Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние комплексообразования с цикло декстринами на фотохимические реакции органических соединений
1.1. Строение и свойства циклодекстринов 7
1.2. Внутримолекулярные фотохимические перегруппировки, модифицируемые циклодекстринами
1.3. Цис-, отранс-изомеризация 25
1.4. Межмолекулярные фотохимические реакции, модифицируемые циклодекстринами
1.5. Энантиоселективные фотохимические реакции
1.6. Заключение 36
2. Фотохимические превращения некоторых терпеноидов и влияние на них комплексообразования с циклодекстринами
2.1. Фотохимические перегруппировки некоторых терпеноидов, содержащих карбонильную группу без ЦД и в его присутствии
2.2. Фотохимические перегруппировки некоторыхс терпеноидов, содержащих нитрильные группы без ЦД и в его присутствии
2..3 Наблюдение комплексообразования ряда терпенодов с р-ЦД с использованием метода ЯМР
Экспериментальная часть 65
Выводы 87
Литература 88
- Внутримолекулярные фотохимические перегруппировки, модифицируемые циклодекстринами
- Межмолекулярные фотохимические реакции, модифицируемые циклодекстринами
- Фотохимические перегруппировки некоторыхс терпеноидов, содержащих нитрильные группы без ЦД и в его присутствии
- Наблюдение комплексообразования ряда терпенодов с р-ЦД с использованием метода ЯМР
Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование циклодекстринов (ЦД) в тонкой оріанической химии напрямую связано с одной из быстро развиваемых областей химии - биомиметической химией. Благодаря своему свойству связывать в полости малополярные органические молекулы циклодекстрины использ>ются в качестве моделей ферментов. Для биомиметической химии наиболее интересным является использование в качестве «гостя» природных соединений и их производных, в частности терпеноидов. Поскольку фотохимическое воздействие является одним из факторов, движущим химические реакции в природе, а терпеноиды играют важную роль в этих превращениях, изучение их фотохимических трансформаций представляет интерес как само по себе, так и в плане варьирования их реакционной способности с помощью ЦД.
Модификация реакционной способности органических соединений с помощью комплексообразования с ЦД в фотохимических реакциях изучена, в основном, на реакциях соединений ароматического ряда. Данные по использованию ЦД для модификации фотохимических реакций терпеноидов практически отсутствуют. При этом терпены и их производные могут оказаться интересными объектами поскольку зачастую обладают уникальным строением, конформационной подвижностью и биологической активностью, а также являются являются доступным и возобновляемым сырьем.
Цель работы. Целью настоящей работы явилось изучение влияния комплексообразования с ЦД на фотохимические перегруппировки некоторых терпеноидов, выявление влияния функциональных групп субстрата, изомерии и гомологии исследуемых соединений и размера полости ЦД на ход фотохимических реакций, установление закономерностей фотохимических процессов.
Научная новизна и практическая ценность. В результате настоящей работы впервые проведено систематическое исследование фотохимических перегруппировок ряда терпеноидов и влияния комплексообразования с ЦД на ход этих перегруппировок.
Показано, что комплексообразование с Р-ЦД кардинальным образом влияет на ход фотохимических перегруппировок ряда терпеноидов, содержащих
карбонильную группу. При фотолизе терпеноидов ойз WbfflWfftAtf№W№ 'сходят
4 процессы цис-, тиране-изомеризации, тогда как в присутствии ЦД из этих же соединений образуются, в основном, циклические продукты, строение которых зависит от структуры включённого в полость ЦД терпеноида.
При фотолизе в присутствии р-ЦД ряда карбонильных соединений, имеющих в своей структуре 2,5,5-триметил-2,6-диен-7-ильный фрагмент, обнаружена не описанная ранее перегруппировка с замыканием циклопропанового кольца, для которой приходится предположить возникновение радикального центра, несопряжённого с карбонильной группой. При изменении строения терпеновой части карбонильных соединений (замене 2,5,5-триметил-2,6-диен-7-ильного фрагмента на 2,6-диметил-2,6-диен-7-ильный) перегруппировка в присутствии ЦД протекает совершенно иначе - основными продуктами реакции являются продукты с циклопентановым остовом.
