Структурные особенности C2-замещенных пирролов по данным спектроскопии ЯМР 1H, 13C и 15N тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ
|
Ушаков, Игорь Алексеевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Иркутск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2006
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
Ушаков Игорь Алексеевич
СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ С*-ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРРОЛОВ ПО ДАННЫМ СПЕКТРОСКОПИИ ЯМР 'Н, "С И
02.00.03 - Органическая химия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Иркутск-2006
Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете
Научный руководитель: Доктор химических наук, профессор
Воронов Владимир Кириллович
Официальные оппоненты: Доктор химических наук, профессор
Канидкая Людмила Васильевна
Кандидат химических наук, старший
научный сотрудник
Рохин Александр Валерьевич
Ведущая организация: НИИ физической и органической химии
при Ростовском государственном университете
Защита состоится ^ " июня 2006 года в Ю00 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.074.06 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата химических наук при Иркутском государственном университете по адресу: 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 126.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного университета
Отзывы и замечания на автореферат в двух экземплярах направлять по адресу: 664003, Иркутск-3, ул. Карла Маркса, 1, ИГУ, хим. факультет, ученому секретарю Эдельштейн O.A.
Автореферат разослан мая 2006 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета, к. х. н., доцент бГА. Эдельштейн
аоосА 4А550
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Постоянный интерес к химии пирролов обусловлен их высоким биологическим потенциалом и возможностью получать на их основе новые лекарственные препараты, а также фото- и электропроводящие материалы. Функциональнозамещенные винилпирролы, являются перспективными полупродуктами для синтеза новых гетероциклических соединений, ценными мономерами, а также лигандами для новых фотокатализаторов и биологически активных комплексов. В их ряду особое место занимают С2-винилпирролы, несущие функциональные группы при двойной связи, как реакционноспособные заготовки для направленного синтеза более сложных соединений, имитирующих природные пиррольные ансамбли.
Существенное расширение круга известных С2-винилпирролов было достигнуто после обнаружение реакции присоединения пирролов как С-нуклеофилов к электроннодефицитной тройной связи активированных ацетиленов. Активное изучение этой реакции привело к синтезу нового широкого ряда 2-(2-ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов, обладающих специфическим пространственным и электронным строением, для изучения которого требовалось применение спектроскопии ЯМР как эффективного аналитического метода. С позиции ЯМР спектроскопии синтезированные вещества могут рассматриваться в качестве модельных объектов для надежного установления закономерностей влияния структурных особенностей молекул на их спектральные характеристики.
Цель работы. Установление пространственного и электронного строения продуктов реакций пирролов с ацетиленами на основе анализа полного набора параметров спектров ЯМР 'Н, |3С и |5Ы, полученных при помощи гомо- и гетероядерных двумерных методов, а также выявление специфических внутримолекулярных взаимодействий и их спектрального проявления.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург
ОЭ 200ёакт
Научная новизна работы. С помощью спектроскопии ЯМР впервые установлено строение новых продуктов реакции пирролов и ацилацетиленов. Детально исследован изомерный состав образующихся веществ. Показано наличие сильной внутримолекулярной связи NH...0 в Z-изомерах. Исследовано пространственное и электронное строение ряда ранее не изучавшихся пиридилпирролов и трифторацетилпиридилпирролов, в которых впервые обнаружены внутримолекулярные водородные связи. На основании 2М спектров
изучено влияние различного типа внутримолекулярного водородного связывания на прямые КССВ между ядрами 15N и протонами при низких концентрациях вещества. Произведен анализ обнаруженных спектральных эффектов методами квантовой химии.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 статей и 5 тезисов докладов. Основные положения диссертационной работы докладывались на XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 1998), Молодежной научной конференции по органической химии "Байкальские чтения" (Иркутск, 2000), XVI Международном семинаре по спектроскопии молекул и кристаллов (Севастополь, 2003), VTI Международном семинаре по магнитному резонансу (Спектроскопия, томография и экология) (Ростов-на-Дону, 2004), IV Всероссийской конференции "Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях" (Казань, 2005).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 15 таблиц, 27 рисунков и состоит из списка используемых сокращений, введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 185 библиографических наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1 (Литературный обзор) содержит обзор современных двумерных методов спектроскопии ЯМР, использованных при выполнении исследования молекул представленного ряда. Детально проанализированы импульсные последовательности, лежащие в основе гомоядерных методов двумерной
спектроскопии (COSY, COSYLR, DQF-COSY, TOCSY, NOESY, EXSY, INADEQUATE) и гетероядерных методов (HMQC, HSQC, HMBC), а также их одномерных вариантов. Кроме того в этой главе обсуждаются работы посвященные изучению пространственного и электронного строения С- и N-винилпирролов различными физико-химическими методами.
В главе 2 приведены результаты исследования С2-замещенных пирролов методами 'Н, 13С и 15N ЯМР спектроскопии и квантовой химии. Все спектры зарегистрированы на спектрометре Bruker DPX250 (250.1 МГц ('Н), 62.9 МГц (|3С), 25.3 МГц (,5N)) в CDC13. Для изученных соединений произведено однозначное отнесение всех сигналов с использованием вышеперечисленных двумерных методов.
2.1. Изучение пространственного и электронного строения
2-(пиридил)пирролов по данным спектроскопии ЯМР *Н, С и I5N.
3_4
зО5
N I
Н
1-4
/г
R = 2'-пиридил (1,5); R = З'-пиридил (2,6); R - 4'-пиридил (3); R = Ph(4,7);
5-7
Анализ химических сдвигов (ХС) 13С позволяет оценить характер 71,71-взаимодействия между пиридиновым и пиррольным циклами молекул (1-3). В пиррольном цикле наблюдается дезэкранирование атомов углерода в положениях 4 и 5. Сигналы С3, С5 и С2, С4', С5' в пиридюширролах (1), (2) и (3), соответственно, смещаются в сильное поле на 4-6 м.д., по сравнению с незамещенным пиридином. Это указывает на значительное проявление %-донорных свойств пиррольного кольца по отношению к пиридиновому циклу.
Сигналы ядер С3 ,С4 и С5 пиррольного цикла соединений (1-3) испытывают заметное смещение в слабое поле (1-3 м.д.) относительно их положения в пирроле. Следовательно, пиридиновый цикл в молекулах (1-3) проявляет п-акцепторные свойства.
В ряду трифторацетилированных пирролов (5-7) имеет место существенное изменение ХС атомов углерода пиррольного и пиридинового фрагментов, вызванное электронным эффектом группы СОСР3 . Наиболее резко изменяется
ХС атома С4, который смещается в молекулах (5-7) в слабое поле под воздействием электроноакцепторного эффекта группы СОСБз относительно их незамещенных аналогов (1-4) на 12-13 м.д. Следует отметить весьма ощутимую передачу электронного эффекта группы СОСР3 на пиридиновый фрагмент через пиррольный цикл, что выражается в слабопольном смещении на 2-3 м.д. сигналов атомов С3 и С5 в соединении (5) и на 2-4 м.д. сигналов атомов С2, С4 и С6 в пирроле (6).
В спектре ЯМР 'Н соединения (1) наблюдается резкий слабопольный сдвиг сигнала протона N11 относительно пирролов (2-4) (на 0.9-1.2 м.д., табл. 1). Кроме того, в ИК спектре разбавленного раствора (1) в ССЦ зарегистрирован низкочастотный сдвиг валентного колебания связи N-11 на 18-24 см"1 по сравнению с соединениями (2-4) (табл. 1). Это свидетельствует об образовании слабой внутримолекулярной водородной связи типа которая
стабилизирует конформацию 2,2'-пиридилпиррола (1) с сш-расположением гетероциклов.
Реализация конформации с антирасположением пиридинового и пиррольного циклов в 2,2'-пиридилпирроле (1) привела бы к пространственной близости
син ^ анти пиридинового атома азота к атому
водорода Н3 пиррольного цикла и резкому слабопольному смещению сигнала протона Н3. Однако, подобного смещения для сигнала протона Н3 в молекуле (1) не наблюдается. Кроме того, пространственная близость атома азота к протону Н3 должна была бы вызвать заметное возрастание соответствующей прямой КССВ 13С-'Н. На самом деле КССВ !1(С3,Н3) в пиридилпирроле (1) даже несколько уменьшается (1-2 Гц) по сравнению с значениями этой КССВ в соединениях (2-4). Следовательно, 2,2'-пиридилпиррол (1) существует исключительно в конформации с син-расположением пиррольного и пиридинового циклов.
В (трифторацетил)пирролах (5-7) обнаружено дальнее спин-спиновое взаимодействие (ДССВ) между ядрами »р и Н через 5 связей, а также между ядрами 19Р и 13С через 4 связи (51РН=2.0 41РС=3.6 Гц). Оно передается через пространство (51гн) или через промежуточную связь (41рс) и указывает на
(Аг)№
5-7
я-цис(№,О) расположение трифторацетильной фуппы относительно пиррольного фрагмента.
Причиной О) расположения трифторацетильной
р группы относительно пиррольного фрагмента в молекулах соединений (5-7) может служить образование внутримолекулярной водородной связи №1...0. Действительно, сигнал протона N11 в пирролах (6, 7) смещается в слабое поле на 1 м.д. по сравнению с их аналогами (2, 4) без группы СОСЕ3, а красное смещение полосы поглощения связи Ы-Н в ИК спектре составляет 40 см"' (табл. 1).
В спектре ЯМР *Н пиридил (трифторацетил)пиррола (5) сигнал протона N11 дополнительно смещается в слабое поле на 0.8 м.д., а полоса поглощения связи N-11 в ИК спектре - на д 15-20 см"1 в низкочастотную область относительно
(трифторацетил)пирролов (6, 7) (табл. 1), что позволяет предполагать возникновение двойной внутримолекулярной водородной связи N11.. .Ы и N11.. .О в молекуле (5).
Значения ХС атомов азота полученные из спектров 2М ШОС 'Н-1^, в ряду соединений (1-7) имеют характерные значения, соответствующие данным ЯМР |5К для пиррола и пиридина. Трифторацетилирование положения 5 пиррольного цикла приводит к слабопольному сдвигу резонансов пиррольного атома азота на величину от 3 до 7 м.д., а сигнала атома азота пиридинового цикла - на 4 м.д. по сравнению с ХС этого же атома в соответствующих пиридилпирролах (табл. 1).
Для 2(2'-пиридил)пиррола (1) обнаружено возрастание значения КССВ ^(N,11) на 2.5 Гц по сравнению с пирролами (2-4). Для всех трифторацетилированных представителей этого ряда также наблюдается увеличение значения указанной КССВ, что коррелирует с выводом о наличии внутримолекулярной водородной связи, сделанном на основании слабопольного смещения сигнала протона N11.
Таблица 1
Спектры ЯМР 'Н, 15Ы и ИК соединений 1-7 (5, м.д., I, Гц, v, см"1)а
№ 5 Д v
М1 ы'н1 'Д^'.Н1) ы'н1
1 -236.4 -85.2 9.62 98.3 3460
2 -238.4 -66.6 8.63 95.8 3478
3 -237.7 -77.4 8.75 95.4 3482
4 -240.4 - 8.43 94.9 3484
5 -233.2 -80.8 10.48 101.5 3424
6 -232.1 -68.4 9.73 99.0 3439
7 -233.3 - 9.67 98.1 3443
* ХС относительно СНэШг
2.2. Изучение пространственного и электронного строения 2-(2-ацилэтенил)-и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов по данным ЯМР 'Н и 13С.
