利用手性钌卟啉通过核磁共振方法测定手性化合物的对映体纯度

摘要

分子识别是有机分析化学中一个蓬勃发展的领域，世界范围内有很多科学家在进行这方面的研究。手性胺类化合物在有机合成、医药和天然产物中是一类重要的有机小分子，越来越多的分子识别技术被用来测定该类化合物的对映体纯度。基于对手性钌卟啉结构的研究与分析，本论文设计将其作为主体分子使其与手性胺类化合物通过钌/氮配位形成稳定的配合物，借助于该金属钌卟啉特殊的位移作用，通过1H NMR识别客体分子的对映体纯度。研究的具体内容如下：
　　 1.系统开展手性主体分子即手性卟啉的设计与优化。在手性识别中，手性环境的设置是关键。对于手性卟啉而言，为了调节手性环境，可以改变手性基团，也可以改变位阻基团--改变位阻基团更容易、效率更高。
　　 2.我们发现钌卟啉具有较强的Lewis酸性，能与胺类化合物通过配位作用形成稳定的络合物。而且，手性金属钌卟啉有其特殊的位移作用，可将其作为一种手性位移试剂借助1H NMR识别一系列伯胺和仲胺的对映体纯度。
　　 3.我们首先通过UV滴定的方法测定了手性钌卟啉[Ru11((+/-)-D4-Por*)CO]与胺类化合物(亮氨酸甲酯)的络合常数，发现其络合常数比锌/镁卟啉与胺类化合物的络合常数都大。在羰基钌卟啉中，羰基与钌卟啉中心金属钌直接相连，使得胺类化合物只能在卟啉环的另一面与其配位。此外，卟啉平面以及位于meso-位的体积庞大的刚性基团为其提供了一个半封闭腔结构，使得胺类底物在与其配位时免受亲核基团的干扰。通过对1H NMR谱图的分析以及金属卟啉特殊的位移作用，使得配位后的脂肪H位移至-7～1 ppm之间，而芳香H则位移至4～7 ppm之间，加之手性金属钌啉提供了良好的手性环境，从而能测得被测对映异构体各氢的△δ，从而测得对映异构体的ee值。
　　 4.进一步系统研究了含有不同官能团(芳基、酯基、羟基等)的一系列手性胺类化合物的对映体纯度。借助1H NMR方法获得了D4卟啉与胺类化合物形成络合物后产生的△δ，通过对△δ的分析，我们发现该方法不仅操作简单，没有副产物产生，而且在核磁共振谱图上产生了明显的识别效果。
　　 5.作为对手性卟啉分析多肽残基绝对构型课题的补充以及完善，又利用1HNMR法对多肽残基的绝对构型进行了测定。手性钌卟啉作为受体分子与甲酯化的常规氨基酸有很强的络合能力，因此借助于1H NMR法完成了对多肽残基这一多组分体系的分子识别工作，并且测定结果可信度高。