Динамическая структура молекул в растворе по данным спектроскопии ЯМР и квантово-химических расчетов: IV. Бензамид

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для изучения структуры и динамики азотсодержащих соединений важную информацию дают параметры ЯМР с непосредственным участием азота, однако получить ее можно лишь с использованием 15N-обогащенных соединений. В синтезе этих соединений в качестве первичного источника изотопной метки могут использоваться 15N-аммониевые соли и обогащенные бензамиды. В настоящей работе исследована динамическая структура бензамида, которая определяется двумя независимыми факторами: заторможенным внутренним вращением как NH2-группы вокруг связи C(O)-N, так и карбамидной группы в целом относительно бензольного кольца. Знание параметров этих процессов важно для содержательной интерпретации и предсказания биологической активности ароматических амидов в живых системах, прочности, конформации супрамолекулярных комплексов амидов с ионами лантанидов и актинидов. Для того, чтобы избежать перекрывания в спектрах ЯМР 1Н протонов карбамидной группы и ароматического кольца синтезирован дважды обогащенный [2H5, 15N]бензамид. Анализ температурной зависимости спектров ЯМР 1Н этого соединения позволил получить точные параметры вращения группы NH2 вокруг связи C(O)-N. Полученные экспериментальные данные хорошо соответствуют результатам проведенных расчетов с использованием методов квантовой молекулярной динамики.

Об авторах

В. В. Станишевский

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

А. К. Шестакова

ФГУП «ГНЦ РФ ГНИИХТЭОС»

В. А. Чертков

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»

