Количественная спектроскопия ЯМР на природном содержании 2Н. Новые методики и приложения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

ГЕРДОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ЯМР НА ПРИРОДНОМ СОДЕРЖАНИИ 2Н. НОВЫЕ МЕТОДИКИ И ПРИЛОЖЕНИЯ

02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 543.422.25: 547.586.597

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре органической химии Химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: доктор химических наук

Юрий Константинович Гришин

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Геннадий Александрович Калабин

чл.-корр. РАН, доктор химических наук, профессор

Эдуард Евгеньевич Нифантьев Ведущая организация: ФГУП «ГНИИХТЭОС»

Защита состоится « 2£» апреля 2006 г. в У/ часов на заседании Диссертационного совета Д 501.001.69 по химическим наукам при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу 119992, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3, ГСП-2, Химический факультет МГУ, аудитория ¿¿¿Г

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан « » марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

Магдесиева Татьяна Владимировна

¿<£Qé/i

i

Актуальность проблемы. Спектроскопия ЯМР 2Н получила развитие только в последнее двадцатилетие. Малый магнитный момент и низкое природное содержание дейтерия (0.015%) обусловливают очень низкую интенсивность сигнала этого ядра, которая на шесть порядков меньше, чем для 'Н и на два порядка меньше, чем для С. Дополнительные трудности при регистрации спектров возникают вследствие наличия у дейтерия, имеющего спин равный 1, электрического квадрупольного момента. По этим причинам до недавнего времени спектроскопия ЯМР 2Н применялась для решения относительного узкого круга задач с использованием изотопически обогащенных соединений. Быстрое совершенствование аппаратуры ЯМР в последнюю четверть века, приведшее к многократному повышению чувствительности спектрометров высокого разрешения, открыло пути наблюдения спектров ЯМР 2Н на природном содержании дейтерия, что существенно расширило потенциальные возможности этого метода. В восьмидесятых годах прошлого века было показано (Martin, Grant), что распределение дейтерия в природных объектах не равномерно и подвержено значительным колебаниям, обусловленным влиянием различных геофизических, химических и биологических факторов. Различное содержание дейтерия в водяном паре над поверхностью Земли на полюсах (около 90 м.д.) и на экваторе (около 155 м.д.) вызвано существенным различием температур кипения и замерзания изотопомеров воды. По той же причине изотопомерный состав льдов отражает долговременные колебания климата. Вода играет важную роль в образовании биомассы и, следовательно, в формировании ее изотопного состава. Было также обнаружено на ограниченном круге соединений природного происхождения, что распределение дейтерия по структурно неэквивалентным положениям в их молекулах также неравномерно, заметно отличается от статистического и зависит от природного источника. Последнее наиболее интересное и важное обстоятельство, несомненно, является следствием кинетических H/D-изотопных эффектов в биохимических реакциях. Спектроскопия ЯМР 2Н открывает возможность не только определить абсолютную концентрацию дейтерия в органических соединениях, но и дает полную информацию о распределении изотопа по структурно неэквивалентным положениям в молекулах, т. е. позволяет получить «H/D-изотопный портрет» соединения. В этом отношении. она существенно превосходит изотопную масс-спектрометрию, которая при решении последней задачи требует использования трудоемких и сложных реакций последовательной селективной фрагментации молекул. Первые ЯМР-исследования на природном содержании 2Н показали, что «H/D-изотопный портреты» соединений могут дать ценные сведения о механизмах химических реакций и о путях биосинтеза органических молекул. В настоящее время этот метод уже применяется для определения подлинности многих важных продуктов (этанолы, душистые вещества, масла и т.п.). Дальнейшее развитие спектроскопии ЯМР 2Н и расширение областей ее применения настоятельно требуют совершенствования экспериментальных методик измерения и обработки спектров.

Цель работы. Разработка высокоточных методик количественного анализа спектров ЯМР 2Н на природном содержании изотопа. Определение абсолютного содержания и селективного распределения дейтерия по структурно неэквивалентным положениям в молекулах органических соединений синтетического и природного происхождения. Выявление связи «H/D-изотопных портретов» молекул с кинетическими и термодинамическими эффектами в химических реакциях. Использование «H/D-изотопных

портретов» для выяснения путей биосинтеза природных соединений, определения источников их происхождения и исследования механизмов химических реакций.

Научная новизна и практическая ценность работы. Разработана методика регистрации и количественного анализа спектров ЯМР 2Н на природном содержании с использованием итерационного анализа полной формы линии, позволяющая почти на порядок увеличить точность определения абсолютного содержания и внутримолекулярного распределения дейтерия в органических соединениях. Получены «Н/ТЭ-изотопные портреты» нескольких серий органических соединений синтетического и природного происхождения, демонстрирующие специфические особенности неравномерного внутримолекулярного распределения дейтерия и его существенного отклонения от среднестатистического. На примере терпенов и терпеноидов показано, что «НЛЭ-изотопные портреты» дают основу для дискриминации путей их биосинтеза, определения источников происхождения соединений и исследования их химических превращений. Впервые обнаружена селективность распределения 2Н, обусловленная термодинамическими изотопными эффектами в молекулах, в которых совершаются внутримолекулярные перегруппировки (циклопентадиен, инден) или наблюдается заторможенное вращение (амиды карбоновых кислот). Впервые проведена точная экспериментальная оценка ядерного эффекта Оверхаузера (ЯЭО) 2Н-{'Н}. Исследованы температурные зависимости времен релаксации Т1(2Н) в спектрах серии органических молекул. Разработан метод прецизионного определения КССВ *Н-2Н в спектрах ЯМР 2Н, позволяющий определять константы 1('Н-' Н) в вырожденных системах.

Апробации работы. Материалы работы представлены на Гумбольтовской конференции (Москва, ноябрь 2001), на IX и X всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, июнь 2002 и 2003), на VI международном семинаре по магнитному резонансу (Ростов-на-Дону, октябрь 2002), на II международной конференции по современным физико-химическим методам (Ростов-на-Дону, сентябрь 2003), на XIX европейском семинаре по ЯМР (Вальтица, апрель 2004), на конференции по химии алициклических соединений (Самара, июнь 2004), на конференции по ЯМР в конденсированной среде (Санкт-Петербург, июль 2004), на Ш всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Саратов, сентябрь 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 9 тезисов докладов.

Структура и обьем работы. Диссертация изложена на 135 страницах и состоит из введения, литературного обзора, трех глав, содержащих результаты работы и их обсуждение, выводов и списка цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Методики измерения и анализа спектров ЯМР2H

1.1. Аппаратурные требования и измерение интегральных интенсивностей линий

В работе использовался спектрометр BRUKER DPX-300 (резонансная частота для ядер 2Н 46.05 МГц), снабженный селективными дейтронными датчиками со спиновой стабилизацией на ядрах l9F. При количественных измерениях накопление сигналов ЯМР 2Н осуществлялось при временах задержки между импульсами 5Ti (Ti - время спин-решеточной релаксации) и временах выборки сигнала ССИ не менее 4Т|. Для достижения необходимого отношения сигнал/шум продолжительность экспериментов составляла от нескольких часов до двух суток.

Предложенные ранее методики измерения интенсивностей сигналов в спектрах ЯМР 2Н на природном содержании дейтерия приводят к систематическим ошибкам при перекрывании резонансных сигналов (измерение высот сигналов, Martin и др., 1985) или имеют ограниченную применимость (введение эталонной функции при анализе полной формы линии, Cremonini и др., 1998). В настоящей работе для определения интенсивностей резонансных сигналов дейтерия была использована специально разработанная программа INTSPECT2 (к.ф.-м.н. В.А. Рознятовский), в которой итерационный расчет полной формы линии проводится с прямым учетом ее неоднородного уширения. Максимальное соответствие теоретического и экспериментального спектров достигается при варьировании положений, высот и ширин линий, а также фаз нулевого и первого порядков, базовой линии и градиентов магнитного поля Z1-Z8 даже в условиях перекрывания сигналов.

Рис. 1. Образец для измерения спектров ЯМР 2Н.

Экспериментальная проверка на модельных системах показала, что предложенная процедура обработки полного резонансного контура позволяет проводить интегрирование сигналов дейтерия с погрешностью существенно меньшей 1% при достижении отношения сигнал/шум не менее 100.

В настоящей работе при измерении абсолютного содержания дейтерия был использован метод внешнего эталонирования по линиям хлороформа-d] и циклогексана-с!^, при котором эти стандартные вещества и гексафюрбензол вводились в цилиндрический капилляр диаметром 1.5 или 2.5 мм (рис. 1). Капилляр был предварительно откалиброван по стандартному сертифицированному образцу спирта (ЕС 2676/90).

1.2. Количественная оценка ядерного эффекта Оверхаузера 2Н-{'Н}

Для упрощения формы сигналов в спектре и повышения чувствительности в спектроскопии ЯМР 2Н, как и в других видах ЯМР тяжелых и редких ядер, используется широкополосная развязка от протонов. Поэтому возникает необходимость точной оценки ядерного эффекта Оверхаузера (ЯЭО = I+tj0; rju = (1-1<>)/1о; Io, I - интенсивности сигнала

Стандартная амп)си

мя ЯМР тысремиЯ (лииыстр 5 иян 10 UMt

Кыииаяр содержащий CDCl, C.D„ н (диаметр 1 5 или 2J юО

/

Исследуемое «ацссяо

без развязки и при развязке от протонов, соответственно), который может приводить к систематическим погрешностям при измерении интегральных интенсивностей сигналов При диполь-дипольном механизме релаксации по теории максимальное значение ЯЭО 2Н-{'Н} составляет 4.26 (11°тах = (1/2)*(ун/уо))- Однако в ранних исследованиях полагали, что доминирующий вклад в релаксацию дейтерия должны давать квадрупольные взаимодействия, вследствие чего влияние ЯЭО должно быть незначительным, хотя точные измерения ц° не проводились. После того, как было найдено (Н.М. Сергеев, 2002), что г)° для молекулы воды составляет около 8%, возникла необходимость проведения количественной оценки ядерного эффекта Оверхаузера 2Н-{'Н} в органических молекулах. Основываясь на сильной зависимости ЯЭО от межьядерного расстояния (т] к (г)"6), можно было ожидать, что в этих молекулах он будет играть меньшую роль, чем в молекулах воды, и наибольших значений т|° может достигать для геминальных пар Н-И фрагментов СН20 и ОТО. При этом существенную роль должно также играть присутствие в растворе примесей растворенного кислорода, который парамагнитен.

Оценка ЯЭО 2Н-{'Н} для органических соединений была сделана нами на примере хлористого метилена, спектры ЯМР 2Н которого на природном содержании (изотопомер СРГОСТг) имеют удобную для интегрирования форму линии (дублет при монорезонансе и синглет при развязке от протонов). В качестве внутреннего эталона интенсивности использован хлороформ, т.к. форма линии СОСЬ не зависит от наложения второго радиочастотного поля. Для учета возможного вклада межмолекулярных 'Н-2Н взаимодействий использовалось также внешнее эталонирование по сигналам хлороформа-(¡1 и циклогексана-Фг. Результаты сравнения интегральных интенсивностей линий СНОС12 при развязке и без развязки от протонов (см. табл. 1) указывают, с точностью до ошибки (-0.5%), на отсутствие ЯЭО.

Таблица 1. Результаты измерения ЯЭО 2Н-{'Н} для хлористого метилена.

Образец Эталон

СОСЬ СбО,2

СН2С12, СНСЬ, 5% С6Рб СН2С12 (капилляр: СБСЬ, С6Е>!2, С6Р„) 0.996(5) 0.997(5) - 1.001(5)

Полученные нами данные позволяют с полным основанием заключить, что применение развязки от протонов в спектроскопии ЯМР 2Н не должно приводить к искажению результатов при количественном анализе.