При фотолизе \|/-ионона и его гомологов в присутствии Р-ЦД впервые наблюдалось образование продуктов с бицикло[4.2.0]октановым остовом. Необходимым условием для такой перегруппировки является наличие системы двойных связей, сопряжённых с карбонильной группой.
На примере а-ионона, циклического изомера у-ионона, показано, что на направление фотохимической перегруппировки может влиять размер полости ЦД.
Замена карбонильной группы субстрата на нитрильную приводит к изменению направления фотохимических перегруппировок как без ЦД, так и в его присутствии. При фотолизе нитрильных соединений с разными структурными фрагментами (2,5,5-триметил-2,б-диен-7-ильный и 2,6-диметил-2,6-диен-7-ильный) происходит необычная перегруппировка с образованием изомерных нитрилов, комплексообразование с Р-ЦД существенно увеличивает конверсию этой реакции.
С помощью метода ЯМР 'Н нами изучены комплексы ряда карбонильных соединений терпенового ряда с Р-ЦД. Для всех изученных комплексов наблюдаются характерные сдвиги внутренних протонов Р-ЦД в сильное поле, что указывает на образование комплексов включения. На основании анализа распределения по молекуле субстрата протонов, сигналы которых смещаются в спектре ПМР наиболее заметно, предложены молекулярные модели образующихся комплексов с Р-ЦД для всех изученных соединений. Предложенные структуры хорошо согласуются с результатами фотолиза в присутствии Р-ЦД, что
5 подтверждает предположение о том, что структура субстрата определяет строение его комплекса с (5-ЦД и путь последующей фототрансформации.
Апробация работы. Основные результаты настоящей работы представлены на конференциях: Молодежная научная школа-конференция «Байкальские чтения» (Иркутск, 2000 г), Ш Молодежная школа-коференция по органическому синтезу (YSCOS-3, Санкт-Петербург, 2002 г), П Всероссийская конференция «Химия и тсхвологая растительных веществ» (Казань, 2002 г)
Пу&шкацшн. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи и 2 кратких сообщения.
Объём я структура работы. Диссертация изложена на 98 страницах и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (118 наименований). Работа содержит 87 схем и рисунков, 2 таблицы.
Внутримолекулярные фотохимические перегруппировки, модифицируемые циклодекстринами
Влияние полярности среды на направление реакции хорошо показано на примере фотореакции Фриса для ряда соединений. Фотоперегруппировка Фриса - одна из наиболее полно изученных реакций с использованием комплексообразования с ЦД. В одной из первых работ в этом направлении [7] наблюдалось увеличение «ара-селективности при перегруппировке фенилацетата 1 (схема 2). В водном растворе комплекса фенилацетата 1 с Р-ЦД соотношение орто-(2)/пара-(3) продуктов составило 1:6, при фотолизе в метаноле без Р-ЦД 1:1. Другие авторы [8] проводили эту же реакцию в водном растворе комплекса с Р-ЦД и в воде. При этом получили иное соотношение продуктов: при фотолизе фенилацетата 1 в водном растворе Р-ЦД в реакционной смеси преобладал орто-шомер 2. В этой работе [8] обнаружено увеличение о/7/ио-селективности при переходе от реакции в воде к фотолизу в водном растворе Р-ЦД. Соотношение орто-(2)/пара-(3) увеличивается от 2.4 до 3.7 при увеличении концентрации Р-ЦД от 0 до 10 тМ.
Эти результаты хорошо объясняются высокой чувствительностью реакции к полярности среды. Полость ЦД создает в водном растворе менее полярное микроокружение - доля орто-продукта 2 больше, чем в воде и меньше, чем в менее полярных органических растворителях.
На селективность реакции также влияет специфическая комплексация Р-ЦД субстрата. При облучении фениловых эфиров карбоновых кислот 1, 4, 5 в воде и водном р-ЦЦ [9] увеличение доли opmo-продукта сохраняется при переходе от метильной группы к бутильной, для этильной группы доля лара-изомера возрастает, что объясняется специфической ориентацией фенилового эфира пропионовой кислоты в р-ЦД, при которой орто- и «ара-положения одинаково доступны (схема 3).