4
4 3 4 3
5Г\2 5Ь Л Г
н н Н
о
12-14 15-17,20-25 18,19,26-30
12.Я = Н; 13. Я = С(0)СН3; 14. Я = С(0)СР3; 15. Я, = РЬ, Я2 = Я3 = Н;
16. Я, = 2-тиенил, Я2 = Я3 = Н; 17. Я, = Я3 = РЬ, Я2 = Н; 18. Я, = РИ, Я2 = Н;
19. Я, = 2'-тиенил, Я2 = Н; 20. Я, = Я2 = РЬ, Я3 = Н; 21. Я] = 2'-фурил , Я2 = РЬ,
Я3 = Н; 22. Я, = 2'-тиенил , Я2 = РЬ, Я3 = Н; 23. Я, = С2Н5, Я2 = Я3 =РЬ;
24. Я, = Я2 = Я3 =РЬ; 25. Я, = СС13, Я2 = Я3 = РЬ; 26. Я, = Я2 = РЬ; 27. Я, = 2'-фурил,
Я2 = РЬ; 28. Я| = 2'-тиенил , Я2 = РЬ ; 29. Я, = С2Н5, Я2 = РЬ; 30. Я, = СС13, Я2 = РЬ;
Отнесение конфигурационных изомеров в ряду 2-(2-ацилэтенил)пирролов (15-19) осуществлено на основании значений вицинальных КССВ в олефиновом фрагменте 3Л(Н", Нр). Для 2-формы оно составляет 12.0-12.3 Гц, тогда как для Е-формы - 15.2-15.5 Гц. Для 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов (20-30)
яэо
дифференциация 2- и £-изомеров произведена по 2М спектрам ЫОЕвУ, в которых для 2-изомеров присутствует корреляция между сигналами Н^ и Н0 а-фенильного цикла. Наиболее примечательной чертой спектров ЯМР *Н 2-(2-ацилэтенил) и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов (15-20) служит резкое слабопольное смещение (4-6 м.д.) сигнала протона ЫН группы в 2-изомерах по сравнению с Е-изомерами, что свидетельствует об участии данного
15,17,20,24 2-изомеры
атома водорода в образовании водородной связи ЫН...О, которая может быть реализована в изображенной структуре.
№винильных производных, заведомо существующих в кето-форме (-190 м.д.). При наличии енольной формы он существенно смещался бы в сильное поле. Кроме того, КССВ 'Н-'Н пиррольного цикла (31(Н3,Н4) = 3.7; 3Д(Н4,Н?) = 2.5; 41(Н3,Н5) = 1.2 Гц) сохраняют свои характеристические значения. В соединениях (15-30) обнаружены также КССВ протонов пиррольного цикла и протона ЫН группы (41(ЫН,Н3) = 2.4; ^(ЫНД4) = 2.1; 31(Ш,Н5) = 1.8 Гц). Совокупность указанных выше спектральных данных дает основание сделать вывод, что 2-(2-ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролы (15-30) существуют в растворе хлороформа исключительно в кето-форме.
Введение фенильного цикла в а-положение кетовинильного фрагмента приводит к систематическому слабопольному смещению сигнала группы ЫН порядка 1 м.д. Это объясняется взаимным огталкиванием ненасыщенных групп, вследствие которого хелатный цикл (с учетом внутримолекулярной водородной
Интервал ХС протона ЫН (12-15 м.д.) характерен скорее для
Дг резонанса протонов группы ОН вовлеченной во внутримолекулярную водородную связь, что побуждает рассмотреть возможность перехода 2-изомеров производных
пиррола (15-30) в енол-иминную форму. ХС сигналов С'в^и Е]
формах пирролов (15-30) практически совпадает с таковыми в их
связи) сжимается, а сама водородная связь упрочняется за счет сближения гетероатомов водородного моста.
Вследствие того, что связь Са=Ср в пирролах (15-30) находится между п-донорным и и-акцепторным фрагментами (пиррольный циюг и карбонильная группа, соответственно), она сильно поляризована. Это следует из того, что в Z-изомерах соединений (15, 17, 18, 20-23, 25-30) разница химических сдвигов атомов Са и С'5 составляет 24-26 м.д., а в £-изомерах она снижается до 19-21 м.д.
Из данных ЯМР 13С следует, что кетовинильный фрагмент в Z- и Е-изомерах 2-(2-ацилтгенил)пиррола (15) и 2-(2-ацилэтенил)-5-фенилпиррола (17) оказывает различное влияние на химические сдвиги ядер 13С пиррольного цикла. Смещение сигналов С4 и С5 практически одинаково, тогда как резонанс С3 в Z-изомере по сравнению с £-изомером претерпевает заметно больший слабопольный сдвиг по сравнению с резонансом С3 в пирроле (12) (12 и 7 м.д., соответственно). Поскольку Z-изомер обладает прочной внутримолекулярной водородной связью N-H...O, можно предположить его плоское строение, обеспечивающее эффективное 7г,7г-взаимодействие кетовинильной группы и пиррольного цикла.
2.3. Изучение пространственного и электронного строения 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенов по данным спектроскопии ЯМР 'Н, |3С и
31.R,=Ph,R2 = R3=H;
32. Ri = 2-тиенил, R2 = R3 = H;
33. R| = Ph, R2 = Ph, R3 = H;
34. R, = 2-тиенил, R2 = Ph, R3 = H;
35. R, = Ph, R2 = МеОСбН,, R3 = H;
36. Ri = Ph, R2 = МегИСбН,, R3 = H;
37. R, = Ph, R2 = R3 = (CH2)4;
38. Ri = 2-тиенил, R2 = R3 = (CH2)4
31-38
Особенностью спектров ЯМР 'н соединений (31-38) является резкое различие ХС двух сигналов протонов ЫН групп. Наблюдается слабопольное
смещение одного из сигналов в область 14-15 м.д., тогда как второй сигнал лежит в области 8-9 м.д (табл. 2). Это означает, что протон ЬГН группы пиррольного цикла, находящегося в г/ис-положении к карбонильной группе, вовлечен в образование внутримолекулярной водородной связи N1-1...О, а 1ЧН группа транс-пиррольного цикла остается свободной.
Сравнение ХС |3С для пиррольных атомов углерода в соединениях (31-38) позволяет сделать вывод о различном влиянии кетовинильной группы на каждое из пиррольных колец. Слабопольное смещение резонанса С3 по сравнению с С3 на величину ~ 6 м.д. и С5 по сравнению с С5 на величину ~ 4 м.д. свидетельствует о более эффективном сопряжении кетовинильного фрагмента с цис- пиррольным циклом по сравнению с транс- пиррольным циклом. Причиной такого эффекта является образование внутримолекулярной водородной связи ЫН...О, которая стабилизирует планарное расположение цис- пиррольного цикла и связи С°-Ср.
Сравнение КССВ между протонами для пиррольных циклов показывает, что значения КССВ 4Т(ЫН,Н3) и ^(ЫН.Н4) 1/мс-пиррольного цикла меньше на 0.20.4 Гц, а значение вицинальной КССВ 31(Н3,Н4) больше на 0.3-0.5 Гц значений аналогичных КССВ транс-пиррольаого цикла. По-видимому, это связано с участием протона группы Ы-Н г/ис-пиррольного цикла во внутримолекулярном водородном связывании.
Для 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенов (34-36, 38) методами 2М спектроскопии 'Н-,5Ы ШОС получены данные химических сдвигов ЯМР |5Ы при естественном содержании изотопа и низкой концентрации вещества (0.1 х10'2 М), а также значения прямой КССВ ^(N,11) для пиррольных циклов (табл. 2), (рис. 1).
Смещение резонанса атома азота цис- пиррольного цикла в слабое поле на величину порядка 14 м.д. по отношению к таковому для транс-пиррольного цикла обусловлено суммарным вкладом электронного эффекта кетовинильной группы и участия группы М'-Н1 в водородном связывании. Вовлечение группы И'-Н1 в водородное связывание прослеживается и при сравнении прямых КССВ 'Д^Н1) и ^(Ы1,11') пиррольных циклов. Для всего ряда соединений (34-36, 38) обнаружено уменьшение значения КССВ для цис- пиррольного цикла (2-
4 Гц) по сравнению с 'ДЫ1 ,Н') для транс- пиррольного цикла (табл. 2).
И,
м.д. -350
-250
-150-
11(Ы,,Н1) = 91.8 Гц
1,н') 95 1 Гц
кш'ъ. 8(К>-234.5 м.д._,
,_)- -220.4 м.д.
~Ш) ' ¡То"
Ч 'I ■ ■ г
15.0
90 мд. Р2
б)
,1(Ы1'л,') = 95.1Гц
I 1
в)
11(Ы1,Н1) = 91.8Гц
Г I
15.0
13.0
110
9 0 м.д. ^
Рис. 1. а) 2М Спектр 'Н-15Ы НвОС соединения 36 в условиях записи с отключением составной импульсной развязки САЙР. вИ (Г7,) = 25.3 МГц (15Ы), ЭР (Р2) = 250.13 МГц (*Н); б) сечение 2М спектра на резонансной частоте атома азота Ы1; в) сечение 2М спектра на резонансной частоте атома азота Ы1.
Таблица 2
Спектры ЯМР !Н, ,5Ы соединений 34-36,38 (5, м.д., I, Гц)'
№ 5
ы'н' М1
34 14.71 8.84 -220.3 -234.6 93.4 95.4
35 14.90 8.80 -219.5 -234.0 91.6 95.5
36* 15.02 8.73 -220.4 -234.5 91.8 95.1
38 13.80 8.16 -219.8 -234.2 93.4 95.4
2.4. Строение 1-винил-2(2-бензоилэтенил)пирролов по данным спектроскопии ЯМР *Н и |3С.
39. Я| = Я2 = Н, Я3 = РЬ;
40. Я,=Ме,Я2 = Н,Яз = РЬ;
41. Я, = Я2 = (СН2)4, Я3 = РЬ;
42. Я, = Я3 = РЬ, Я2 = Н;
43. Я, = Ме, Я2 = и-Рг, Я3 = РЬ;
44.Я^ = Я3 = РЬ, = Е1;
45. Я, = и-Ви, Я2 = и-Рг, Я3 = РЬ;
39-48
46.Я,= J=)~ , Я2 = Н, Яз = РЬ;
47. Я, = Я2 = (СН2)4, Я3 = 2-тиенил;
48. Я, = РЬ, Я2 = Н, Я3 = 2-тиенил
Введение кетовинильной группы вызывает в пирроле (39) слабопольные сдвиги сигналов С3, С5 и Ср на 3, 4 и 6 м. д., соответственно, относительно 1-винилпиррола. При появлении заместителя в положении 5 пиррольного кольца резко изменяется ХС атома Се. Так, в 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)-5-метилпирроле (40) сдвиг резонанса атома в слабое поле относительно пиррола (39) составляет 10.8 м.д., что соответствует ослаблению р,л-сопряженчя этих фрагментов, вызванное искажением копланарности молекулы. Такое стерическое ингибирование р,л-сопряжения 1-винильной группы заместителями в положении 5 пиррольного цикла характерно для всего ряда исследованных 1-винил-2-(2-ацилэтенил)пирролов (40-48).