1.3. Релаксация ядер 2Н и условия сужения линий в спектрах ЯМР 2Н

Доминирование вклада квадрупольной составляющей взаимодействий приводит к уменьшению времен спин-решеточной Т](2Н) и, соответственно, продольной релаксации дейтерия Т2(2Н), что неизбежно вызывает заметные уширения резонансных линий дейтронов. Такие уширения при относительно узком диапазоне (в частотной шкале) изменения химических сдвигов затрудняют анализ тонкой структуры спектров ЯМР 2Н. В соответствии с представлениями о квадрупольном механизме релаксации следует ожидать роста Т|(2Н) при увеличении температуры вследствие повышения подвижности молекул и уменьшения времени корреляции. Проведенные нами измерения для метанола-4), этанола-(1«, бензола-(1ь ДМСО-<1б при 297-375 К показали, что температурные изменения ширин

линий действительно значительны даже в этом относительно узком диапазоне температур и апроксимируются линейными функциями (см. табл. 2).

Таблица 2 Зависимость времени релаксации Т] для ядер 2Н от температуры Т _для дейтерированных органических соединений._

Соединение Ti(2H) = f(T) Диапазон изменений Т, К

этанол^ T,(CD3) = 0.018T- 4.658 T,(CD2) = 0.020Т - 5.059 T,(OD) = 0.0033Т - 0.9581 297 - 345 297 - 345 297 - 345

метанол-сЦ T,(CD3) = 0.047T-9.585 T,(OD) =0.005Т- 1.310 296 - 332 296 - 332

бензол-d] T,(CD) = 0 013T-2.466 297 - 339

диметилсульфоксид-ёб Ti(CD3) = 0.014T- 3.585 297 - 375

При относительно невысоких температурах времена Т| для простых органических соединений достигают достаточно больших значений (например, Т) = 6 с для СОз-группы метанола при 333 К). Этот результат имеет важное практическое значение, поскольку открывает возможность добиться значительного сужения линий (до 0.1 - 0.2 Гц при Т[ = 23 с) в спектрах ЯМР 2Н при небольшом повышении температуры до 320-340 К.

1.4. Измерение констант 1('Н-гН)

Найденные условия сужения резонансных линий при повышении температуры позволяют наблюдать в спектрах монорезонанса ЯМР 2Н расщепления, обусловленные спин-спиновым взаимодействием *Н-2Н, а, следовательно, измерить константы Т('Н-2Н) и затем рассчитать 1(|Н-1Н), т.к. в пренебрежении слабыми изотопными эффектами 1('Н-'Н) = (у1ц/у2н)*-Г(1Н-2Н). Это наиболее простой способ определения геминальных КССВ 'Н-'Н, поскольку для систем с магнитно эквивалентными ядрами в протонных спектрах эти КССВ не проявляются. Ранее он применялся при изучении селективно дейтерированных молекул. Использование спектров ЯМР2Н на природном содержании дает неоспоримые преимущества, поскольку в этом случае объектом измерения является весь набор монодейтерированных изотопомеров, и необходимость получения большого числа селективно дейтерированных соединений высокой чистоты отпадает. Преимущества такого подхода показаны нами на примере анализа спектров ЯМР 2Н этанола, н-пропанола, 1,2-дихлорэтана и 1,4-диоксана, полученных при 339 К.

Спектры ЯМР 2Н этанола (рис. 2) и н-пропанола соответствуют первому порядку и представляют собой суперпозицию резонансных сигналов трех и четырех монодейтероизотопомеров, соответственно. Результаты измерения геминальных и вицинальных КССВ даны в табл. 3. Различия значений 21('Н-2Н) для изотопомеров отражают влияние заместителей.

5 0 4 0 3.0 2 0 10 м^.

Рис. 2. Спектр ЯМР 2Н этанола (чистая жидкость) на природном содержании дейтерия без развязки от протонов при 339 К.

Таблица 3. Константы 1('Н-2Н) и 1('Н-'Н) для изотопомеров этанола-^ и н-пропанола-с1ь Гц (339 К).

---,------,----1 I-1-1-1—

Изотопомер ^('Н-^Н) / 2Д'Н-'Н) ^('Н-'Щ/'Д'Н-'Н)

СН2ОСН2ОН СНзСНООН -2.00(1)/-13.03 -1.58(1)7-10.29 1.07(1)/6.97

СН2ОСН2СН2ОН СН3СШ>СН2ОН СН3СН2С1ГООН -1.99(2)/-12.96 -2.05(4)/-13.35 -1.58(3)/-10.29 1.13(2)/7.36

1.04(3)/6.77

Спектр ЯМР 2Н изотопомера 1,2-дихлорэтана, СЮНОСНгО, представляет собой X-часть спиновой системы АВСХ. Вследствие практически отсутствия взаимодействия 'Н-2Н через четыре связи к такому же типу можно отнести спиновую систему фрагмента -

СЬГОСНг- 1,4-диоксана, наблюдаемый дейтронный спектр которого в поле 7 Т имеет ширину всего » 2 Гц (см. рис. 4). Однако высокое качество обоих спектров позволяет провести полный итерационный

анализ (программа ¡»ИМИ). Параметры

1 спектров для фрагментов (С1СН8ОСН1Н2С1 и -ОСН8ОСН' Н ОС2Н4-) приведены в табл. 4.

Рис. 3. Спектры ЯМР 2Н 1,4-диоксана-с1| без развязки от протонов, вверху экспериментальный (339 К, 9 часов накопления), внизу - рассчитанный (Д= 0.20 Гц).

н\__^ H

ж.

Обращает на себя внимание практическое равенство констант 21 и значительная величина изотопного сдвига протона Н8, 5Ю, во фрагменте НСЭ в этих соединениях.

Величины отражают конформационные особенности молекул. В частности, они свидетельствуют о том, что в 1,2-дихлорэтане равновесие вращательных изомеров а-с (схема 1) смещено в сторону транс-формы я (К « 1.3). Вицинальные константы в 1,4-диоксане существенно различаются вследствие зависимости от двухгранного угла, большее значение КССВ (6.05 Гц) является усредненным для двух типов взаимодействий, аксиально-аксиального и экваториально-экваториального, а другое (2.54 Гц) - относится к аксиально-экваториальному взаимодействию.

Таблица 4. КССВ и изотопные химические сдвиги в спектрах ЯМР 'Н и ЯМР 2Н

Атом J, Гц 8ГО, млрд.д.

D H я2

А В А В А В А В

№ -1.73(1) -1.74(1) -8.7 -16.0

Н1 1.13(1) 0.39(1) 6.26 6.05 0.0 0.0

Н2 0.96(1) 0.93(1) 7.35 2.54 -11.27 -11.33 0.0 0.0

Рассмотренные примеры показывают, что спектроскопия ЯМР 2Н представляет собой эффективное дополнение к спектроскопии ЯМР *Н при изучении КССВ и изотопных эффектов на химические сдвиги 'Н.

1.5. Измерение абсолютного содержания дейтерия я его селективного распределения в этанолах

Постановка и решение этой задачи были в значительной мере стимулированы и поддержаны Правительством г. Москвы, которое остро нуждалось в надежной методике определения происхождения этанолов для выявления контрафактной продукции в связи с острейшей ситуацией на рынке алкогольных напитков, возникшей в конце 90-ых годов прошлого столетия. К началу наших исследований было известно (Martin, 1990), что относительное содержание дейтерия в СНз- и СНг-группах этанолов разного растительного происхождения заметно различается. В частности, на определении этого различия методом ЯМР была основана принятая в странах ЕС методика выявления шаптализации (добавления экзогенного сахара в виноградное сусло) виноградных вин, что рассматривается в ЕС как фальсификация продукции. Мы отработали методику анализа крепких алкогольных напитков при определении абсолютного содержания дейтерия и его селективного распределения в этанолах с точностью не хуже 0.5 м.д. С ее помощью были проанализированы спектры ЯМР 2Н нескольких десятков образцов алкогольной продукции и эталонных этанолов, предоставленных Центральной таможенной лабораторией ГТК России. Проведенные исследования подтвердили известные данные о том, что содержание дейтерия в этанолах подвержено значительным вариациям при

сохранении общей закономерности: СНг-группа обогащена дейтерием по сравнению с СНз-группой. Синтетические спирты характеризуются более высоким содержанием дейтерия в обоих фрагментах по сравнению со спиртами растительного происхождения

(рис. 4). Среди последних по изотопному составу

выделяются виноградные спирты, полученные из вин и коньяков.

Рис. 4. Абсолютное содержание дейтерия (I, мд) в СН3- и СНз- группах этиловых спиртов.

Данные по селективному распределению дейтерия в молекуле спирта с высокой степенью надежности

позволяют установить тип сырья, из которого был получен этанол, а также определить добавку синтетических этанолов к спиртам, полученным из сельскохозяйственных продуктов. Повышение точности интегрирования спектров позволило нам достичь более четкой дискриминации при определении происхождения спиртов и установлении аутентичности алкогольной продукции.

2. Распределение дейтерия в органических соединениях синтетического происхождения

2.1. Селективность внутримолекулярного распределения дейтерия по структурно неэквивалентным положениям молекул

Существенные отличия внутримолекулярного распределения дейтерия по неэквивалентным положениям органических соединений природного происхождения были обнаружены уже в ранних работах. Изучив несколько серий органических молекул синтетического происхождения, мы не обнаружили ни одного соединения со среднестатистическим внутримолекулярным распределением дейтерия по структурно неэквивалентным положениям. В табл. 5 приведены результаты измерений относительного распределения дейтерия (в пересчете на один атом и нормировке относительно метальной группы) для ряда алканов и их производных.

В ряду углеводородов, как это отмечалось для этильных производных (Martin), терминальные СНз-группы обеднены дейтерием по сравнению с СНг-группами. Однако такой характер внутримолекулярного распределения не сохраняется для других классов органических соединений. Обобщающие выводы о закономерностях в содержании изотопа 2Н даже в ряду простых органических молекул могут бьггь сделаны только при знании конкретных путей их химического (биохимического) синтеза и значений кинетических и термодинамических изотопных эффектов на ключевых стадиях синтеза.

Таблица 5. Относительное содержание дейтерия в алканах и их функциональных

п роизводных.

Соединение СИ,' сн22 СН2' Источник

СНз'СН/СН^СН/СНз' СНз,СН22СН23 СН23 СН22СНз' СНз'СН22СН23СН23СН23СН22СНз1 1.00 1.00 1.00 1.23 1.23 1.21 1.28 1.26 1.40 Реахим Реахим Реахим

СНз' СН22

СНз'СН22Р11 СНз'СН22Ш2 СНз1 СН22С(0)Ме (Ме - 1.05) 1.00 1.00 1.00 1.34 1.22 1.23 Реахим ЬоЬа СЪегше Реахим

СНз' СНг* СН2'

СНз'СН22СН2-)ОН СНз1СН22СН23Ш2 1.00 1.00 1.12 1.13 1.07 0.99 Реахим ЬоЬа СЬегще

СНз1 СН22 СНг1 СН24

СНз'СН/СН^СН/ОН СН3'СН22СН23СН24ОАс (Ас - 0.83) 1.00 1.00 0.73 0.73 0.87 0.92 0.66 0.83 Реахим Реахим

2.2. Термодинамические изотопные эффекты в молекулах, в которых совершаются внутримолекулярные перегруппировки (циклопентадиен, инден) или наблюдается заторможенное вращение (амиды карбоновых кислот)

Мы провели исследование индуцированного дейтерием равновесного Н/П>-изотопного эффекта в молекулах, в которых протекают вырожденные процессы внутримолекулярного обмена между равнонаселенными состояниями, приводящие к установлению термодинамического равновесия достаточно быстро при нормальных условиях. Изотопное замещение приводит к снятию вырождения.

2.2.1. Сигматропные сдвиги водорода в циююпеитадиене и индене

Вырожденные прототропные перегруппировки (сигматропные сдвиги) в циклопентадиене и индене (схема 2) протекают с энергиями активации 25 и 34 ккал/моль, соответственно Поэтому при температурах, близких к комнатной, спектры ЯМР 2Н циклопентадиена и индеяа соответствуют стереохимически жестким состояниям молекул, отвечающим их изотопомерам.

- V -

0 Б

5-0- 1-П- 2-Т>-

Схема 2.