Фотолиз фенилбензоата 6 и бензанилида 9 с р-ЦД при использовании 10-кратного избытка Р-ЦД по отношению к субстрату в воде приводит к селективному (96-99%) образованию ортяо-изомеров 7 и 10 соответственно, а при фотолизе твердых комплексов бензанилида 9 с Р-ЦД изомер 10 образуется со 100%-ной селективностью (схема 4) [4, 10].
В работе [11] наблюдалось увеличение доли продукта лора-перегруппировки при переходе от органических растворителей к водному раствору комплексов ацетанилида 12, бензанилида 9 и фенилового эфира пропионовой кислоты 4 с Р-ЦД (схема 4). 77ара-изомер в растворе с Р-ЦД преобладает над ор/ио-изомером, тогда как в органических растворителях без ЦД наблюдается обратное соотношение. Кроме того, значительно уменьшается образование побочных продуктов: фенола для соединения 4 и анилина для соединений 9 и 12.
Зависимость селективности фотоперегруппировки Фриса фенилбензоата 6 (схема 4) от полярности среды рассмотрена в работе [12]. Орто-/пара-соотношетіе продуктов меняется от 0.75 в метиловом спирте до 4.0 в воде, с а- и Р-циклодекстрином оно равно 1.8 и 1.9 соответственно. Увеличение opwo-селективности для фотохимической перегруппировки Фриса в водном растворе комплексов {З-ЦД с ацетанилидом 12 (схема 4) относительно реакции в воде
Интересный эффект наблюдался для бензоиналкиловых эфиров 33-35 (схема 10) [6, 10, 22]. При облучении в органических растворителях они подвергаются первому типу реакции Норриша, второй тип реакции (отрыв атома водорода) не наблюдался. В то же время твердые комплексы Р-ЦЦ с субстратом дают исключительно продукты II типа реакции с количественным выходом. Авторы предлагают механизм, объясняющий такой эффект селективной комплексацией определенной конформации субстрата в полости ЦД, а также эффектом клетки. Фотолиз комплексов в водном растворе дает смесь продуктов первого и второго типа, благодаря реакции как закомплексованных, так и незакомплексованных форм в водной фазе. При увеличении концентрации ЦЦ в воде, как и ожидалось, имеет место подавление диссоциации комплекса и доля продуктов второго типа увеличивается.
По результатам облучения а-алкилдибензилкетонов авторы предполагают, что изменяется конформация, предпочтительная для комплексообразования - комплекс с р-ЦЦ в твердой фазе дает при облучении продукт только первого типа реакции Норриша - соединение 41 (схема 12), тогда как в органических растворителях без р-ЦЦ наблюдали реакции и первого, и второго типа одновременно. Если предположить, что возможны 2 типа комплексов - 37А и 37Б, отличающихся конформацией включённого соединения, то можно предположить, что Р-ЦД с пропилдибензилкетонами предпочтительно образует комплексы типа 37Б, при фотолизе которых наблюдается образование продуктов только певого типа.
Интересные результаты были получены при использовании ЦД для фотохимических перегруппировок карбонильных соединений другого структурного типа. При облучении в бензоле природного соединения р-ионона 62 и его производных в реакционной смеси были обнаружены продукты циклизации 63 и гидридного сдвига 64. А при фотолизе водного раствора комплекса с (3-ЦД образуется единственный продукт кетон 64, что достигается, видимо, ограничением цис-, транс-изомеризации Р-ионона по экзоциклической двойной связи в полости ЦД (схема 16) [29].
С помощью комплексообразования с ЦД можно модифицировать не только внутримолекулярные, но и межмолекулярные реакции. В то время как для мономолекулярных реакций основную роль играют конформационный контроль и микроокружение, создаваемые полостью ЦД, для межмолекулярных реакций важнее комплексация субстрата в определенной ориентации, образование комплексов с повышенной стехиометрией, а также образование ковалентной связи между "гостем" и "хозяином". Основную массу описанных межмолекулярных фотохимических реакций в присутствии ЦД составляют реакции димеризации субстратов.
Межмолекулярные фотохимические реакции, модифицируемые циклодекстринами
Защита звеньев цепи полимера стильбена с помощью у-ЦД [68] способствовала адресному [2+2]-фотоциклоприсоединению следующей цепочки полимера с образованием полиротаксана.
