University of Oulu

Strykniinin ja brusiinin stereokemian kvantitatiivinen selvittäminen NMR -menetelmillä ja heteronukleaarisen Altona-Haasnoot yhtälön laatiminen

Saved in:
Author: Mononen, Tomi1
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 7 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201504021228
Language: Finnish
Published: Oulu : T. Mononen, 2013
Publish Date: 2015-04-10
Physical Description: 144 p.
Thesis type: Master's thesis
Tutor: Mattila, Sampo
Reviewer: Mattila, Sampo
Hokkanen, Juho
Description:
Työn tavoitteena oli selvittää eri NMR-menetelmillä yhdisteiden stereokemiallisesta rakenteesta mahdollisimman paljon kvantitatiivista tietoa. Työstä poiketen NMR-menetelmiä käytetään lähinnä stereokemian kvalitatiiviseen analyysiin. Työssä tutkittaviksi yhdisteiksi valikoitui brusiini ja strykniini niiden rakenteen jäykkyyden vuoksi. Työssä Overhauserin efektiin pohjautuvalla NOESY-määrityksellä saatiin selvitettyä protonien välisiä etäisyyksiä ja HMBC-pulssisarjalla saatiin selvitettyä hiilien ja protonien välisiä J-kytkentöjä, joiden avulla saatiin laskettua Karplus-yhtälöitä soveltamalla torsiokulmia. Torsiokulmat eivät vastanneet odotettuja arvoja, joten työn ohella kokeiltiin Altona-Haasnoot yhtälön soveltuvuutta kokeellisilla vakioilla heteronukleaarisen torsiokulman ratkaisemiseksi. Vertailumenetelminä käytettiin GAUSSIAN-laskelmilla saatuja etäisyyksiä, torsiokulmia ja J-kytkentöjä sekä kirjallisuudessa julkaistuja röntgenkristallografialla määritettyjä etäisyyksiä ja torsiokulmia. Protonien väliset etäisyydet määritettiin useamman mittauksen menetelmää käyttämällä, missä mittauksissa saatu intensiteetin ja pulssisarjan sekoitusajan välinen kulmakerroin selvitettiin joka viritykselle. Tuota kulmakerrointa käytettiin vertailuarvona ydinten väliselle etäisyydelle, sillä intensiteetti riippuu etäisyyden kuudennesta potenssista NOESY-määrityksissä sen lineaarisella alueella. Etäisyyden laskemisessa jouduttiin käyttämään vertailuarvona yhtä GAUSSIAN-määrityksessä saatua protonien välistä etäisyyttä, jolla kyettiin laskemaan muut etäisyydet kulmakertoimia käyttämällä. J-kytkennät määritettiin vaihtoehtoisella menetelmällä, jonka tavoitteena oli kokeilla pienten J-kytkentöjen määrittämistä, joita ei saada selville tavallisilla määritysmenetelmillä. Heteronukleaarinen Altona-Haasnoot yhtälö laadittiin GAUSSIAN-menetelmällä määritetyistä arvoista, koska kokeellisia arvoja ei ollut riittävästi yhtälön vakioiden määritystä varten. Torsiokulmat saatiin laadittua kokeellisista tuloksista sekä kirjallisuuden Karplus yhtälöillä että uudella Altona-Haasnoot yhtälöllä. Kaikkia odotettuja protonien välisiä etäisyyksiä ei saatu määritettyä päällekkäin asettuvista signaaleista, menetelmän epäherkkyydestä ja kuvaajien heikon korrelaation johdosta. Suurin osa virityksistä saatiin määritettyä ja tulokset protonien välisten etäisyyksien määrityksessä vastasivat pääosin hyvin GAUSSIAN-laskelmasta saatuja arvoja. Toisaalta osa määritetyistä etäisyyksistä poikkesi huomattavasti GAUSSIAN-laskelmilla saaduista tuloksista, eikä syytä tähän poikkeamaan löydetty. Torsiokulmien määritykseen perustuvat menetelmät olivat vielä etäisyyteen pohjautuvia menetelmiä epätarkempia ja määrityksen ulkopuolelle jouduttiin jättämään suurempi osa tuloksista. Epätarkkuutta aiheuttivat etenkin hiilen isotoopin herkkyys ja torsiokulmien laskemiseen käytettävät yhtälöt. Käytetty määritysmenetelmä ei myöskään tarjonnut tietoa pienistä J-kytkennän arvoista. Uudella Altona-Haasnoot yhtälöllä saatiin laskettua torsiokulmat huomattavasti kirjallisuudessa esitettyjä Karplus yhtälöitä luotettavammin. Laskennallinen GAUSSIAN-määritys ja röntgenkristallografialla tehty määritys antavat todennäköisesti liuoksessakin tarkemman tiedon rakenteesta. Toisaalta määritysmenetelmä voidaan yrittää saada vielä tarkemmaksi useillakin ratkaisuilla. NMR:n avulla saadaankin määritettyä rakenteen ominaisuuksia liuoksessa, missä tietoa ei stereokemiasta saada muilla menetelmillä. NMR:ää käytetäänkin tavallisimmin kvalitatiiviseen analyysiin, missä tarkat arvot eivät ole tärkeitä, vaan tieto atomin orientaatiosta molekyylissä on riittävä.
see all

Subjects:
Copyright information: © Tomi Mononen, 2013. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.