Интегральные интенсивности линий (см. табл. 6, величины I нормированы на среднее значение) свидетельствуют о значимых, превышающих ошибку определения, различиях концентраций этих изотопомеров. При этом для обоих соединений наиболее стабильными являются изотопомеры, содержащие дейтерий в соседнем с метиленовой группой положении. Термодинамические изотопные эффекты обусловлены различием колебательно-вращательных сумм состояний молекул. Результаты квантово-химических расчетов (метод функционала плотности, неэмпирически построенный градиент-корректированный функционал РВЕ, Т22р базисный набор) колебательно-вращательных энергий (Е, .„ см. табл. 6) в гармоническом приближении для циклопентадиена (Д Н. Лайков) и индена (Д.В. Беседин), в целом, находятся в удовлетворительном согласии с экспериментом. Они правильно предсказывают близкие по порядку величины равновесных изотопных эффектов (~ 4% для 1-Й и 2-Т> изотопомеров циклопентадиена), а также наибольшую энергетическую предпочтительность изотопомеров 2-Э-циклопентадиена и З-Б-индена. Отметим, чгго значимые термодинамические НЯ)-изотопные эффекты для таких молекул наблюдались и были измерены нами впервые.

Таблица б. Относительное содержание дейтерия (I) и значения колебательно-вращательных энергий (Ек.,), рассчитанных в гармоническом приближении для _изотопомеров цшшопентадиена (А, 263 К) и индена (В, 303 К). _

Соединение А В А В А В

Изотопомер I Ек -в, ккал/моль 1-0 0.992(3) 54.269 2-Х) 0.974(10) 86.883 2-0 1.020(3) 54.247 з-о 1.018(10) 86.870 5-0 0.988(3) 54.293 1-0 1.008(10) 86.878

Я

сн2о

О сн3

транс-

К

УК

О (

СН3

2.2.2. Заторможенное внутреннее вращение в А^А^-диметилформамиде (ДМФА) и Лг,Аг-диметилацетамиде (ДМАА)

Внутреннее вращение вокруг связи С-К, имеющей частично двойной характер, в молекулах ДМФА и ДМАА приводит для их изотопомеров, дейтерированных по М-

метильным группам, к равновесию цис- и транс-форм (схема 3). Вследствие достаточно высокого активационного барьера (более 18 ккал/моль) этого процесса в спектрах ЯМР 2Н ДМФА при 303 К (см. рис. 4) и ДМАА при 273 К отсутствуют обменные уширения резонансных линий, и ширины линий (Душ) определяются практически нацело

сн2о

цис-

Н,СН3 Схема 3.

релаксационными факторами (см. табл. 7).

Значимое, превышающее ошибку измерения, различие интегральных интенсивностей линий I показывает, что термодинамически более выгодными являются изотопомеры, в которых СН20-группа находится в транс-положении относительно атома кислорода. Константы равновесия (К) в ДМФА и ДМАА оказываются практически одинаковыми. Полученные данные для ДМФА (К = 0.978) хорошо согласуются с результатами квантово-химических расчетов высокого уровня колебательно-вращательных сумм состояний этих изотопомеров (К - 0.964, О.В. Язев, Ю.А. Устынюк).

сир

цис

2.9в 2« ' 'г.» ' 2м ' хео ' 2.™ ' гтг

-

ВО 75 70 65 во 5 5 50 46 40 35 30 25

ИЛ

Рис. 4. Спектр ЯМР 2Н N.ЛЧдиметилформамида на природном содержании 2Н при 303 К.

Таблица 7. Параметры спектров ЯМР 2Н ДМФА (303 К) и ДМАА (273 К)-

Тис ДУ1Г ¡,Гц I

ДМФА ДМАА ДМФА ДМАА ДМФА ДМАА

транс-С 1.5 3.4 1.2 2.3 2.1 1.0 0.24 0.13 0.35 0.16 0.16 0.27 1.023(3) 1.000(3) 1.254(16) 1.024(3) 1.000(3) 1.047(3)

цис-СНгО

К

2.2.3. Димеризация циклопентадиена

Влияние Н/Ь-изотопных эффектов на внутримолекулярное распределение дейтерия в системах, где наблюдаются обратимые реакции в термодинамически контролируемых условиях, может проявляться сложным образом. К числу таких систем относится

1,034

'О0'9

1,020 0,992

Схема 4.

исследованная нами димеризация циклопентадиена. Вариации

интенсивностей линий в спектре ЯМР 2Н димера не соответствуют ожидаемым на основании протекания одиночного акта [4+2]

циклоприсоединения по Дильсу-Альдеру. В частности, наблюдается геминальных атомов водорода в обеих

1,062

значимое различие изотопного состава для метиленовых группах димера, причем положения 1-эндо и 10-анти являются относительно более обогащенными дейтерием (относительное содержание 2Н приведено на схеме 4). Такая специфичность распределения изотопа в ходе реакции является следствием комбинации кинетических и термодинамических изотопных эффектов, природу которых еще предстоит исследовать. Приведенный пример показывает, что спектроскопия ЯМР 2Н может стать уникальным инструментом изучения таких изотопных эффектов.

3. Распределения дейтерия в терпенах п терпеноидах

3.1. «H/D-Изотопные портреты» циклических монотерпенов и дискриминация их биосинтетических путей

Первые исследования терпенов с помощью ЯМР 2Н (Martin, Grant) показали, что распределение дейтерия в них не является равномерным и зависит от источников растительного происхождения. Мы предприняли детальное изучение монотерпенов и монотерпеноидов с целью выявления общих тенденций в селективном внутримолекулярном распределении дейтерия в этих соединениях и установления его связи с механизмом биосинтеза природных соединений.

Универсальным биосинтетическим предшественником монотерпенов является геранилдифосфат (GPP), образующийся, в свою очередь, при конденсации двух изопреновых С5-компонент, изопентилдифосфата (IPP) и диметилаллилдифосфата (DMAPP). До недавнего времени полагали, что образование IPP и DMAPP происходит по единому пути через мевалоновую кислоту (MVA) (схема 5), при этом DMAPP является продуктом изомеризации PP. Лишь сравнительно недавно было обнаружено (Rohmer, 1999), что в растениях биосинтез изопреноидов может протекать и по альтернативной схеме через 1-дезокси-0-ксилулозо-5-фосфат (DXP) (схема 5) без изомеризации IPP в DMAPP. Таким образом, при идентификации монотерпенов возникла новая актуальная проблема определения, по какому из двух биосинтетических путей образуется каждое конкретное вещество этого класса. О но-

А

SCoA - . - ОН -- ^ ^ -ОРР - ^ ОРР

ацетил-СоА

С02Н MVA IP? DMAPP

ОН

R

НО СН3

О ÛP D-глицеро-альдегид-З-Р

О'" "СООН пируват

ОН ÔP ÖH ОН

DXP МЕР

DMAPP

GPP

LPP

DMAPP

9

а-терпенил-

Схема 5. катион

Биосинтез терпенов и терпеноидов - сложный многостадийный процесс, на ряде стадий которого происходит разрыв и образование связей С-Н, что должно сопровождаться положительным H/D-кинетическим изотопным эффектом при разрыве С-Н связи и отрицательным при образовании такой связи. Анализ имеющихся данных о схемах биосинтеза геранилдифосфата (GPP) и других терпеноидов позволил нам построить их гипотетические «H/D-изотопные портреты», качественно отражающие основные тенденции во внутримолекулярном распределении дейтерия для двух

альтернативных путей биосинтеза, в предположении о нормальных изотопных эффектах в этих реакциях. Эти «изотопные портреты» имеют существенные и характерные отличия. В частности, влияние кинетических изотопных эффектов на содержание 2Н (относительно метальной группы С8, не затрагиваемой процессами биосинтеза, см. рис. 5) в положениях при С1 и С5, с одной стороны, и С2, С4 и Сб, с другой стороны, для MVA- и DXP-путей должно быть противоположным. Для второго пути следует ожидать значительного различия в содержании дейтерия в метальных группах С9 и С10.

Рис. 5. Прогнозируемое распределение дейтерия в геранилдифосфате (GPP) при MVA- и

DXP-путях биосинтеза.

Мы измерили и проанализировали спектры ЯМР H для ранее не изученных монотерпенов, полученных из разных источников: (lS)-(+)-A3-KapeHa (1, 88% э.и., [<x]D = +16.2°, выделеного из соснового живичного скипидара, Медвежьегорск); (18)-(-)-борнеола (2, [ct]D = -42.0°, полученного из борнилацетата, выделенного из пихтового масла, Нейво-Рудянск); (18)-(-)-камфоры (За, [<x]d--43.5°), (±)-камфоры (ЗЬ) и (Ш)-(+)-а-пинена (7а, 36% э.и., [а]0=+19°), выделенных из живичного скипидара, Нейво-Рудянск; (lR,2S,5R)-(-)-MeHmrca (6, [a]D = -49.3°) и (lR)-(+)-eep6eHOHa (8, 40% э.и., [<x]D = +119°) - фармацевтических препаратов; (Я)-(+)-лимонена (4а, Aldrich), (Б)-(+)-карвона (5а, Fluka), (Д)-(-)-карвона (5b, Aldrich), (±)-а-пинена (7b, Aldrich), а также (IS)-(-)-Р-пинена (9а, Fluka).

Результаты обработки полученных и литературных данных (для камфоры Зс - Grant, лимонена 4b - Leopold, а-пиненов 7с и 7d - Martin, 7е -Pascal, (3-пинена 9b - Pascal) указывают на значительные вариации содержания 2Н в различных фрагментах молекул терпенов и терпеноидов (см. рис. 6). Так, в случае А3-карена 1 (см. рис. 7) содержание дейтерия в положениях при С2 (I = 0.25) и при Cl (I = 1.53) отличается в 6 раз!

Рис. 6. Диаграмма внутримолекулярного распределения дейтерия в монотерпеноидах 1-9 (нормировка на один атом водорода; нумерация атомов углерода соответствует обозначению для GPP).

Несмотря на то, что обнаруживаются отличия «изотопных портретов» природных соединений (схематически данных на рис. 6) различного происхождения, не менее очевидно и их сходство, которое свидетельствует об общности процессов их биосинтеза. Все они. за исключением ЛЯ)-карвона 5Ь, обладают отчетливыми признаками, характерными для терпенов, образующихся по ОХР-пути (см. рис. 5 и б): содержание дейтерия в положениях при С2, С4 и С6 меньше, чем в положениях при С1 и С5, и в группе при СЮ меньше, чем в группе при С9.

Обращает на себя внимание большое различие в содержании дейтерия в положениях при С2 и Сб. Эти атомы углерода в процессе биосинтеза происходят из разных источников: С2 приходит из 1РР, а С6 - из ЭМАРР. Этот факт дает однозначное подтверждение тому, что 1РР и ОМАРР являются продуктами разных предшественников и отсутствует изомеризация 1РР в ОМАРР.

Характерное значительное обогащение изотопом 2Н наблюдается для положений при С9 и СЮ в лимоненах 4 и карвонах 5 Это связано с потерей протона в а-терпенилкатионе (см. схему 4) при синтезе этих соединений. Такое изменение в содержании дейтерия позволяет оценить кинетический изотопный эффект (кц/кс) при образовании кратной связи в терпеноидах, который составляет 2.3 - 2.4 для соединения 4 и 1 4 -1.9 для соединения 5

2

LlA

Рис. 7. Спектр ЯМР 2Н яа природном содержании дейтерия Д3-карена 1 (символом * отмечены сигналы примесей).

Таким образом, показано, что спектроскопия ЯМР 2Н на природном содержании дейтерия позволяет изучать механизмы биосинтеза природных соединений и дискриминировать альтернативные биосинтетические пути.

3.2. «H/D-изотопные портреты» в химических реакциях терпенов и терпеноидов

Характеристичность «H/D-изотопных портретов» открывает возможность для использования количественной спектроскопии ЯМР 2Н на природном содержании дейтерия для исследования химических превращений терпеноидов, которое мы проводили совместно с чл.-корр. A.B. Кучиным и сотрудниками (Институт химии Коми НЦ УрО РАН).

3.2.1. Механизм и стереохимия ацилирования Д3-карена

Электрофильное присоединение по двойной С2-СЗ-связи терпенов - важнейший

метод получения функциональных ОН производных в этом ряду. Известно (J.

Kropp, 1968), что ацилирование Д3-' карена происходит стереоселективно с образованием антм-замещенного (по отношению к циклопропановому кольцу) Д4-карена (схема 6). Однако точные причины такой

стереоселективности не были изучены.