При фотодимеризации ятранс-2-стирилпиридина удалось достичь селективного образования одного из возможных димеров (syn headoail) при комплексообразовании субстрата с у-ЦД и проведении реакции в твердой фазе [69]. В работах [70, 71] изучена реакция фотодимеризации кумарина и его производных 124 (схема 38). Обнаружено, что для большинства соединений этого типа при фотолизе их твердых комплексов с Р-ЦД происходит селективное образование одного из 4 возможных изомеров - димера 125. Замена Р-ЦД на у- ЦД приводит к уменьшению селективности и образованию двух изомеров. Перевод реакции из твердой фазы в водный раствор еще более понижает селективность, но все же выгодно отличается от фотолиза кумарина без ЦД, в случае которого происходит неселективное образование четырёх изомеров.
Обдучение бензальдегида 49 в органических растворителях приводит к продуктам конденсации - бензоину 126 и 1,2-дифенилэтан-1,2-диолу 127, в то время как фотолиз твердых комплексов включения с р- и у-ЦД способствует образованию бензоина 126 и нового продукта - 4-бензоилбензальдегида 128 (схема 39) [72].
При фотолизе нитрофениловых эфиров 129 (3- и 4-нитроанизолов и нитровератрола) в присутствии нуклеофила (1-фенилэтиламин) наблюдались конкурирующие реакции фотозамещения и фотовосстановления [73, 74]. В органических растворителях происходит образование нитрозо- 130, гидроксил- 131 и анилино-132 производных (продукты реакции восстановления) и азо-133 и азокси-134 соединения (продукты реакции конденсации) .
Проведение описанной выше реакции в воде слабо повлияло на селективность фотолиза, тогда как облучение твердых комплексов нитрофениловых эфиров 129 с р-ЦД привело к образованию нитрозосоединений 130 с более чем 95%-ной селективностью. Методом ЯМР доказано существование четырехкомпонентного комплекса нитрофениловый эфир : 1-фенилэтиламин : (3-ЦЦ = 1:1:2. Контрольная реакция по облучению механической смеси этих компонентов была не селективной. В фотореакции алкоксикарбометилирования анизола 135 в органических растворителях образуется смесь орто- 136, мета- 137 и пара- 138 продуктов и значительного количества дипентилсукцината 139 (схема 41) [75]. Проведение этой реакции в водном растворе комплекса анизола с а-, (3- или у-ЦЦ существенно увеличивает селективность орто-гпака, при этом уменьшение размера полости ЦД способствует увеличению селективности реакции. В случае всех ЦД отмечается значительное уменьшение количества л едиа-изомера 137, что, видимо, связано с определённой ориентацией анизола в полости ЦД, при которой jwe/иа-положение стерически блокируется.
При фотодекарбоксилировании 2-фенилпропионовой кислоты 140 [76] в органических растворителях, наряду с продуктами ос,а-сочетания 141 и этилбензолом 142, образуется смесь орто- (143) и пара- (144) производных (схема 42). Фотолиз водных комплексов кислоты 140 с р-ЦД дает исключительно продукты а,а-сочетания 141 с предпочтительным образованием жезо-формы по сравнению с с/-продуктом.
Для достижения энантиоселективности в фотохимических реакциях активно используются хиральные растворители, циркулярно поляризованный свет, хиральные сенсибилизаторы, но наибольший энантиомерный избыток, полученный в этих условиях, не превышает 2-10% [79]. Энантиомерная селективность фотохимических реакций с использованием ЦД в литературе освещена относительно слабо. Несмотря на то, что хиральность - одно из важнейших и активно используемых в хроматографии свойств циклодекстринов, в фотохимических реакциях в настоящее время не удалось достигнуть значительных результатов в плане синтеза оптически чистых соединений.
Анализируя литературные данные, можно сделать вывод, что комплексообразование с ЦД существенно меняет реакционную способность включенных соединений. В приведенных выше работах проиллюстрированы различные аспекты влияния ЦД. С помощью комплексообразования с ЦД можно катализировать или ингибировать реакцию, изменять соотношение продуктов, получать продукты, не характерные для известных фотохимических реакций, а также возможно проведение энантиоселективных синтезов и получение оптически активных соединений. Для внутримолекулярных фотохимических реакций основную роль играют конформационный контроль и микроокружение, создаваемые полостью ЦД, для межмолекулярных реакций важнее комплексация субстрата в определенной ориентации, образование комплексов с повышенной стехиометрией, а также образование ковалентной связи между "гостем" и "хозяином". Часто наибольшая селективность достигается при фотолизе твердых комплексов ЦД с субстратом. К сожалению, в литературе не уделено достаточного внимания модификации фотохимической реакционной способности терпеноидов, для которых чрезвычайно важна роль солнечного света при осуществлении биогенетических процессов.
