振动圆二色谱: 一种确定手性分子绝对构型的新方法

手性分子绝对构型的确定是一个极其重要且长期存在的问题. 振动圆二色谱是在红外波长区域测定分子圆二色性的一种新方法, 极大地扩展了圆二色谱的应用范围. 振动圆二色谱法通过构象搜索、量子化学计算等手段准确预测手性分子的振动圆二色谱图, 进而与实测谱图进行比较确定其绝对构型. 该方法已经得到了越来越广泛的应用, 必将成为一种有效测定手性分子绝对构型的常规方法.     

应用电子圆二色光谱方法确定手性金属配合物的绝对构型

与电子能级跃迁相关的电子圆二色(ECD)光谱因其研究对象宽泛,与涉及振动能级的振动圆二色(VCD)光谱互补,已成为应用于手性立体化学研究的集成手性光谱的主流表征手段。本文概述了确定手性金属配合物绝对构型的三种主要方法,详细介绍了ECD光谱法在确定手性金属配合物绝对构型中的应用,其中着重强调了激子手性方法,并对集成手性光谱学未来的发展趋势做出了展望。     

三七内生真菌Talaromyces Purpureogenus中2个Drimane倍半萜绝对构型的鉴定

采用经典柱色谱法从三七内生真菌Talaromyces purpureogenus中分离得到2个化合物(1和2),经核磁共振波谱和质谱确认其结构均为Drimane倍半萜.通过量子化学计算比较电子圆二色谱(ECD)、旋光(OR)与实验值的方法鉴定了化合物1和2的绝对构型.生物活性测试结果显示,化合物1对大肠杆菌(E.coli)具有一定的抗菌活性(MIC=25μmol/L).     

分子旋光度的密度泛函计算及Soman绝对构型确定

手性化合物绝对构型的确定一直是有机化学特别是手性药物合成研究过程中经常遇到的问题之一. 利用密度泛函DFT/B3LYP量子化学计算方法, 通过计算两种已知旋光度分子的旋光度, 确认计算条件和验证计算结果的可靠性, 并将此方法应用于Soman旋光度的计算. 结合文献报道的Soman分子实验旋光度测定结果, 首次采用理论计算方法确定了梭曼(Soman)分子四个异构体的绝对构型, 分别为P(R),C(S)-Soman→P(＋)C(＋), P(R),C(R)-Soman→P(＋)C(－), P(S),C(S)-Soman→P(－)C(＋), P(S),C(R)-Soman→P(－)C(－).     

天然产物的绝对构型研究(Ⅰ)——通过比较旋光和碳谱的实验值与计算值确定酮类、内酯类和醇类化合物的绝对构型

在研究天然产物绝对构型的过程中, 筛选了系列绝对构型未鉴定的化合物, 在B3LYP/aug-cc-pVDZ//B3LYP/6-31G(d)水平上计算了它们的旋光和碳谱数据. 结果表明, 计算结果与实验数值十分符合, 从而鉴定出了这些化合物的绝对构型. 另外, 根据计算结果和早期实验报告更正了1个化合物的碳谱化学位移.     

手性尼莫地平绝对构型的确定和关联

概述了手性1, 4-二氢吡啶类（1, 4-DHPs）钙拮抗剂的立体化学结构及其药效与绝对构型的关系,以及尼莫地平（nimodipine）的多晶型现象。采用单晶X射线衍射与固体和溶液圆二色（ECD）光谱直接关联的方法,对自发拆分获得的一对尼莫地平外消旋聚集体进行了绝对构型确定,首次获得了手性1, 4-DHPs类化合物的固体和溶液ECD光谱图。本方法对确认有机小分子的绝对构型,以及关联系列手性1, 4-DHP衍生物的绝对构型具有重要参考价值,同时提供了有别于常规非手性方法鉴别优势手性药物晶型的有效手段。     

手性化合物绝对构型确定的方法与应用

手性分子绝对构型(AC)的确定在手性化学研究与应用中至关重要.近年测定手性化合物AC的各种方法,根据其原理可主要分为三大类.第一类是在手性环境下激发手性化合物的原子核从而测定手性化合物AC的核磁共振(NMR)法,包括应用芳环抗磁屏蔽效应的NMR法和应用配糖位移效应的NMR法;第二类是基于原子共振散射的X射线衍射(XRD...     

分离自木霉菌Trichoderma sp.的新型化合物Trichoderol A及绝对构型的确定

采用经典柱色谱方法从土壤真菌木霉菌Trichoderma sp.中分离得到1个新的化合物,为长链不饱和醇类.运用核磁共振及质谱等手段确定了化合物的平面结构,再结合电子圆二色谱(ECD)、旋光(OR)及量子化学方法计算确定其绝对构型.结果表明,该新化合物为Trichoderol A(1).活性测试结果显示,该化合物对3株致病菌具有一定程度的抗菌活性(MIC=25μmol/L).     

天然产物的绝对构型研究(Ⅱ)——通过比较旋光和碳氢谱的实验值与计算值确定生物碱类化合物的绝对构型

在研究天然产物绝对构型的过程中,筛选了一些绝对构型未确定的生物碱类化合物,利用密度泛函理论(DFT)在不同的计算水平下得出其旋光和碳氢谱数据.理论值与实测值对比分析结果表明,二者基本符合,从而鉴定出这些化合物的绝对构型.     