Неясной оставалась и стереохимия элиминирования атомов водорода при углероде С4. Нам удалось решить эти вопросы с использованием экспериментальных и теоретических методов. Мы измерили распределение дейтерия в молекуле 2-

Схема 6.

гидроксиэтил-Д4-карена 10, который был синтезирован по схеме 6. Стереохимия эндо-2-гидроксиэтил-Д4-карена была однозначно определена с помощью разностной спектроскопии ЯЭО *Н. Распределение дейтерия по различным положениям в продукте реакции практически не изменилось (с учетом ошибки измерения) по сравнению с исходным Д3-кареном (рис. 8). Количество дейтерия при С4 в 10 совпадает с соответствующим значением только для одного из двух атомов водорода при С4 в молекуле карена 1, и именно для Н4Х. Этот факт, поскольку содержание 2Н в положениях Н4Х и Н4„ в карене 1 резко различается, однозначно свидетельствует о том, что в реакции

происходит расщепление связи С4-Н4П, а связь С4-Н4Х такой процесс не затрагивает.

Рис. 8. Диаграмма селективного распределения дейтерия в молекулах Д3-карена 1 и 2-гидроксиэтил-Д4-карена 10 (х-экзо, п-эндо).

Теоретический анализ, который мы провели совместно с И.П. Глориозовым методом

функционала плотности (неэмпирический функционал РВЕ, расширенный и расщепленный Т22р базис) с использованием программы ПРИРОДА-04, привел к результатам, которые полностью согласуются с вьюодом, полученным на основании экспериментальных данных, и дают детальную картину механизма протекающих процессов.

По данным расчета геометрия молекулы карена 1 не благоприятпа для атаки объемной ацетильной группы в экзо-положенне вследствие экранирующего действия метальной группы СЮ Из-за стерических факторов возникающий при присоединении ацетильной группы по двойной связи карена 1 катионный интермедиат эндо-2-ацетил-Д3-карена 10-1 (рис. 9) оказывается на 6.0 ккал/моль более энергетически выгодным, чем его экзо-изомер.

При образовании экдо-катиона 10-1 атом водорода Н4„ переходит в аксиальное положение (рис. 9), при этом значительно увеличивается длина связи С4-Н4„ (1.168 А), в то время как длина связи С4-Н4Х сохраняет обычное значение (1.097 А). Такое состояние катиона в значительной мере стабилизируется внутримолекулярным О-Н-взаимодействием, межатомное расстояние г(0-Н4„) = 1.86 А меньше суммы вандерваальсовских радиусов атомов. Связь С4-Н4П в катионе оказывается практически колинеарной вакантной р-орбитали на атоме С2, на котором в основном локализуется положительный заряд (0.132 а.е.). Таким образом, элиминирование может осуществляться только для водорода Н4П. Моделирование механизма Ег-элиминирования было проведено при использовании в качестве нуклеофила аниона СГ. В исходной конфигурации анион СГ располагался на расстоянии 4 А от обоих атомов водорода метиленовой группы при С4 В ходе сближения, осуществляемом при ограничении на смещение внутренних

3 08

ШИв

||Ш

10 11 12

геометрических параметров молекулярной системы (< 0.1 а.е.), последовательно происходят: увеличение длины связи С4-Н4,,, отрыв протона Н4„ и образование HCl (рис. 10, г(С1-Н = 1.33 Ä). Иная картина наблюдалась при увеличении амплитуды вариации внутренних геометрических параметров (0.5 а.е.). В отличие от сближения по оптимальной траектории, начальные этапы оптимизации геометрии комплекса приводили к образованию более энергетически выгодного (на 7.9 ккал/моль) гидрокси-интермедиата. При последующем сближении происходило отщепление протона с образованием HCl.

О

Рис. 9. Структура эндо- изомера катиона 2- Рис. 10. Структура интермедиата 10-4 при ацетил-Д3-карена 10-1, рассчитанная взаимодействии катиона ацетил-Д4-карена с методом функционала плотности. анионом хлора, рассчитанная методом

функционала плотности.

Результаты расчета однозначно подтверждают сделанный на основании НЛЭ-изотопного анализа вывод о том, что отщепление атома водорода при С4 протекает стереоселективно из диоти-положеняя по отношению к трехчленному циклу карена. Оно осуществляется при явно выраженном нуклеофильном содействии карбонильной группы.

3.2.2. Пиролиз а-пинена

Рацемизация продуктов пиролиза а-пинена удовлетворительно объясняется в рамках бирадикального механизма (ВапуеИ, 1951; Gajewski, 2002), включающего разрыв связи С2-С7 (схема 7) и обратимый 1,3-водородный сдвиг в аллильном фрагменте. Для получения дополнительных сведений о механизме реакции мы изучили пиролиз оптически активного а-пинена 7а в лимонен 4с (400° С в атмосфере N2).

Сохранение основных черт «изотопного портрета» молекулы терпена (рис. 11) доказывает, что реакция протекает без раскрытия шестичленного цикла. Как следствие аллильной перегруппировки

наблюдается тенденция к

выравниванию содержания дейтерия в положениях при С1 и С5, а также С2 и

Схема 7.

С4. Однако распределение дейтерия во фрагменте С2-С4 лимонена не соответствует простому усреднению его содержания в аналогичном фрагменте исходного пинена

(например, количество дейтерия при С2 (0.55) в 4с меньше среднего количества дейтерия при С2 и С4 в 7а (0.63)). Этот факт свидетельствует о возможности образования лимонена также по концертному механизму, т.е. без участия 1,3-водородного сдвига.

Рис. 11. Диаграмма селективного распределения дейтерия в молекулах а-пинена 7а и лимонена 4с (х-экзо, п-эндо, а - аксиальный., е -экваториальный, а' -псевдоаксиальный, е'-псевдоэкваториальный).

Содержания 2Н в двух положениях при углероде С4 продукта значимо различаются. Атомы водорода Н4а' «хранят память» об изотопном составе аллильной группы а-пинена. Происхождение атомов Н4е' и, соответственно, количество в них дейтерия связано с 1,5-водородным сдвигом (схема 7) в интермедиате с псевдо-аксиальной ориентацией диметикарбенильного радикала. Перенос водорода сопровождается кинетическим эффектом, который приводит к обогащению метальной группы при С9 и обеднению положения Н4е'.

Возможность такого процесса мы проанализировали с использованием программы ПРИРОДА-04. Как в синглетном, так и в триплетном состояниях бирадикал дипентена может существовать в конформации полукресла с псевдо-аксиальной ориентацией диметикарбенильной группы. В «аллильном» фрагменте электронная спиновая плотность делокализована и распределена симметрично на атомах С2 и С4 (0.68 по Малликену), что и определяет равнозначность реакционной активности этих центров. Профиль потенциальной поверхности бирадикала способствует отрыву протона метальной группы (рис. 12) и его последующему присоединению к одному из атомов С2 и С4 (г(С4-Н9) = 2.16 А) с образованием дипентена. Для синглетного состояния переход протона протекает без энергетического барьера, для триплетного состояния он осуществляется со значительной энергией активации (ДЕ* = 17.5 ккал/моль).

Рис. 12. Структура переходного состояния, соответствующего 1,5-гидридному сдвигу в реакции пиролиза а-пинена, рассчитанная методом функционала плотности.

Результаты изотопного анализа и квантово-химического расчета позволяют выявить тонкие особенности радикального механизма термической изомеризации а-пинена в дипентен и роль в ней 1,3- и 1,5- водородных сдвигов.

Схема 8.

3.2.3. Окисление а-пинена и бромирование камфоры

Нами были изучено окисление а-пинена раствором КМпОд в водном ацетоне до 3-

гидроксипинанона-4 11 и его последующее восстановление до 3,4-пинандиола 12 (схема 8). Найдено, что количество дейтерия во всех общих фрагментах молекул, за исключением реакционного центра при С4, при образовании кетола, а затем диола сохраняется. Этот факт показывает, что эти реакции протекают региоселективно без скелетных перестроек. Образование новой связи С-Н в диоле при С4, происходящее при восстановлении карбонильной группы, приводит к резкому понижению содержания дейтерия в этом положении. Изучение «НЛЭ-изотопных портретов» показало, что также региоселективно без трансформации

углеродного остова протекает и реакция бромирования камфоры до 1-эндо-бромкамфоры 13 (схема 9). Вследствие потери атома водорода на стадии енолизации при бромировании камфоры происходит

обогащение дейтерием

эффекта в спектре ЯМР 2Н

ш

о

3

Схема 9. положения при С1.

щ

он

Вг2/АсОН 4 <Гч

1 Вг 13

Проявление этого изотопного свидетельствует о том, что процесс на этой стадии (кето-енольное равновесие) носит обратимый характер.

Рассмотренные примеры дают убедительное подтверждение тому, что «НЛЭ-изотопные портреты» молекул четко отражают характер структурных преобразований (или отсутствие таковых) и позволяют их прослеживать в цепи последовательных реакций.

ВЫВОДЫ

1. Разработана методика регистрации и расшифровки спектров ЯМР 2Н с использованием итерационного анализа полной формы линии на природном содержании изотопа, позволяющая почти на порядок увеличить точность определения абсолютного содержания дейтерия и его относительного распределения по структурно неэквивалентным положениям в молекулах в органических соединениях.

2. Получены «Н/Л-изотопные портреты» нескольких серий органических соединений синтетического и природного происхождения, демонстрирующие специфические особенности неравномерности внутримолекулярного распределения дейтерия и его существенные отклонения от среднестатистического.

3. Показано, что «Н/Т)-изотопные портреты» терпенов и терпеноидов дают основу для дискриминации путей их биосинтеза. Установлено, что биосинтез изученных монотерпеноидов осуществляется в растениях по общему ОХР-механизм/, а не по классической схеме через мевалоновую кислоту

4. Показано, что спектроскопия ЯМР 2Н является эффективным инструментом при исследовании химических превращений природных соединений, дающим в совокупности с квантово-химическими расчетами высокого уровня возможность получения детальной картины протекающих процессов.

5. Разработана методика измерения абсолютного содержания и относительного распределения дейтерия в этанолах синтетического и растительного происхождения, позволяющая надежно установить тип сырья, из которого был получен этанол

6. Впервые обнаружена селективность распределения 2Н, обусловленная термодинамическими изотопными эффектами в молекулах, в которых наблюдаются внутримолекулярные перегруппировки (циклопентадиен, инден) и заторможенное внутреннее вращение (амиды карбоновых кислот).

7. Впервые проведена точная экспериментальная оценка ядерного эффекта Оверхаузера 2Н-{'Н}. Установлено, что применение развязки от протонов в спектроскопии ЯМР Н не приводит к искажению результатов при количественном анализе.

8. Исследованы температурные зависимости времен релаксации Т( для серии органических молекул и показано, что имеется потенциальная возможность значительного сужения линий в спектрах ЯМР 2Н при повышении температуры.

9. Разработан метод прецизионного определения КССВ 'Н-2Н в спектрах ЯМР 2Н, открывающий возможность измерения констант Я'Н-'Н) в вырожденных системах.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. В.А. Рознятовский, С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, Д.Н. Лайков, Ю.А.Устынкж. «Количественная спектроскопия ЯМР 2Н. Сообщение 1. Термодинамические H/D изотопные эффекты в молекулах >?,М-диметилформамида и циклопентадиена» // Изв. Ан. Сер. хим., 2003, №3, 530.

2. С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, Н.М. Сергеев, В.Н. Торочешников, Ю.А. Устынюк «Изучение селективного распределения дейтерия в терпенах и терпеноидах с помощью ЯМР» // Структура и динамика молекулярных систем, Уфа, 2002, IX (1), 130.

3. С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, Ю.А. Устынюк, А.В. Кучин, И.Н. Алексеев, JI.JI. Фролова. «Количественная спектроскопия ЯМР 2Н. Сообщение 2. «H/D-Изотопные портреты» циклических монотерпенов и дискриминация их биосинтетических путей» // Изв. Ан. Сер. хим., 2005, №5, 1222.

4. V.A. Roznyatovsky, V.N. Torocheshnikov, Yu.A. Ustynyuk, Yu.K. Grishin, S.M. Gerdov. «NMR Analysis of Selective Deuterium Distribution in Naturally Occuring Compounds: A Method for Biological Origin Determination» // Abstracts of Humboldtian Conference «Biomedical Science 2001», Moscow, November 19-20, 2001, P. 26.

