糖苷键水解过渡态的模拟—2—（对甲氧苯基）—亚氨基哌啶的合成和晶体结构

有机化学 YOUJI HUAXUE，1995，15，536～541 研究简报 糖苷键水解过渡态的模拟—2一(对甲氧苯基)一 亚氨基哌啶的合成和晶体结构 j 一 ＼ 扬炳辉 采建峰 {生命有机化学国家 重点实验室，中国科学障上海有机化学研究所，上海 陈 健 郑培 菊 (复旦太学 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 测试中心，上海，200433) Q ?I． 06玛 32L 200032) ^ 摘要：由戊内酰胺和三氯氧磷，对甲氧苯胺一步反应台成了 2-(对甲氧苯基 )一亚胺基哌啶，并对所得化台物 进行 lR．uV．‘H NMR， C NMR和 X—ray 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征。X—ray结果显示古 N 的六元环是一个半椅式构型， NI，c8．c9 N cI：基本上在同一平面，N c NI，C5存在共振结构，在弱酸体系中其半掎式构型和电荷丹布 与不稳定舶过渡态相类似。 美键词：糖苷键水解．过渡态类似物，2-(对甲氧苯基卜亚氨基哌啶，晶体结构 催化抗体(抗体酶)是八十年代后期发展起来的新研究领域⋯，为传统的化学和免疫学研究开 辟 了一个崭新的方向，至今已有五十多个反应能用催化抗体来催化 。基于对反应机理的深刻理 解，设计某些反应的过渡态类似物一用以制备单克隆抗体，这种具有特异性(专一性)的催化抗 体，无疑在化学，生物学，医学等领域将具有重大的意义。 我们选择糖苷键水解作为研究列象，因为糖类他台物的生物功能不断地被揭示，它的水解机 理也 已有许多研究。无论是由酸催化或酶促催化，其机理是一致的，即其过渡态或高能中间体是 半椅式的糖苷阳离子 ，但这种离子是极不稳定的。作为第一个研究对象，我们选择最简单的糖 苷键一芳氧基四氢吡喃为水解底物，其过渡态四氢吡喃阳离子是极不稳定的 为了制备适合于动 物免疫的半抗原，必须寻找在结构和电荷分布方面与过渡态类似的稳定的化台物，环咪类化台物 是其中之⋯娄 由戊内}1{[胺， -L 聃佃对甲氧苯胺合成 2-(对甲氧苯基)一 陆荩哌啶： NH POCl 。 。 — P 一 ^吐 a1dine 八 ／广 这类化台物有互变异构休． 弱峻『木系中，其构型为半椅式并带有部分正电荷，与不稳定的 过渡态相类似 利用这类化台物作为半抗原偶联载体蛋白后免疫动物，获得具有 化糖苷键水解 的动物血清f ，单克隆抗体正在试验中 1994-12—14收稿。 国家 自然科学基金和国家基础性研究重大项目资助课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 5期 糖苷键水解过菠态的模拟—2一(对甲氧苯基卜亚氨基哌啶的台成和晶体结构 。537· 结果与讨论 2一(对甲氧苯基卜亚胺基哌啶的台成和鉴定 戊 内酰胺 的甲苯溶液与三氯氧磷室温反应过夜，然后加人对甲氧苯胺于 9O～100'C反应 10h，所得固状物用氢氧化钠处理并用二氯甲烷提取产物，经 乙醚重结晶．得自色针状晶体，产 率 7O％。m P 【¨ ～ll2tJ C12HI6N2O，计 算值：C，70 55：H．7．90；N，13．72 实测值：C。 7O．3O； H．7 59； N．13．99。 v⋯ ： 2900． 1630。 1505、 1480．830cm～ -H： 6．8(4H．dd． = 8．4Ez．AtH)， 3．77(3H。s．-'OCH )． 3．17(214．m，12一H)， 2．48(2H、m．9-H)， 1．76(4H．m．10． I1-H)ppm 如c： 156 6 —f]， I55，142．122，I14(苯 环 —c)，55．4(--OCH])，42．6(I2—CJ， 313i9一C)．23 l。21 2f1O_c 11"-C)ppm m／ 2o4(M )，203(M 一1)，189(M一-t21-1：^ 122．80。 该化台物的 H NMR和 C NMR都得到归属，并 由 C-。H 相关的 2D-NMR得到确认。 一 个有趣的现象是它的哌啶环的 9位碳上的 H 随着时 间的增加积分面积由 2个 H减少为 1个 H(溶液状态)，JackmantSl假设是 由于交换变宽而观察不到 我们用对硝基苯胺代替对甲氧苯胺台 玻了 2_f对硝基苯基)一亚胺基哌啶，在同样的条件下未观察到这 个现象 这可能由于硝基的强吸 电子作用，使 C— N 基本上被固定在与苯环共轭的位置上，而其它化台物 的双键不固定导致这 种现象，下面的晶体结构数据也 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 这一点 晶体结构蔫定 单晶的培养：针状晶体用乙醚作溶剂．在稀溶液中静置二星期培养单晶 选取线度为O 4 x 0．