Фотохимические перегруппировки некоторыхс терпеноидов, содержащих нитрильные группы без ЦД и в его присутствии
С целью изучения влияния особенностей структуры субстрата на ход фотохимических перегруппировок и расширения круга объектов мы провели фотолиз ряда соединений с иными функциональными группами. Интересные результаты получены при облучении соединений, содержащих нитрильные группы. Замена карбонильного фрагмента в соединении 165 на цианогруппу приводит к существенным изменениям его реакционной способности, при том что структурный блок Б остаётся неизменным. При облучении (15 ч) метанольного раствора смеси транс-196я и цис-1966 геранонитрилов ( 1:1, ГЖХ) наблюдается образование лавандулонитрила 197 (схема 70), содержание которого составило 25% от реакционной массы. Остаток ( 75%) представляет собой смесь изомеров 196а и 1966, соотношение которых ( 1:1, ГЖХ) не изменяется в процессе фотолиза.
Эта перегруппировка очень похожа на наблюдаемую нами перегруппировку артемизиа кетона 194. Однако, путь, предложенный нами для перегруппировки артемизиа кетона, не удаётся применить для этой реакции. Для перегруппировки геранонитрила 196 нами предложена иная схема (схема 71): 1,3-гидридный сдвиг с образованием бирадикала 196в, замыкание связи в котором приводит к нитрилу 198 с циклобутановым кольцом. Последующие разрыв а-связи С4-С5 в нитриле 198, гидридный сдвиг от С к С4 и образование 5,6-двойной связи приводит к соединению 197. При сравнении предложенных путей перегруппировок кетона 165 (схема 56) и геранонитрила 196 (оба соединения имеют остов типа Б) можно отметить следующее: в обоих случаях наблюдается образование радикального центра у С7, сопряжённого с ненасыщенной функциональной группой. Схема CN
При изменении структурного блока в нитриле 196 на уже рассмотренный нами фрагмент с гемдиметильными группами (тип А, рис. 5) не происходит изменения направления реакции. Облучение метанольных растворов соединений 199 и 200 приводит соответственно к изомерному нитрилу 201 и к смеси ( 5:2, ГЖХ) динитрила 202 и эпоксисоединения 203 .
Предложенная выше схема перегруппировки геранонитрила 196 применима и к этим реакциям. Интересно сравнить обсуждаемые пути превращений со схемой образования циклопропановых производных, предложенной нами для фотохимических превращений соединений 152-155 (схемы 49 и 54). Нами было высказано предположение, что наблюдающийся при фотолизе комплексов соединений типа А с Р-ЦД (схема 49) 1,4-сдвиг аллильного водорода и образование радикального центра у С6, не стабилизированного сопряжением с карбонильной группой, происходят потому, что 1,3-сдвиг водорода от С4 к С6 и образование резонансно-стабилизированного радикального центра у С7 невозможны по причине существенных пространственных затруднений. Однако, при фотолизе соединений типа А с цианогруппами необходимо предположить образование радикального центра у С , сопряжённого с цианогруппой, что, по-видимому, свидетельствует о том, что энергетический выигрыш от сопряжения радикального центра с цианогруппой выше, чем с карбонильной группой в соединениях типа А с карбонильной группой.
Важно отметить, что замена структурного блока в соединениях с нитрильными группами не оказала решающего влияния на направление фотохимических реакций этих соединений в присутствии Р-ЦД. Комплексообразование нитрилов 196 и 199 с р-ЦД ускоряет реакцию образования соединений 197 и 201 соответственно. Так, после 3-часового облучения водных растворов комплексов образуются смеси соединений 196:197 2:3 и 199:201 1:3 (ГЖХ); при проведении фотолиза без р-ЦД эти же соединения образуются в соотношениях 196:197 3:1, 199:201 2:3 (ГЖХ). В то же время комплексообразование динитрила 200 с Р-ЦД блокирует реакцию и не приводит к появлению в реакционной смеси продуктов превращений.
