1圓二色譜測(cè)定在立體化學(xué)研究中的應(yīng)用2應(yīng)用圓二色譜研究化合物的立體化學(xué)的原則與思路圓二色譜測(cè)定中的激發(fā)態(tài)手征性方法的應(yīng)用近年來圓二色譜測(cè)定方法研究進(jìn)展主要內(nèi)容3應(yīng)用圓二色譜研究化合物的立體化學(xué)的原則與思路（1）1在結(jié)構(gòu)確定的情況下,可以依據(jù)圓二色譜圖譜，完成化合物絕對(duì)或相對(duì)構(gòu)型以及優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的研究。在欲研究的手性中心附近具有生色團(tuán)的化合物，可以依據(jù)圓二色譜中產(chǎn)生的Cotton效應(yīng)和各類化合物的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，完成有關(guān)構(gòu)型和構(gòu)象的研究。4應(yīng)用圓二色譜研究化合物的立體化學(xué)的原則與思路（2）3在欲研究的手性中心附近不具有生色團(tuán)的化合物，可以通過與具有已知構(gòu)型的同系物進(jìn)行CD譜比較；也可將這些化合物制備成在手性中心附近含有生色團(tuán)的衍生物，再分析它們的旋光譜或圓二色譜。5圓二色譜測(cè)定在天然產(chǎn)物和有機(jī)小分子立體化學(xué)研究中的應(yīng)用范圍（1）手性分子中原子的特殊位置（鄰近生色團(tuán)的α位，環(huán)狀結(jié)構(gòu)中為α鍵或β鍵）的測(cè)定(參看[立體化學(xué)]P.244例2)相對(duì)構(gòu)型的研究（在分子結(jié)構(gòu)確定、構(gòu)象穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過與已知構(gòu)型的同類結(jié)構(gòu)化合物的CD譜比較產(chǎn)生）6圓二色譜測(cè)定在天然產(chǎn)物和有機(jī)小分子立體化學(xué)研究中的應(yīng)用(2)分子構(gòu)象的研究（在分子結(jié)構(gòu)確定、構(gòu)型也確定的情況下，研究在不同溶劑條件下、不同的溫度下、不同的濃度下相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)象）絕對(duì)構(gòu)型的研究（在分子結(jié)構(gòu)確定、構(gòu)象穩(wěn)定的情況下，依靠某些規(guī)則或方法推斷出的構(gòu)型可以確定為絕對(duì)構(gòu)型）(參看[立體化學(xué)]P.246例4、例5、例6)7手性分子中原子的特殊位置（鄰近生色團(tuán)的α位，環(huán)狀結(jié)構(gòu)中為α鍵或β鍵）的測(cè)定處于羰基α位平展鍵(α鍵)的鹵代原子影響Cotton效應(yīng)紅移僅約5±3nm，處于羰基α位直立鍵(β鍵)的溴、氯、碘代原子可使Cotton效應(yīng)紅移20±5nm，處于羰基α位直立鍵的氟代原子可以影響Cotton效應(yīng)的符號(hào)。處于羰基α位直立鍵的烷基比處于羰基α位平展鍵的烷基使Cotton效應(yīng)振幅加大，如甲基，叔丁基等。

(參看[立體化學(xué)]P.244例2)8激發(fā)態(tài)手征性方法的應(yīng)用（激發(fā)態(tài)偶合手性規(guī)則和正負(fù)手征性）9兩個(gè)確切的生色團(tuán)的激發(fā)態(tài)偶合10激發(fā)態(tài)手征性方法使用的各種生色團(tuán)m:mono,d:di,t:tri生色團(tuán)引入后的吸收ε值11Cottoneffect

有機(jī)化合物的Cottoneffect可根據(jù)分子對(duì)稱因素、生色團(tuán)的性質(zhì)和它們的電子躍遷情況分為3種類型：由帶有不對(duì)稱環(huán)境影響的對(duì)稱生色團(tuán)產(chǎn)生，如酮基類、β,γ-不飽和酮類、雙鍵類、苯甲酸酯類、芳香化合物等；由內(nèi)在不對(duì)稱的生色團(tuán)產(chǎn)生，如共軛的二烯類、α,β-不飽和酮類、六螺旋烴等；由兩個(gè)或更多個(gè)生色團(tuán)的偶極－偶極相互作用產(chǎn)生，這些電子躍遷的軌道相互間不疊蓋，如1,1’-bianthryl,某些生物堿化合物，生物聚合體等。12典型的激發(fā)態(tài)偶合CD譜13Colletodiol分子中10和11位的手性碳絕對(duì)構(gòu)型測(cè)定該分子10和11位上帶有雙羥基，可以轉(zhuǎn)化成二苯甲酸酯，應(yīng)用激發(fā)態(tài)手征性方法結(jié)合NMR和化學(xué)相關(guān)法的數(shù)據(jù)來確定。制備成二乙酸酯，測(cè)定的CD譜主要來自分子中原有的兩個(gè)α，β不飽和內(nèi)酯生色團(tuán)的的吸收。此實(shí)例體現(xiàn)了CD圖譜的可加合性。J.C.S.PerkinTrans.1,1973,148714含兩個(gè)共軛多烯－酰胺生色團(tuán)的CDCottoneffect△ε339(+39.0),△ε301(-49.2),J.A.C.S.,1979,101,340215含兩個(gè)不同生色團(tuán)的CD化合物IV的CD：△ε242＝＋76.6,△ε228=-46.2。化合物III（醇羥基化合物）△ε230＝＋6.0。正的手征性表明，無論環(huán)己烷環(huán)的構(gòu)象如何，化合物IV的芐位羥基均采取β－構(gòu)型。由此確定化合物I(Cervicarcin)的立體結(jié)構(gòu)如圖示(I)表示。鏈絲菌產(chǎn)生的抗癌藥