Email: vchertkov@hotmail.com

Список литературы

  1. Ганина Т.А. Чертков В.А. ЖОрХ. 2019, 55, 411-419.
  2. Ganina T.A., Chertkov V.A. Russ. J. Org. Chem. 2019, 55, 354-361. doi: 10.1134/S107042801903014X
  3. Leskowitz G.M., Ghaderi N., Olsen R.A., Pederson K., Hatcher M.E., Mueller L.J. J. Phys. Chem. A. 2005, 109, 1152-1158. doi: 10.1021/jp0460689
  4. Koz'minykh V.O. Pharm. Chem. J. 2006, 40, 8-17. doi: 10.1007/s11094-006-0048-0
  5. Wong M.W., Wiberg K.B. J. Phys. Chem. 1992, 96, 668. doi: 10.1021/jp304300n
  6. Ustynyuk Yu.A., Zhokhova N.I., Gloriozov I.P., Matveev P.I., Evsiunina M.V., Lemport P.S., Pozdeev A.S., Petrov V.G., Yatsenko A.V., Tafeenko V.A., Nenajdenko V.G., Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 15538. doi: 10.3390/ijms232415538
  7. Palyulin V.A., Emets S.V., Chertkov V.A., Kasper C., Schneider H-Y. Eur. J. Org. Chem. 1999, 3479-3482.
  8. Stewart W.E., Siddall T.H. III. Chem. Rev. 1970, 70, 517-551. doi: 10.1021/cr60267a001
  9. Coursindel T., Farran D., Martinez J., Dewynter G. Tetrahedron Lett. 2008, 49, 906-909. doi: 10.1016/j.tetlet.2007.11.159
  10. Shestakova T.S., Shenkarev Z.O., Deev S.L., Chupakhin O.N., Khalymbadzha I.A., Rusinov V.L., Arseniev A.S. J. Org. Chem. 2013, 78, 6975-6982. doi: 10.1021/jo4008207
  11. Sandström J. Dynamic NMR Spectroscopy. New York: Academic Press. 1982.
  12. Bagchi B., Jana B. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1936-1954. doi: 10.1039/b902048a
  13. Lopez J.C., Alonso J.L., Pena I., Vaquero V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 14128-14134. doi: 10.1039/c0cp00665c
  14. Kubica D., Molchanov S., Gryff-Keller A. J. Phys. Chem. A. 2017, 121, 1842-1849. doi: 10.1021/acs.jpca.7b00144
  15. Perrin C.L., Nielson J.B. Annu. Rev. Phys. Chem. 1997, 48, 511. doi: 10.1146/annurev.physchem.48.1.511
  16. Kamorin D.M., Rumyantsev M., Kazantsev O.A., Sivokhin A.P., Kamorina S.I. J. Appl. Polym. SCI. 2017, 134, 44412. doi: 10.1002/app.44412
  17. Aitken R.A., Smith M.H., Wilson H.S. J. Mol. Struct. 2016, 1113, 171-173. doi: 10.1016/j.molstruc.2016.02.030
  18. Loening M.N., Keeler J., Morris G.A. J. Magn. Reson. 2001, 153, 103-112. doi: 10.1006/jmre.2001.2423
  19. Evans R., A. Hernandez-Cid A., Poggetto G.D., Vesty A., Haiber S., Morris G.A., Nilsson M. RSC Adv. 2017, 7, 449-452. doi: 10.1039/c6ra26144b
  20. Shimanski S., Bernatowicz P. Clasical and Quantum Molecular Dynamics in NMR Spectra. Cham: Springer. 2018. doi: 10.1007/978-3-319-90781-9
  21. Stanishevskiy V.V., Shestakova A.K., Chertkov V.A. Appl. Magn. Reson. 2022, 53, 1693-1713. doi: 10.1007/s00723-022-01503-w
  22. Abraham R.J., Griffiths L., Perez M. Magn. Reson. Chem. 2013, 51, 143-155.
  23. Leshcheva I.F., Torocheshnikov V.N., Sergeyev N.M., Chertkov V.A., Khlopkov V.N. J. Magn. Reson. 1991, 94, 1-8. doi: 10.1016/0022-2364(91)90289-6
  24. Levitt M.H. Spin Dynamics. New York: Wiley. 2005.
  25. Berger S. NMR Basic Principles and Progress. 1990, 22, 1-29.
  26. Hansen P.E. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2020, 120, 109-117. doi: 10.1016/j.pnmrs.2020.08.001
  27. Dziembowska T., Hansen P.E., Rozwadowskia Z. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2004, 45, 1-29. doi: 10.1016/j.pnmrs.2004.04.001
  28. Roznyatovsky V.A., Sergeyev N.M., Chertkov V.A. Magn. Reson. Chem. 1991, 29, 304-307 doi: 10.1002/mrc.1260290404
  29. Pietrzak M., Benedict C., Gehring H., Daltrozzo E., Limbach H.H. J. Mol. Struct. 2007, 844-845, 222-231. doi: 10.1016/j.molstruc.2007.04.023
  30. Guzzo T., Aramini A., Lillini S., Nepravishta R., Paci M., Topai A. Tetrahedron Lett. 2015, 56, 4455-4458. doi: 10.1016/j.tetlet.2015.05.084
  31. Hansen P.E. Ann. Rep. NMR Spectrosc. 1983, 15, 105-234.
  32. Leshcheva I.F., Torocheshnikov V.N., Sergeyev N.M., Chertkov V.A., Khlopkov V.N. J. Magn. Reson. 1991, 94, 9-19. doi: 10.1016/0022-2364(91)90290-a
  33. Taha A., True N. J. Phys. Chem. A. 2000, 104, 2985-2993. doi: 10.1021/jp993915c
  34. Gamov G.A., Aleksandriiskii V.V., Sharnin V.A. J. Mol. Liq. 2017, 231, 238-241. doi: 10.1016/j.molliq.2017.01.078
  35. Olsen R.A., Liu L., Ghaderi N., Johns A., Hatcher M.E., Mueller L.J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10125. doi: 10.1021/ja028751j
  36. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., Petersson G.A., Nakatsuji H., Caricato M., Li X., Hratchian H.P., Izmaylov A.F., Bloino J., Zheng G., Sonnenberg J.L., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Vreven T., Montgomery J.A., Jr., Peralta J.E., Ogliaro F., Bearpark M., Heyd J.J., Brothers E., Kudin K.N., Staroverov V.N., Kobayashi R., Normand J., Raghavachari K., Rendell A., Burant J.C., Iyengar S.S., Tomasi J., Cossi M., Rega N., Millam J.M., Klene M., Knox J.E., Cross J.B., Bakken V., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Martin R.L., Morokuma K., Zakrzewski V.G., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Dapprich S., Daniels A.D., Farkas O., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cioslowski J., Fox D.J. Gaussian 09W, Revision A.02, Gaussian, Inc., Wallingford. 2009
  37. Foresman J.B., Frisch A. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods. Pittsburgh: Gaussian Inc. 1996.
  38. Ganina T.A., Cheshkov D.A., Chertkov V.A. Russ. J. Org. Chem. 2017, 53, 12-23, doi: 10.1134/S1070428017010043
  39. Godunov I.A., Bataev V.A., Abramenkov A.V., Pupyshev V.I. J. Phys. Chem. A. 2014, 118, 10159. doi: 10.1021/jp509602s
  40. Ganina T.A., Chertkov V.A. Russ. J. Org. Chem. 2016, 52, 489-498. doi: 10.1134/S1070428016040023
  41. Chertkov V.A., Shestakova A.K., Davydov D.V. Chem. Heterocycl. Compd. 2011, 47, 45-54. doi: 10.1007/s10593-011-0718-z
  42. Uvarov V.A., Chertkov V.A., Sergeyev N.M. J. Chem. Soc. Perkin. Trans. 2. 1994, 2, 2375-2378. doi: 10.1039/P29940002375
  43. Morgan W.D., Birdsall B., Nieto P.M., Gargaro A.R., Feeney J. Biochemistry. 1999, 38, 2127-2134. doi: 10.1021/bi982359u
  44. Williamson R.T., Buevich A.V., Martin G.E. Tetrahedron Lett. 2014, 55, 3365-3366. doi: 10.1016/j.tetlet.2014.04.060
  45. Berger S., Braun S. 200 and more NMR Experiments. Oxford, Weinheim: Wiley. 2014.
  46. Claridge T.D.W. High-resolution NMR Techniques in Organic Chemistry. Tetrahedron Organic Chemistry Series. Oxford: Elsevier. 2009, 27.
  47. Reutov O.A., Barinov I.V., Chertkov V.A., Sokolov V.I. J. Organomet. Chem. 1985, 297, C25-C29. doi: 10.1016/0022-328X(85)80443-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023