ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.07.2024
Просмотров: 106
Скачиваний: 0
Основные принципы, определения |
15 |
рых поглощают хромофоры. Такие кривые называют ано мальными или кривыми с эффектом Коттона.
D - ( + ) - Камфора 1 имеет карбонильный хромофор, поглощающий приблизительно при 292 им (см. УФ-спектр
Рис. 1. Положительная плавная кривая ДОВ (/?)-( + )-1-бром- флюоренола За (/) п отрицательная плавная кривая ДОВ (S)-(—)- бромфлюоренола 36 (2) [27].
поглощения, рис. 2). Кетогруппа находится в диссим- |
|
||||||||||||
метрическом |
окружении |
и |
поэтому |
является |
оптически |
|
|||||||
активной. |
Кривая |
Д О В |
этого соединения |
характери |
|
||||||||
зуется |
пиком |
при 312 им и впадиной |
при 274 нм. Точка Яо |
|
|||||||||
(294 нм) |
с [М] = |
0°, где |
меняется |
|
знак |
вращения, |
при |
|
|||||
близительно |
соответствует |
длине |
волны |
максимума |
|
||||||||
УФ-спектра поглощения. Расстояние по вертикали |
между |
|
|||||||||||
пиком |
и впадиной |
(а на |
рис. 2) называется молекуляр |
|
|||||||||
ной амплитудой. |
Таким |
образом, |
молекулярной |
ампли |
|
||||||||
тудой |
является разность |
между |
мол^к-удурным |
•-frp-atrre*—"Ч |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
Гос. пуб/г*-:-.-:.* |
1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
научно-"! o;:Vi.; |
•> |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
библио! e.'.a |
i ' -CP |
14ИТ.АЯЬ!- ОГО ЗАЛ& ii
" I |
I |
I |
I |
I |
1 |
1_ |
200 |
|
300 |
|
400 |
|
500 |
|
|
|
А, н м |
|
|
|
Рис. 2. УФ-спектр поглощения и положительный эффект Коттона на кривых ДОВ и КД о-(-)-)-камфоры 1.
1—УФ-спектр; 2 — К Д ; 3 — Д О В .
Основные принципы, определения |
17 |
нием более длинноволнового экстремума [М]| и моле кулярным вращением экстремума при более коротких длинах волн [М]г, деленная на 100:
В |
случае D - ( + ) - к а м ф о р ы 1 молекулярная |
амплитуда |
равна |
а = + 6 4 ° (этанол) . |
|
1.4. КРУГОВОЙ ДИХРОИЗМ. ВРАЩАТЕЛЬНАЯ |
СИЛА |
Если эффект дисперсии оптического вращения объ ясняют различием в скорости прохождения через веще
ство поляризованных по кругу вправо и влево |
лучей |
света, из которых состоит плоскополяризованный |
свет, |
то эффект кругового дихроизма обусловлен разницей в поглощении веществом этих лучей.
Разностное дихроичное поглощение определяется из
уравнения |
|
|
Де == eL |
— eR , |
(4) |
где eL и eR — коэффициенты |
молекулярной |
экстинкции |
соответственно для поляризованных по кругу влево и вправо лучей.
Д р у г а я единица, обычно используемая для выраже ния К Д , — молекулярная эллиптичность [0], которая свя зана с разностным дихроичным поглощением Де согласно уравнению
|
|
[6] = |
3300 • Де. |
|
(5) |
Вращательная сила Rh служит для |
измерения - взаи |
||||
модействия |
хромофора k |
с его диссимметрическим окру |
|||
жением. Она |
т а к ж е используется как |
мера |
асимметрии, |
||
возникшей |
в |
результате |
распределения |
электронной |
плотности внутри хромофора. Вращательная сила Rk
равняется площади |
соответствующей полосы К Д дан |
ного хромофора и |
представляет собой произведение |
индуцированного электрического и магнитного дипольных моментов
18 |
|
|
Глава 1 |
|
где и.* и |
u.^ — величины |
электрического |
и магнитного |
|
дипольных |
моментов |
соответственно. |
|
|
И з рис. 2 видно, |
что |
как кривая Д О В , |
так и кривая |
|
К Д D - ( - f - ) - к а м ф о р ы |
1 |
обнаруживают |
положительный |
эффект Коттона в области полосы поглощения; таким образом, знак эффекта Коттона одинаков для обоих ме тодов.
Некоторые вещества, например сопряженные кетоны, такие, как стероид 4, имеют сложные кривые с несколь
кими |
эффектами Коттона. Д л я этих случаев на кривых |
Д О В |
можно различить несколько пиков и впадин, а на |
кривых К Д несколько положительных или отрицательных максимумов.
