Э. Дероум - Современные методы ЯМР для химических исследований (1125882), страница 60
Текст из файла (страница 60)
В обоих случаях у нас были предварительные соображения о структуре соединений, и цель детального отнесения сигналов в спектре состояла в проверке того, насколько спектр согласуется с этой структурой. Это, действительно, достаточно распространенный случай, потому что, даже если проводить полный структурный анализ «с нуля», т.е. не располагая предварительной информацией, многие заключения о структуре фрагментов молекулы могут быть получены на основании простых спектров ЯМР (нлн, конечно, с помощью других спектральных методов). Гипотезы о взаимном расположении фрагментов молекулы могут быть затем проверены с помощью более детальной интерпретации спектров.
Возможности отнесения с помощью двумерных ЯМР-экспериментов делают стадию такой проверки значительно более строгой. Первое вещество (1) является природным соединением. Оно выделено нз бобов [1] и представляет интерес, поскольку его структура похожа на структуру других соединений †ингнбнтор глнкозидазы. Обычный протонный спектр приведен на рнс. 8.9, а контурное представление спектра СОВУ вЂ” на рис. 8.!О.
Сначала следует уделить некоторое З,В З,В 3,4 3,2 З,а 2,6 м, д. Рнс. 8.9, Протонный спектр соединения 1 (500 МГН, П2О). Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР ° ,г 4,6 6,6 з,з 3, ° з,г з,а г, ° 2,6 2, ° 2,2 г.а 1,6 1.6 4, ° г,г и.д. »2 Рнс. 8.10. Полный спектр СОБУ соединения 1. время сопоставлению групп сигналов в одномерном спектре с диагональной частью спектра СОБЪ' для того, чтобы сориентироваться в последнем. Отметим, что двумерные эксперименты обычно проводятся со значительно худшим, чем в одномерных спектрах, цифровым разрешением, и поэтому не все элементы тонкой структуры, проявляющейся в обычных спектрах, могут быть идентифицированы в контурном представлении СО$3'.
Однако, изучив вопрос более детально, мы увидим, что лишь в редких случаях это может вызвать неудобства. Прн интерпретации спектров наиболее важный вопрос состоит в том, чтобы идентифицировать сигналы, отнесение которых однозначно. Примером этого может быть аномерный протон Н', в кольце глюкозы, 278 Глава 8 274 «« 92 гг* а ° ° г ° а г ° «а а ° гг «в га га г ° мв. Рнс. 8.11. Слабопольная часть спектра, приведенного на рнс.
8.10. Показана схема отнесения взаимодействующих протонов в кольце глюкозы. которому, несомненно, принадлежит дублет в слабом поле. Таким образом, мы имеем опорную точку для определения партнеров по спин-спиновому взаимодействию, что в данном примере позволит нам полностью отнести сигналы этого кольца. Рис. 8.11 иллюстрирует схему отслеживания спин-спиновых взаимодействий, стартующую от аномерного протона к его единственному кросс-пику, а затем снова на диагональ для определения сигнала, соответствующего протону Н',, после чего к другому кросс-пику н т.д.
Необходимо отметить, что кросс-пики хорошо разрешены, несмотря на то что в обычном спектре даже на частоте 500 МГц наблюдается сильное перекрывание сигналов в области Двумерная корреляционная спехтроскопня ЯМР г,в «, ° в,г «,в г,в г,в г,г г,г г,в г,в г,а г, ° м.а 92 Рис. 8.12. Сильнопольная часть спектра, приведенного на рис 8.10.
Попытайтесь сделать отнесение сигналов другого кольца, не обращаясь к рис. 8.9 — 8.11. Стартовой точкой может быть любой из помеченных на рисунке протонов Нг. резонанса протонов глюкозного кольца. Это происходит из-за того, что положение кросс-пика определяется двумя химическими сдвигамн, и вероятность их полного совпадения соответственно падает. Случайно оказалось так, что в данном спектре мы мажем идентифицировать мультиплеты, соответствующие каждому протону, путем тщательного изучения растяжек одномерного спектра.
Если бы спектр был настолько сложен, что этого уже нельзя было сделать, то вместо идентификации сигналов по одномерному спектру нам часто приходилось бы ставить перед собой лишь задачу идентификации кросс-ликов. Для этого потребуется совершенно новый взгляд на расшифровку спектра, но этот 277 Глава 8 276 6 6 АСОСНЗ О ОСНЭ О сОСНЗРЬ Асо 1 ННАс Асо МНАс подход к установлению структуры является абсолютно правильным. Хорошей стартовой точкой для отнесения сигналов другого кольца может служить любой из двух снльнопольных мультиплетов, которые должны принадлежать протонам Н„или Н„1а — аксиальный, е — экваториальный). Только этн два протона не находятся по соседству с гетероатомами. Отметим, что, хотя мы по-прежнему используем химические сдвиги для облегчения отнесения, реально мы пользуемся только большнмн эффектами, как в данном случае, а не какими-то малозначащими несущественнымн деталямн.
