【答案】应助回帖
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thdongnan: 金币+75, 翻译EPI+1, ★★★很有帮助 2012-12-06 17:31:20
thdongnan: 金币+24, ★★★很有帮助 2012-12-06 17:42:36
我们在此提出一种全新的方法，基于1H NMR谱中观测到同位素的信号形状变化，来测定磁活性重原子同位素（如15N，13C）的KIEs。在这种方法中，我们使用了一种自然丰度的化合物与其重原子同位素异数体的混合物，以13C在同位素分馏测量的位点上进行标记。在1H谱中，质子与重原子耦合的共振裂分与未标记的化合物进行对比，即可直接测定出这两种同位素异数体的浓度比（同位素比，R）。举例：我们选择13C-KIE标记苯乙烯与苯胺的氢胺化反应，以膦连接钯三氟甲磺酸酯为催化剂（Scheme 1），可见13C-KIE取代于苄基碳上。
在此方法中，我们选用了一对异数体的混合物：自然丰度的苯乙烯和（α-13C）取代的苯乙烯，以通过1H NMR谱中未反应底物苄基氢的信号得到13C/12C的比值。未标记异数体的信号之一是6.685 ppm多组二重峰中的一组，在13C标记试剂中的偶合常数为153.3 Hz，如图一所示。
13C-KIE的值为1.036，与理论估测值1.037非常符合，稍高于实验测定的1.030（0.003（95%置信区间）。两次实验KIE值的区别可能是由于本方法具有更高的灵敏性，或者是由于参照碳原子的二级同位素效益所致。后一种情况则显示苯胺生成氨的反应模型的结果有误。为了解理论模型是否真的导致了理论预测值与实验结果的KIE差异，我们进行了理论计算，将模型外延以包括整个苯胺分子。图2中显示，三个过渡态（附注中有详细的几何构造、能量和频率信息）的区别主要存在于C6C9N12C30的二面角（见图2的原子编号及扭转角度）。图2中，左边1a的结构最为稳定，比中间（1b）的结构稳定性高0.9kcal/mol，比右边（1c)的结构稳定性高1.6kcal/mol。 α 与对位的13C-KIE值分别为1.0372和1.0007，符合之前Singleton报道的结果。由此，本方法所得的结果比基于13C NMR的方法更为准确。
结论：我们利用1H NMR的高灵敏度优势，提出了一种测量重原子同位素效应的新NMR方法。但值得注意的是，本方法只能用于质子信号未被其他信号覆盖的情况下；这种情况在氢谱中比13C NMR中更为少见，虽然偶尔也有例外；在信号被其他峰覆盖时，仅有一个卫星信号能用于动力学研究。在这种幸运的情况下，此方法可用于化学或酶学反应；我们目前正努力将这一方法应用于乳酸脱氢酶结合抑制剂的结合同位素效应的研究，以便区分酶的亚型。另一方面，在反应物或者产物中有可置换NH的反应体系中应用此方法测定15N KIE也非常具有挑战性。 |
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