5. С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, Ю.А. Устынюк. «Исследование термодинамического дейтерного изотопного эффекта в стереохимически нежестких молекулах методом ЯМР на природном содержании изотопа 2Н» // Тезисы докладов на VI Международном семинаре по магнитному резонансу, Ростов-на-Дону, 8-11 октября, 2002, 181.

6. С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, Ю.А. Устынюк. «Изучение равновесного H/D-изотопного эффекта в метилацетамидах методом ЯМР 2Н» // Тезисы докладов на X всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, 30 июня - 5 июля, 2003, 79.

7. Ю К. Гришин, С.М. Гердов, В.Н. Торочешников, В.А. Рознятовский, Н.М. Сергеев, Ю.А. Устынюк. «Количественная спектроскопия ЯМР на ядрах дейтерия. Теоретические и прикладные аспекты» // Тезисы докладов на X всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, 30 июня - 5 июля, 2003, 87.

8. S.M. Gerdov, Yu.K. Grishin, V.A. Roznyatovsky, Yu.A Ustynyuk, A.V. Kuchin, A.N. Alexeev, L.L. Frolova. «Unusual Deuterium Distribution in Monoterpenoids on the Evidence of NMR Spectroscopy at the Natural Abundace Level of 2H» // Abstracts of П International Conference on New Techniques and Applications of Modem Physical Chemical Methods for Environmental Studies, Rostov-on-Don, September 15-21, 2003,170.

9. S.M. Gerdov, Yu.K. Grishin, V.A. Roznyatovsky, N.M. Sergeyev, N.D. Sergeyeva. «Nuclear Overhauser Effect 2H -{'H}» // Abstracts of 19,h Central Europe NMR Discussing Group, Valtice, Czech Republic, April 19-21, 2004, 14.

10. С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, Ю А. Устынюк, А.В. Кучин, И.Н Алексеев. «Исследование распределения дейтерия в алициклических соединениях методом количественной спектроскопии ЯМР 2Н» // Тезисы докладов па конференции «Перспективы развития химии и практического применения алициклических соединений», Самара, 1-4 июня, 2004,107.

11. N.M. Seregyev, S М. Gerdov, Yu.K Grishin, V.A. Roznyatovsky. «2Н NMR Spectroscopy at Higher Temperatures as a Valuable Addition to NMR 'H Spectroscopy» //

Abstracts of International Symposium «Nuclear Magnetic Resonance in Condensed Matter», Saint Petersburg, Jule 12-16,2004,36.

12. A.B. Кучин, JI.JI. Фролова, И.Н. Алексеев, С.М. Гердов, Ю.К. Гришин, Ю.А. Устынюк. «Синтез энантиомерно чистых монотерпеноидов и исследование распределения дейтерия в них методом количественной спектроскопии ЯМР 2Н» // Тезисы докладов на III всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ», Саратов, 7-10 сентября, 2004, 51.

Подписано в печать £0. ОЗ. 2006 года. Заказ № Формат 60х90/16. Усл. печ. л. . Тираж №0 экз. Отпечатано на ризографе в отделе оперативной печати и информации Химического факультета МГУ.

i

Лм>£4

¿ЯЗР

62 38

I. Введение.

II. Обзор литературы. Спектроскопия ЯМР на изотопе 2Н.

II. 1 Введение.

11.2 Химические сдвиги.

11.3 Спин-спиновое взаимодействие.

11.4 Релаксация на ядрах дейтерия.

11.5. Изотопные эффекты в химических реакциях.

11.6. Распределение дейтерия в природных соединениях.

III. Методики измерения и анализа спектров ЯМР 2Н.

III. 1. Аппаратурные требования и эталонирование.

111.2. Измерение интегральных интенсивностей линий в спектрах ЯМР 2Н.

111.3. Ядерный эффект Оверхаузера 2Н-{1Н}.

111.4. Релаксация на ядрах Н и условия сужения линий в спектрах ЯМР Н.

111.5. Измерение констант JC'H^H).

111.6. Измерение абсолютного содержания дейтерия и его селективного распределения в этанолах.

111.7. Отнесение сигналов в спектрах ЯМР 2Н.

IV. Распределение дейтерия в органических соединениях синтетического происхождения.

IV. 1. Селективность внутримолекулярного распределения дейтерия по структурно неэквивалентным положениям молекул.

IV.2. Термодинамические изотопные эффекты в молекулах, в которых совершаются внутримолекулярные перегруппировки (циклопентадиен, инден) или наблюдается заторможенное вращение (амиды карбоновых кислот).

IV.2.1. Сигматропный сдвиг в циклопентадиене и индене.

IV.2.2. Заторможенное вращение в JV,iV-диметилформамиде,

МЛ'-диметилацетамиде и iV-метилацетамиде.

V. Распределения дейтерия в терпенах и терпеноидах.

V.I. «H/D-Изотопные портреты» циклических монотерпенов и дискриминация их биосинтетических путей.

V.l.l. Механизм биосинтеза и формирование «H/D-изотопного портрета» терпенов.<.

V.I.2. Особенности внутримолекулярного распределения дейтерия в природных терпенах и терпеноидах.

V.2. «H/D-изотопные портреты» в химических реакциях терпеноидов.

V.2.1. Механизм и стереохимия ацилирования А3-карена.

V.2.2. Пиролиз а-пинена.

V.2.3. Реакция окисления а-пинена.

V.2.4. Бромирование камфоры.

VI. Выводы.

Спектроскопия ЯМР Н получила развитие только в последнее двадцатилетие. Малый мапштпый момент и низкое природное содержание дейтерия (0.015%) обусловливают очень низкую интенсивность сигнала этого ядра, которая на шесть порядков меньше, чем для Н и на два порядка меньше, чем для Дополнительные трудности при регистрации спектров возпикают вследствие наличия у дейтерия, имеющего спин равный 1, электрического квадрупольпого момента. По этим причипам до педавнего времени спектроскопия ЯМР Н примепялась для решения относительного узкого круга задач с использованием изотопически обогащенных соединений. Быстрое совершенствование аппаратуры ЯМР в последнюю четверть века, приведшее к многократному повышению чувствительности спектрометров высокого разрешения, открыло пути наблюдения спектров ЯМР Н на природном содержании дейтерия, что существенно расширило потенциальные возможности этого метода. В восьмидесятых годах прошлого века было показано, что распределение дейтерия в природных объектах не равномерно и подвержено значительным колебаниям, обусловленным биологических влиянием различных геофизических, химических и факторов. Различное содержание дейтерия в водяном паре над поверхностью Земли на полюсах (около 90 м.д.) и на экваторе (около 155 м.д.) вызвано существенным различием температур кипения и замерзания изотопомеров воды. По той же причине изотопомерный состав льдов отражает долговременные колебания климата. Вода играет важную роль в образовании биомассы и, следовательно, в формировании ее изотопного состава. Было также обнаружено на ограниченном круге соединений природного происхождения, что распределение дейтерия по структурно неэквивалентным положепиям в их молекулах таюке неравномерно, заметно отличается от статистического и зависит от природного источника. Последнее наиболее интересное и важное обстоятельство, несомненно, является следствием кинетических H/D-изотопных эффектов в биохимических реакциях. Спектроскопия ЯМР Н открывает возможность не только определить абсолютную концентрацию дейтерия в органических соединениях, но и дает полную информацию о распределении изотопа по структурно неэквивалентным положениям в молекулах, т. е. позволяет получить «H/Dизотопный портрет» соединения. В этом отношении она существенно превосходит изотопную масс-спектрометрию, которая при решении последней задачи требует использования трудоемких и сложных реакций носледовательной селективной фрагментации молекул. Первые ЯМР-исследования на природном содержании Н показали, что «H/D-изотоппый портреты» соединений могут дать ценные сведения о механизмах химических реакций и о путях биосинтеза органических молекул. В

VI. Выводы

1. Разработана методика регистрации и расшифровки спектров ЯМР 2Н с использованием итерационного анализа полной формы линии на природном содержании изотопа, позволяющая почти на порядок увеличить точность определения абсолютного содержания дейтерия и его относительного распределения по структурно неэквивалентным положениям в молекулах в органических соединениях.

2. Получены «H/D-изотопные портреты» нескольких серий органических соединений синтетического и природного происхождения, демонстрирующие специфические особенности неравномерности внутримолекулярного распределения дейтерия и его существенные отклонения от среднестатистического.

3. Показано, что «H/D-изотопные портреты» терпенов и терпеноидов дают основу для дискриминации путей их биосинтеза. Установлено, что биосинтез изученных монотерпеноидов осуществляется в растениях по общему DXP-механизму, а не по классической схеме через мевалоновую кислоту. л

4. Показано, что спектроскопия ЯМР является эффективным инструментом при исследовании химических превращений природных соединений, дающим в совокупности с квантово-химическими расчетами высокого уровня возможность получения детальной картины протекающих процессов.

5. Разработана методика измерения абсолютного содержания и относительного распределения дейтерия в этанолах синтетического и растительного происхождения, позволяющая надежно установить тип сырья, из которого был получен этанол. л

6. Впервые обнаружена селективность распределения Н, обусловленная термодинамическими изотопными эффектами в молекулах, в которых наблюдаются внутримолекулярные перегруппировки (циклопентадиен, инден) и заторможенное внутреннее вращение (амиды карбоновых кислот).

7. Впервые проведена точная экспериментальная оценка ядерного эффекта Оверхаузера 2Н-{'Н}. Установлено, что применение развязки от протонов в спектроскопии ЯМР 2Н не приводит к искажению результатов при количественном анализе.

8. Исследованы температурные зависимости времен релаксации Ti для серии органических молекул и показано, что имеется потенциальная возможность значительного сужения линий в спектрах ЯМР Н при повышении температуры.

9. Разработан метод прецизионного определения КССВ 'H-2H в спектрах ЯМР Н, открывающий возможность измерения констант J('H-'H) в вырожденных системах.

1. P. Diehl, Th. Leipert. Magnetic resonance on the deuterium nuclei // Helv. Chim. Acta. 1964,47, 545-553.

2. F. Bloch, W.W. Hansen, M. Packard. The nuclear induction experiment // Phys. Rev. 1946, 70, 474-485.

3. Дж. Эмсли, Дж. Финей, Jl. Сатклиф. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Т. 2. М.: Мир, 1968. 468 С.

4. Н.Н. Mantsch, Н. Saito, I.C.P. Smith. Deuterium magnetic resonance, application in chemistry, physics and biology // Progress in NMR spectroscopy. 1977,11,211-271.

5. Дж. Эмсли, Дж. Финей, JI. Сатклиф. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Т. 1. М.: Мир, 1968. 630 С.

6. D.F. Evans. A simple but accurate method for measuring deuterium chemical shifts relative to the corresponding proton shifts II J. Chem. Soc. Chem. Comm. 1982, 12261227.

7. C.J. Jameson. The Dynamic and Electronic Factors in Isotope Effects on NMR Parameters. Isotopes in the Physical and Biomedical Sciences. Isotopic Applications in NMR Studies. London: Elsevier, 1992, 54 P.

8. Yu.I. Neronov, A.E. Barsach, Ch. Muchamediev. Primary isotope effect. // J. Exp. Theor. Phys. 1975, 69,1872-1974.

9. Yu.I. Neronov, A. E. Barsach. Deuterium isotope effects on chemical shifts. // J. Exp. Theor. Phys. 1977, 72,1659-1963.

10. P.E. Hansen. Isotope effects in nuclear shielding // Progress in NMR Spectroscopy. 1988,20, 207-256.11

11. Yu.K. Grishin, N.M. Sergeyev, Yu.A. Ustynyuk Deuterium isotopic effect in С NMR spectra // Molec. Phys. 1971,22, 711-714.

12. D. Vikic-Topic, P. Novak, V. Smrecki, Z. Meic. Deuterium isotope effects in 13C NMR spectra of trans-azobenzene II J. Mol. Struct. 1997,410, 5-7.

13. K. Ambroziak, Z. Rozwadowski, T. Dziembowska, B. Bieg. Synthesis and spectroscopic study of Schiff bases derived from trans- 1,2-diaminocyclohexane. Deuterium isotope effect on 13C chemical shift// J. Mol. Struct. 2002, 615, 109-120.