Величина вицинальной КССВ ^(Н^Н15') в кетовинильной группе соединений (39-48) составляет 15.2-15.3 Гц поэтому их можно отнести к £-форме (по аналогии с 2-(2-ацилэтенил)пирролами (15-19)).
ЯЭо В молекулах (39-48) обнаружено ДССВ между
протонами пиррольного цикла Н3, Н4 и протоном /} Н" кетовинильной группы через 4 и 5 связей, соответственно. Последнее взаимодействие должно передаваться через плоский зигзагообразный фрагмент, который реализуется при 5-«г/7анс(Ы)-ориентации связи Са=С". Такая ориентация кетовинильной группы подтверждается обнаружением ЯЭО между протонами Н и в 2М спектрах ЫОЕвУ всего ряда соединений (39-48).
Величина КССВ 5Л(Н4,На'>=0.6 Гц в молекулах (39, 40, 42, 48) остаётся постоянной, поэтому можно утверждать, что наличие заместителя в положении 5 пиррольного цикла не сказывается на стереоориентации связи Сга,=С'5. С помощью 2М 'Н-'Н СОБУЬЯ эксперимента надежно фиксируется наличие взаимодействия между протоном
и Но через 5 связей для 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)пирролов (39-46). Это взаимодействие передаётся через пространство и указывает на в-г/мс(СО)-ориентацию кетовинильной группы. Пространственная близость протонов Н^ и Н0 подтверждается наличием кросс-пиков между сигналами этих протонов в 2М спектрах ИОЕБУ 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)пирролов (39-46).
В 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)пирроле (39) обнаружено ДССВ между протонами пиррольного цикла и винильной группы через 4, 5 и 6 связей. Это свидетельствует о Б-юранс-ориентации винильной группы относительно кетовинильной. При переходе к замещенным 1-винил-2-(2-ацилэтенил)пирролам (40-48) ДССВ указанного тииа исчезает, свидетельствуя о выходе винильной группы из плоскости пиррольного цикла.
Выход винильной группы из плоскости гетероцикла в соединениях (40-48) сопровождается инверсией сигналов протонов винильной группы НА и Нв в спектрах ЯМР !Н. Кроме того, в соединениях (40-48) происходит уменьшение абсолютного значения геминальной КССВ 2J(HA,HB) на 0.5-0.6 Гц и уменьшение разности прямых КССВ 13С-'Н уЗ-углерода винильной группы на 4 Гц относительно пиррола (39).
2.5. Квантовохимическое исследование водородных мостиков N-H...N и N-H...O в (^-замещенных пирролах.
Обнаруженные эффекты водородного связывания на прямые КССВ 'J(N,H) побудили к более глубокому исследованию этих закономерностей с привлечением методов квантовой химии. Для достижения лучшего соответствия экспериментальных и расчетных значений КССВ 'J(NH) были проведены тестовые квантовохимические расчеты молекулы пиррола в различных базисных наборах в программном пакете GAUSSIAN 03W. Геометрические параметры для всех расчетов оптимизировались в рамках теории функционала плотности (DFT) при учете эффекта электронной корреляции с использованием трехпараметрового гибридного функционала B3LYP в трижды расщепленном базисном наборе Попла 6-31 lG(d,p). Константы экранирования протонов и азота рассчитывались методом градиентно-независимых атомных орбиталей (GIAO). Для расчета КССВ использовался рад базисных наборов, приведенных в табл. 3.
Таблица содержит вклады в полное значение КССВ (J ), определяемое суммой Ферми-контактного (J4*), парамагнитного спин-орбитального (Jnco), диамагнитного спин-орбитального (Jflco) и спин-дипольного (1°д) вкладов:
дП _ дФК + jTOO + jflCO +дСД
Таблица 3
Рассчитанные значение КССВ '.Г(М,Н) в пирроле, Гц.
Базис 'ЛДН)"
,1100 .г7*
6-31Ш(с1,р) 91.0 88.2 2.1 0.4 0.3
сс-рУБг 89.7 87.0 2.1 0.4 0.2
а^-сс-рУБг 94.6 92.1 2.0 0.4 0.1
сс-рутг 89.0 86.1 2.2 0.4 0.3
аи§-сс-рУТг 94.5 91.6 2.2 0.4 0.3
ЕРЛ-Н 99.8 97.3 2.0 0.4 0.1
а экспериментальное значение 'ДИ,!!) в пирроле составляет 96.0 Гц
Анализ полученных расчетных значений позволил выбрать оптимальный базисный набор (аиц-сс-рУОг), наиболее точно и экономично по времени воспроизводящий экспериментальное значение '.Г(М,Н) в пирроле.
Для молекулы 2,2'-пиридилпиррола (1) обнаружен основной энергетический минимум, соответствующий син- ориентации пиррольного и пиридинового циклов. Второй минимум, соответствующий анти- расположению гетероциклов имеет энергию на 4.8 ккал/моль выше. По данным расчета для син- конформера (1) межъядерное расстояние г(Н'.. .И1) составляет 2.39 А, что на 0.36 А короче суммы Ван-дер-Ваальсовых радиусов (2.75 А). Длирщ связи /(Ы'-Н1) в син-конформации на 0.004 А больше по сравнению с анти- конформером.
3 4
син анти
В случае 2,3'-пиридилпиррола (2) резкого отличия по энергии син- и анти-конформеров по данным расчета не наблюдается. Разность энергий между син- и
анти- формами составляет 0.3 ккал/моль. Длины связей /(N'-11') при переходе от син- к анти- форме не изменяются.
С целью упрощения расчетов использовалось модельное соединение 1,1-ди(пиррол-2-ил)-2-формилэтен (50), которое соответствует соединениям исследуемого ряда (31-38). Для этого соединения возможны два конформера с водородной связью. Разница энергии между син- и анти- формами составляет 0.3 ккал/моль.
син анти
50
Равновесное расстояние г(Н'...0) в обеих конформациях составляет 1.68 А, что на 1.02 А меньше суммы Ван-дер-Ваалъсовых радиусов (2.70 А), а длина связи /(Ы'-Н1) для г/мс-пиррольного цикла, вовлеченной в водородное связывание, больше на 0.025 А, чем длина связи /(Ы' -Н1) для транс-трропънога цикла.
Для 2,2'-пиридилпиррола (1) рассчитанное значение ХС протона Ы'Н1 изменяется на 1.5 м.д. при переходе от син- к анти- форме. Такое изменение находится в хорошем соответствии с наблюдаемым в эксперименте изменением экранирования протона ЫН при переходе от (1) к (2) (1.0 м.д.) (табл. 1). Вычисленные значения ХС ЯМР (К1 и М1) для син- конформера (1) также согласуются с экспериментальными данными. Следует отметить, что метод СТАО предсказывает избыточное экранирование пиридинового атома азота И1 на 18 м.д. по сравнению с анти- конформером (1), вызванное внутримолекулярным взаимодействием. Это согласуется с экспериментальной разницей ХС пиридиновых атомов азота в 2,2'-пиридилпирроле (1) и 2,3'-пиридилпирроле (2) (табл. 1).
В 1,1-ди(пиррол-2-ил)-2-формилэтене (50) вычисленное значение ХС протона Ы'н' цис- пиррольного цикла больше на 6.8 и 7.8 м.д. по сравнению с ХС
17
протона Ы'Н1 транс- пиррольного цикла в син- и анти- конформерах соответственно. Такое дезэкранирование является следствием N-11...О внутримолекулярного взаимодействия и согласуется с экспериментальными данными ЯМР 'Н соединений (31-38) (табл. 2).
Следует отметить, что в случае 1,1-ди(пирролил)-2-ацилэтенов (31-38) и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов (20-30), водородная связь Ы-Н...О вызывает гораздо большее слабопольное смещение сигнала протона участвующего во взаимодействии, чем водородная связь N-11... N в 2,2'-пиридилпирроле (1). Основываясь на соотношении Шеффера (Т. всЬаеГег, I РЬуэ. СЬет., 1975, Уо1.79, Р. 1888) между величиной слабопольного смещения сигнала протона и энергией водородной связи, можно полагать, что энергия взаимодействия №Н...О в молекулах (20 -38) находится в пределах 5-6 ккал/моль, а энергия взаимодействия N-11... N в пирроле (1) не превышает 1.5 ккал/моль.
Вычисленные значения прямой КССВ '1(М,Н) и вклады в эту константу для конформеров соединений (1, 2, 50) представлены в табл. 4. Из данных табл. 4 следует, что КССВ М(Ы1,Н1) цис- пиррольного цикла соединения (50) меньше на 1.2 и 2.0 Гц по сравнению с КССВ ^(Ы1,!!1) транс- пиррольного цикла для син- и анти- конформеров, соответственно. С другой стороны, расчет предсказывает увеличение КССВ '.Г^Н1) на 2.5 Гц при переходе от анти- конформации 2,2'-пиридилпиррола (1) к син- конформации. В 2,3'-пиридилпирроле (2), в котором не реализуется взаимодействие значение КССВ 'ЛЪ!1,!!1) в син- и анти-
конформерах практически совпадают (табл. 4).
В случае 1,1-ди(пиррол-2-ил)-2-формилэтена (50) изменение КССВ '•Г^Н') обусловлено как парамагнитным спин-орбитальным, так и Ферми-контактным вкладами (табл. 4). Для 2,2'-пиридилпиррола (1) изменение КССВ '1(Ы',Н') связано исключительно с изменением Ферми-контактного вклада. Различие в направлениях изменения КССВ 'ДЪ^Н) в 1,1-ди(пиррол-2-ил)-2-формилэтене (50) за счет N11...О водородного связывания и в 2,2'-пиридилпирроле (1) за счет водородного связывания, а также различная роль вкладов в изменения этих констант отражает различные типы взаимодействия в этих молекулах. В случае соединения (50) водородная связь осуществляется преимущественно по ковалентному механизму, тогда как в молекуле 2,2'-пиридилпиррола (1) имеет
место преимущественно электростатическое взаимодействие (Contreras R.H. et al, Annu. Rep. NMR Spectrosc., 2003, Vol. 51, P. 167). Это согласуется с данными квантовохимического расчета, показывающего более сильное растяжение связи N-H в случае преимущественно ковалентного связывания по сравнению с электростатическим взаимодействием (0.025 Â в (50) и 0.003 Л в (1)).
N Сопоставление углов в между связями, входящими в водородный
мостик, NH...0 в (50) и NH...N в (1) привело к следующим
результатам. В 1,1-ди(пиррол-2-ил)-2-формилэтене (50) значение X Q
0 в равновесной геометрии составляет 152.7 , тогда как в 2,2'-
X = N, О пиридилпирроле (1) только 98.0°.
