受空间位阻限制的酰胺旋转产生多重构象.doc

【文章概述】 这篇文章探讨了受空间位阻限制的酰胺旋转如何导致分子产生多重构象。酰胺旋转是指酰胺中C-N键的自由旋转，但这个过程在某些情况下受到空间位阻的影响，使得分子不能自由旋转，从而形成不同的构象异构体。这种现象在N，N-二苄基-邻甲苯甲酰胺（o-DBET）中尤为明显，特别是在低温环境下。o-DBET分子会以具有不同核磁共振（NMR）谱学特征的构象异构体子群的形式存在。 【关键知识点】 1. **酰胺键的性质**：酰胺的C-N键具有部分双键特性，这源于氮原子上的孤电子对与羰基π键之间的共振相互作用。这部分双键性质影响了酰胺键的旋转能垒。 2. **动态核磁共振（DNMR）**：DNMR是一种用于研究分子内部动态行为的技术，特别是研究酰胺键的旋转能垒，这些能垒反映了酰胺键的双键特性。 3. **空间位阻**：分子中的大取代基，如文中提到的苄基，可以限制酰胺键的旋转，产生额外的能垒。例如，在N，N-二乙基邻甲苯甲酰胺（o-DEET）中，甲基和N-乙基之间的空间效应影响酰胺键的旋转动力学。 4. **构象异构体**：在o-DBET中，由于两个邻位的芳香基甲基和两个相邻芳香基的相对位置，导致分子几何上的约束，形成了两种独立的构象状态。这种现象在低温下尤为显著，可以通过二维交换谱（EXSY）进行验证。 5. **热力学参数**：通过变温核磁共振实验，可以估算构象转换的热力学参数，例如焓和熵的变化。 6. **分子力学计算**：为了更深入理解o-DBET与m-DBET和p-DBET相比，其构象能谱的复杂性，使用分子力学计算方法进行了分析。 7. **合成方法**：文章还简述了o-DBET的合成步骤，包括邻甲苯甲酸与亚硫酰氯反应，然后与二苄胺进行缩合，最后经过一系列的洗涤和干燥步骤得到产物。 【总结】 这篇文章揭示了空间位阻如何在特定的酰胺化合物中诱导并维持多重构象，这对于理解和设计药物分子、生物大分子以及有机材料的结构与功能关系具有重要意义。通过对o-DBET的研究，我们可以更深入地理解分子构象变化的动态过程，这对药物设计、催化剂设计以及新型功能材料的研发具有实际应用价值。