Фотохимия нитрилов 199 и 200 ранее не изучалась. Исследованию фотохимии геранонитрила 196 посвящено несколько работ [93, 102, 103]. В работах [102, 103] при облучении геранонитрила 196 в бензоле наблюдалось образование лавандулонитрила 197 в смеси с другими изомерными нитрилами (схема 73), строение всех полученных соединений было установлено химическим путём; спектральные характеристики не приводились. При сенсибилизированном облучении геранонитрила 196 в различных растворителях при разных температурных режимах [93] соединение 197 не образуется, а получаются либо бициклические продукты, либо смесь последних с циклопентановыми производными (схема 74). Схема CN Динитрил 204 имеет углеродный скелет такой же как и у у-ионона 177, в результате фотолиза которого в присутствии Р-ЦД нами было получено бициклическое соединение 180 (схема 61). Оказалось, что фотолиз динитрила 204 в присутствии Р-ЦД также приводит к образованию близкого по строению бициклического соединения 205, которое образуется с хорошим выходом (75%) при практически полной конверсии (схема 75). Это же соединение выделено после облучения без Р-ЦД, но конверсия динитрила 204 в этом случае не превышает 10% даже при длительном облучении. Отличие от фотолиза \/-ионона заключается в том, что при облучении у- ионона 177 без Р-ЦД не происходит циклизации, имеет место лишь цис-, транс-изомеризация по обеим двойным связям. Динитрил 206 отличается от динитрила 204 количеством и расположением метальных групп и имеет в своей структуре структурный фрагмент А, тогда как динитрил 204 - фрагмент Б. Фотолиз динитрила 206 как без р-ЦД, так и в его присутствии приводит к образованию лишь г/ис-изомера 207 (схема 75), циклические продукты не образуется даже при длительном облучении. Из полученных результатов можно сделать предположение, что для динитрила 204 благоприятна конформация со сближенными 2,3- и 8,9-двойными связями даже в отсутствие р-ЦД, использование же Р-ЦД существенно ускоряет реакцию и увеличивает выход продукта за счет того, что необходимая конформация зафиксирована полостью р-ЦД. В случае динитрила 206 замена структурного блока привела к тому, что его конформация в растворе и в полости р-ЦД, видимо, не благоприятствует циклизации.
Наблюдение комплексообразования ряда терпенодов с р-ЦД с использованием метода ЯМР
Для наблюдения комплексообразования органических соединений с ЦД используются различные методы: кинетические и термодинамические [106], рентгено-структурные методы [107], ЭПР [108], УФ-спектроскопия [109], измерение флуоресценции [ПО], однако, только метод ЯМР позволяет различать внутренние и внешние комплексы в растворах [111]. Также, в спектрах ЯМР можно наблюдать дифференцированное смещение сигналов самого включенного соединения, что позволяет судить о том, какая часть молекулы входит в полость ЦД.
Используя метод ЯМР, мы изучали комплексы включения с Р-ЦД исследованных нами терпеноидов, содержащих карбонильную группу, фотолиз которых в присутствии р-ЦД приводит к образованию продуктов разных структурных типов. Конформация этих соединений в полости Р-ЦД, по нашему мнению, должна иметь определяющее значение для направления фотохимической перегруппировки. Для всех изученных нами комплексов Р-ЦД с кетонами 152а, 165а, 177а, 187 и 155а (схема 76) наблюдаются характерные сдвиги (0.05 - 0.1 м. д.) внутренних 3-Н и 5-Н протонов Р-ЦД в сильное поле, что указывает на образование комплексов включения. Кроме того, для соединения 155а также наблюдается небольшой сдвиг (0.01 м. д.) протона 4-Н в слабое поле. Учитывая конформационную подвижность соединения 155а, возможно его расположение в полости Р-ЦД с локализацией одной из изопропилиденовых групп у внешней поверхности молекулы циклодекстрина.