Например, нам не потребуется использовать предположение о том, находится лн слабопольиый протон вблизи азота нлн кислорода. Отнесение сигналов этого кольца я оставляю ° 1 вд °,т ° н ьа ьа ьа ьа а 6 3,5 ьа ал ьа м.а. еэ Рис. 8.13. Спектр СО8У соединения 1, оптимизированный для регистрации даль- них констант. Двумерная корреляционная спектроскопия ЯМР в качестве упражнения; растяжка соответствующей части спектра приведена на рис. 8.12 Убедившись в том, что оба кольца предполагаемой структуры согласуются со спектром, нам остается определить лишь место сочленения колец.
Одномерный спектр не содержит каких-либо конкретных указаний на это, но замечательное свойство эксперимента СОВУ состоит в том, что он позволяет нам непосредственно определить место сочленения. Это связано с возможностью регистрировать кросс-пики, вызываемые малымн константамн, которые меньше наблюдаемой ширины линии и вследствие этого не проявляются в одномерном спектре. В протонном спектре константы через четыре н пять связей часто попадают в диапазон от О,! до 0,5 Гц. Хорошо известно, что геометрические факторы могут сделать этн константы значительно большими по величине, как, например, прн расположении протонов по правилу %.
Для того чтобы зарегистрировать кросс-пики, сопряженные с малыми константами, необходимо выполнить некоторые условия. Это будет обсуждаться ниже в разд. 8,4.2, однако существенным является то, что времена регистрации данных в обоих измерениях должны быть достаточно большнмн (обычный фактор контроля разрешения). На рис. 8.13 для того же диапазона, что н на рис. 8.11, приведен спектр СОБт', оптимизированный для регистрации дальних констант. Теперь аномерный протон Н', имеет большое число кросс-пиков с другими протонамн гдюкозного кольца.
Но весьма важно то, что он также имеет кросс-пик с протоном Ня другого кольца (отмечен стрелкой на рнс. 8.13). Он появляется благодаря существованию неразрешенной в спектре константы через четыре связи между этими протонамн н однозначно указывает на место сочленения колец. Во втором примере уровень сложности на порядок выше.
Соединение 2 имеет молекулярную массу около 1000. Но для современных возможностей двумерной спектроскопии даже такая задача остается доста- точно простой. Использование спектра СОКУ (рнс. 8.14а и 8.14б) в деталях подобно тому, как это делалось в предыдущем примере, н я предоставляю читателю возможность убедиться самому в сог- 279 Глава 8 278 5,0 ° ,5 4,0 3,5 3,0 2 5 2,0 4,5 .а "2 Рнс.
8.14а. Полный спектр СОКу соединения 2. ласованности отнесения, приведенного в подписи к рисунку (рис. 8.15). В связи с этим примером я хотел бы обратить внимание на то, что важно не забывать традиционные методы, которые по-прежнему могут оказаться весьма эффективными. Настолько легко поддаться очарованию открываю5цимися возможностями двумерной спектроскопии ЯМР, что о простых путях решения проблемы можно забыть. Изучение всего протонного спектра соединения 2 (рис. 8.15) хорошо иллюстрирует это положение, В этом примере сигналы занимают более обширную область, чем в предыдущем случае, и некоторые из стоя5цих в стороне сигналов выглядят весьма привлекательно в качестве возможной опорной точки для отнесения.
Например, таковы дублеты А, Двумерная корреляционная спектроскопия НМР 6,0 5,6 5,6 5,4 5,2 5,0 4,6 4,6 4,4 4,2 4,0 3,6 3,6 3,4 н. Е. Рис. 8.148 Слабопольаая часть спектра, приведенного яа рис. 8 14а. В и С в слабом поле, которые могут быть отнесены к амидным 15)Н-протонам. В принципе, можно было бы провести эксперимент СОКУ так, чтобы включить все сигналы спектра, но прн этом возникнут определенные проблемы. Нри этом либо придется выполнять эксперимент с очень низким цифровым разрешением, что в этом случае никак нельзя считать приемлемым, либо он займет много времени и в ходе него возникнет громоздкий массив данных. От мощности имеющегося в распоряжении компьютера зависит, составит нли не составит проблему размер массива данных; однако большое время регистрации спектра — это фундаментальное препятствие. Эксперимент СОКУ может быть быстрее и проще проведен, если предварительно выполнить несколько 280 Глава 8 281 Т нес пзмнне В пгвн вА простых экспериментов двойного резонанса для того, чтобы идентифицировать ближайшее окружение слабопольных протонов (рнс 8.!8).
Имея в виду эту возможность, я мог бы проделать то же самое с двумя дублетами метильных групп в сильном поле, сделав диапазон частот для двумерного эксперимента еше уже. Однако в определенный момент у меня были некоторые соображения для того, чтобы оставить эти сигналы в двумерном спектре, а исключение области )5(Н-протонов уже уменьшило размер эксперимента до такого уровня, который, по моему 0,5 в,г в,о е,в в,в 6,0 в,г 6,6 г,в г,в г, ° г,г г,о 0,0 ' м.е. ' Р а к 1 зк ам »ОР а лз т О 6,6 6,6 6,2 6,0 5,6 56 5, ° 5,2 5,0 6,6 6,6 6, ° °,2 5,6 ' .е. 33363 ° \2362В2В20222023262522 'ма ' Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