2×O 2ram的无色平板状晶体，置于Em'af-Nonius-CAD-4四圆衍射仪 上，选用 MoK 射线(^=0．71073盂)以w一2 扫描方式在 0。<20<50。范围内收集到 2281独 立反射点，其中j>36tI)的 1067个强度数据用于求解和修正结构 晶体属正交晶系的空间群 Pbcn， 其 晶 胞 参 数 为 ： 口=2．2438(3)llm， b=0．9490nm， c=1 0500(2)nm， V=2．2360(7)nm ． Z=8． D =I．214gcm～， (MoK )=0．734cm～， F 0，0)=880 使用 micro vAx—皿 电子计算机及 PDP—p1us和 0RTEP程序求解 所有非氢原 子坐标用直接方法(MuL TAN 6)求解 余下的氢原子位置由差值 Fourier方法求得。偏离因 子R=O．064，R ：0．063，最大迁移为O．036 最大残余峰为 149e(nm) 图 1 分子的立体结构图 Fig．1 The moleculer structure of 2-(p—methoxypheny1)一imino-piperidine 维普资讯 http://www.cqvip.com ·538· 有 机 化 学 1995年 标题化台物的分子结构如图 1所示，原子坐标参数和等效热参数，主要键长和键角分别列在 表 1，2，3中．从以下的数据可得出： 】N2—c 的键长约为 0 J 3546nm(经验计算为 0．136～0．140nm)16J； 2．含 N 的六元环是一个半椅式结构，N】．c8，c cl2，N2基本上在同一平面32； 3．N2，c8，N】，c5存在着共振结构，在弱酸体系中，其半椅式构型和电荷分布与不稳定的 过渡态相类似。 表 1 原子坐标参数及其等效热参数 Tab．1 The atomic coordinates and the equivalent thermal parameters Atom X Y Z B{A，) O 0 2647(2) 0l】17(5) 0．2893{4) 7．1n) N】 0．4626(2) 0．2200(5) 0．5932{4) 4．97(9) H2 0．5582(2) 0．2756(5) 0．635tf4) 4 36(9) Cl 0．2635f3) 0 0014(7) 0．I996f6) 7．5f2) C2 0．3159(2) 0．1320(6) 0 3579(6) 4．8(1) C3 0．3l30(2) 0．2348(6) 04504f5) 5 lfI】 C4 0 3622(2) 0．2626f6) 0．5263(5) 4．5{1) C5 0．4149(2) 01906{5) 0．5o92(51 3 7I】) C6 0．4167(2) 0．0857{5) 0．4I80(5 l 4．2f¨ C 0．3672(2) n056lf5) 0．34l4(5) 4 6(1) CR 0．5 l38{2) 0．2569f5) 0 5493(4) 3．8(1) C9 0．5279(2) 0．2802(6) 0．4l09f5) 5．4《1) Clo 0．5832I3) 0 3649(7) 0．3829f6) 6．4(2) CII 0．6330(2) 0．3l49(7) 0．47l5I5) 6．1I2】 Cl： 0 6l62(2) 0．3375f7) 0 60776) 5 3《I) H2 0．54I3 0．2502 O．7249 4．0 HII 0．2227 0030 0．167l 4．0 H 12 0 2794 -'0．0850 0．25l】 4 0’ H 13 0 3076 0．0295 0l4I5 4 0 H)】 0 2780 0．3028 0．4439 4．O H4t 0．3595 0 330l 0．608t 4．0 H l 0．4591 0 0290 0 3907 4 0 H I 0 3750 --0．0297 0 2786 4 0 H9】 04846 0．3060 0．36l1 4．0 H92 0 5405 0．1707 0．3621 4．0’ Hl 0l 0．5973 0 3572 0 2785 4．0 H 102 0．5700 n4474 0．4445 4 0 Hll】 06685 0．3648 O 4527 4．0‘ H l E2 0．6385 0l98l 0 4198 4．0’ HI 2l O．65l8 0．2802 0．67l8 40 H】22 0．6Il9 0．4462 各向同性原子 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 糖苷键木解过渡态的模拟—2一(对甲氧苯基)一亚氨基赈啶的合成和晶体结构 -539· 表 2 部分键长值(nm) Tab．