Причина такой разницы в значениях угла G заключается в том, что водородный мостик NH...0 в молекуле (50) входит в состав семичленного хелатного цикла, тогда как водородный мостик NH...N в молекуле (1) способствует формированию пятичленного хелатного цикла. В первом случае водородная связь близка к линейной (150° < 9 < 180°), которая благоприятна для ковалентного связывания (Jef&ey G.A, J. Mol. Struct., 1999, Vol. 485-486, P. 293). Во втором случае водородная связь является очень изогнутой, поэтому здесь более существенно ненаправленное кулоновское взаимодействие.
Таблица 4
Рассчитанные значения КССВ ^(N'^H1) и ^(Ы'.Н1) в пирролах (1,2,50), Гц
№ 'JÍN^H'M'JO^H1')]
Jn J™ jnco jiICO f*
1 син 98.8 96.8 1.5 0.4 0.1
анти 96.3 93.8 2.0 0.4 0.1
2 син 96.2 93.6 1.9 0.5 0.2
анти 95.9 93.3 1.9 0.5 0.2
50 син 95.1 [96.3] 93.8 [88.4] 0.7 [1.8] 0.6 [0.4] 0 [0.1]
анти 94.9 [96.9] 93.7 [94.6] 0.7 [1.7] 0.6 [0.6] 0 [0]
выводы
1. В 2-пиридилпирролах я,л-сопряжение гетероциклов эффективно, пиррольный цикл является л-донором, а пиридиновый - л-акцептором. В 2,3'-пиридилпирроле реализуется две конформации с син- и акты- расположением гетероциклов, а в 2,2'-пиридилпирроле только син- конформация, стабилизированная внутримолекулярной водородной связью.
2. В 5-трифторацетил-2-пиридилпирролах электронный эффект группы СОСР3 передается через пиррольный фрагмент на пиридиновый цикл. Группа С ОС Г) имеет $-г<ис(1Ч,0) расположение и образует внутримолекулярную водородную связь N11...О.
3. 2-(2-ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролы существуют исключительно в кето-форме. В 7- изомерах образуется сильная внутримолекулярная водородная связь N-11...О препятствующая вращению пиррольного цикла, тогда как в Е- изомерах конформационное равновесие связанно с вращением пиррольного цикла.
4. В 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенах цис- пиррольный цикл копланарен кетовинильной группе, что обуславливает их более эффективное я,я-сопряжение по сравнению с транс- пиррольным циклом, который выведен из плоскости этих фрагментов.
5. 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)пиррол имеет близкое к плоскому строение при транс- ориентации винильной и кетовинильной групп, причём ненасыщенные фрагменты молекулы эффективно сопряжены. В 5-замещенных 1-винил-2-(2-ацилэтенил)пирролах винильная группа существенно выведена из плоскости гетероцикла вследствие стерического влияния заместителя, что не сказывается на пространственном расположении остальных ненасыщенных фрагментов.
6. В 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенах внутримолекулярная водородная связь N11...О приводит к уменьшению абсолютного значения КССВ '.1(Ы,Н), тогда как в 2,2'-пиридилпирроле внутримолекулярная водородная связь N11...N вызывает увеличение этой КССВ.
7. По данным квантовохимических расчетов уменьшение КССВ 'J(N,H) связано с
' изменением Ферми-контактного и парамагнитного спин-орбитального вкладов,
%
в то время как увеличение этой КССВ сопряжено с изменением только Ферми-
^ контактного вклада.
)
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах
4
1. Trofimov В.A., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Ushakov I.A., Elokhina V.N., Mikhaleva A.I., Vakul'skaya T.I., Toryashinova D-S. D. An example of the facile C-vinylation of pyrroles.//Mend. Commun., 1998, N. 10, P. 119-120.
2. Трофимов Б.А., Степанова 3.B., Собенина JI.H., Михалева А.И., Вакульская Т.И., Елохина В.Н., Ушаков И.А.. Торяшинова Д.-С. Д., Косицына Э.И. Пирролы как С-нуклеофилы в реакции с ацилацетиленами // Изв. АН, Сер. хим., 1999, № 8, С. 1562-1567.
3. Трофимов Б.А., Степанова З.В., Собенина JI.H., Михалева А.И., Ушаков И.А.. Торяшинова Д.С.Д. Реакция 2-фенилпиррола с 2-ацил-1-фенилацетиленами на окиси кремния // ХГС, 1999, № 9; с. 1253-1254.
4. Афонин А.В., Ушаков И.А.. Петрова О.В., Собенина Л.Н., Михалева А.И., Воронов В.К., Трофимов Б.А. Изучение пространственного и электронного строения ряда 2-(пиридил)пирролов по спектрам ЯМР *Н и ,3С // ЖорХ, 2000, Т. 36, Вып. 7, С. 1074-1080.
5. Trofimov В.А., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov 1.А.. Elokhina V.N. C-Vinylation of 1-Vinylpyrroles with Benzoylacetylene on Silica Gel // Synthesis, 2001, №. 12, P. 1878-1882.
, 6. Ушаков И.А.. Афонин A.B., Воронов B.K., Степанова З.В., Собенина Л.Н.,
Михалева А.И., Трофимов Б.А. Изучение пространственного и электронного строения 2-{2-ацилэтенил)-1-винилпирролов по данным спектров ЯМР 'Н и ,3С // ЖОрХ, 2002, Вып. 12, С. 1836-1842.
7. Trofimov В.А., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov I.A., Mal'kina A.G., Stepanova Z.V., Vakul'skaya T.I., Elokhina V.N. Toryashinova D-S.D. N- and C-Vinylation of Pyrroles with Disubstituted Activated Acetylenes // Synthesis, 2003, №8, P. 1272-1279.
8. Воронов В.К., Ушаков И.А.. Афонин А.В., Степанова З.В., Собенина JI.H., Михалева А.И. Изучение пространственного и электронного строения 2-(2-ацилэтенил)пирролов методом ЯМР 'Н и13С // ЖОрХ, 2003, Т. 39, № 9, С. 1391-1397.
9. Трофимов Б.А., Собенина J1.H., Михалева A.M., Елохина В.Н., Ушаков И.А. Первый пример С-винилирования пирролов активированным ацетиленом в условиях катализа основаниями // ЖОрХ, 2003, Т. 39, № 8, С. 1266-1267.
10. Степанова З.В., Собенина JI.H., Михалева А.И., Ушаков И.А.. Елохина В.Н., Воронцов И.И., Антипин М.Ю., Трофимов Б.А. Синтез и рентгеноструктурное исследование 2-(2-атщл-1-фенилэтенил)пирролов // ЖОрХ, 2003, Т. 39, Вып. 11, С. 1705-1712.
11. Trofimov В.А., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov LA. Ethynylation of pyrroles with l-acyl-2-bromoasetylenes on aluminia: a formal "inverse Sonogashira coupling" // Tetrahedron Lett., 2004, Vol. 45, P. 6513-6516.
12. Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov I.A., Chipanina N.N., Elokhina V.N., Voronov V.K., Trofimov B.A. Silica-Assisted Reactions of Pyrroles with 1 -Acyl-2-bromoacetylenes // Synthesis, 2004, №16, P. 2736-2743.
13. Afonin A.V., Ushakov I.A.. Sobenina L.N., Stepanova Z.V., Petrova O.V., Trofimov B.A. Different types of hydrogen bonds in 2-substituted pyrroles and 1-vinyl pyrroles as monitored by !H, ,3C and ISN NMR spectroscopy and ab initio calculations // Magn. Res. Chem., 2006, Vol. 44, P. 59-65.
14. Трофимов Б.А., Степанова 3.B., Собенина JI.H., Елохина B.H., Михалева A.M. , Ушаков И.А. С-винилирование пирролов бензоилацетиленом // В сб. материалов XVI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Москва, 1998, С. 83.
15. Кузнецова С.Ю., Ушаков И.А. Изучение строения Ы-винил-2(2-бензоилэтенил)пирролов методом ЯМР 'Н и |3С // В сб. материалов Молодежной научной конференции по органической химии "Байкальские чтения 2000", Иркутск, 2000, С. 104.
16. Voronov V.K., Afonin A.V., Ushakov I.A. The structure définition of products C-vinylation of pyrroles by 'H and 13C NMR spectroscopy // В сб. материалов XVI Международного семинара по спектроскопии молекул и кристаллов, Севастополь, 2003, С. 59.
17. Воронов В.К., Ушаков И.А.. Афонин А.В. Изучение пространственного и электронного строения замещенных винилпирролов по данным спектров ЯМР 'Н и |3С. // В сб. материалов VII Международного семинара по магнитному резонансу (Спектроскопия, томография и экология), Ростов-на-Дону, 2004, С. 38.
18. Афонин А.В., Ушаков И.А. Неклассические водородные связи с участием С-Н группы по данным ЯМР // В сб. материалов IV Всероссийской конференции "Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях", Казань, 2005, С. 14.
jtOQ&(V
/
HS 1 15 5 0
î h
\ V
\ À
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Аналитический обзор.
1.1. Обзор современных методов 2М спектроскопии ЯМР.
1.1.1. Гомоядерные двумерные эксперименты ЯМР.
1.1.2. Гетероядерные двумерные эксперименты ЯМР.•.
1.1.3. Методы ЯМР спектроскопии с использованием импульса градиента магнитного поля.
1.1.4. Прочие методы, использующие перенос намагниченности между ядрами.
1.2. Обзор структурных исследований С- и N- винилпирролов.
1.2.1. Структурные исследования С-винилпирролов физико-химическими методами.
1.2.2. Структурные исследования 1-винилпирролов методом ЯМР.
ГЛАВА 2. Исследование пространственного и электронного строения С2 замещенных пирролов.
2.1. Изучение пространственного и электронного строения 2-(пиридил)пирролов по данным спектроскопии ЯМР.
2.1.1. Эффекты сопряжения по данным спектроскопии ЯМР 13С.
2.1.2. Структурные эффекты в спектрах ЯМР *Н.
2.1.3. Данные ЯМР 15N.
2.2. Изучение пространственного и электронного строения 2-(2ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов по данным ЯМР 1Ни13С:.
2.2.1. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР 'Н и 13С.
2.2.2. Определение конфигурационных изомеров и выявление водородной связи NH. .О.
2.2.3. Кето-енольная таутомерия. Зависимость прочности водородной связи NH. .О от структурных факторов.
2.2.4. Эффекты сопряжения по данным спектроскопии ЯМР С.
2.2.5. Конформационный анализ по данным 2М спектроскопии NOESY и спектры ЯМР 'Н, трансформированные комплек-сообразованием с Eu(fod)3.
2.3. Изучение пространственного и электронного строения 1,1-ди(2пирролил)-2-ацилэтенов по данным спектроскопии
ЯМР 'Н,
3С и 15N.
2.3.1. Отнесение сигналов в спектрах
ЯМР 'Н и С.
2.3.2. Конформационный анализ по данным 2М спектроскопии NOESY.
2.3.3. Данные спектроскопии ЯМР 15N.
2.4. Строение 1-винил-2(2-бензоилэтенил)пирролов по данным спектроскопии ЯМР 'Н и 13С.
2.4.1. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР 'Н и 13С.
2.4.2. Эффекты сопряжения по данным спектроскопии ЯМР С.