CervicarcinJ.C.S.C.C.,1970,169316抗癌藥和抗生素illudinS的立體化學(xué)研究將illudinS（I）經(jīng)過三步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成酚的衍生物（III），然后引入兩個(gè)對(duì)氯苯甲酸生色團(tuán)（IV），CD顯示了負(fù)的手征性，從而確定了C的絕對(duì)構(gòu)型。J.C.S.C.C.,1970,31017近年來有關(guān)CD研究的進(jìn)展主要集中在以下3個(gè)方面：為了避免與原分子中已存在的生色團(tuán)在圖譜中相互影響，引入具有較大紅移作用的生色團(tuán)；引入具有強(qiáng)吸收作用的生色團(tuán)，期望在生色團(tuán)間相距較大距離時(shí)，能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用（如卟啉類基團(tuán)，ε＝35000，400nm,相距50?也可以產(chǎn)生作用）；引入熒光生色基團(tuán)，可以利用敏感度的提高降低操作到nanogram水平。圓二色譜測(cè)定方法研究進(jìn)展（1）18圓二色譜測(cè)定方法研究進(jìn)展（2）1.引入具有較大紅移作用的生色團(tuán)

(1)雙比咯酮酸生色團(tuán)的應(yīng)用

(2)以希夫堿和質(zhì)子化希夫堿為生色團(tuán)的應(yīng)用

(3)芳香化多烯生色團(tuán)的應(yīng)用2.引入具有強(qiáng)吸收作用的生色團(tuán)

(1)強(qiáng)吸收的卟啉類生色團(tuán)的應(yīng)用

(2)雙鋅卟啉鉗分子生色團(tuán)的應(yīng)用193.其他方法:(1)用于非環(huán)狀1,2-diols分子的Mo2(OAc)4試劑

(2)應(yīng)用于非環(huán)狀1,3-polyols體系的方法

(3)形成季氨鹽生色團(tuán)的方法

(4)用于α-和β-羥基酸的生色團(tuán)組合使用的方法

(5)LC-CD技術(shù)圓二色譜測(cè)定方法研究進(jìn)展（3）20紅移生色團(tuán)雙吡咯酮酸的應(yīng)用（1）λmax（CH2CL2）380nm，ε51500，404nm，ε32800

與（1R，2R）環(huán)己二醇形成的雙酯有強(qiáng)烈的激子偶合，在408nm（Δε-122.5)和360nm(Δε+95)形成手征性。但是生色團(tuán)電子躍遷偶極距的方向隨溶劑不同而變化，如在DMSO中，裂分的CD曲線符號(hào)與在CH2CL2中相反。21溶劑對(duì)生色團(tuán)電子躍遷偶極矩方向的影響in(CH3)2SOinCH2CL222以含醛基的生色團(tuán)與伯胺類手性分子生成的希夫堿和質(zhì)子化希夫堿用于CD譜研究（1）

與使用化合物1生成的單希夫堿（λnm515nm)相比，雙希夫堿的生成，可使兩個(gè)側(cè)鏈的激子相互作用，成為兩個(gè)最大吸收分得很開的吸收帶（550nm,ε182000,和480nm,ε191000),其CD表現(xiàn)強(qiáng)度很大的Cotton效應(yīng)（546nm,△ε-232;472nm,△ε+231)。

手性氨基分子用含有醛基的生色團(tuán)醛酰化后，產(chǎn)生中性希夫堿（IIIn），中性希夫堿用三氟乙酸處理得到質(zhì)子化希夫堿(IIIp)，其紫外吸收增加2－3倍，波長(zhǎng)紅移100nm。可見質(zhì)子化后靈敏度更高，使用范圍更廣。23以含醛基的生色團(tuán)與伯胺類手性分子生成的希夫堿和質(zhì)子化希夫堿用于CD譜研究（2）24以含醛基的生色團(tuán)與伯胺類手性分子生成的希夫堿和質(zhì)子化希夫堿用于CD譜研究（3）

