RMN aplicada ao estudo de conformaes e configuraes de molculas orgnicasMarilena Meira
RMNRMN pode fornecer informaes sobre estereoqumica conformacional e configuracional de compostos orgnicos. Constante de acoplamento vicinal. NOE
Constante de acoplamento vicinalDepende: do ngulo torsional, ou ngulo dihedro, entre os hidrognios; da eletronegatividade dos substituntes;
Equao de KarplusA, B e C determinados empiricamente
Acoplamento vicinal 3J depende do ngulo diedro entre os ncleos acoplados.
Equao de Karplus
Curva de Karplus
Acoplamento vicinal em sistemas com rotao livre
Acoplamento vicinal em sistemas com rotao restrita
Acoplamento vicinal em sistemas cclicos
Relao estereoqumica entre os Hidrognios.
Acoplamento vicinal em sistemas cclicos
Acoplamento vicinal em anel de 6
Acoplamento ax-eq, eq-eq axeq-
Acoplamento ax-ax ax-
Efeito do substituinte na constante de acoplamento
Determinao da estereoqumica do carbono anomrico de unidades de monossacardeos
Determinao da estereoqumica do carbono anomrico de unidades de monossacardeos
Determinao da estereoqumica do carbono anomrico de unidades de monossacardeos
Determinao da estereoqumica do carbono anomrico de unidades de monossacardeosRMN H1
Uso de RMN para distinguir os ismeros geomtricosIsmeros geomtricos so diastereoismeros: possuem propriedades fsicas distintas: PF, PE, IR, RMN.
Uso da constante de acoplamentoCompostos com dupla ligao disubstituda constante de acoplamento entre os prtons vinlicos depende da estereoqumica da dupla.
H vinlicos devem estar em ambientes qumicos diferentes para que no haja sobreposio de sinais.
Exemplos
Exemplo
Uso da constante de acoplamento para diferenciar ismeros geomtricos cclicos
Diferenciao entre cis e trans
NOE Efeito OverhauserQuando dois ncleos A e X esto perto o suficiente, eles podem interagir atravs do espao por um mecanismo do tipo dipolo-dipolo. dipoloA irradiao do ncleo X pode ento modificar a distribuio dos nveis de energia de A, o que resulta numa modificao da intensidade da linha de ressonncia do ncleo A.
NOE Efeito OverhauserNOE diferencial 1D NOESY 2D: Nuclear Overhauser Enhancement Spectroscopy. Geralmente usado para molculas menores. As correlaes NOESY so positivas. ROESY 2D: Rotating frame Overhauser Effect SpectroscopY. til para macromolculas como protenas. As correlaes ROESY so negativas.
NOE Efeito OverhauserA intensidade do NOE proporcional a 1/r6 Quanto menor a distncia espacial entre os ncleos maior o NOE. Geralmente o NOE observado at 5 ngstron.
NOE diferencial
Uso de NOE na determinao da conformao preferencial
NOE em anel de 6
Forte NOE: Interao 1,3 axial
Uso de NOE na determinao da conformao preferencial
Equilbrio cis- trans da acetanilida
Espectro NOESY da acetanilida
Uso de NOE na determinao da conformao preferencial
Uso de NOE na determinao da conformao preferencial
Conformao A
Conformao B
No foi observada no espectro NOESY correlao entre H-2 e H-6. Conformao preferencial B evita repulso entre os eltrons desemparelhados dos tomos de O.
Uso de NOE na determinao conformao preferencial
Seta contnua NOE Seta tracejada: COSY
Uso de NOE na determinao da conformao preferencial
Uso de NOE para diferenciar ismeros geomtricos
Uso de NOE diferencial da determinao da estereoqumica de dupla ligao tri e tetra-substituda tetra-
Uso de NOE na diferenciao de ismeros geomtricosProvavelmente Cis
Provavelmente trans
Uso de NOE na diferenciao de ismeros geomtricosNenhum NOE observado: CIS
Nenhum NOE observado: Trans
ROESYCorrelaes atravs do espao possuem amplitude negativasCl Cl H 2 H 3 1 H H 4 D D Cl Cl H 2 H4 1 H H D D 3
ROESY
Correlaes ROESY so negativas
Determinao da Estereoqumica relativa de centros quirais por RMN
NOE diferencial ROESY NOESY
Uso de NOE diferencial
Uso de NOE diferencial
Determinao da estereoqumica relativa por ROESY
Determinao da estereoqumica relativa por ROESY
CH (15) tem correlao com Metila (27) e Metileno (20a) CH (8) tem correlao com CH (9)
Determinao da estereoqumica relativa por ROESY19 20 1217b 17a 8
18 119
7 4 5H-4 H-2
Correlao ROESY H-12: H-5, H-19 H-5: H-2, H-4 H-17a: H-4 e H-7 H-17b: H-8 e H-9 H-20: H-11
Jassbi, A. R. et al. Chemical Constituents of Euphorbia marschalliana Boiss.. Z. Naturforsch. 59c, 15-18 (2004).
Determinao da configurao absolutaMtodo de Mosher
Mtodo de MosherCorrelacionaCorrelaciona-se o centro quiral de configurao absoluta desconhecida com o centro quiral do reagente auxiliar cuja configurao absoluta conhecida.Mtodo simples e com a vantagem de usar pequena quantidade de amostra.
Mtodo de MosherUtiliza reagentes de derivatizao quiral e posterior anlise por RMN 1H. Requer a presena de grupos funcionais CO2H, -NH2 e OH, necessrios para ligar o substrato ao reagente. til para lcoois primrios e secundrios, aminas primrias e secundrias e para cidos carboxlicos.
Reagentes de derivatizao
cido -metoxi- -trifluorometil fenil actico MTPA (1) cido -metoxi-fenil actico MPA (2) cido l-naftil- -metoxi actico 1-NMA (3) cido 2-naftil- -metoxi actico 2-NMA (4) cido 9-antranil- -metoxi actico 9-AMA (5) cido 2-antranil- -metoxi actico 2-AMA (6)
Caractersticas dos reagentes de derivatizaoPresena de um um grupo funcional -CO2H, -NH2 e OH, capaz de ligar o substrato ao reagente. Presena de um grupo com forte efeito anisotrpico como anel aromtico ou insaturado. Presena de um grupo polar para fixar a molcula na conformao preferida.
Dupla e simples derivatizaoDupla derivatizao: derivatizao com os enantimeros R e S do reagente auxiliar. Simples derivatizao: derivatizao com apenas um dos enantimeros do reagente auxiliar R ou S. Nos dois mtodos so registrados os espectros RMN 1H dos diastereoismeros resultantes da reao e comparados.
Caractersticas dos espectros de RMN 1H para utilizao do mtodo de MosherPresena de hidrognios nos dois grupos L1 e L 2. Sinais distinguveis e identificveis de hidrognios nos dois grupos L1 e L2. Utilizao de instrumentos de alto campo > 7,05 Tesla.
Determinao da configurao absoluta R ou S do centro quiral
Se os deslocamentos qumicos dos hidrognios de um dos grupos esto mais protegidos significa que esto do mesmo lado do anel aromtico.
Dupla derivatizao com MPA
Na reao com R-MPA observouse proteo dos hidrognios de L2 significando que esto do mesmo lado do anel aromtico.