14. C.J. Jameson. Effects of intermolecular interactions and intramolecular dynamics on nuclear resonance //Bull. Magn. Res. 1981,3,3-28.

15. A.A. Borisenko, N.M. Sergeyev, Yu.A. Ustynyuk. Isotope effects on 31P chemical shifts and direct spin coupling// J. Mol. Phys. 1971,22, 715-719.

16. Ю.К. Гришин, B.A. Рознятовский, B.H. Торочешников, Ю.А. Устынюк. Изотопные эффекты в спектрах ЯМР диметилртути и ее дейтеропроизводных // Металлоорганическая химия. 1991, 4,1067-1072.

17. H.S. Gutowsky, М. Karplus, D.M. Grant. Angular dependence of electron-coupled interactions in CH2 Groups // J. Chem. Phys. 1959,31, 1278-1289.

18. W. Saur, H.L. Grespi, J.J. Katz. Molecular and other factors of isotope effect // J. Magn. Res. 1970, 2, 47-51.

19. A.L. Allred, W.D. Wilk. Long-range deuterium isotope effects on chemical shifts // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1969,273.

20. M. Rospenk, A. Koll, L. Sobczyk. Proton transfer and secondary deuterium isotope effect in the 13C NMR spectra of ortho-aminomethyl phenols // Chem. Phys. Lett. 1996,261, 283-288.1 9

21. H. Jensen, K. Schaumburg. H and D spectra of ethyl bromide // Acta Chem. Scand. 1971,25, 663-668.

22. H. Jensen, K. Schaumburg. Deuterium isotope effects on chemical shifts // Mol. Phys. 1971,22, 1041-1043.

23. N.M. Sergeyev. Isotope effects on spin-spin coupling: experimental evidence // NMR Basic Principles and Progress. 1995, 22, 31-80.

24. X. Гюнтер. Введение в курс спектроскопии ЯМР. М.: Мир, 1984, 478 С.

25. Е.А. Halevi, М. Nussim, A. Ron. Secondary Hydrogen Isotopie Effects. I. Strengths of a-Deuterated Carboxylic Acids and Amines // J. Chem. Soc. 1963, 866-875.

26. R.J. Abraham, H.J. Bernstein. The analysis of Nuclear Magnetic Resonance Spectra. V. Analysis of Deceptively Simple Spectra// Can. J. Chem. 1961, 39,216-230.

27. H.N. Colli, V.Gold, J.E. Pearson. Deuterium isotope effects on carbon-13 nuclear magnetic resonance spectra// J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1973,408-409.

28. M. Alei, W. Wageman. Carbon-proton coupling constant and deuterium isotope effects// J. Chem. Phys. 1978, 68, 783-784.

29. N.D. Sergeyeva, N.M. Sergeyev, W.T. Raynes. Deuterium induced primary and secondary isotope effects on 13C-H coupling constants in halogenomethanes // Magn. Res. Chem. 1998,36, 255-260.

30. J.R. Everett. Deuterium isotope effects on coupling constants // Org. Magn. Res. 1982, 19, 169-171.

31. R. Aydin, H. Gunther. Secondary deuterium/hydrogen isotope effects on carbon-13 chemical shifts in cycloalkanes. Downfield shifts over three and four bonds // J. Am. Chem. Soc. 1981,103,1301-1303.

32. N.M. Sergeyev. Isotope effects on spin-spin coupling constants: experimental evidence // NMR Basic Principles and Progress. 1990, 22, 31-71.

33. N.M. Sergeyev, N.D. Sergeyeva, Yu.A. Strelenko, W.T. Raynes. The lH-2H, 170-'H coupling constants and the 160/180 induced proton isotope shift in water // Chem. Phys. Lett. 1997, 277, 142-146.

34. A. Abragam. The Principles of Nuclear Magnetism. Oxford: Clarendon Press, 1961. 324 P.

35. Т. Фаррар, Э. Беккер. Импульсная и фурье-спектроскопия ЯМР. М.: Мир, 1973.

36. M.L. Martin, G.J. Martin. Deuterium NMR in the study of site-specific natural isotope fractionation (SNIF-NMR) И NMR Basic Principles and Progress. 1990, 23,3-61.

37. J.P. Jacobsen. Investigation of deuterium relaxation times // J. Magn. Res. 1980, 41, 240-245.

38. D.E. Woessner, B.S. Snowden, Jr. Nuclear Spin-lattice relaxation in ammonium chloride and ammonium bromide with special application to interface water // J. Colloid Interface Science. 1968, 26,297-305.

39. D.E. Woessner, B.S. Snowden, Jr. Temperature-dependence studies of proton and deuteron Spin-lattice relaxation in ammonium chloride // J. Phys. Chem. 1967, 71, 952-956.

40. D.E. Woessner, B.S. Snowden, Jr. Spin-lattice relaxation and phase transition in deuterated ammonium bromide // J. Chem. Phys. 1967, 47, 2361-2363.

41. H.W. Spiess, D. Schweitzer, U. Haeberlen. Molecular motion in liquid toluene from a study of 13C and 2D Relaxation times // J. Magn. Res. 1973, 9,444-460.

42. L. Chen, T. Gro, H. Krienke, H.-D. Ludemann. T,p-Dependence of the self-diffusion and spin lattice relaxation in fluid hydrogen and deuterium // Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3,2025-2030.

43. J. Ropp, C. Lawrence, T.C. Farrar, J.L. Skinner. Rotational Motion in liquid water is anisotropic: a nuclear magnetic resonance and molecular dynamics simulation study // J. Am. Chem. Soc. 2001,123, 8047-8052.

44. M.A. Nanny, J.P. Maza. Noncovalent Interactions between monoaromatic compounds and dissolved humic acids: a deuterium NMR Ti relaxation study // Environ. Sci. Technol. 2001,35, 379-384.

45. F. Leshcheva, V.N. Torocheshnikov, N.M. Sergeyev, V.A. Chertkov, V.N. Khlopkov. Interactive lineshape analysis of 13C- 2D multiplets. I. Benzaldehyde-Di // J. Magn. Res. 1991, 94, 1-8.

46. F. Leshcheva, V.N. Torocheshnikov, N.M. Sergeyev, V.A. Chertkov, V.N. Khlopkov. Interactive lineshape analysis of 13C- 2D multiplets. II. Toluene-CHyD and toluene-CHD3 II J. Magn. Res. 1991, 94, 9-20.

47. Solomon. Relaxation Processes in a System of Two Spins // Phys. Rev. 1955, 99, 559-565.

48. D.M. Grant, J. Curtis, W.R. Croasmun, D.K. Dalling, F.W. Wehrli, S. Wehrli. NMR determination of site-specific deuterium isotope effects // J. Am. Chem. Soc. 1982, 104,4492-4494.

49. G.J. Martin, M.L. Martin, F. Mabon, M.-J. Michon. Natural selective 2H labelling applied to the study of chemical mechanisms; labelling without enrichment // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1982,616-617.

50. R.A. Pascal Jr., M.W. Baum, C.K. Wagner, L.R. Robgers, D.-S. Huang. Measurement of deuterium kinetic isotope effects in organic and biochemical reactions by natural abundance deuterium NMR spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. 1986,108, 6477-6482.

51. B.-L. Zhang. Application of natural abundance 2H NMR. Simultaneous measurements of primary and secondary kinetic deuterium isotope effects // Magn. Res. Chem. 1988, 26, 955-959.

52. B.-L. Zhang, M. L. Martin Direct determination of equilibrium deuterium isotope effects at natural abundance II J. Am. Chem. Soc. 1992,114, 7089-7092.

53. JI. Меландр, У. Сондерс. Скорости реакций изотопных молекул. М.: Мир, 1983, 344 С.

54. B.-L. Zhang, F. Mabon, М. L. Martin. Simultaneous Determination of Primary and Secondary Thermodynamic Isotope Effects in Tautomeric Equilibria // J. Phys. Org. Chem. 1993,6,367-373.

55. H.-L. Schmidt. Fundamentals and systematics of the non-statistical distributions of isotopes in natural compounds // Naturwissenschaften. 2003,90, 537-552.

56. S.A. Sandford. Interstellar processes leading to deuterium enrichment and their detection // Planetary and Space Science. 2002, 50,1145-1154.

57. L. Merlivat, M. Coantic. Study of mass transfer at the air-water interface by an. isotopic method// J. Geophys. Res. 1975,80, 3455-3464.

58. G. J. Martin, M. L. Martin. Climatic significance of isotope ratios // Phytochemistry Reviews. 2003,2 179-190.

59. J. Schleucher, P. Vanderveer, J.L. Markley, T.D. Sharkey. Intramolecular deuterium distribution reveal disequilibrium of chloroplast phosphoglucose isomerase // Plant, Cell and Environmental. 1999,22, 525-533.

60. B.N. Smith, H. Ziegler. Isotopic fractionation of hydrogen in plants // Bot. Acta. 1990, 103, 335-342.

61. B.-L. Zhang, I. Billault, X. Li, F. Mabon, G. Remaud, M.L. Martin. Hydrogen Isotopic Profile in the Characterization of sugars. Influence of the metabolic pathway // J. Agric. FoodChem. 2002, 50,1574-1580.

62. S.D. Kelly, C. Rhodes, J.H. Lofthouse, D. Anderson, C.E. Burwood, M.J. Dennis, P. Brereton. Detection of sugar syrups in apple juice by 2H and 13C analysis of hexamethylenetetramine prepared from fructose // J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 1801-1806.

63. C. Guilloua, J. Kozietb, A. Rossmannc, G.J. Martin. Determination of the 13C contents of organic acids and sugars in fruit juices. An intercomparison study // Anal. Chim. Acta. 1999, 388,137-143.

64. E. Jamin, J. Gonzalez, G. Remaud, N. Naulet, G.G. Martin, D. Weber, A. Rossmann, H.-L. Schmidt. Improved detection of sugar addition to apple juices and concentrates using internal standard 13C IRMS //Anal. Chim. Acta. 1997, 347, 359-368.

65. E. Jamis, N. Naulet, G. J. Martin. Multi-element and multi-site isotopic analysis of nicotine from tobacco leaves // Plant, Cell and Environment. 1997, 20, 589-599.

66. A. Romann, F. Reniero, I. Moussa, H.-L. Schmidt, G. Versini, M.H. Merle. IRMS investigation of organic compounds // Z Lebensm Unters Forsch A. 1999, 208, 400410.

67. K.S. Habicht, D.E. Canfield, J. Rethmeier. Sulfur isotope fractionation during bacterial reduction and disproportionation of thiosulfate and sulfite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1998, 62, 2585-2595.

68. G.J. Martin, M.L. Martin. Deuterium labeling at the natural abundance level as studied by high field quantitative 2H NMR // Tetrahedron Letters. 1981, 22, 3525-3528.

69. E.J. Tenailleau, P. Lancelin, R.J. Robins, S. Akoka. Authentication of the origin of vanillin using quantitative natural abundance 13C NMR // J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 7782-7787.

70. J. Gonzalez, E. Jamin, G. Remaud, Y.-L. Martin, G. G. Martin, M. L. Martin Authentication of lemon juices and concentrates by a combined multi-isotope approach using SNIF-NMR and IRMS II J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 2200-2205.

71. S. Armellin, E. Brenna, G. Fronza, C. Fuganti, M. Pinciroli, S. Serra. Establishing the synthetic origin of amphetamines by 2H NMR spectroscopy // Analyst. 2004, 129, 130-133.

72. R. Gonfiantini. Standards for stable isotope measurements in natural compounds // Nature. 1978,271, 534-251.

73. C. Guillou, E. Jamis, G.J. Martin, R. Wittkovski, R. Wood. Isotopic analyses of wine and of products derived from grape // Bulletin O.I. V. 2001, 74, 839-840.

74. B. Popping. The application of biotechnological methods in authenticity testing // Journal of Biotechnology. 2002,98, 107-112.

75. J.E. Gimenes-Miralles, D.M. Salazar, I. Solana. Regional origin assignment of red wines from Valencia (Spain) by 2H NMR and 13C IRMS stable isotope analysis of fermentative ethanol II J. Agric. Food Chem. 1999, 47,2645-2652.