該方法主要優(yōu)點(diǎn)：最大吸收和CD曲線處于可見光區(qū)，能與多數(shù)生色團(tuán)很好地分開，ε和△ε值大，在樣品很少或生色團(tuán)相距較遠(yuǎn)（20－30nm)時(shí)仍有作用。胺基可在羥基存在情況下直接?；?，不必預(yù)先保護(hù)羥基，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高。生色團(tuán)與分子中O-?；珗F(tuán)有強(qiáng)烈的激子偶合，可用于診斷分子中胺基和羥基的取代方式。胺類化合物可以回收。有些生色團(tuán)由于優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的電子躍遷偶極矩方向不與C-N鍵平行，導(dǎo)致CD曲線符號(hào)與預(yù)期相反。25芳香多烯生色團(tuán)在羥基手性分子中的應(yīng)用(1)

芳香化多烯生色團(tuán)（λmax360-410nm,ε31000-58000)可用于含羥基分子的微量?；潆p?；苌锏腃D曲線強(qiáng)度大，生色團(tuán)中每增加一個(gè)共軛雙鍵，引起20－30nm的紅移。久洛尼定生色團(tuán)（VII,VIII)由于氮原子與芳環(huán)更多地在同一平面，增加了雜化，紫外最大吸收波長(zhǎng)紅移程度更大。26芳香多烯生色團(tuán)在羥基手性分子中的應(yīng)用(2)27紅移生色團(tuán)的使用

-taxinine9,10位絕對(duì)構(gòu)型的確定(1)使用生色團(tuán)VII，比生色團(tuán)I和VI有更多的紅移效果，可以與分子內(nèi)原有生色團(tuán)的吸收很好地分開。從負(fù)的手征性譜線可以確定C-9和C-10均為R構(gòu)型。與以前將9,10二羥基轉(zhuǎn)化為苯甲酸酯的CD曲線結(jié)果及X-衍射結(jié)果一致。但現(xiàn)在的譜線更為簡(jiǎn)明。28紅移生色團(tuán)的使用實(shí)例

-taxinine9,10位絕對(duì)構(gòu)型的確定(2)7a生色團(tuán)7b生色團(tuán)7c生色團(tuán)J.A.C.S.,1993,115,719229抗菌素ChromomycinA3

的立體化學(xué)研究J.A.C.S.,1993,115,719230吸收強(qiáng)的卟啉類生色團(tuán)（1）

如果手性化合物中含的取代羥基或胺基不為鄰位、或1，3取代、1，4取代，而是相距更遠(yuǎn)，則需要引入具有吸收更強(qiáng)的生色團(tuán)。新近開發(fā)的一種生色團(tuán)，5－取代－10，15，20－三苯基卟啉（414nm,ε35000)，可對(duì)手性中心相隔較遠(yuǎn)（35－50nm）的天然產(chǎn)物提供強(qiáng)烈的激發(fā)態(tài)偶合。優(yōu)良的靈敏度可使樣品量降至0.1-1nmol范圍。容易經(jīng)?；u基或氨基引入該分子。J.A.C.S.,1995,117,702131吸收強(qiáng)的卟啉類生色團(tuán)(2)

由于雙對(duì)二甲氨基苯甲酸酯和雙卟啉酯的激子偶合CD符號(hào)相同，表明該分子中電子躍遷偶極矩方向?yàn)镃-O/C-N鍵或C-5/C-15,因此CD曲線可以正確表達(dá)相應(yīng)手性中心C-O的手性。32

提高生色團(tuán)的吸收是改善方法首先要考慮的,因?yàn)橹挥羞@樣,才能在相距較遠(yuǎn)距離的情況下提高生色團(tuán)之間的激發(fā)態(tài)偶合作用的敏感性，受體、蛋白、核酸等大分子在應(yīng)用這樣的生色團(tuán)時(shí)，才能在CD譜中與原分子的CD譜線不相遮蓋。到1998年為止，還沒有找到這樣的生色團(tuán)。吸收強(qiáng)的卟啉類生色團(tuán)(3)33具有單一手性中心的非環(huán)狀化合物絕對(duì)構(gòu)型研究方法

分子內(nèi)卟啉π,π-stacking,阻止了分子的柔韌性,使得非環(huán)狀分子成為剛性，其優(yōu)勢(shì)構(gòu)象可形成激發(fā)態(tài)裂分CD譜。這一方法可應(yīng)用于1,3-至1,15-C/C

