1. O documento discute vários métodos para determinar a configuração absoluta de compostos orgânicos quirais, incluindo difração de raios X, cromatografia gasosa em coluna quiral, ressonância magnética nuclear e dicroísmo circular. 2. A ressonância magnética nuclear pode estabelecer a configuração absoluta através da análise de diastereoisômeros formados pela derivatização do composto quiral com agentes quirais. As diferenças nos deslocamentos químicos dos sinais dos di

1. 1

2. O interêsse na determinação da configuração absoluta
de compostos orgânicos quirais se deve ao fato das
propriedades químicas , físicas e biológicas serem
diversas para ambos enantiômeros
Métodos para determinação
1-difração de raio X (método de Bijvoet)
2-Cromatografia a gás em coluna quiral
3-HPLC quiral
4-Ressonância Magnética Nuclear
5-Dicroísmo circular e Dispersão ótica rotatória
Chem Rev. 2004, 104, 17-117
2
Eliel

3. 1-Difração de raio X (método de Bijvoet)
•Método difração de raio-X-de cristais
•É utilizado para determinar as estruturas moleculares. Os
átomos da estrutura fornecem uma grade de difração em
3 dimensões. Numa primeira aproximação o efeito de
difração é igual se provem da parte anterior ou posterior
da grade (Lei de Friedel), Entretanto se a estrutura é
assimétrica esta lei não é mais válida principalmente se
existem átomos pesados na estrutura. e.g. um métal de
transição. Este efeito pode ser utilizado para determinar a
configuração absoluta(análise de Bijvøt). Este método é o
único método para determinar a configuração absoluta que
independe de comparação entre estruturas de
configuração absoluta conhecida.
3

4. •Se a estrutura contem um fragmento
assimétrico de configuração conhecida a análise
de Bijvoet não é necessária pois o resto da
estrutura deve ser consistente com o fragmento
4

5. 2-Cromatografia a gás em coluna quiral
Abund.
C7-HSL
C6-HSL
s
Tempo
Cromatograma de íons totais de uma fração do extrato de Erwinia psidii
Fração de coluna cromatográfica de 2,0 mg de extrato de 8 litros de meio de cultivo
C6-HSL: 6 % abundancia relativa (~120 µg)
O O
O O
NH NH
N-hexanoil homoserina lactona O N-heptanoil homoserina lactona O
(C6-HSL) (C7-HSL)
Analise: Coluna HP5 30m, temp 100-290(10ºC/min) 10 min at 290ºC, 5
injetor = 250ºC, fluxo = 1mL/min, hélio, splitless

6. Configuração absoluta da
S-(-)-hexanoil-HSL natural
Metodologia: GC-FID quiral; Chrompack chirasil-dex CB.
S
R S S S R
(+/-)-C6HSL S-(-)-C6HSL FRA32-Natural Co-injection
α
[α]D20 -22.86º (c. 0.35 MeOH)
O
O
N
H H
O
6
Armando Pomini Journal of Agricultural and Food Chemistry 2005

7. 4-Ressonância Magnética Nuclear
Método 1 – Análise de misturas enantiomericas em
ambiente quiral ( solvente quiral ou agente de
deslocamento quiral) neste caso o importante é a
separação dos enantiômeros em dois conjuntos de sinais.
Este método é mais apropriado para determinação de
excessos enantioméricos não para determinação de
configuração absoluta.
ee 0% ee 25%
1,00 ppm 1,00 ppm
7

8. Método 2 - A análise por RMN de derivados
diastereoisoméricos de um composto
enantiomericamente puro ou quase puro, é um
dos poucos métodos capazes de estabelecer a
configuração absoluta de compostos quirais sem
ter amostras cristalinas e não é destrutivo. O
princípio envolve o uso de agentes derivatizantes
quirais que transforma enantiômeros em
diastereoisômeros e correlaciona as diferenças
dos seus deslocamentos químicos a configuração
absoluta. Existem experimentos com RMN de
2H, 13C, 31P, 29Si e 1H. Este último é o mais
popular.
8

9. Princípios básicos para a determinação de
configuração Absoluta por RMN de 1H
Na metodologia clássica de Dale e Mosher uma molécula
quiral é derivatizada com o R e S do agente
derivatizante quiral para forma 2 diastereoisomeros. A
maioria dos agentes quirais para derivação contém um
aél aromático no carbono alfa. A diferente orientação
do cone de proteção do anel aromático no RR/ SR
RS/SS (Figura) leva a uma proteção seletiva de R1 e R2.
9

10. Misturas de enantiômeros
Nestes casos basta uma derivação com um agente
quiral R ou S
Compostos enantiomericamente puros
Nestes casos é necessário utilizar
a) Agente derivatizante R e S separadamente
b) Um só agente derivatizante quiral e variação de
temperatura
10

11. Preparação das amostras
11

12. Configuração absoluta- derivados de Mosher
O H δ L2 (S) δ L1 (S)
Ester (S)-MTPA F3C L2
O
L1
OMe
O H δ (ppm)
F3C L2 δ L2 (R) δ L1 (R)
O
L1
MeO
Ester (R)-MTPA
δ (ppm)
∆δISR L2 > 0 ∆δISR L1 < 0
H
O ∆δISR L2 > 0
L2
MTPA O
L1
∆δISR L1 < 0 12

13. 13

14. Derivados do ácido mandélico
14

15. Conformação Projeção de Newman
Significante extendida
O sucesso do método é ter predominância dos mesmos
conformeros para ambos diastereosiômeros 15