76. G.J. Martin, L. Nicol, N. Naulet, M.L. Martin. New isotopic criteria for the short-term dating of brandies and spirits // Journal of the Science of Food and Agriculture. 1998, 77, 153-160.

77. B.-L. Zhang, M. Lees, G.J. Martin. Stable isotope fractionation in fruit juice concentrates: application to the authentication of grape and orange products II J. Agric. Food Chem. 1995,43,2411-2417.

78. C. Fauhl, R. Wittkowski. Oenological influences on the D/H ratios of wine ethanol // J. Agric. Food Chem. 2000, 48, 3979-3984.

79. G.J. Martin, M. Benbernou, F. Lantier. Application of site-specific natural isotope fractionation (SNIF-NMR) of hydrogen to the characterization of European beers // Journal of the Institute of Brewing. 1985, 91, 242-249.

80. G.G. Martin, Y.-L. Martin, N. Naulet, H.J.D. McManus. Application of 2H SNIF-NMR and 13C SIRA-MS analyses to maple syrup: detection of added sugars // J. Agric. Food Chem. 1996, 44, 3206-3213.

81. G.J. Martin, J. Koziet, A. Rossmann, J. Dennis. Site-specific natural isotope fractionation in fruit juices determined by deuterium NMR an European inter-laboratory comparison study// Anal. Chim. Acta. 1996, 321, 137-146.

82. A.M. Pupin, M.J. Dennis, I. Parker, S. Kelly, T. Bigwood, M.C.F. Toledo. Use of isotopic analyses to determine the authenticity of brazilian orange juice (Citrus sinensis)/7 J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 1369-1973.

83. P. Lindner, E. Bermann, B. Gamarnik. Characterization of citrus honey by deuterium NMR// J. Agric. Food Chem. 1996, 44,139-140.

84. Z. Masud, C. Vallet, G. J. Martin. Stable isotope characterization of milk components and whey ethanol И J. Agric. Food Chem. 1999, 47,4693-4699.

85. N. Ogrinc, I.J. Kosir, J.E. Spangenberg, J. Kidric. The application of NMR and MS methods for detection of adulteration of wine, fruit juices, and olive oil // Anal. Bioanal. Chem. 2003, 376,424-430.

86. G.J. Martin, M.L. Martin. A new method for the identification of the origin of natural products. Quantitative deuterium NMR at the natural abundance level applied to the characterization of anetholes // J. Am. Chem. Soc. 1982,104,2658-2659.

87. P. Manitto, D. Monti, G. Speranza. Evidence for an NIH shift as the origin of the apparently anomalous distribution of deuterium in estragole from Artemisia dracunculus II J. Nat. Prod. 2000, 63, 713-715.

88. G. Fronza, C. Fuganti, G. Zucchi, M. Barbeni, M. Cisero. Natural abundance H nuclear magnetic resonance study of the origin of n-hexanol // J. Agric. Food Chem. 1996,44, 887-891.

89. M. Barbeni, M. Cisero, C. Fuganti. Natural abundance 2H nuclear magnetic resonance study of the origin of (z)-3-hexenol // J. Agric. Food Chem. 1997, 45, 237-241.

90. G. Fronza, C. Fuganti, C. Guillou, F. Reniero, D. Joulain. Natural abundance H nuclear magnetic resonance study of the origin of raspberry ketone // J. Agric. Food Chem. 1998,46,248-254.

91. G. S. Remaud, Y-L. Martin, G.G. Martin, G.J. Martin. Detection of sophisticated adulterations of natural vanilla flavors and extracts: application of the SNIF-NMR method to vanillin and^-hydroxybenzaldehyde II J. Agric. Food Chem. 1997, 45, 859866.

92. M.L. Hagedorn. Differentiation of natural and synthetic benzaldehydes by deuterium nuclear magnetic resonance II J. Agric. Food Chem. 1992, 40, 634-637.

93. G. Remaud, A.A. Debon, Y.-L. Martin, G.G. Martin, G. J. Martin. Authentication of bitter almond oil and cinnamon oil: application of the SNIF-NMR method to benzaldehyde // J. Agric. Food Chem. 1997,45, 4042-4048.

94. G.S. Remaud, Y.-L. Martin, G.G. Martin, N. Naulet, G.J. Martin. Authentication of mustard oils by combined stable isotope analysis (SNIF-NMR and IRMS) // J. Agric. Food Chem. 1997, 45, 1844-1848.

95. E. Brenna, G. Fronza, C. Fuganti, M. Pinciroli. differentiation of natural and synthetic phenylalanine and tyrosine through natural abundance 2H nuclear magnetic resonance II J. Agric. Food Chem. 2003, 51,4866-4872.

96. G. Fronza, C. Fuganti, S. Serra, M. Cisero, J. Koziet. Stable isotope labeling pattern of resveratrol and related natural stilbenes // J. Agric. Food Chem. 2002, 50, 27482754.

97. M. Aursand, F. Mabon, G.J. Martin. High-resolution 'H and 2H NMR spectroscopy of pure essential fatty acids for plants and animals // Magn. Res. Chem. 1997, 35, 91100.

98. S. Guiet, R.J. Robins, M. Lees, I. Billault. Quantitative 2H NMR analysis of deuterium distribution in petroselinic acid isolated from parsley seed // Phytochemistry. 2003, 64,227-233.

99. G. Fronza, C. Fuganti, P. Grasselli, S. Servi, G. Zucchi. Natural abundance H nuclear magnetic resonance study of the origin of 2-phenylethanol and 2-phenylethyl acetate II J. Agric. Food Chem. 1995,43,439-443.

100. G. Fronza, C. Fuganti, P. Grasselli, M. Barbeni, M. Cisero. Natural abundance deuterium nuclear magnetic resonance study of the origin of (R)-.delta.-decanolide // J. Agric. Food Chem. 1993, 41, 235-239.

101. J.F. Carter, E.L. Titterton, M. Murray, R. Sleeman. Isotopic characterisation of 3,4-methylenedioxyamphetamine and 3,4-methylenedioxymethylamphetamine (ecstasy) // Analyst. 2002,127, 830-833.

102. R. Carle, J. Beyer, A. Chemina, E. Krempp. 2H NMR determination of site-specific natural isotope fractionation in (-)-a-bisabolols // Phytochemistry. 1992, 31,171-174.

103. E. Brenna, G. Fronza, C. Fuganti, F.G. Gatti, M. Pinciroli, S. Serra. Differentiation of extractive and synthetic salicin. The 2H aromatic pattern of natural 2-hydroxybenzyl alcohol II J. Agric. Food Chem. 2004,52,11A1-1151.

104. S. Hanneguelle, J.-N. Thibault, N. Naulet, G. Martin. Authentication of essential oils containing linalool and linalyl acetate by isotopic methods // J. Agric. Food Chem. 1992,40, 81-87.

105. M. Deiana, F.P. Corongiu, M.A. Dessi, P. Scano, M. Casu, A. Lai. NMR Determination of Site-specific deuterium distribution (SNIF-NMR) in squalene from different sources // Magn. Reson. Chem. 2001, 39, 29-32.

106. B.-L. Zhang, S. Buddrus, M. Trierweiler, G. J. Martin. Characterization of glycerol from different origins by H-and C- NMR studies of site-specific natural isotope fractionation// J. Agric. Food Chem. 1998, 46,1374-1380.

107. A. Hermann. Determination of the site-specific D/H isotope ratios of glycerol from different sources by 2H-NMR spectroscopy // Z Lebensm Unters Forsch A. 1999, 208, 194-197.

108. S. Pionnier, B.-L. Zhang. Application of 2H NMRto the study of natural site-specific hydrogen transfer among substrate, medium, and glycerol in glucose fermentation with yeast II Anal. Biochem. 2002,138, 138-146.

109. N. J. Walton, M.J. Mayer, A. Narbad. Vanillin // Phytochemistry. 2003, 63, 505-515.

110. G.J. Martin, P. Janvier, S. Akoka, F. Mabon, J. Jurczak. A relation between the site-specific natural deuterium contents in a-pinene and their optical activity // Tetrahedron Lett. 1986, 27,2855-2858.

111. M.F. Leopold, W.W. Epstein, D.M. Grant. Natural abundance deuterium NMR as a novel probe of monoterpene biosynthesis: limonene II J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 616-617.

112. M. Goese, K. Kammhuber, A. Bacher, M.H. Zenk, W. Eisenreich. Biosynthesis of bitter acid in hops. A 13C-NMR and 2H-NMR study on the building blocks of humulone // Eur. J. Biochem. 1999,263,447-454.

113. G.J. Marten, B.-L. Zhang, N. Naulet, M.L. Martin. Deuterium transfer in the bioconversion of glucose to ethanol studied by specific labeling at the natural abundance level И J. Am. Chem. Soc. 1986,108, 5116-5122.

114. B.-L. Zhang, Yunianta, M. L. Martin. Site-specific isotope fractionation in the characterization of biochemical mechanisms // J. Biol. Chem. 1995, 270, 1602316029.

115. J.M. Williams, H. Jegou, V. Langlois, B.-L. Zhang, M.L. Martin. The search for D-glucose derivatives suitable for the study of natural hydrogen isotope fractionation // Carbohydrate Research. 1993, 245, 57-64.

116. C. Vallet, R. Said, C. Rabiller, M.L. Martin. Hydrogen isotopic profile in the characterization of sugars. Influence of the metabolic pathway // J. Agric. Food Chem. 2002,50, 1574-1580.

117. Г.А. Калабин, H.B. Кулагина, P.C. Рыков, Ю.П. Козлов, Д.Ф. Кушнарев, А.В. Рохин. Идентификация сырьевой природы этанола методом спектроскопии ЯМР Н // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2003, 7, 87-99.

118. А.Г. Сахабутдинов, Н.В. Кулагина, Д.Ф. Кушнарев, А.В. Рохин, А.Г. Пройдаков, Г.А. Калабин. Механизм распределения дейтерия в этиловых спиртах // Журнал прикладной химии. 2003, 76, 520.

119. Н.В. Кулагина, А.Г. Сахабутдинов, Д.Ф. Кушнарев, А.В. Рохин, А.Г. Пройдаков, Г.А. Калабин. Об участии воды в формировании молекулы спирта при биоконверсии глюкозы // Вестник ИрГТУ. 2004, 4, 150.

120. Н.В. Кулагина. Формирование изотопного состава водосодержащих фрагментов этанола в реакциях химического и биохимического синтеза. Дис. канд. хим. наук, ИГУ, Иркутстк, 2004.

121. G. Richter. Stoffwechselphysiologie der Pflanzen, 5. Stuttgart: Aufl. Georg Thieme Verlag, 1988,405 P.

122. E. Haslam. Shikimic Acid, Metabolism and Metabolites. Chichester: John Wiley & Sons, 1993.

123. H.-L. Schmidt, W. Eisenreich. Systematic and regularities in the originof XHpatterns in natural compounds II Isot. Environm. Health Stud. 2001, 37,253-254.

124. J. Aleu, G. Fronza, C. Fuganti, S. Serra, C. Fauhl, C. Guillou, F Reniero. Differentiation of natural and synthetic phenylacetic acids by 2H NMR of the derived benzoic acids // Eur. Food Res. Technol. 2002,214, 63-66.

125. Э. Дероум. Современные методы ЯМР для химических исследований. М.: Мир, 1992,403 С.

126. I. Billault, R. Robins, S. Акока. Determination of deuterium isotope ratios by quantitative 2H NMR spectroscopy: the ERETIC method as a generic reference signal II Anal. Chem. 2002, 74, 5902-5906.

127. F.L. Granda, G. George, S. Akoka. How to reduce the experimental time in isotopic 2H NMR using the ERETIC method И J. Magn. Res. 2005,174, 171-176.

128. Г. А. Калабин, JI. В. Каницкая, Д. Ф. Кушнарев. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки. М.: Химия, 2000,408 С.

129. G.H. Wiess, J. A. Ferretti. Accuracy and precision in the estimation of peak areas and NOE factors II J. Magn. Res. 1983,55, 397-407.

130. C.H. Sotak, C.L. Dumoulin, G.S. Levy. Software for quantitative analysis by carbon-13 fourier transform nuclear magnetic resonance spectroscopy II Anal. Chem. 1983,55, 782-787.