距離的分子，而不是1,2-C/C分子。34具有單一手性中心的非環(huán)狀化合物絕對(duì)構(gòu)型研究方法用于含手性中心*CXYSL的分子，XisOHorNH2，YisanacyclicchainwithterminalOHor–NH2，S（small）L（large）。35DimericZincPorphyrinHost方法介紹激發(fā)態(tài)偶合CD方法需要在同一個(gè)分子中具有2個(gè)或多個(gè)相互作用的生色團(tuán)，這一方法不能直接用在僅含有一個(gè)可引入衍生基團(tuán)的分子上，最近研究報(bào)道了一個(gè)非手性雙鋅卟啉鉗分子，以它為宿主分子，通過一個(gè)手性二胺分子作為宿客分子，形成的復(fù)合物的CD譜，可以確定絕對(duì)構(gòu)型。這一新方法已擴(kuò)展用到兩類重要手性化合物，即單羥基不對(duì)稱化合物和單氨基不對(duì)稱化合物，它們可以帶有各種側(cè)鏈，如：脂肪烴鏈，芳烴鏈，酯鏈，酰胺鏈以及羥基主體，并且可以在幾個(gè)mg的水平上完成研究。36ChiralRecognitionbyCD-SensitiveDimericZincPorphyrinHost.1.Zincporphyrintweezer1Carrier2Carrier3P1364B2124P1364PentamethyleneBis[4-(10,15,20-triphenylporphin-5-yl)benzoate]dizinc(II)B21244-[(tert-Butoxycarbonylamino)methyl]pyridine-2-carboxylicAcidTCI梯希愛化成工業(yè)(上海)有限公司37ChiralRecognitionbyCD-SensitiveDimericZincPorphyrinHost.1.Carrier2Porphyrintweezer138ChiralRecognitionbyCD-SensitiveDimericZincPorphyrinHost.1.3940應(yīng)用DimericZincPorphyrinHost方法的提示1

正的CD偶合譜指明了在含有單羥基（或單胺基）的不對(duì)稱原子的Newman投影中，大、中、小基團(tuán)為順時(shí)針排列，羥基（或氨基）放后面。負(fù)的CD譜則相反。

2大、中、小基團(tuán)的指定常需要根據(jù)該基團(tuán)的構(gòu)象能量(A值），同時(shí)在某些情況下，電子因素和氫鍵也必須考慮在內(nèi)。41J.AM.CHEM.SOC.2002,124,10320-10335利用敏感的DimericZincProphyrinHost方法確定二級(jí)胺分子絕對(duì)構(gòu)型42

該方法可應(yīng)用于不對(duì)稱合成中形成的cis-1,2-Diols，沒有發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)的CD譜的正負(fù)信息與螺旋規(guī)則預(yù)示的構(gòu)型有例外。該方法的特點(diǎn)是可以應(yīng)用于低化學(xué)純度和光學(xué)純度的樣品，因此可以作為一個(gè)估計(jì)ee%的手段。43可以應(yīng)用的分子結(jié)構(gòu)：44應(yīng)用于非環(huán)狀1,3-polyols體系的激發(fā)態(tài)手征性方法（1）激發(fā)態(tài)手征性方法一直主要應(yīng)用到環(huán)狀化合物中,很少應(yīng)用在非環(huán)體系，其原因是它們的構(gòu)象比環(huán)狀化合物復(fù)雜。但是非環(huán)狀1,3-polyols體系廣泛存在于天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中，尤其是1,2,4-triols存在于多種多烯大環(huán)內(nèi)酯抗菌素分子中。盡管現(xiàn)已知200多種這樣的化合物，但只有40個(gè)化合物的分子結(jié)構(gòu)被確定,而完成了立體化學(xué)研究的不到10個(gè)。目前1,2-diols，1,2,4-triols,and1,2,4,6-tetrols的CD已有研究的報(bào)道。(J.A.C.S.,115,9313(1993)。45應(yīng)用于非環(huán)狀1,3-polyols體系的方法（2）46Anti-1,3-dibenzoatesand1,3-dibenzoateswithasinglechiralcentershowexcitonsplitCE,fromthesignofwhichtheabsoluteconfigurationcanbedetermined.Inthecaseofsyn-1,3-dibenzoates,theCDspectrashowaweaksingleCE,therefore,todeterminetheabsoluteconfiguration,itisdesirabletochemicallycorrelatethesyn-1,3-glycolswithanti-1,3-dibenzoatesor1,3-dibenzoateswithasinglechirality.應(yīng)用于非環(huán)狀1,3-polyols體系的方法（3）47形成季氨鹽生色團(tuán)的方法(1)奎寧類化合物生色團(tuán):p-phenylbenzyl(λmax256nm,ε21500)分子中存在的生色團(tuán)(λmax256nm,ε44000)3JACS1995,117,7844

該方法為奎寧類叔胺化合物的絕對(duì)構(gòu)型確定提供了一個(gè)一步衍生化的微量方法。此方法已經(jīng)擴(kuò)展應(yīng)用到奎寧環(huán)