Определение строения комплекса субстратов с ЦД, на основании данных спектров ЯМР о смещении сигналов самого включенного соединения, ранее было описано на примере ряда соединений - метилалкилкетонов [112], нитрофениловых эфиров [113], а-пинена [114] и др., однако, речь шла скорее об установлении ориентации включенных соединений. В случае терпеноидов задача осложняется, так как гибкость природных соединений предполагает бесконечное множество конформаций субстрата. По этой причине при определении структуры комплекса возникает значительная неопределенность. Более уверенно о строении комплексов можно будет судить, используя результаты спектров ЯМР-ROESY, и такие исследования ведутся в настоящее время для наших объектов в Институте химической кинетики и горения СО РАН.
Почти во всех публикациях с использованием методов ЯМР Н и 13С показано, что наиболее сильно в спектрах смещаются сигналы атомов, находящихся рядом с широким и узким концами ЦД, в меньшей степени - в полости ЦД. На основании наблюдаемых нами сдвигов протонов в спектре ПМР, а также, учитывая результаты фотохимических перегруппировок в полости Р-ЦД (схема 76), нами предложены возможные молекулярные модели комплексов ряда терпеноидов с Р-ЦД .
Изменения химических сдвигов протонов \/-ионона 177а, а также структура бициклического продукта 180, образующегося при фотолизе комплекса Р-ЦД с у-иононом, предполагают самым вероятным положение субстрата в полости В-ЦД, в котором при наиболее полном вхождении сближены 3,4 и 9,10 двойные связи у-ионона 177а (рис. 10, С). а-Ионон 187, видимо, входит в полость ЦД своей циклогексеновой частью (рис. 10, D), а распределение продуктов 1,5- и 1,3-ацильного сдвига при фотолизе (190:189 1:2) говорит о соответственной доступности 5 и 7 положений а-ионона 187 для ацильного сдвига при таком расположении в полости р-ЦД.
Для кетона 155а на основании изменений химических сдвигов протонов при образовании комплекса с Р-ЦД трудно сделать вывод о расположении его в полости Р-циклодекстрина. Однако, сравнивая продукты, образующиеся при фотолизе соединений 152а и 155а, можно предположить, что образование сходных продуктов предполагает структурное подобие комплексов этих соединений с р-ЦД (рис. 10, А и рис. 11, Е ), данные ПМР не противоречат таким предположениям.
Кроме того, учитывая смещение сигнала внешнего протона 4-Н р-циклодекстрина и конформационную подвижность соединения 155а, можно предположить его расположение в полости р-ЦД с локализацией одной из изопропилиденовых групп у внешней поверхности молекулы циклодекстрина (рис. 11, Е").
Все молекулярные модели комплексов субстратов с р-ЦД предложены на основании данных ПМР и согласуются с результатами фотохимических перегруппировок этих соединений в полости р-ЦД. Строение вновь полученных продуктов реакций установлено с помощью спектров ЯМР Н и 13С с использованием методик двойного резонанса Н- Н, с селективньм и внерезонансным облучением протонов, а также с использованием дифференциальных спектров, модулированных дальним спин-спиновым взаимодействием (LRJMD) и двумерных спектров 13С- Н корреляции на прямых константах (COSY). Спектры ЯМР Ни С записаны на спектрометре АМ-400 фирмы Bruker (рабочая частота на ядрах Н - 400.13 МГц, на ядрах 13С - 100,61 МГц) для 2-5%-ных растворов в CDCb или CCI4-CDCI3 (1:1 по объему). В качестве внутреннего стандарта использовался сигнал растворителя хлороформа (5н 7.24 м. д., 5с 76.90 м. д.). Элементные составы определены на основании масс-спектров высокого разрешения, снятых на приборе Fiimigan МАТ 8200. Величины удельного вращения определены на спектрометре "Polamat А" для растворов в CDCb. Все полученные соединения являлись рацемическими. ИК-спектр соединения 208 регистрировали на приборе UR-20 для образца, растворенного в CCU.
Контроль чистоты исходных веществ и анализ продуктов реакции осуществляли методом ГЖХ с пламенно-ионизационным детектором, температура колонки 60-190 С, давление газа-носителя гелия 0.65 ати. 1) Прибор Биохром-1, стеклянная капиллярная колонка 53000-0.26 мм, фаза ХЕ-60. 2) Прибор Биохром-1, кварцевая капиллярная колонка 20000-0.3 мм, фаза OV-73. 3) Прибор Биохром-1, кварцевая капиллярная колонка 20000-0.3 мм, стационарная фаза ВС-30.