131. B. Thiault, M. Mersseman. Quantitative analysis by nuclear magnetic resonance with fourier transform // Org. Magn. Res. 1975, 7, 575-578.

132. G.H. Wiess, J.A. Ferretti, J.E. Kiefer, L. Jacobsen. A method for elimination errors due to phase imperfection in NOE measurements // J. Magn. Res. 1983,53,7-13.

133. G.J. Martin, X.Y. Sun, C. Guillou, M.L. Martin. NMR determination of absolute site-specific natural isotope ratios of hydrogen in organic molecules. Analytical and mechanistic applications // Tetrahedron. 1985, 41, 3285-3296.

134. T. Nakayama, Y. Fujlwara. Computer compensation for nuclear magnetic resonance quantitative analysis of trance compounds II Anal. Chem. 1982, 4, 25-28.

135. Xwin-nmr Software Manual. Part 1: General Features and Data Processing. Bruker Analitik GmbH, 1997, 185 P.

136. G.J. Martin, N. Naulet. Precision, accuracy and referencing of isotope ratios determined by nuclear magnetic resonance // Frescenius' Z. Anal. Chem. 1988, 332, 648-651.

137. К. Эберт, X. Эдерер. Компьютеры. Применение в химии. М.: Мир, 1988, 349 С.

138. Н.М. Сергеев, Н.Д. Сергеева. Ядерный эффект Оверхаузера в 2Н-{'Н} в воде // Тезисы докладов на IX всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, 30 июня 5 июля, 2002, 54.

139. S.M. Gerdov, Yu.K. Grishin, V.A. Roznyatovsky, N.M. Sergeyev, N.D. Sergeyeva. Nuclear Overhauser effect 2Н-{'Н} // Abstracts of 19th Central Europe NMR Discussing Group, Valtice, Czech Republic, April 19-21,2004, 14.

140. J.A. Glasel. Deuteron magnetic relaxation times and molecular and intramolecular motion in some organic liquids II J. Am. Chem. Soc. 1969, 91,4569-4571.

141. P.E. Hansen. Isotope effects on nuclear shielding II Ann. Rep. NMR. 1983, 15, 106126.

142. K. Tanabe. Calculation of infrared band intensities and determination of energy differences of rotational isomers of 1,2-dichloro-, 1,2-dibromo- and l-chloro-2-bromoethane // Spectrochim. Acta, Ser. A. 1972, 28A, 407-424.

143. K. Kveseth. Conformers of 1,2-dichloroethane in gas phase II Acta Chem. Scand. A. \915,A29, 307-310.

144. F.R. Jensen, R.A. Neese. Ring inversion barrier of 1,4-dioxane // J. Am. Chem. Soc. 1971,93, 6329-6330.

145. F.A.L. Anet, J. Sandstrom. Ring inversion in 1,4-dioxan // J. Chem. Soc .Chem. Comm. 1971,1558-1959.

146. И.Б. Рабинович. Влияние изотопии на физико-химические свойства э/сидкостей. М.: Наука, 1968.

147. B.-L. Zhang, С. Jouitteau, S. Pionnier, Е. Gentil. Determination of multiple equilibrium isotopic fractionation factors at natural abundance in liquid-vapor transitions of organic molecules // J. Phys. Chem. B. 2002,106, 2983-2988.

148. N.M. Sergeyev, G.I. Abramenko, V.A. Korenevsky, Yu.A. Ustynyuk. PMR spectra of dimers of cyclopentadienyl compounds // Org. Magn. Res. 1972, 4, 39-52.

149. U. Siehl. Isotope effects on NMR spectra of equilibrating systems II Adv. Phys. Org. Chem. 1987, 23, 63-67.

150. E.A. Halevi. Secondary isotope effects II Prog. Phys. Org. Chem. 1963,1, 109-114.

151. C.J. Jameson, H. Osten. The additivity of NMR isotope shifts // J. Chem. Phys. 1984,81, 4293-4299.

152. B.A. Рознятовский, C.M. Гердов, Ю.К. Гришин, Д.Н. Лайков, Ю.А. Устынюк.л

153. Количественная спектроскопия ЯМР Н. Сообщение 1. Термодинамические H/D изотопные эффекты в молекулах НИ-диметилформамида и циклопентадиена // Изв. АН, Сер. хим. 2003, 530.

154. W.R. Roth. 1.5-Wasserstoff-verschiebung im cyclopentadien und inden // Tetrahedron Lett. 1964, 1009-1013.

155. N.M. Sergeyev. Nuclear magnetic resonance shift reagent in NMR spectroscopy: principles, methodology and applications // Progress in NMR spectroscopy. 1975, 9, 71-144. .

156. H. Ohtaki, S. Itoh, T. Yamagughi, S. Ishiguro, B.M. Rode. Structure of liquid N,N-dimethylformamide studied by means of x-ray diffraction // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983,56, 3406-3409.

157. X. Zhou, J.A. Krauser, D.R. Tate, A.S. VanBuren, J.A. Clark, P.R. Moody, R. Liu. Theoretical study of the structure and vibrational spectrum of N,N-dimethylformamide // J. Chem. Phys. 1996,100, 16822-16827.

158. M. Oki. Applications of Dynamic NMR spectroscopy to Organic Chemistry in Methods in Stereochemical Analysis. VCH, 1985, 423 P.

159. R.C.Jr. Neuman, V. Jonas. Studies of chemical exchange by nuclear magnetic resonance. IX. Rotation about the amide bond in N,N-dimethylformamide // J. Org. Chem. 1974,39, 925-928.

160. H.M. Mantsch, H. Saito, L.C. Leitch, I.C.P. Smith. High resolution deuterium magnetic resonance. Stereochemical dependence of relaxation times // J. Am. Chem. Soc. 1974, 96,256.

161. G. Nandini, D.N. Sathyanarayana. Ab initio studies on geometry and vibrational spectra of TV-methyl formamide and iV-methylacetamide // J. Mol. Struct.: Theochem. 2002,5 79, 1-9.

162. M.A. Phillips, R.B. Croteau. Resin-based defenses in conifers // Trends in Plant Science. 1999,4,184-190.

163. R. Croteau. Biosynthesis and catabolism of monoterpenoids // Chem. Rev. 1987, 87, 929-954.

164. G.D. Brown. Biosynthesis of steroids and triterpenoids // Nat. Prod. Rep. 1998, 15, 653-678.

165. P.M. Dewick. The biosynthesis of C5-C25 terpenoid compounds // Nat. Prod. Rep. 2002,19, 181-222.

166. C.D. Poulter, H.C. Rilling. The prenyl transfer reaction. Enzymic and mechanistic studies of the l'-4 coupling reaction in the terpene biosynthetic pathway // Acc. Chem. Res. 1978, /7,307-313.

167. M. Rohmer. The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants H Nat. Prod. Rep. 1999,16, 565-574.

168. T. Kuzuyama, H. Seto. Diversity of the biosynthesis of the isoprene units // Nat. Prod. Rep. 2003,20, 171-183.

169. A.L. Lehninger, D.L. Nelson, M.M. Cox. Principles of Biochemistry. New York: Worth Publisher, 1993,1014 P.

170. S. Sagner, C. Latzel, W. Eisenreich, A. Bacher, M. H. Zenk. Differential incorporation of 1-deoxy-D-xylulose into monoterpenes and carotenoids in higher plants // Chem. Commun. 1998,221-222.

171. C. Rieder, B. Jaun, D. Arigoni. On the early steps of cineol biosynthesis in Eucalyptus globules H Helv. Chim. Acta. 2000, 83,2504-2513.

172. C.M. Гердов, Ю.К. Гришин, В.А. Рознятовский, H.M. Сергеев, В.Н. Торочешников, Ю.А. Устынюк. Изучение селективного распределения дейтерия в терпенах и терпеноидах с помощью ЯМР // Структура и динамика молекулярных систем. Уфа. 2002, IX (1), 130.

173. L. Friedman, J. G. Miller. Odor incongruity and chirality // Science. 1971,172, 58.

174. T.J. Leitereg, D.G. Guadagni, J. Harris, T.R. Mon, R. Teranishi. Evidence for the different between the odours of the potical isomers (+)- and (-)-carvone // Nature. 1971,230,455-456.

175. M. Muhlstadt, P. Richter. Uber elektrophile substitutionen nach Friedel-Crafts am A3-caren // Chem. Ber. 1967,100,1892-1897.

176. Б.А. Арбузов, З.Г. Исаева, Т.Н. Тимошина, Ю.Я. Ефремов. Стереохимия восстановления ацетилзамещенных 3- и 2- каренов и масс-спектрометрическое исследование образующихся диастереомеров И Ж. орг. химии. 1993, 29, 19791982.

177. P.J. Кгорр, D.C. Heckert, T.J. Flaut. Stereochemistry of electrophilic substitution of (+)-3-carene : Prins and Friedel-Crafts-acetylation reactions // Tetrahedron. 1968, 24, 1385-1395.

178. P. J. Kropp. Cyclopropyl participation in the carane system // J. Am. Chem. Soc. 1966,88, 4926-4934.

179. S. P. Acharya. Conformations of 3-carene and 2-carene. Their conformational preference and the reactivity of the double bond // Tetrahedron Lett. 1966,4117-4122.

180. A.V. Tkachev, A.Yu. Denisov. Is the Six-Membered Ring of the 3-Carene Molecule Planar 111 Mendeleev Commun. 1991, 98-99.

181. Д.Н. Лайков, Ю.А. Устынюк. Система квантово-химических программ «ПРИРОДА-04». Новые возможности исследования молекулярных систем с применением параллельных вычислений // Изв.РАН, сер.хим. 2005, 804-819.

182. С.А. Осадчий, Г.А. Толстиков. Скипидары как исходное сырье для промышленного органического синтеза // Химия в интересах устойчивого развития. 1997,5, 79-93.

183. J.B. Conant, G.H. Carlson. The apparent racemization of pinene // J. Am. Chem. Soc. 1927,51, 3464-3469.

184. R.L. Barwell. The mechanism of the pyrolyses of pinenes // J. Am. Chem. Soc. 1951, 73,4461-4462.

185. J.J. Gajewski, C.M. Hawkins. Gas-phase pyrolysis of isotopically stereochemically labeled .alpha.-pinene. Evidence for a non-randomized intermediate // J. Am. Chem. Soc. 1986,108, 838.

186. J.J. Gajewski, I. Kuchuk, C. Hawkins, R. Stine. The kinetics, stereochemistry, and deuterium isotope effects in the a-pinene pyrolysis. Evidence for incursion of multiple conformations of a diradical // Tetrahedron, 2002, 58, 6943-6950.

187. A.B. Кучин, Л.Л. Фролова, И.В. Древаль, Е.Н. Зайнуллина. Пиролиз кислородсодержащих производных некоторых монотерпенов // Труды Коми научного Центра УрО РАН. 1996,144, 37-46.

188. J. Ohloff, E. Klein. Die absolute konfiguration des linalools durch verknupfung mit dem pinansystem // Tetrahedron. 1962,18, 37-42.

189. C. Mora. Patent WO 00/63159,2000.

190. H.C. Востриков, A.B. Абутков, M.C. Мифтахов. Необычное превращение вербенона // Ж. орг. химии. 1999, 35, 1418.

191. М.Е. Vargas-Diaz, L. Chacon-Garsia, J.Tamaris, P. Joseph-Nathan, L.G. Zepeda. Enantioselective synthesis of 1-alkyl-substituted 1-phenyl-1,2-ethanediols using a myrtenal-derived chiral auxiliary // Tetrahedron: Asymmetry. 2003,14, 3225-3232.

192. G. Wagner. Rearrangement borneol to camphene // J. Russ. Phys. Chem. Soc. 1899, 31, 680-682.

193. K.G. Carlson, J.K. Pierce. The synthesis and stereochemistry of the four isomeric pinan-2,3-diols // J. Org. Chem. 1971,56,2319-2324.

194. H. Schmidt. 1-Hydroxy-pinocamphon und die beiden diastereomeren a-pinenglykole // Chem. Ber. 1960, 93, 2485-2490.

195. R.P. Bell, S. Grainger. Kinetics and isotope effects in proton transfers from 3bromo- and 3-nitro-(+)-camphor // J. Chem. Soc. Perkin Transactions II. 1976,13, 16061610.