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Anal. Chem.:手性双核钯配合物用作NMR手性传感器

手性是自然界的基本属性,手性化合物在天然产物、药物分子、精细化学品和复合材料中普遍存在,其合成研究达到了空前的高速发展,从而也使得建立和发展快速、准确、简便的识别、分析手性化合物的方法成为迫在眉睫的任务。核磁共振技术是手性分析的一种重要基础工具。方法原理是通过手性试剂分别与一对手性对映体形成非对映体异构体,利用非对映体的手性环境的差别而产生的化学位移非等价来识别对映体的构型,裂分的相应特征信号峰峰面积比计算对映体的比率。用到的手性试剂主要包括手性衍生化试剂(Chiral derivatizing agents,简称CDA)、手性溶剂化试剂(Chiral solvating agents,简称CSA)和手性金属配合物。CDA法通常可以产生较大的化学位移差,但需要大量的手性衍生化试剂对分析底物事先衍生,步骤较为烦琐并且衍生化过程有可能带来误差;CSA法则是将手性溶剂化试剂与两个对映异构体通过离子对、范德华力、氢键等非共价键相互作用形成非对映体缔合物,无需衍生化,操作简单,但是要底物普适性强且产生大的化学位移差则相对困难;而手性金属配合物法则是将分析底物通过配位键与手性金属配合物的金属相连接,底物的配位通常会对金属配合物的整体手性环境产生较大影响,从而导致配合物的某一特征信号峰产生较大裂分,由于配位方式灵活,底物适用范围宽广,因此被普遍视为更具有广阔应用前景的NMR手性分析手段。


近日,中国科学院海西研究院福建物质结构研究所宋玲研究员团队首次报道了将羟基桥连的手性双核钯配合物(BPHP)用作NMR手性传感器,通过试剂的31P{1H} NMR对氨基醇、氨基酰胺、氨基酸、扁桃酸、二醇、二胺和单胺等多种分析物进行了手性分析。

BPHP


作者首先将BPHP应用于手性氨基醇1的分析,取得了非常大的化学位移差值 (高达 5.7 ppm);然后通过对配合物的单晶和HRMS的研究,提出了详细的识别机理:BPHP中桥连的羟基具有较强的碱性首先捕获醇中酸性质子,然后脱水离去,生成的负离子进而与钯配位形成稳定的手性磷单钯配合物,两种构型的手性底物形成的手性钯配合物手性环境不同,从而导致配合物的31P {1H} NMR信号产生裂分。

作者还通过优化条件,将试剂拓展到应用于手性氨基酰胺、氨基酸、扁桃酸、二醇、二胺和单胺的手性分析,并验证了作为分析光学纯度方法的准确性。


BPHP试剂简单易于合成,用于分析底物方法快速、实用、易于操作,获取的光谱化学位移差值大,可辨识度高。因此,可作为测定手性化合物光学纯度的一种理想的手性识别试剂。


这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上,文章的第一作者是福建物构所博士研究生陈忠祥,通讯作者是福建物构所广岭副研究员和宋玲研究员。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Chiral Discrimination by a Binuclear Pd Complex Sensor Using 31P{1H} NMR

Zhongxiang Chen, Mingxue Yang, Zhaofeng Sun, Xuebo Zhang, Jing Xu, Guangling Bian*, Ling Song*

Anal. Chem., 2019, 91, 14591-14596, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b03661


团队介绍


该研究团队近年来一直致力于NMR的手性识别研究,开发了包括手性溶剂化试剂、手性衍生化试剂、手性金属配合物的多种类型手性试剂,为手性羧酸、醇、胺、氨基酸、氨基醇等各种类型的手性底物分子提供了快速的NMR手性分析方法Chemical Communication, 2019, 55, 6098; Frontiers in chemistry, 2019, 7, 318; Organic & Biomolecular Chemistry, 2018, 16, 8311; Chemical Science, 2016, 7, 932;Sensors and Actuators B: Chemical, 2016, 231, 129; Organic Letters, 2016, 18, 2524; Organic Letters, 2015, 17, 1369.)


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