dat niet. Maar misschien zit ik helemaal niet op het goede spoor.

Misschien wil iemand een uitgebreider antwoord geven.

Het NMR-dingetje lijkt onderscheid te maken tussen enantiomeren - maar kan het je vertellen welke welke is? (Ik weet het niet zeker, ik heb het artikel alleen maar geruimd). Zo ja, kunt u wat meer vertellen over de fundamentele reden waarom NMR dit toestaat? Niet nodig, maar het zou je bericht geweldig maken.
Ik heb nog nooit met zulke spectra gewerkt. Omdat het principe is om diastereomeren te genereren, zou ik denken dat het mogelijk is om de _absolute_ configuratie van je molecuul te bepalen als je de absolute configuratie van je chirale media kent.
werkelijk? Ik bedoel, ik denk dat je dextro en laevo kunt bepalen - maar je moet een theoretische overeenkomst hebben tussen d / l en R / S. Ik betwijfel of er een directe experimentele overeenkomst zal zijn (dwz zonder de twee eerst theoretisch met elkaar in verband te brengen), aangezien het R / S-voorrangssysteem willekeurig is.
@Manishearth: Oh wacht ... NMR kan dat misschien doen. Kan zijn. : /
#2
+11
Chris
2012-05-06 06:39:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zoals je in je bericht hebt aangegeven, heeft XRC een lange geschiedenis voor absolute configuratietoewijzingen. Het nadeel is meer dan alleen middelen, er bestaan ​​om dergelijke redenen medewerkers, maar het moeilijke is eigenlijk om een ​​geschikt kristal te laten groeien. Je hebt ook atomen nodig die zwaar genoeg zijn, meestal geïntroduceerd via derivatisering als ze niet al aanwezig zijn. Het kan soms jaren duren om een ​​geschikt kristal te verkrijgen.

OF en CD zijn in het verleden gebruikt om de configuratie te voorspellen. We leren het tegenwoordig bijvoorbeeld niet, maar er zijn verschillende chiraliteitsregels ontwikkeld om dit op cd te doen. Deze waren meestal empirisch van aard en hadden daardoor veel uitzonderingen. Tegenwoordig zijn er ab initio tijdsafhankelijke berekeningen van de dichtheidsfunctionaaltheorie die proberen berekeningen te maken die nauwkeurig genoeg zijn om in deze arena bruikbaar te zijn.

NMR heeft duidelijk een aantal aanvullende methoden om dit aan te pakken, maar ik weet het niet iets over hen.

Stereocontroleerde reacties zijn een andere manier om de structuur te helpen afleiden, maar dat kost tijd en moeite als een synthetische onderneming en is vooral nutteloos voor iedereen in de farmaceutische industrie. Syntheses zijn ook foutgevoelig.

Als je wilt weten wat de farmaceutische industrie doet als ze geen XRC kan, zoek dan niet verder dan mislukte medicijnen. gossypol werd bijvoorbeeld geëvalueerd als geboortebeperking bij mannen. Het mislukte onder meer door een zeker gebrek aan omkeerbaarheid. Hoe dan ook, de techniek die wordt gebruikt om de conformatie en absolute configuratie te bepalen, wordt vibrationeel circulair dichroïsme ( VCD) genoemd. Ik moet op dit punt ook vermelden dat Raman optische activiteit (ROA) een andere methode is die in sommige gevallen nuttig is.

Moderne DFT-programmasuites maken redelijk redelijke voorspellingen mogelijk voor VCD-spectra die de orde van een dag aannemen, deze berekeningen zijn veel eenvoudiger dan die vereist voor een goede OR of CD. Deze berekende spectra worden vergeleken met experimenteel en van hieruit kan de absolute configuratie worden toegewezen. De kwaliteit van de berekeningen kan eenvoudig worden bepaald door de berekende en gemeten IR-spectra te vergelijken.

Het echte basisidee is dat er verschillende interacties zijn van rechts- en links-circulair gepolariseerd licht tijdens vibratie-excitatie. Het verschil in deze reacties wordt uitgezet tegen golfgetal. Zonder de juiste instrumenten is deze techniek erg moeilijk, maar men kan apparatuur kopen om deze vrij eenvoudig te meten. Je kunt er nog veel meer mee doen, maar Big Pharma gebruikt zeker VCD wanneer XRC niet toegankelijk is.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...