2 Selected bond length(rim) Atom 1 Atom2 Distance Atom l Atom2 Distanee Atom 1 Atom2 Distance O C1 0．1408(8) C： C， 0 1369(8l C9 Ho 0．1130(5) O C! 0 1372(7) C Cj 0．1387(7l C9 H9： 0 1l93(6’ N1 C 0．1414(7】 C1 H31 0．1017(51 C10 C1 0 1528f8) N1 C 0．J287(7】 C4 C 0，】378f7) C1o Hi训 0】I44(7) N2 C8 0．1356(71 C4 H41 0 1074(51 C1o H 啦 0 1058(6l N2 C12 0．1457(6) C C6 0 1382(7) C1 L C12 0 1494(81 N H2 0．1044(5) c ^ C 0 1400(7) C11 H 1 O 0949I6l C- Hl】 0．0975(7) Cb H61 0．113lI6l c1 H 1： 0 1240(7l Cl Hi 0．1046(7) C， H71 0 l052(5 C12 H121 0 1l78(5l C1 H1 3 0．1193(7】 Cs C o15o3(7l C1 H12 0 1l06(7l C： CJ 0．1378(91 C日 Cl0 o 1507(9) 表 3 部分键角值(。) Tab．3 Selected bond angles(。) Atom l Atom2 Atom3 Ang]e Atoml Atom2 Aton13 Angle C1 O C 2 118 2(4l C6 C7 H7I l12 2(4l C N1 Cs l204(4) N1 C8 N l17．0(4l CB N C1 2 125．3(4) N L C8 C9 125 1(4l CB N H， 107 7(4l N， C8 C9 l17 9(4l C1： N， H2 126 6(4l CB C9 C10 I16lI5l O C1 Hll 106．6(5l CB C J H9I 107 3(4l O Cl H1 2 103 3{5) CR L H钟 l09 7(4l o C1 H13 99．2(5} ClI) C9 H9I l20 2(5) H11 Cl H12 117 8(71 Cl C H92 1O0 7f41 H11 C1 H13 127 4(6) Hgl C口 H92 l01 2(4l Hi： C1 H13 98 9(5) C9 Cl 0 C11 l08．6(51 O C C3 115．4(5) C9 Cl 0 H101 l12．4(5l O C2 C， 124．4(61 C。 C10 Hl 02 92．7(4l C3 C C 12O 2(5l Cll C10 H⋯ ll1．1I5l C2 C3 C 1201I51 Cll ClO Hm 93．5(5l C2 C3 H3l 1 l6．0(61 H10l C10 Hl l35．3(6l C4 C3 H31 122 1{5l C L0 C ll C12 I10．7(5l C3 Cd C l2i l(5) C1o Cll H⋯ i09．4(5) C3 C4 H 12l 9(51 C Lo Cl】 。 Hll2 94．9(41 C5 Cd H l16 6(4) C12 Cl】 H⋯ l09．9(5 l N1 C5 C4 lJ8．1(4) Cl： Cll H lI 2 l24．9(5l N- C5 C6 123 6(4) H1i1 Cl】 Hll^ l05．7(5l C4 C5 C6 1l81(4) N， Cl^ C11 Il0．9(41 C5 C6 C， 121．4(5) N2 Cl 2 H12l l08．0(5) C5 C6 H61 122 7(41 N， C12 H122 lo3．4(4】 C1 C6 H 1 l15 4(4) Cll Ci2 H1 2l l081(41 C： C— C6 l19．2(51 C11 Cl 2 H1 22 I19．3(5) C， C， H7l l28．6(5} H121 C1 Hl， i06．8 c4) 维普资讯 http://www.cqvip.com 有 机 化 学 1995拒 实 验 红外光谱 用 Shimadzu IR-440型分光光度计，化合物以压片形式测定，质谱用 VG QUATTRO MS／MS型质谱仪测定，核磁共振谱用 Varian FX-'90和 BruckerAMX-600仪测 定，CDC11为溶剂，TMS为内标，x1ay用 Enraf-Nonius-CAD-4四圆衍射仪测定，熔点用 ENH-Innsbruck Hostage熔点测定仪，温度未校正 2 对甲氧基苯)一亚氨基哌啶的台成 将 lg戊内酰胺的 7mL干甲苯溶液置于 50mL三口瓶中，冰浴冷却下，将 O．