Mosher法测定手性化合物绝对构型的研究进展

1973 年 Mosher 首次报道了使用手性的 2- 甲氧 性。
作者简介：陈依萍 (1992-)，女，硕士，研究方向：不对称合成。E-mail:367281365@qq.com 收稿日期：2018-01-16
第4期
陈依萍等：Mosher法测定手性化合物绝对构型的研究进展
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1.1 利用 19F-NMR 的 Mosher 法
中图分类号：O 641.6
文献标识码：A
文章编号：1671-9905(2018)04-0050-03
手性广泛存在于自然界中，由于手性有机化合 物在生命科学、化学、药物学、药理学等学科中的重
基 -2- 三氟甲基苯基乙酸（MTPA）的酯的 1H-NMR 的 Mosher 法 [3]。经典 Mosher 法 [4] 是指通过生成的
早期的 Mosher 法仅运用 β-H 的符号来判断 手性碳的绝对构型，对于较复杂的化合物，在只有低 场核磁共振仪器的情况下，准确归属质子的化学位 移比较困难。由于 19F-NMR 图谱上的信号清楚简 单，所以 Mosher 又提出了 19F-NMR 的 Mosher 法 [6]。 19F-NMR 的 Mosher 法应用的前提是β位上取代基 的立体空间大小差异明显。该方法的优势 [7] 在于 核磁谱图上只有 CF3 基团的信号，不易出现峰重叠， 灵敏度较高，化学位移范围大。
右侧，即可推测出该手性仲醇的绝对构型 [9]。
H3CO Ph
F3C
B R1
A
C
O
X H
Y
Z R2
O
MTPA
Ph H3CO
F3C
B R1
A
C
R2
O
X H
Y
Z
O
HA
OMTPA
HX
HB -Dd HC
C
+Dd HY
H
HZ
Mosher
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图 2 改良的 Mosher 酯构型模式图
Ming Chen 等 [10] 利用改良的 Mosher 法，测定了
绝对构型的测定方法有多种，如旋光度法、手性光学 法、单晶 X 射线衍射法、核磁共振法（NMR）等。
Mosher 酯（图 1），然后借助于 NMR 技术归属各质子 信号，比较 Mosher 酯中 1H-NMR 的化学位移差 Δδ
核磁共振法测定手性化合物绝对构型具有适用 （Δδ=δS-δR），依据其符号来判断与仲醇或者伯胺 范围广、样品用量小、实验仪器易于操作等优点 [1]。 相连的手性碳原子的绝对构型。
出，由于苯环的抗磁屏蔽效应，相较于 (S)-MTPA 酯
中 的 相 应 信 号，在 (R)-MTPA 酯 中 HA、HB、HC 的 1H-NMR 信号出现在较低场，因此Δδ为负值；相反，
HX、HY、HZ 的 Δδ则为正值。将手性仲醇基上 Δδ 为负值的质子所在的基团放在 MTPA 平面的左侧，
将 Δδ为正值的质子所在的基团放在 MTPA 平面的
L1
L2
Ph
O
O
图 1 (R)-MTPA 酯和 (S)-MTPA 酯构型模式图 (ΔδL1 ＜ 0(-)、 ΔδL2 ＞ 0(+))
Zhou xiaojian 等 [5] 比 较 了 手 性 仲 醇 被 (R)MTPA-Cl 和 (S)-MTPA-Cl 衍 生 化 以 后，Mosher 酯 1H-NMR 的化学位移。根据质子受 MTPA 中苯环 屏蔽作用的大小，推定出四氢喹啉 -4- 醇衍生物手 性中心的绝对构型，再一次印证了 Mosher 法的可靠
目前，核磁共振技术研究手性识别一般有 3 种方法： 手性位移试剂法（Chiral shift reagents 法，简称 CSR 法）、手 性 溶 解 剂 法（Chiral solvating agents 法，简 称 CSA 法）、手 性 衍 生 化 试 剂 法（Chiral derivatizing agents 法，简称 CDA 法）。手性衍生化试剂（CDA） 的优点在于其与被测定的手性化合物生成的是共价 型非对映异构体，相比于手性溶剂化试剂法生成的 络合物型非对映异构体，Δδ 值高出数倍。手性衍 生试剂的核磁共振法主要是根据 Mosher 法以及改 进的 Mosher 法来确定有机分子的绝对构型，通过测 定手性衍生化试剂与被测物反应后的产物的核磁位 移数据，计算得到 Δδ 值，再与模型相比较，以此来 推定被测物手性中心的绝对构型 [2]。
1.2 改良的 Mosher 法
若考虑生成的（R）- 和（S）-MTPA 酯中，L1 和 L2 部分质子的正 Δδ值和负 Δδ值是否在手性中心 的两侧对称排列，则称之为改良 Mosher 法。显然，
用改进后的 Mosher 法判断手性中心的构型更为准 确 [8]。
图 2 为改进的 Mosher 模式图。从图中可以看
本文就应用 Mosher 法测定手性化合物绝对构 型进行综述。
1 经典 Mosher 法
L1 H
HO L2
COOH O
(R)-MTP A
O Ph
F3C
L1
O
L2
H
O
(R)-MTPA
L1 L2
O
Ph
O CF3
L1
H HO L2
C OO H CF3
O
( S)-MTPA
L1
F3C
O
L2
O
H
F3C O
(S )-MTPA
摘 要：手性衍生化试剂法（CDA）是近年来广泛采用的一种基于核磁共振技术的测定有机化合物绝对构型的
方法，最为常用的手性化试剂是Mosher试剂。本文说明了使用Mosher法通过核磁共振技术确定手性化合物绝对构型
的原理，介绍了Mosher试剂的研究进展，并指出其适用的范围。
关键词：NMR；手性；Mosher法；绝对构型
第 47 卷 第 4 期 2018 年 4 月
化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry
Vol.47 No.4 Apr .2018
Mosher 法测定手性化合物绝对构型的研究进展
陈依萍，陈连辉
（温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325035）
要作用，手性化合物绝对构型的测定已经引起了人 （S）- 和（R）-MTPA 酯 中 β- 氢 的 Δδ符 号 判 断 手
们的广泛关注。手性化合物的药害事故，促使科学 性中心的绝对构型。方法如下：手性试剂（R）- 和
家们对手性化合物绝对构型进行更加深入的探究。 （S）-MTPA 分别与仲醇或者伯胺反应，生成相应的