1.5. СРАВНЕНИЕ КРИВЫХ ДОВ И КД
Информация, которую дают хироптпческие методы о данном соединении пли хромофоре, вполне равнозначна, и относительные достоинства этих двух методов часто за висят от типа используемого прибора. Существует два основных различия в информации, получаемой с по
мощью метода |
Д О В и метода |
К Д . Во-первых, |
если опти |
чески активное |
соединение не |
имеет полосы |
поглощения |
в исследуемом |
интервале длин |
волн, эффект |
Коттона на |
кривой К Д не обнаруживается . Однако, несмотря на отсутствие эффекта Коттона, такое соединение будет иметь плавную положительную пли отрицательную кри
вую Д О В , поскольку вращательный |
вклад |
более |
удален |
|||||||
ных полос поглощения дает фоновый |
эффект |
(напоми |
||||||||
нающий |
эффект |
«отпечатков |
пальцев», |
типичный для |
||||||
ИК - спектров) . Во-вторых, хотя |
знак |
эффекта |
|
Коттона |
||||||
должен |
быть |
одинаков для |
К Д и |
Д О В , |
иногда |
форма |
||||
кривой |
Д О В |
существенно искажена |
фоновым |
эффектом. |
||||||
Это, в |
частности, |
относится |
к |
кривым |
Д О В для |
соеди |
нений, имеющих слабый эффект Коттона, накладываю щийся на фоновый эффект противоположного знака . Та ким образом, если форма кривых Д О В дает полезную информацию о строении соединения, то измерение сла бых эффектов Коттона целесообразнее производить с по
мощью |
метода |
К Д . |
|
|
|
Большинство |
приборов для |
измерения |
Д О В |
и К Д |
|
описаны |
и подробно обсуждены |
в обзорах |
[18—21, |
301. |
Основные принципы, определения |
19 |
Стереохимия стероидов и тритерпенов сравнительно проста и хорошо изучена, а конформация полицнклпческой системы является довольно жесткой, поэтому ока залось очень удачным, что значительная часть работ по Д О В и К Д выполнена на этих природных соединениях.
Л , м м
Рис. 3. Кривые ДОВ и КД 16-оксиметилизопрогестерона 4.
7 - Д О В ; 2 - К Д .
П о ж а л у й , не существует другой группы органических соединений, для которой было бы накоплено так много химических и стереохимических данных. Несколько пра вил относительно оптических свойств, впервые предло женные для стероидов и тритерпенов, оказались позднее применимы ко всем классам оптически активных соеди нений [17].
На рис. 3 приведены кривые |
Д О В |
и |
К Д |
16-оксиме |
||
тилизопрогестерона 4, |
строение |
которого, |
предложенное |
|||
в работе |
[31], вызывало |
сомнение. Рис. |
3 показывает, что |
|||
кривая |
К Д стероида |
4 имеет |
по крайней |
мере три |
20 |
|
Глава |
I |
|
|
|
|
различных |
эффекта Коттона. Во-первых, п->-я* |
и |
п-нт*- |
||||
переходы |
для |
Д4 -3-кетохромофора приблизительно при |
|||||
350 и 250 им |
соответственно. |
Кроме |
того, |
прогестерон, |
|||
который является аналогом соединения 4, |
т а к ж е |
обна |
|||||
руживает |
эффект Коттона в |
области |
300 |
нм, |
типичный |
оптически активный п л*-переход в насыщенных кетонах. Все это исключает структуру полукеталя, предло женную ранее. Иллюстрируя применение метода К Д для решения структурных проблем, рис. 3 также дает пред
ставление |
о пространственном |
расположении |
замести |
||
теля при С-17. |
Тот факт, что эффект Коттона |
приблизи |
|||
тельно при |
300 |
нм является отрицательным, указывает |
на |
||
а - конфигурацпю ацетильного |
заместителя |
при C |
-I7. |
Действительно, правило октантов, которое на основании знака эффекта Коттона позволяет определить конфигу рацию заместителей вокруг карбонила [32] (разд. 2.7),
указывает на 17а-конфпгурацию |
ацетила. |
В то |
время |
|||
как на |
кривой К Д |
ясно |
виден |
отрицательны:"! |
эффект |
|
Коттона, |
обусловленный |
С-20 карбонильным хромофо |
||||
ром, на кривой Д О В |
в этой области (рис. 3) |
проявляется |
только плечо. Это происходит потому, что отрицательный эффект Коттона карбонила при С-20 в области 300 им
перекрывается |
очень |
интенсивным |
положительным |
эффектом Коттона в |
области 250 нм, |
обусловленным |
|
я->-я*-переходом |
а, р-ненасыщепного |
кетохромофора. |
Следовательно, в случае таких молекул, как 4, которые имеют различные полосы поглощения в коротком интер
вале длин |
волн, кривая |
К Д дает лучшее разрешение |
эффектов |
Коттона, чем |
соответствующая кривая Д О В . |
Метод К Д , таким образом, приводит к более точным ко личественным данным для различных оптически актив ных переходов ( К Д подобен в этом отношении УФспектроскопии) [19, 21].
Оптические методы являются эффективным способом определения относительной и абсолютной конфигурации в конформационном анализе органических соединений. Правильная конфигурация и конформация могут быть определены на основании изучения экспериментально обнаруженных эффектов Коттона при применении пра вил октантов, квадрантов и секторов или с помощью корреляций, т. е. путем сравнения оптических свойств