833g POCI3的 2mL干甲苯溶液慢慢加入，使 内温保持在 2O℃以下。然后室温搅拌 2h，放置过夜 次 日将 O．37g对甲氧基苯胺加入反应瓶中，然后在 9O～lOOiZ下搅拌 10h，倾去上层清液，下层固状物 用水溶解，在冰浴冷却下用 2mol·L NaOH 调 pH 到 l4，用 CH2CI2(30mL×3)提取，水洗至 中性．无水 Na，sO 干燥，旋 干，得到的粗产物用无水 乙醚多次重结晶后得 白色 晶体 O．76g， m．P．1Il～ l12℃，产率 70％。 2 对甲氧基苯卜亚氨基哌啶单晶的制备 在 15mL三角瓶中，将 0．2g针状晶体用 10mL无水乙醚加热溶解，用橡皮塞封口，用9 针 头放气，静置两周后有晶体生成，除去溶剂并干燥后得单晶数枚。 2 对硝基苯卜亚氨基哌啶的合成 反应步骤同上，得到的粗产物经快速柱层析得 O．76g橙色 晶体，产率 64．5％，m．P l5O～ l5l℃。Vmax~2900，1625，l560，1485，840cm- 。 ·H：8．12(2H、q，ArH)．6．98(2H，d、ArH)， 5．51(1H，W，NⅣ)， 3．29(2H，m． 12一 )j 2．45(2H．m，9-H)， 1．8(4H，m，10一，1l—H)ppm m／：： 2l9(M ) 218．172(M NO，)，82。 高分 辨 质 诺 (m／：)：计 算 值 ： 2l9 1005；测 定 值：219．0970。 参 考 文 献 【I] Tramontano．A．：Janda，K D ；Lcrner，R A． Science，l986，∞ ．1566． Po~ack，S．J．：Jacobs，J．W．；Schultz，P G ， cie?lee．1986，234 l570． [2】 Schultz，P G ：Lemer．R A Benkov~．S J Chem Eng．~~ews．1990，May 28，P．20． 1keda．S．；Janda，K D ，有{ 各成化学协套～、1993， 』，284。 【3】 AlamFerst．“EnzymeStructureandMecham'sm 、2nd，N．Y．1985．P．5l_ Page．M ．I：W illioms．A ． End,me M echanisms ，London、l9B7，P．259 【4 1 朱建峰，中国科学院上海有机化学研究所硕士论文，上海，1993 【5】 Jackman、L M ．Jen，T．． Am Chem．Soc 1975，97．28I1． 【6】 Briggs，A．J．；Glenn．R．：Jones；P G．：KirbyA J．：Ramaswamy P．． Am Chem．Soc．，1984，106．6200 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 糖苷键水解过渡态的模拟—2一(对甲氧苯基卜亚氨基哌嚏的合成和晶体结构 -541’ The Synthesis and Crystal Structure of 2- 一Methoxypheny1)一 Imino——Piperidine-- A Transition State Analogue in Hydrolysis of 2一( 一Methoxybenzoxy)一Tetrahydropyran YANG Bing-Hai ．SONG Jiang-Feng (StateKeyLaboratory ofBio-'OrganicandNatura]ProductsChemistry．Shanghai Institute ofOrganic Chemistry Academia Sinica，Shah曲ai 200032) CHEN Jian，ZHENG Pei-Ju (CenterofAnalysis and measurement．Fudan University，Shanghai 200433) Abstract：2 -Methoxypheny1)-imino-piperidine-~a transition state analogue in hydrolysis of 2-(p-methoxybenzoxy)-tetrahydropyran was synthesized and its conformation was deter— mined as halfchair form by means ofNM R and X—Tay crystal diffraction． Key words： hydrolys~ of glycoside bOnd． transition state analogues． 2一(p-methoxypheny1)-imino-piperidine．crystal structure 维普资讯 http://www.cqvip.com