Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Пиллар[5]арена по данным спектроскопии ядерного магнитного резонанса

Работа №47311

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

физика

Объем работы51
Год сдачи2018
Стоимость4325 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
132
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
Ядерный магнитный резонанс 5
Импульсная спектроскопия ЯМР 7
Влияние процессов релаксации на ширину резонансного сигнала 8
Продольная релаксация 8
Поперечная релаксация 9
Динамическая спектроскопия ЯМР 10
Импульсная последовательность КПМГ 14
Полуэмпирические методы квантовой химии 16
Теория переходных состояний 18
2 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
Пространственная структура 22
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 25
Запись одномерных протонных спектров 26
Гомоядеарный корреляционный спектр 1H-1H-TOCSY 27
Гетероядерный 1H-13C-HSQC спектр 28
Гетероядерный 1H-13C-HMBC спектр 29
Применение импульсной последовательности КПМГ 32
Поиск переходных состояний пиллар[5]арена 1 полуэмпирическим методом PM7 38
ВЫВОДЫ 44
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 46
ПРИЛОЖЕНИЕ А 49


Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) – это один из эффективных методов исследования взаимодействия не только между ядрами и электронами внутри исследуемого образца, его пространственного строения, межмолекулярных взаимодействий, а также и внутримолекулярной подвижности и конформационных превращений. Основной методикой спектроскопии ЯМР в изучении внутримолекулярной подвижности образца является динамическая спектроскопия ЯМР [1].
В настоящее время одним из быстро развивающихся направлений в супрамолекулярной химии является создание нового класса макроциклических соединений, которые способны образовывать комплексы типа «гость–хозяин». Пиллар[n]арены это относительно новый класс подобных макроциклических соединений, впервые были синтезированы в 2008 году. Их преимущества над остальными классами макроциклических соединений (например, краун–эфиры и каликс[n]арены) в том, что получены пиллар[n]арены хорошо растворимые в воде, имеют трубчатую пространственную структуру, могут быть легко функционализированы, обладают планарной хиральностью.
Целью работы является изучение структурно - динамических свойств декааммониевой соли 4,8,14,18,23,26,28,31,32,35-дека(карбоксиметокси)- пиллар[5]арена (далее пиллар[5]арен 1). Для этого были поставлены следующие задачи:
1. Используя зависимость скорости поперечной релаксации от частоты следования 1800-импульсов в последовательности Карра-Парселла-Мейбум- Гилла (далее КПМГ) определить константу скорости химического обмена пиллар[5]арена 1 при различных температурах;
2. Из зависимости константы скорости химического обмена от температуры определить термодинамические параметры конформационного обмена исследуемого пиллар[5]арена 1;
3. Используя полуэмпирические методы квантовой химии выполнить моделирование возможных пространственных структур пиллар[5]арена 1, а также поиск и расчет энергий переходных состояний конформационного обмена.
В настоящей работе представлены результаты исследований подвижности (динамических свойств) пиллар[5]арена 1 с использованием импульсной последовательности КПМГ.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

На основании комплексного подхода к изучению внутримолекулярной подвижности декаммониевой соли 4,8,14,18,23,26,28,31,32,35- дека(карбоксиметокси)-пиллар[5]арена, включающего в себя методы одно- и двумерной спектроскопии ЯМР 1Н и 13С (1H-1H-TOCSY, 1H-13C-HSQC, 1H-13C- HMBC), и расчетные полуэмпирические методы квантовой химии (PM7) показано:
1. Декааммониевая соль 4,8,14,18,23,26,28,31,32,35-дека(карбоксиметокси)- пиллар[5]арена в растворе существует в виде двух pS- и pR- энантиомеров и находится в состоянии быстрого конформационного обменного процесса между ними. По данным спектроскопии ЯМР найдены термодинамические параметры конформационного обмена между pS- и pR- энантиомерами.
2. Построены теоретические пространственные модели обоих типов энантиомеров исследуемого пиллар[5]арена. Произведен расчет по поиску переходного состояния вращения одного гидрохинонового кольца из пяти при переходе из pS- в pR-энантиомер. Показано, что рассматриваемое вращение одного гидрохинонового фрагмента декаммониевой соли 4,8,14,18,23,26,28,31,3 2,35-дека(карбоксиметокси)-пиллар[5]арена вокруг метиленовых связей происходит в два этапа. Для этого вращения рассчитаны энергии двух переходных состояний и одного интермедиата.