16. 16

17. L1 mais volumoso que L2
a b
Fluor é mais
utilizado para
excessos
enantiomericos
∆δSR seria negativo para L1 maior que L2 17

18. Modelos para atribuição da configuração
com base nos sinais de RMN de 1H
18

19. Uso de RMN de 13C
É semelhante ao hidrogênio e com o mesmo modelo
Limitações e cuidados
1- as diferenças devem estar acima do erro
experimental
2-a distribuição dos sinais deve ser uniforme
3- se o sinal para um dos substituinte é positivo
para o outro deve ser negativo
19

20. Kakisawa e colaboradores extenderam a regra de Mosher
∆δSR para o 13C e (1H)
20

21. 21

22. Exceções
ocorrem
com
álcoois
axiais e
com
moléculas
com vários
álcoois
22

23. Casos especiais combinam sinais de RMN 1H e de
19F
23

24. 24

25. Revisão do modelo
25

26. 26

27. CF3-CO
27

28. 28

29. Aplicação em aminas
29

30. 30

31. Existencia de 3 conformações de energia semelhante pode
causar problemas por isso procurou-se outros derivados.
31

32. Ácido metoxifenilacético ácido mandélico e 32
ácido atrolático

33. Conformero majoritario para o MPA
33

34. 34

35. 35

36. Equilíbrio conformacional para os ésteres de MPA
36

37. simples sublinhado
37

38. 38
Outros agentes derivatizantes

39. Outros agentes derivatizantes
39

40. Modelo empírico para determinar configuração
de álcoois terciarios
40

41. 41

42. 42

43. 43

44. 44

45. Modelos para amidas
45

46. Para configuração de ácidos alfa carboxílicos
46

47. 47

48. para ésteres de
48

49. Um só derivado e variando a temperatura
49

50. 50

51. 51

52. 52

53. 53

54. 54

55. 55

56. Existem outros modelos baseados no
deslocamento do carbono alfa porem
são mais limitados e não serão
explicados
56

57. •Optical Rotatory Dispersion (ORD) and Circular Dichroism(CD).
•These methods both depend on the behaviour of polarized light
passing through a solution (usually) of the sample. The results have
to be interpreted by comparision with a similar compound of known
absolute configuration.
•Consider light as having wave properties. The wave is a sinusoidal
fluctuation of an electric and a magnetic field perpendicular to the
direction of propagation of the wave. For unpolarized light theis
fluctuation is "observable" equally in all directins perpedicular to the
direction of propagation. In the case of polarized light, the fluctuation
is confined to the plane of polarization. Polarized light can be
produced by passing it through materials whose optical properties are
very anisotropic, e.g. "Polaroid". A polarized beam of light can be
mathematically described as two "circularly" polarized beams
spiralling in opposite directions:
57

58. •When the beam passes
through an optically active
medium in a region where is
is being absorbed by the
sample, The left and right
circularly polarized beams do
not propagate at quite the
same speeed (they have
different refractive indices),
nor are they equally
absorbed. The first of these
effects to a rotation of the
plane of polarization of the
light (ORD).
58

59. 59

60. •The effect can be measured on an ORD spectrometer and is the
curve shown in blue on the diagram below. The rotation angle is φ:
•The differential absorption of the left and right circularly polarized
components can be measured as the CD spectrum shown in red
below. The difference between the molar absorptivities, εl - εr = ∆ε.
•The upper diagram shows a positive Cotton effect and the lower a
negative Cotton effect. The sign of the Cotton effect depends on the
particular combination of metal and ligands, and is not directly
related to the absolute configuration of the complex. However,
chemically similar complexes of the same absolute configuration
usually show the same sign of the Cotton effect.
60

61. •The curves are represent the
ORD and CD curves that
would result from a single
absorption band centred at
λmax. Real complexes often
have several overlapping
absorption bands. The
corresponding overlapping
ORD spectra can show any
combination of positive or
negative Cotton effect and
can be difficult to
deconvolute. The CD
spectra are usually much
easier to interpret. 61

62. •Formula of complexa λmax (cm-1) ∆ε
•20 280 •+2.18
Λ-[Co(en)3]3+
•23 310 •-0.20
•20 280 •-2.18
∆-[Co(en)3]3+
•23 310 •+0.20
•20 280 •+1.95
Λ-[Co(S-pn)3]3+
•22 780 •-0.58
Λ-[Co(R-pn)3]3+ •21 000 •+2.47
62

63. •The two ethylenediamine (en) complexes each have 2 absorption
maxima at wavelengths which are identical for the two complexes.
Each isomer has two corresponding circular dichroism peaks which
happen to have opposite signs. The corresponding CD peaks
comparing the two isomers have opposite signs, but identical
magnitudes. The two propylenediamine (pn) complexes do not have
the same absorption spectra because they are diasterotopic, that is
they are not mirror images. (The mirror image of Λ-[Co(S-pn)3]3+
would be ∆-[Co(R-pn)3]3+.) It happens that the first isomer has two
absorption peaks, while for the second only a single peak is
observed.
•Although the isomers listed are not strictly comparable, note that
the CD effect is dominated by the chirality at the metal centre, and
the effect of the ligands is secondary even if they themselves are
optically active. 63

64. Chem comm 2000
64

65. 65

66. 66

67. 67

68. 68

69. 69

70. 70

71. 71

72. 72

73. 73

74. 74

75. 75

76. 76

77. 77

78. 78

79. 79

80. 80

81. 81

82. 82

83. 83

84. 84

85. 85

86. 86

87. 87

88. 88

89. 89

90. 90