手性Salen-Ni(Ⅱ)络合物的ECD光谱及其绝对构型关联:可见区第一ECD吸收带的指纹作用

对系列手性salen-Ni(Ⅱ)络合物的电子圆二色(ECD)光谱及其绝对构型关联进行了概述.根据晶体结构和对固、液ECD光谱的表征,结合理论计算,着重探讨了准平面型手性[Ni(salen)]的固态结构及其在溶液中的绝对构型和优势构象.在此基础上通过若干实例说明了平面四方形[M(salen)]络合物两种绝对构型命名法,并给出了我们的建议.对[Ni(sal-R, R-chxn)] [sal-R, R-chxn = (R, R)-N, N'-双(亚水杨基)-1, 2-二亚氨基环己烷]的二氯甲烷溶液ECD光谱的计算结果表明,可见区第一个ECD吸收带主要是π →d荷移跃迁(LMCT)所致,而不是通常认为的d-d跃迁: [Ni(sal-R, R-chxn)]的绝对构型为Λ,其在可见区第一个ECD吸收带为正.将此ECD指纹应用于具有“闭壳层”电子结构的其它平面型手性[Ni(salen)]和六配位trans-[Co^Ⅲ(salen)L₂]络合物的绝对构型指认,具有一定的普适性.本文的研究结果对于深入理解手性[M(salen)]络合物的配位立体化学、手征光学性质及其手性识别和不对称催化机理具有重要科学意义.     

光学活性和手性光谱的溯源和发展

概述了19世纪以来光学活性和手性光谱的发现和发展,着重对旋光色散(ORD)、电子圆二色(ECD)和振动圆二色(VCD)光谱的发展背景和基本原理作出介绍。其中特别提及华人科学家徐光宪和徐云洁在手性光谱发展历程中的杰出贡献。     

Determination of the absolute configuration of chiral molecules via density functional theory calculations of vibrational circular dichroism and optical rotation: The chiral alkane D3-anti-trans-anti-trans-anti-trans-perhydrotriphenylene

The Absolute configuration (AC) of the chiral alkane D₃-anti-trans-anti-trans-anti-trans-perhydrotriphenylene (PHTP), 1, is determined by comparison of density functional theory (DFT) calculations of its vibrational circular dichroism (VCD) and optical rotation (OR) to the experimental VCD and OR of (+)−1, obtained in high enantiomeric excess using chiral gas chromatography. Conformational analysis of 1 demonstrates that the all-chair (CCCC) conformation is the lowest in energy and that other conformations are too high in energy to be significantly populated at room temperature. The B3PW91/TZ2P calculated IR spectrum of the CCCC conformation of 1 is in excellent agreement with the experimental IR spectrum, confirming the conformational analysis and demonstrating the excellent accuracy of the B3PW91 functional and the TZ2P basis set. The B3PW91/TZ2P calculated VCD spectrum of the CCCC conformation of S-1 is in excellent agreement with the experimental VCD spectrum of (+)−1, unambiguously defining the AC of 1 to be S(+)/R(−). The B3LYP/aug-cc-pVDZ calculated OR of S-1 over the range 589–365 nm has the same sign and dispersion as the experimental OR of (+)−1, further supporting the AC S(+)/R(−). Our results confirm the AC proposed earlier by Farina and Audisio. This study provides a further demonstration of the excellent accuracy of VCD spectra predicted using Stephens’ equation for vibrational rotational strengths together with the ab initio DFT methodology, and further documents the utility of VCD spectroscopy in determining the ACs of chiral molecules.     

手性化合物立体结构鉴定中的若干关键共性科学问题探讨

对于手性化合物立体化学理论与实验相结合的研究中容易出现的相关共性科学问题进行了讨论, 包括计算化学中软件、 简化模型的使用及计算过程中相关方法的应用范围和前提条件. 针对性地提出了在能量分析、 旋光光谱(OR)、 电子圆二色光谱(ECD)、 振动圆二色光谱(VCD)和核磁共振碳谱(¹³C NMR)等计算中可能出现的陷阱以及规避方法, 并考察了相关的计算实例.     

Absolute configuration of bioactive furanogermacrenones from Commiphora erythraea (Ehrenb) Engl. by computational analysis of their chiroptical properties

Absolute configurations (+)-(4S), (+)-(3S,4R), (−)-(2S,4S), and (−)-(1R,2R,4S) were assigned, for the first time, to bioactive furanogermacranes extracted from Commiphora erythraea resin by DFT computational analysis of their ORD curves and ECD spectra. This analysis established that all of these compounds share the same absolute configuration at the methyl-substituted carbon thus allowing us to hypothesize a biosynthetic relationship among these structurally related metabolites.     

Synthesis of the Natural Product Building Block 5‐(3‐Bromophenyl)‐4‐hydroxy‐5‐methylhexan‐2‐one and its Chiral Characterization by Using Chiroptical Spectroscopy

The absolute configuration of 5‐(3‐bromophenyl)‐4‐hydroxy‐5‐methylhexan‐2‐one, an intermediate in the synthesis of various natural products, is assigned by using vibrational circular dichroism (VCD), electronic circular dichroism (ECD), and optical rotatory dispersion (ORD). Experimental spectra were compared to density functional theory (DFT) calculations of the molecule with known configuration. These three techniques independently confirm that the absolute configuration is (S)‐5‐(3‐bromophenyl)‐4‐hydroxy‐5‐methylhexan‐2‐one, thus enabling us to assign the absolute configuration with high reliability. The reliability of the VCD analysis was assessed quantitatively by using the CompareVOA program. We found that, in cases in which the agreement between theory and experiment was very good, a value of 10 cm^?1 for the triangular weighting function gave a more‐realistic discriminative power between enantiomers than the default value of 20 cm^?1.