2.4.3. Константы ССВ, конфигурационный и конформационный анализ.
2.4.4. Конформационный анализ по данным 2М спектроскопии NOESY.
2.5. Квантовохимическое исследование водородных мостиков
NH. .N и NH. .О в С2-замещенных пирролах.
2.5.1. Выбор базисных наборов.
2.5.2. Исследование конформационного равновесия и расчет констант экранирования.
2.5.3. Расчет прямых КССВ 'JCN.H).
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть.
ВЫВОДЫ.
Актуальность работы. Постоянный интерес к химии пирролов обусловлен их высоким биологическим потенциалом и возможностью получать на их основе новые лекарственные препараты, а также фото- и электропроводящие материалы. Функциональнозамещенные винилпирролы, являются перспективными полупродуктами для синтеза новых гетероциклических соединений, ценными мономерами, а также лигапдами для новых фотокатализаторов и биологически активных комплексов. В их ряду особое место У занимают С"-винилпирролы, несущие функциональные группы при двойной связи, как реакционноспособные заготовки для направленного синтеза более сложных соединений, имитирующих природные пиррольные ансамбли.
Существенное расширение круга известных С -винилпирролов было достигнуто после обнаружение реакции присоединения пирролов как С-нуклеофилов к электроннодефицитной тройной связи активированных ацетиленов. Активное изучение этой реакции привело к синтезу нового широкого ряда 2-(2-ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов, обладающих специфическим пространственным и электронным строением, для изучения которого требовалось применение спектроскопии ЯМР как эффективного аналитического метода. С позиции ЯМР спектроскопии синтезированные вещества могут рассматриваться в качестве модельных объектов для надежного установления закономерностей влияния структурных особенностей молекул на их спектральные характеристики.
Цель работы. Целью настоящей работы является изучение пространственного и электронного строения продуктов реакций пирролов с ацетиленами на основе анализа полного набора данных спектроскопии ЯМР 'Н, ,3С и 15N, а также выявление методами спектроскопии ЯМР специфических внутримолекулярных взаимодействий и их спектрального проявления.
Научная новизна работы. В настоящей работе впервые установлены на основании методов 1М и 2М спектроскопии ЯМР необычные продукты реакции пирролов и ацилацетиленов по положению С2 пиррольного цикла. Детально исследован изомерный' состав образующихся продуктов. Показано наличие сильной внутримолекулярной связи в Z-изомерах. Исследовано пространственное и электронное строение ряда ранее не изучавшихся пи-ридилпирролов методами спектроскопии ЯМР 'Н, |3С и 15N. На основании 2М 'H-1sN спектров изучено влияние различного типа внутримолекулярного водородного связывания на прямые КССВ между ядрами 15N и протонами при низких концентрациях вещества. Произведен анализ обнаруженных спектральных эффектов методами квантовой химии.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 статей и 5 тезисов докладов. Основные положения диссертационной работы докладывались на XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 1998), Молодежной научной конференции по органической химии "Байкальские чтения" (Иркутск, 2000), XVI Международном семинаре по спектроскопии молекул и кристаллов (Севастополь, 2003), VII Международном семинаре по магнитному резонансу (Спектроскопия, томография и экология) (Ростов-на-Дону, 2004), IV Всероссийской конференции "Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях" (Казань, 2005).
Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 15 таблиц, 27 рисунков и состоит из списка используемых сокращений, введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 185 библиографических наименований.
выводы
1. В 2-пиридилпирролах 71,7С-С0пряжение гетероциклов эффективно, пиррольный цикл является л-донором, а пиридиновый - 71-акцептором. В 2,3'-пиридилпирроле реализуется две конформации с син- и антирасположением гетероциклов, а в 2,2'-пиридилпирроле только син-конформация, стабилизированная внутримолекулярной водородной связью.
2. В 5-трифторацетил-2-пиридилпирролах электронный эффект группы COCF3 передается через пиррольный фрагмент на пиридиновый цикл. Группа COCF3 имеет s-z/mc(N,0) расположение и образует внутримолекулярную водородную связь NH. .О.
3. 2-(2-ацилэтенил)- и 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролы существуют исключительно в кето-форме. В Z- изомерах образуется сильная внутримолекулярная водородная связь N-H.O препятствующая вращению пиррольного цикла, тогда как в Е- изомерах конформационное равновесие связанно с вращением пиррольного цикла.
4. В 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенах цис- пиррольный цикл копланарен кетовинильной группе, что обуславливает их более эффективное 71,71-сопряжение по сравнению с транс- пиррольным циклом, который выведен из плоскости этих фрагментов.
5. 1-винил-2-(2-бензоилэтенил)пиррол имеет близкое к плоскому строение при транс- ориентации винильной и кетовинильной групп, причём ненасыщенные фрагменты молекулы эффективно сопряжены. В 5-замещенных 1-винил-2-(2-ацилэтенил)пирролах винильная группа существенно выведена из плоскости гетероцикла вследствие стерического влияния заместителя, что не сказывается на пространственном расположении остальных ненасыщенных фрагментов.
6. В 1,1-ди(2-пирролил)-2-ацилэтенах внутримолекулярная водородная связь NH.0 приводит к уменьшению абсолютного значения КССВ 'j(N,H), тогда как в 2,2'-пиридилпирроле внутримолекулярная водородная связь NH. .N вызывает увеличение этой КССВ.
7. По данным квантовохимических расчетов уменьшение КССВ ^(NjH) связано с изменением Ферми-контактного и парамагнитного спин-орбитального вкладов, в то время как увеличение этой КССВ сопряжено с изменением только Ферми-контактного вклада.
1. Aue W.P., Bartholdi Е., Ernst R.R. Two-dimensional spectroscopy. Application to nuclear magnetic resonance // J. Chem. Phys., 1976, Vol. 64, N. 5, P. 2229-2249.
2. Bax A. Two-Dimensional NMR in Liquids, D. Reidel Publishing Co., Boston, MA, 1984
3. Bax A., Freeman R. Investigation of complex networks of spin-spin coupling by two-dimensional NMR // J. Magn. Reson., 1981, Vol. 44, N. 3, P. 542-561.
4. Nagayama K., Kumar A., Wiithrich, K., Ernst, R.R. Experimental techniques of two-dimensional correlated spectroscopy // J. Magn. Reson., 1980, Vol. 40, P. 321-334.
5. Marion D., Bax A. P.COSY: A sensitive alternative for double-quantum filtered COSY. // J. Magn. Reson., 1988, Vol. 80, P. 528 533.
6. Mueller L. P.E.COSY, a simple alternative to E.COSY // J. Magn. Reson., 1987, Vol. 72, P. 191 196.
7. Bax A., Lerner L. Measurement of 1H-1H coupling constants in DNA fragments by 2D NMR. // J. Magn. Reson., 1988, Vol. 79, P. 429 438.
8. Norwood T.J., Jones K. Relaxation effects and the measurement of scalar coupling constants using the ECOSY experiment // J. Magn. Reson. A., 1993, Vol. 104, P. 106- 110.
9. Zhu L., Reid B.R., Kennedy M., Drobny G.P. Modulation of J couplings by cross relaxation in DNA sugars // J. Magn. Reson. A., 1994, Vol. Ill, P. 195-202.
10. Pfandler P., Bodenhausen G. Strong Coupling Effects in z-Filtered Two-Dimensional NMR Correlation Spectra. // J. Magn. Reson., 1987, Vol. 72, P. 475 492.
11. Estcourt G., Davis A.L., Keeler J. Suppression of zero-quantum interference in two-dimensional z-COSY spectra // J. Magn. Reson., 1992, Vol. 96, P. 191 198.
12. Girvin M.E. Increased sensitivity of COSY spectra by use of constant-time tl periods (CTCOSY) // J. Magn. Reson. A., 1994, Vol. 108, P. 99 102.
13. Zhengrong W., Bax A. Measurement of homonuclear proton couplings based on cross-peak nulling in CT-COSY // J. Magn. Reson., 2001, Vol. 151, P. 242-252.
14. Xia Y., Legge G., Jun K., Qi Y., Lee H., Gao X. IP-COSY, a totally in-phase and sensitive COSY experiment // Magn. Reson. Chem., 2005, Vol. 43, P. 372-379.
15. Shaka A. J., Freeman R. Simplification of NMR spectra by filtration through multiple-quantum coherence // J. Magn. Reson., 1983, Vol. 51, P. 169-173.
16. Eich G., Bodenhausen G., Ernst R.R. Exploring Nuclear Spin Systems by Relayed Magnetization Transfer // J. Am. Chem. Soc. 1982, Vol. 104, P. 3731-3732.
17. Wagner G. Two-dimensional relayed coherence transfer spectroscopy of a protein // J. Magn. Reson, 1983, Vol. 55, P. 151-156.
18. Bax A., Drobny G. Optimization of two-dimensional homonuclear relayed coherence transfer NMR spectroscopy // J. Magn. Reson., 1985, Vol. 61, P. 306- 320.
19. Davis D.G., Bax A. Assignment of Complex 1H NMR Spectra via Two-Dimensional Homonuclear Hatmann-Hahn Spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. 1985, Vol. 107, P. 2820-2821.
20. Bax A., Davis D.G. MLEV-17-based two-dimensional homonuclear magnetization transfer spectroscopy // J. Magn. Reson., 1985, Vol. 65, P. 355.
21. Levitt M., Ereeman R. Composite pulse decoupling // J. Magn. Reson., 1981, Vol. 43, N3, P. 502- 507.
22. Cavanagh J., Ranee M. Sensitivity-Enhanced NMR Techniques for the Study of Biomolecules // Ann. Reports NMR Spect., 1993, Vol. 27, P. 158.
23. Chung C.W., Wimperis S., Keeler J. Spin Topology from "Taylored" TOCSY // J. Magn. Reson. A, 1995, Vol. 114, P. 188-200.
24. Bax A., Freeman R., Frenkiel T.A. An NMR technique for tracing out the carbon skeleton of an organic molecule // J. Am. Chem. Soc., 1981, Vol. 103, N8, P. 2102-2104.
25. Bax A., Kempsell S.P., Freeman R. Natural abundance 13C-13C coupling observed via double quantum coherence // J. Am. Chem. Soc., 1980, Vol. 102, P. 4849-4851
26. Bax A., Freeman R., Frenkiel T.A., Levitt M.H. Assignment of carbon-13 NMR spectra via double quantum coherence // J. Magn. Reson., 1981, Vol. 43, P. 478-483.
27. Buddrus J., Lambert J. Connectivities in molecules by INADEQUATE: recent developments // Magn. Reson. Chem., 2002, Vol. 40, P. 3-23.
28. Jeener J., Meier B.H., Bachman P., Ernst R.R. Investigation of exchange processes by two-dimensional NMR spectroscopy // J. Chem. Phys., 1979, Vol. 71, P. 4546-4553.
29. Macura S., Ernst R.R. Elucidation of cross relaxation in liquids by two-dimensional NMR spectroscopy // Mol. Phys., 1980, Vol. 41, P. 95-117.
30. Otting G., Orbons L. M., Wuthrich K. Suppression of zero-quantum coherence in NOESY and soft NOESY // J. Magn. Reson., 1990, Vol. 89, P. 423-430.