1. Гюнтер, Х. Введение в курс спектроскопии ЯМР [Текст] / Х. Гюнтер. Пер. с англ. – М.: Мир. - 1984. – 478 с.
2. Дероум, Э. Современные методы ЯМР для химических исследований [Текст]
/ Э. Дероум. Пер. с англ. – М.: Мир. - 1992. – 401 с.
3. Эмсли, Дж. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса высокого разрешения, том 1 [Текст] / Дж. Эмсли. Пер. с англ. – М: Мир. - 1968. – 630 с.
4. Хайрутдинов, Б.И. Двумерная ЯМР NOESY спектроскопия в конформационно жестких и подвижных гетероциклах среднего размера: дис. канд. ф – мат. наук [Текст] / Казань: Каз. гос. ун-т. – 2004. – 143 с.
5. Keeler, J. Understanding NMR Spectroscopy [Text] / J. Keeler. – Cambridge. – 2002. – P. 4–38.
6. Эйринг, Г. Основы химической кинетики [Текст] / Г. Эйринг. Пер. с англ. – М: Мир. - 1983. – 528 с.
7. Вашман, А. А. Ядерная магнитная релаксационная спектроскопия [Текст] / А. А. Вашман, И.С. Пронин. М.: Энергоатомиздат. – 1986. – 232 с.
8. Абрагам, А. Ядерный магнетизм [Текст] / А. Абрагам. Пер. с англ. – М.: Изд. ин. лит. - 1963. – 552 с.
9. Luz, Z. Nuclear Magnetic Resonance Study of the Protolysis of Trimethylammonium Ion in Aqueous Solution—Order of the Reaction with Respect to Solvent [Text] / Z. Luz, S. Meiboom // J. Chem. Phys. – 1963.- V. 39. – P. 366.
10. Аминова, Р.М. Основы современной квантовой химии: учебное пособие для студентов и магистрантов физ. и хим. фак. Казан. гос. ун-та. [Текст] / Р.М. Аминова. - Казань: Казан. ун – т. - 2004. - 105 с.
11. Аминова, Р.М. Поверхности потенциальной энергии молекулярных систем. Квантовохимические методы анализа ППЭ [Текст] / Р. М. Аминова. – Казань: Казан. ун – т. - 2015. – 109 с.
12. Cao, D. Pillar[n]arenes—a novel, highly promising class of macrocyclic host molecules [Text] / D. Cao, H. Meier // Asian J. Org. Chem. – 2014. – V. 3. - № 3.–P. 244-262.
13. Ogosi, T. Para-Bridged symmetrical pillar[5]arens: their Lewis acid catalyzed synthesis and host-guest property [Text] / T. Ogosi, S. Kanai, S. Fujinami, T. A. Yamagishi, Y. Nakamoto // J. Am. Chem. Soc. – 2008. – V.130. - № 15. – P. 5022– 5023.
14. Stepanova, V. B. Label-free electrochemical aptasensor for cytochrome c detection using pillar [5] arene bearing neutral red [Text] / V. B. Stepanova, D. N. Shurpik,
V. G. Evtugyn, I. I. Stoikovv, G. A. Evtugyn, Y. N. Osin, .T. Hianik // Sensor and Acuators B. Chem. -2016. – V. 225, P. 57-65.
15. Khairutdinov, B. Supramolecular complex formed by DNA oligonucleotide and thiacalix[4]arene. NMR-spectroscopy and molecular docking [Text] / B. Khairutdinov, E. Ermakova, A. Sitnitsky, I. Stoikov, Y. Zuev // J. Mol. Str. – 2014.- V. 1074, P. 126–133.
16. Shamagsumova, R.V. Acetylcholinesterase biosensor for inhibitor measurements based on glassy carbon electrode modified with carbon black and pillar[5]arene [Text] / R. V. Shamagsumova,D. N. Shurpik, P. L. Padnya, I. I. Stoikov, G. A. Evtugyn // Talanta. – 2015. – V. 144, P. 559–568.
17. Nial, J. W. Host-guest complexes of carboxylated pillar[n]arenes with drugs [Text]
/ J. W. Nial, K. A. Dikson, R. R. Kim, A. Nematollahi, R. B. Macquart, V. Kayser,
G. Yu, W. B. Church, D. J. Marsh // J. Pharm. Sci. – 2016. – V. 1.
18. Granata, G. Potential eye drop based on a calyx[4]arene nanoassembly for curcumin delirery: enhanced drug solubility, stability, and anti – inflammatory effect [Text] / G. Granata, I. Paterniti, C. Geraci, F. Cunsolo, E. Esposito // Mol. Pharm. – 2017.
19. Ogoshi, T. Pillar[5]- and pillar[6]arene – based supramolecular assemblies built by using their cavity-size-dependent host-guest interactions [Text] / T. Ogoshi, T. Yamagishi // Chem. Commun. – 2014. – V. 50. -№ 37. – P. 4776 – 4787.
20. Шурпик, Д. Н. Синтез производных пиллараренов, содержащих карбоксильные, амидные, аммониевые и аминогруппы, и их компексообразующие свойства: дис. канд. хим. наук [Текст] / Казань: Каз. фед. ун – т. - 2016. – 138 с.
21. Воловенко, Ю. М. Спектроскопия ЯМР для химиков [Текст] / Ю.М.Воловенко, В.Г.Карцев, И.В.Комаров. М.: Издано международным благотворительным фондом «Научное партнерство». - 2001. – 704 с.
22. Nathan, L. Stereochemical inversion in difunctionalised pillar[5]arenes [Text] / L. Nathan, T. Severin, J. Stoddart // Supramol Chem. – 2013. – Vol. 25, Nos. 9-11, 596 – 60.
23. MOPAC: [Электронный ресурс] / J. Stewart // Colorado Springs – 2016. – URL: http://OpenMOPAC.net. (Дата обращения: 16.02.2018).

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.