31. Otting G. Zero-Quantum Suppression in NOESY and Experiments with a z-Filter//J. Magn. Reson., 1990, Vol. 86, P. 496-508.
32. Сороко JI.M. Многоимпульсная спектроскопия ядерного магнитного резонанса// УФН, 1988, Т. 156, Вып. 4, С. 653-682.
33. Bax A., Davis D.G. Practical aspects of two-dimensional transverse NOE spectroscopy // J. Magn. Reson., 1985, Vol. 63, P. 207-213.
34. Ranee M. Improved Techniques for Homonuclear Rotating-Frame and Isotropic Mixing Experiments // J. Magn. Reson., 1987, Vol. 74, P. 557564.
35. Hwang T.L., Shaka A.J. Cross-Relaxation without TOCSY. Transverse Rotating-Frame Overhauser Effect Spectroscopy // J. Am. Chem. Soc., 1992, Vol. 114, P. 3157-3159.
36. Hoogstraten C.G., Westler W.M., Mooberry E.S., Macura S., Markley J.L. Analysis of Transverse Cross-Relaxation in Proteins within a Simplified Relaxation Submatrix. BD-ROESY // J. Magn. Reson. B, 1995, Vol. 109, P. 76-79.
37. Kuwata K., Schleich T. Off-Resonance Rotating-Frame Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy // J. Magn. Reson. A, 1994, Vol. Ill, P. 43-49.
38. Ammalahti E., Bardet M., Molko D., Cadet J. Evaluation of Distances from ROESY Experiments with the Intensity-Ratio Method // J. Magn. Reson. A, 1996, Vol. 122, P. 230-232.
39. Bull Т.Е. ROESY Relaxation Theory // J. Magn. Reson., 1988, Vol. 80, P. 470-481.
40. Otting G., Wuthrich K. Studies of Protein Hydration in Aqueous Solution by Direct NMR Observation of Individual Protein-Bound Water Molecules //J. Am. Chem. Soc., 1989, Vol. 111, P. 1871-1875.
41. Otting G. NMR Studies of water bound to biological molecules // Prog. NMR Spec, 1997, Vol. 31, P. 259-285.
42. Kessler H, Gemmecker G., Steuernagel S. NOESY-TOCSY, an Advantageous 2D NMR Technique for the Analysis of Peptide Sequences // Angew. Chem. Int. Ed. Engl, 1988, Vol. 27, P. 564-566.
43. Davis D.R. Application of the 2D TOCSY-NOESY Experiment to DNA Assignment // J. Magn. Reson, 1991, Vol. 94, P. 401-404.
44. Kessler H, Gemmecker G, Haase B. Relayed-NOE Experiments in the Rotating Frame for Sequence Analysis of Peptides // J. Magn. Reson, 1988, Vol. 77, P. 401-408.
45. Kessler H, Gemmecker G, Haase B, Steuernagel S. Improvement of Relayed-NOESy Type Experiments by Implantation of Spin-Lock Sequences // Magn. Reson. Chem, 1988, Vol. 26, P. 919-926.
46. Bax A, Morris G.A. An improved method for heteronuclear chemical shift correlation by two-dimensional NMR// J. Magn. Reson, 1981, Vol. 42, N 3,P. 501-505.
47. Freeman R., Morris G.A. Experimental Chemical Shift Correlation Maps in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy // J. Chem. Soc. Chem. Comm., 1978, P. 684-686.
48. Shaka A. J., Keeler J., Freeman R. Evaluation of a New Broadband Decoupling Sequence: WALTZ-16 // J.Magn.Reson., 1983, Vol. 53, P. 313-340.
49. Carpenter K.A., Reynolds W.F. Investigation of Phase-Sensitive 13C-Detected 13C-1H Shift Correlation Sequences with Partial and Full 1H-1H Decoupling and Partial Spectral Editing // Magn. Reson. Chem., 1992, Vol. 30, P. 287-294.
50. Uhrin D., Liptaj Т., Kover K.E. Modified BIRD Pulses and Design of Heteronuclear Pulse Sequences // J. Magn. Reson. A, 1993, Vol. 101, P. 41-46.
51. Kover K.E., Batta G. A general scheme for suppression of ABX strong coupling signals in heteronuclear scalar and dipolar correlation experiments // J. Magn. Reson., 1999, Vol. 138, P. 89-97.
52. Bax A., Griffey R.H., Hawkins B.L. Bruce L. Correlation of proton and nitrogen-15 chemical shifts by multiple quantum NMR // J. Magn. Reson., 1983, Vol. 55, N. 2, P. 301-315.
53. Shaka A. J., Keeler J., Freeman R. Computer-optimized decoupling scheme for wideband applications and low-level operation // J.Magn.Reson., 1985, Vol. 64, P. 547-552.
54. Bax A., Subramanian S. Sensitivity-Enhanced Two-Dimensional Heteronuclear Shift Correlation NMR Spectroscopy // J. Magn. Reson., 1986, Vol. 67, P. 565-569.
55. Bodenhausen G., Ruben D.J. Natural abundance nitrogen-15 NMR by enhanced heteronuclear spectroscopy // Chem. Phys. Lett., 1980, Vol. 69, N. 1,P. 185-189.
56. Cavanagh J., Ranee M. Sensitivity-Enhanced NMR Techniques for the Study of Biomolecules // Ann. Reports NMR Spect., 1993, Vol. 27, P. 158.
57. Davis D.G. Improved Multiplet Editing of Proton-Detected, Heteronuclear Shift-Correlation Spectra// J. Magn. Reson., 1991, Vol. 91, P. 665-672.
58. Shaw G.L., Stonehouse J. Removing Unwanted Signals from HSQC Spectra // J. Magn. Reson. B, 1996, Vol. 110, P. 91-95.1.i -i
59. Bax A., Summers M.F. H and С assignments from sensitivity enhanced detection of heteronuclear multiple-bond connectivity by two-dimensional multiple quantum NMR // J. Am. Chem. Soc., 1986, Vol. 108, P. 20932094.
60. Bax A., Sparks S.W., Torchia D.A. Long-Range Heteronuclear correlation. A Powerful Tool for the NMR Analysis of Medium-Size Proteins // J. Am. Chem. Soc., 1988, Vol. 110, P. 7926-7927.
61. Kover K.E., Prakash O., Hruby V.J. Improved 2D Inverse Proton Detected C,H Correlation NMR Techniques for the Total Assignment of Carbon Resonances of a Highly Delta Opioid Receptor agonist Peptide // Magn. Reson. Chem., 1993, Vol. 31, P. 231-237.
62. Otting G. A DQ/ZQ NMR Experiment for the Determination of the Signs of Small J(1H, 13C) Coupling Constants in Linear Spin Systems // J. Magn. Reson., 1997, Vol. 124, P. 503-505.
63. Rastogi V.K. 31P-1H correlation and resonance assignments along the DNA backbone. Three-dimensional implementation of heteronuclear long-range correlation experiment // Magn. Reson. Chem., 2000, Vol. 38, P. 288-292.
64. Zhu G., Renwick A., and Bax A. Measurement of Two and Three-Bond 1H-13C J Couplings from Quantitative Heteronuclear J Correlation for Molecules with Overlapping 1H Resonances, Using Tl Noise Reduction // J. Magn. Reson. A, 1994, Vol. 110, P. 257-261.
65. Bermel W., Wagner K., Griesinger C. Proton-Detected C,H Correlation via Long-Range Couplings with Soft Pulses; Determination of Coupling Constants // J. Magn. Reson., 1989, Vol. 83, P. 223-232.
66. Ding K. Direct measurement of heteronuclear long-range coupling constants from phase-sensitive HMBC spectra // Magn. Reson. Chem., 2000, Vol. 38, P. 321-323.
67. Yu C., Levy G. Two-Dimensional Heteronuclear NOE (HOESY) Experiments: Investigation of Dipolar Interactions between Heteronuclei and Nearby Protons // J. Am. Chem. Soc., 1984, Vol. 106, N. 22, P. 65336537.
68. Parella T. Pulsed field gradients: a new tool for routine NMR // Magn. Reson. Chem., 1998, Vol. 36, N. 7, P. 467-495.
69. Gorier A., Gronwald W., Neidig K-P, Kalbitzer H. R. Computer Assisted Assignment of 13C or 15N Edited 3D-NOESY-HSQC Spectra Using Back
70. Calculated and Experimental Spectra // J. Magn. Reson., 1999, Vol. 137, N. 1, P. 39-45.
71. Willker W., Leibfritz D., Kerssebaum R., Bermel W. Gradient selection in inverse heteronuclear correlation spectroscopy // Magn. Reson. Chem., 1993, Vol. 31, P. 287-292.
72. Hurd R.E., John B.K. Three-dimensional gradient-enhanced relay-edited proton spectroscopy. GREP-HMQC-COSY // J. Magn. Reson., 1991, Vol. 92, N. 3,P. 658-668.
73. John B.K., Plant D., Heald S.L., Hurd R.E. Efficient detection of CaH-HN correlations in proteins using gradient-enhanced nitrogen-15 HMQC-TOCSY// J. Magn. Reson., 1991, Vol. 94, N. 3, P. 664-669.
74. Crouch R.C., Davis A.O., Martin G.E. Pure Absorption Phase Gradient-Enhanced HMQC-TOCSY with Direct Response Editing // Magn. Reson. Chem., 1995, Vol. 33, N. 11, P. 889-892.
75. Kover K.E., Hruby I.V., Uhrin D. Sensetivity- and Gradient-Enhanced Heteronuclear Coupled/Decoupled HSQC-TOCSY Experiments for Measuring Long-Range Heteronuclear Coupling Constants // J. Magn. Reson., 1997, Vol. 129, N. 2, P. 125-129.
76. Wagner R., Berger S. Heteronuclear Edited Gradient Selected ID and 2D NOE Spectra: Determination of the NOE Effect between Chemically Equivalent Protons // Magn. Reson. Chem., 1997, Vol. 35, N 3, P. 199-202.
77. Majumdar A., Zuiderweg E.R.P. Improved 13C-resolved HSQC-NOESY spectra in H20, using pulsed field gradients // J. Magn. Reson., 1993, Vol. 102, P. 242-244.
78. Adell P., Parella Т., Sanchez-Ferrando F., Virgili A. Gradient Selection in Pseudo-3D Experiments // J. Magn. Reson., 1995, Vol. 113, P. 124-127.
79. Dalvit С, Bovermann G. Pulsed Field Gradient One-Dimensional NMR Selective ROE and TOCSY Experiments // Magn. Reson. Chem, 1995, Vol. 33, N. 2, P. 156-159.
80. Facke T, Berger S. Application of Pulsed Field Gradients in an Improved Selective TOCSY Experiment // J. Magn. Reson, 1995, Vol. 113, P. 257259.
81. Parella T, Sanchez-Ferrando F, Virgili A. Improved Cencitivity in Gradient-Based ID and 2D Multiplicity-Edited HSQC Experiments // J. Magn. Reson, 1997, Vol. 126, N. 2, P. 274-277.
82. Xiao D, Ketcha D.M. Diels-Alder Reactions of 2- and 3-Vinyl-l-(phenylsulfonyl)pyrroles // J. Heterocycl. Chem, 1995, Vol. 32, P. 499 -503.
83. Kim I.T, Elsenbaumer R.L. Synthesis, Characterization, and Electrical Properties of Poly (l-alkyl-2,5- pyrrylene vinylenes): New Low Band Gap Conducting Polymers // Macromolecules, 2000, Vol. 33, P. 6407 6411.
84. Sour A, Boillot M-L, Riviere E, Lesot P. First evidence of a photoinduced spin change in an Fe111 complex using visible light at room temperature // Eur. J. Inorg. Chem, 1999, P. 2117-2119.
85. Herz W, Brasch J. Pyrroles. XIII. Structure and Reactivity of N-Methyl-2-Pyrrolealdehyde // J. Org. Chem, 1958, Vol. 23, N. 10, P. 1513-1516.
86. Trofimov B. A. In: The Chemistry of Heterocyclic Compounds. Vol. 48. Pyrroles. (Ed. R. Alan Jones). Willey. New-York, 1992. Chapter 2: Vinylpyrroles. P. 131-298.
87. Собенина JI.H, Деменев А.П, Михалева А.И, Трофимов Б.А. Синтез С-винилпирролов // Успехи химии, 2002, Т. 71, № 7, С. 641-671.
88. Jones R.A, Marriot М.Р, Rosenthal W.P, Sepulveda J. Pyrrole studies. 22. (4+2) Cycloaddition reactions with vinylpyrroles. // J. Org. Chem, 1980, Vol. 45, P. 4515-4519.
89. Jones R.A., Sepulveda J. Pyrrole studies. 25. The reactions of l-methyl-2-vinylpyrrole with DMAD // Tetrahedron, 1981, Vol. 37, P. 1597 1601.
90. Aznar Т., Jones R.A., Sanchis R. Т., Sepulveda-Arques J. Pyrrole Studies. 33. The Reactions of 2-vinylpyrroles with Diethylazodicarboxylate. // J. Chem. Research. (M), 1985, P. 1232-1240.
91. Цукерман C.B., Извеков В.П., Лаврушин В.Ф. Дипольные моменты пиррольных аналогов халконов // Журн. Физ. Химии, 1968, Т. 42, № 9, С. 2159-2163.
92. Badar Y., Lockley W.J.S., Toube Т.Р., Weedon B.C.L., Valadon L.R.G. Natural and Synthetic Pyrrol-2-ylpolyenes. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1973, P. 1416- 1424.
93. Nenajdenko V.G., Krasovsky A.L., Lebedev M.V., Balenkova E.S. A Novel Efficient Synthesis of Heteroaryl Substituted a,|3-Unsaturated Trifluoromethyl Ketones. // Synlett, 1997, P. 1349 1350.
94. Baraznenolc I.L., Nenajdenko V.G., Balenkova E.S. Efficient Synthesis of (E)-3-Trifluoromethyl-3-Aryl(Hetaryl)acroleins // Tetrahedron, 1998, Vol. 54, P. 119-128.
95. Settambolo R., Lazzaroni R., Messeri Т., Mazzetti M., Salvadori P. Synthesis of 3-vinylpyrrole // J.Org.Chem., 1993, Vol. 58, P. 7899 -.
96. Борисова Т.Н., Воскресенский Л.Г., Соклакова Т.А., Чернышев А.И., Борисов Р.С., Варламов А.В. Взаимодействие 4,5,7 триметил-4,5,6,7-тетрагидропирроло3,2-с.пиридинов с уксусным и трифторуксусным ангидридами. // ХГС, 2005, № 5, С. 751 - 760.
97. Трофимов Б.А., Михалева А.И. N-Винилпирролы. Новосибирск: Наука, 1984, 262 с.
98. Trofimov В.A. In: Advances in Heterocyclic Chemistry, Ed. A.R. Katrizky, Academic Press, New York, 1990, P. 178.
99. Трофимов Б.А., Калабин Г.А., Атавин А.С., Михалева А.И.,1 13
100. Чеботарева Е.Г. Спектры ЯМР Ни С N-винилпирролов // ХГС, 1975, № 3, С. 360-363.
101. Трофимов Б.А., Сигалов М.В., Бжежовский В.М., Калабин Г.А., Михалева А.И., Васильев. А.Н. Пирролы из кетоксимов и ацетилена. III. Сопряжение в 2-алкил и 2,3- диалкил-1-винилпирролах и спектры ЯМР 13С //ХГС, 1978, № 3, С. 350-354.
102. Сигалов М.В., Калабин Г.А., Михалева А.И., Трофимов Б.А. Пирролы из кетоксимов и ацетилена. 11. Конформация 1 -винилпирролов по данным ЯМР 'Н//ХГС, 1980, № з. С. 328-330.
103. Сигалов М.В., Шаинян Б.А., Калабин Г.А., Михалева А.И., Трофимов Б.А. Пирролы из кетоксимов и ацетилена. 13. Изучение некоторых замещенных пиррола методами ЯМР 13С и ППДП/2 // ХГС, 1980, № 5, С. 627-631.
104. Sigalov M.V., Trofimov В.A., Mikhaleva A.I., Kalabin G.A. *Н and 13С NMR study of conformational and electronic structure of 1-vinylpyrroles // Tetrahedron, 1981, Vol. 37, N. 17, P. 3051-3059.
105. Афонин А.В., Сигалов М.В., Коростова С.Е., Воронов В.К., Алиев И.А. Изучение структурных эффектов заместителей в А^-винил-2-арилпирролах // Изв. АН СССР, Сер. хим., 1988, № 12, С. 2765-2769.
106. Afonin A.V., Sigalov M.V., Korostova S.E., Aliev I.A., Vashchenko A.V., Trofimov B.A. Intramolekular interaction in N-vinil-2-aryl-pyrroles // Magn. Reson. Chem., 1990, Vol. 28, N. 7, P. 580-586.
107. Ш.Афонин А.В., Воронов В.К., Михалева А.И., Нестеренко Р.Н., Половникова Р.И., Салдабол Н.О., Трофимов Б.А. Строение 1-винил-2(2-фурил) пирролов по данным спектроскопии ПМР // Изв. АН СССР, Сер. хим. 1987, № 1, С. 184-186.
108. Афонин А.В., Кузнецова С.Ю., Ушаков И.А., Петрова О.В., Воронов В.К., Михалева А.И. Особенности строения иодидов 1-метил-(3,4)-(11 13винил-2-пирролин)пиридиния по данным ЯМР 'Н и С // Изв. АН СССР, Сер. хим., 2001, № 3, С.527.
109. Афонин А.В., Сигалов М.В., Трофимов Б.А., Михалева А.И., Алиев И.А. Конформационные исследования 1М-винил-2-циклопропилпирролов методом ЯМР // Изв. АН СССР. Сер. хим., 1991, №5, С. 1031-1038.
110. Афонин А.В., Сигалов М.В., Трофимов Б.А. Стерические эффекты аннелированного цикла в 2,3-аннелированных 1-винилпирролах в спектрах ЯМР 'Н и ,3С//ЖОрХ, 1998, Т. 34, Вып. 9, С. 1394-1399.
111. Wasylishen R., Schaefer Т. INDO molecular orbital calculations on the conformational dependence of long-range spin-spin coupling of methyl protons in toluene, p-fluorotoluene and the xylenes // Canad. J. Chem., 1972, Vol. 50, N. 12, P. 1852-1862.
112. Rowboltham J.B., Schaefer T. Long-range proton-proton coupling constants in the vinylpyridines. Conformational preferences of the vinyl group and molecular orbital calculations // Canad. J. Chem., 1974, Vol. 52, N. 1,P. 136-142.
113. Schaefer Т., Wildman T.N., Sebastian R. The rotational angle dependence of 5JH,SH in benzenethiol // Canad. J. Chem., 1982, Vol. 60, N. 5, P. 19241927.
114. Афонин A.B., Сигалов M.B., Воронов B.K., Шмидт Е.Ю., Трофимов Б.А. Стереоспецифичность прямых КССВ 13С-'Н в винильной группе TV-винилпирролов //Изв. АН СССР. Сер.хим., 1987, № б, С. 1418-1421.
115. Афонин А.В., Ващенко А.В., Андриянков М.А., Воронов В.К., Еникеева Е.И., Дмитриева JI.JI. Изучение внутримолекулярных взаимодействий в 1-винилпиридонах и хинолонах // Изв. АН СССР. Сер.хим., 1990, № 7, С. 1539-1547.
116. Афонин А.В., Хилько М.Я., Гаврилова Г.М., Гостевская В.И. Оценка торсионных углов в алкилвиниловых эфирах // Изв. АН СССР, Сер. хим., 1991, №2, С. 390-393.
117. Афонин А.В., Амосова С.В., Гостевская В.И., Гаврилова Г.М.
118. Стереоспецифичность прямых констант спин-спинового1взаимодействия С- Н в винилтиогруппе алкилвинилсульфидов // Изв. АН СССР, Сер. хим., 1990, № 2, С. 461-464.
119. Afonin A.V., Vashchenko A.V., Fujiwara Н. Structural effects in NMR spectroscopy of vinylic compounds // Bull.Chem.Soc.Jpn., 1996, Vol. 69, N. 4, P. 933-945.
120. Witanovsky M., Biernat S., Stefaniak L., Trofimov B.A., Mikhaleva A.I., Webb G.A. Nitrogen-14 NMR of some N-vinylpyrroles // Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Sci. Chim., 1982, Vol. 29, P. 17-22.
121. Кривдин Л.Б., Кушнарев Д.Ф., Калабин Г.А., Пройдаков А.Г. Прямые константы спин-спинового взаимодействия ,3С-,3С в винильной группе монозамещенных этилена // ЖОрХ, 1984, Т. 20, .№ 5, С. 949951.
122. Settambolo R., Mariani М., Caiazzo A. Synthesis of 1,2- and 1,3-Divinylpyrrole // J. Org. Chem., 1998, Vol. 63, P. 10022-100026.
123. Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И. ЯМР спектроскопия в органической химии. JL: Химия, 1983. 169 с.
124. Гюнтер X. Введение в курс спектроскопии ЯМР. М. Мир, 1984, 478 с.
125. Турчанинов В.К., Ермиков А.Ф., Коростова С.Е., Шагун В.А. Фотоэлектронные спектры и конформационное строение 2-замещенных 1-винилпирролов //ЖОХ, 1989, Т.59, Вып. 4, С. 791-796.
126. Castellano S., Gunther Н., Ebersole S. Nuclear Magnetic Resonance Spectra of 2,2*-Bipyridyl // J. Phys. Chem., 1965, Vol. 69, N. 12, P. 41664176.
127. Афонин А.В., Воронов В.К., Тржцинская Б.В., Рудакова Е.В., Кейко1
128. В.В. Спектры ЯМР Ни Си строение 1-винил-1,2,4-триазолов // Изв. АН СССР. Сер.хим., 1987, № 6, С. 1264-1270.
129. Афонин A.B., Визиоли С., Руиз де Азуа М., Контрерас Р.Х. Анализ влияния взаимодействия С-Н. .N на прямые КССВ 13С- 'Н // Изв. АН СССР. Сер. хим., 1996, № 6, С. 1362-1365.
130. Беллами JI. Новые данные по ИК спектрам сложных молекул. М.: Мир, 1971.318 с.
131. Трофимов Б. А, Сигалов М. В, Тандура С. Н, Калабин Г. А, Михалева А. И, Короетова С. Е. Дальнее спин-спиновое взаимодействие между протонами и ядрами фтора в трифторацетилпирролах // Изв. АН СССР. Сер. хим, 1979, № 5, С. 1122-1124.
132. Natiello М.А, Contreras R.H. The through-space transmission of carbon-13/fluorine-19 coupling constants via an intermediate bond: a polarization propagator analysis // Chem. Phys. Lett, 1984, Vol.104, N. 6, P.568-571.
133. Rae I.D, Staffa A, Diz A.C, Ruiz de Azua M, Giribet C.G, Contreras R.H. Through-Space Transmission of 19F-13C Coupling via an Intermediate Bond. An Experimental and Theoretical Study // Austral. J. Chem, 1987, Vol. 40.1. 12, P. 1923-1940.
134. Witanowski M, Stefaniak L, Webb G.A. Nitrogen NMR Spectroscopy // Annu. Rep. NMR Spectrosc, 1986, Vol. 18, P. 1-96.
135. Benedict H, Shenderovich I.G, Malkina O.L, Malkin V.G, Denisov G.S, Golubev N.S, Limbach H.H. Nuclear Scalar Spin-Spin Couplings and Geometries of hydrogen Bonds // J. Am. Chem. Soc, 2000; Vol. 122, P. 1979-1988.
136. Трофимов Б.А, Степанова З.В, Собенина JI.H, Михалева А.И, Вакульская Т.И, Елохина В.Н, Ушаков И.А, Торяшинова Д.-С. Д, Косицына Э.И. Пирролы как С-нуклеофилы в реакции с ацилацетиленами. // Изв. АН СССР, Сер. хим, 1999, № 8, С. 15621567.
137. Trofimov В.A., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Ushakov I.A., Elokhina V.N., Mikhaleva A.I., Vakul'skaya T.I., Toryashinova D-S. D. An example of the facile C-vinylation of pyrroles. // Mend. Commun., 1998, N.10, P. 119-120.
138. Трофимов Б.А., Степанова 3.B., Собенина JT.H., Михалева А.И., Ушаков И.А., Торяшинова Д.С.Д. Реакция 2-фенилпиррола с 2-ацил-1-фенилацетиленами на окиси кремния. // ХГС, 1999, № 9, С. 1253-1254.
139. Чипанина Н.Н., Степанова З.В., Гаврилова Г.А., Собенина Л.Н., Михалева А.И. Синтез и РЖ-спектры 2-(2-трихлорацетил-1-фенилэтенил)-5-фенилпиррола // Изв. АН. Сер. хим., 2000, № 11, С.1945-1947.
140. Афонин A.B., Ушаков И.А., Петрова O.B., Собенина Л.Н., Михалева А.И., Воронов В.К., Трофимов Б.А. Изучение пространственного и электронного строения ряда 2-(пиридил)пирролов по спектрам ЯМР !Н и 13С. //ЖорХ, 2000, Т. 36, Вып. 7, С. 1074-1080.
141. Афонин А.В., Кузнецова С.Ю., Ушаков И.А., Воронов В.К., Михалева А.И., Шмидт Е.Ю. Изучение пространственного и электронного строения 2-(2-фурил)- и 2-(2-тиенил)пирролов по спектрам ЯМР *Н и ,3С. // ЖОрХ. 2002, Т. 38, Вып. 11, С. 1712-1717.
142. Hansen P.E. Substituent Effects on Deuterium Isotope Effects on Nuclear Shielding of Intramolecularly Hydrogen-Bonded Aromatic Ketones, Aldehydes and Esters // Magn. Reson. Chem. 1993, Vol. 31, N 1, P. 23-37.
143. Gindin V.A., Chripun I.A., Ershov B.A., Koltsov A.I. Enol-enolic equilibrium of nuclear-substituted formylbenzoylmethanes // Org. Magn. Reson., 1972, Vol. 4, N 1, P. 63-66.
144. Noy R.S., Gindin V.A., Ershov B.A., Koltsov A.I., Zubkov V.A. Cis- trans-and Intramolecular Enol-Enolic Equilibrium of (3-ketoaldehydes// Org. Magn. Reson., 1975, Vol. 7, N. 3, P. 109-115.
145. Шапетько H.H. Изучение влияния стерических эффектов на внутримолекулярную водородную связь в Р-дикарбонильных соединениях методом ЯМР // ЖОрХ, 1972, Т. 8, Вып. 11, С. 22262232.
146. Borisov E.V., Zhang W., Bolvig S., Hansen P.E. nJ(13C,0'H) coupling constants of intramolecularly hydrogen-bonded compounds // Magn. Reson. Chem., 1998, Vol. 36, special issue, P. S104-S110.
147. Bertolasi V., Gilli P., Ferretti V., Gilli G. Intramolecular 0-H.0 hydrogen bonds assisted by resonance. Correlation between crystallographic data and !H NMR chemical shifts // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1997, N. 5, P. 945-952.
148. Buldain G., de los Santos С., Frydman В. Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectra of the Hydrate, Keto and Enol Forms of Oxalacetic Acid // Magn. Reson. Chem. 1985, Vol. 23, N 6, P. 478-481.
149. Begtrup M., Elguero J., Faure R., Camps P., Estopa C., Havsky D., Frucher A., Marzin C., de Mendoza J. Effect of N-Substituents on the 13C NMR Parameters of Azoles // Magn. Reson. Chem, 1988, Vol. 26, N 2, P. 134151.
150. Леви Г., Нельсон Г. Руководство по ЯМР углерода-13 для химиков-органиков. М.:Мир, 1975, 296 с.
151. King М.М., Yeh H.J.C., Dudek G.O. Nitrogen NMR spectroscopy: application to some substituted pyrroles // Org. Magn. Reson. 1976, Vol. 8, N4, P. 208-212.
152. Воронов B.K. Метод парамагнитных добавок в спектроскопии ЯМР. Изд. "Наука", 1989, 168 с.
153. Trofimov В.A., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov I. A. Ethynylation of pyrroles with l-acyl-2-bromoasetylenes on aluminia: a formal "inverse Sonogashira coupling" // Tetrahedron Lett., 2004, Vol. 45, P. 6513-6516.
154. Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov I.A., Chipanina N.N., Elokhina V.N., Voronov V.K., Trofimov B.A. Silica-Assisted Reactions of Pyrroles with l-Acyl-2-bromoacetylenes // Synthesis, 2004, №16, p. 2736-2743.
155. Trofimov B.A., Stepanova Z.V., Sobenina L.N., Mikhaleva A.I., Ushakov I.A., Elokhina V.N. C-Vinylation of 1-Vinylpyrroles with Benzoylacetylene on Silica Gel // Synthesis, 2001, №. 12, P. 1878 1882.
156. Schaefer Т., Sebastian R., Penner G.H. Molecular orbital calculations and 'H nuclear magnetic resonance spectra as indicators of internal rotational potentials in some methyl derivatives of styrene // Canad. J. Chem., 1988, Vol. 66, N 6, P. 584-590.
157. Schaefer Т., Sebastian R. Precise Measurements and Mechanism of Proton-Proton Couplings over Six and Seven Bonds in Anisole in Solution // J. Magn. Reson., 1987, Vol. 73, N. 3, P. 541-544.
158. Becke A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys., 1993, Vol. 98, N. 7, P. 56485652.
159. Lee C., Yang W., Parr R.G. Development of the Colle-Salvetti correlation energy formula into a functional of the electron density // Phys. Rev. Sect. В., 1988, Vol. 37,N. 2, P. 785-789.
160. Krishnan R., Binkley J.S., Seeger R., Pople J.A. Self-consistent molecular orbital methods. XX. A basis set for correlated wave functions // J. Chem. Phys., 1980, Vol. 72, N. 1, P. 650-654.
161. Pulay P. Ab initio Calculation of Force Constants and Equilibrium Geometries. I. Theory// Mol. Phys., 1969, Vol. 17, P. 197-205.
162. Wolinski K, Hilton J.F, Pulay P. Efficient implementation of the gauge-independent atomic orbital method for NMR chemical shift calculations // J. Am. Chem. Soc, 1990, Vol. 112,N. 23, P. 8251-8260.
163. Dunning Т.Н., Jr. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen // J. Chem. Phys, 1989, Vol. 90, N. 2, P. 1007-1023.
164. Barone V. In Recent Advances in Density Functional Methods, Part 1, Chong DP (ed). Scientific Publ. Co.: Singapore, 1996.
165. Woon D.E, Dunning Т.Н. Gaussian-Basis Sets for Use in Correlated Molecular Calculations .3. The Atoms Aluminum through Argon // J. Chem. Phys, 1993, Vol. 98, P. 1358-1371.
166. Contreras R.H, Barone V, Facelli J.C, Peralta J.E. Advances in Theoretical and Physical Aspects of Spin-Spin Coupling Constants // Annu. Rep. NMR Spectrosc, 2003, Vol. 51, P. 167-171.
167. Desiraju G.R. The C-H' O Hydrogen Bond: Structural Implications and Supramolecular Design // Acc. Chem. Res, 1996, Vol. 29, P. 441-449.
168. King M.M, Yeh H.J, Dudek G.O. Nitrogen NMR spectroscopy: Application to some substituted pyrroles // Org. Magn. Reson, 1976, Vol. 8, P. 208-212.
169. Holzer W, von Philipsborn W. Inter- and Intra-molecular Hydrogen Bonding effects on Geminal 15N, 'H Coupling and 15N Chemical Shifts in Pyridine Derivatives // Magn. Reson. Chem, 1989, Vol. 27, P. 511-514.
170. Taylor R., Kennard O. Crystallographic evidence for the existence of CH.O, CH.N and CH.C1 hydrogen bonds // J. Am. Chem. Soc., 1982, Vol. 104, N. 19, P. 5063- 5070.
171. Schaefer T. A Relationship between Hydroxyl Proton Chemical Shifts and Torsional Frequencies in Some Ortho-Substituted Phenol Derivatives // J. Phys. Chem., 1975, Vol. 79, N. 17, P. 1888-1890.
172. Jeffrey G.A. The ups and downs of C-H hydrogen bonds // J. Mol. Struct., 1999, Vol. 485-486, P. 293-298.
173. Petrova O.V., Mikhaleva A.I., Sobenina L.N., Schmidt E. Yu., Kositsina E.I. Synthesis of 1H- and 1 -Vinyl-2-pyridylpyrroles by the Trofimov Reaction // Mend. Commun., 1997, N. 4, P. 162-163.
174. Степанова 3.B., Собенина JI.H., Михалева А.И., Ушаков И.А., Елохина В.Н., Воронцов И.И., Антипин М.Ю., Трофимов Б.А. Синтез и рентгеноструктурное исследование 2-(2-ацил-1-фенилэтенил)пирролов // ЖОрХ, 2003, Т. 39, Вып. 11, С. 1705-1712.
