磷酸化环糊精作为阳离子化合物的水溶性手性NMR溶剂化剂

描述了磷酸化的α-，β-和γ-环糊精作为阳离子基质的水溶性手性NMR溶剂化剂的用途。检查两组磷酸化的环糊精，一种具有2-6范围内的取代度，另一组具有6-10范围内的取代度。报道了33种水溶性阳离子底物的结果。我们还研究了添加顺磁性镧系元素离子如镨（III）和镱（III）的可能性进一步增强了NMR光谱中的对映体分化。将磷酸化环糊精的手性分化与用阴离子羧甲基化环糊精获得的先前结果进行比较。有许多例子表明磷酸化的环糊精可以观察到更大的分化。

关键词： 手性; 手性分化; 环糊精; 对映异构体; 对映体纯度; NMR

手性NMR溶剂化剂通常用于测定对映体纯度。在某些情况下，这些化合物会引起可重复的化学位移扰动，可用于绝对立体化学的分配[1-7]。由于手性溶剂化剂通过非共价相互作用与所研究的化合物缔合，因此它们易于使用并且仅涉及在NMR管中将试剂与化合物混合。

环糊精（CDs）是含有D-葡萄糖单元的环状低聚糖，代表了一类重要且通用的手性NMR溶剂化剂（图1））。最常见的代表是α-，β-和γ-CD，它们分别含有六个，七个和八个葡萄糖环。许多底物与CD形成包合复合物，并且α-，β-和γ-CD的不同尺寸允许研究不同尺寸的底物。此外，CD的6位和3位的仲羟基和6位的伯羟基可以用各种官能团衍生化。这种衍生化可用于改变CD的溶解度，结合性质和最终的CD的对映选择性。CD的空腔在一个开口处具有第二羟基，在另一个开口处具有主要的羟基，并且在次级侧的空腔的开口大于在初级侧的空腔的开口。

天然的，未衍生化的CD是水中有效的手性NMR溶剂化剂[8,9]。具有疏水部分例如芳环的水溶性底物通常通过将芳环插入CD腔中而形成包合复合物。已经在NMR应用中研究了具有全甲基化[10-12]，苄基化[13]，苯甲酰化[13,14]，氨基甲酰化[15-18]和乙酰化[19,20]羟基的中性CD 。全甲基化的CD可用于水溶剂和有机溶剂，而其他中性衍生物通常可用于有机溶剂，如氯仿-d。除了上述修饰之外，CD的羟基也可以用离子取代基衍生化。具有阴离子羧甲基[21-32]（CM-CD，图1），硫酸盐[29,30,33-35]，磺基丁醚[22-24,36,37]和硫代羧甲基[ 38]基团的CD 也被研究为手性NMR溶剂化剂。这些研究的一般发现是阴离子CD是比中性天然CD更有效的阳离子底物的手性NMR溶剂化剂。同样含有胺[39,40]，苯二甲胺[41]和三烷基铵基团的阳离子CD [42-44] 发现阴离子底物比中性天然CD更有效。

衍生化CD的重要考虑因素是羟基的取代度（DS）。当制备离子CD衍生物时，通常很难（如果不是不可能的话）衍生化所有羟基。官能化是否优先发生在伯羟基或仲羟基上可对所得衍生物的对映选择性产生显着影响。羧甲基 - 和三甲基氨基取代的CD是可商购的，但通常具有约2的低DS。先前的报道发现随机取代的离子CD具有更高的羧甲基化程度和三甲基铵基团（对于β-CD，DS = 11）[21,43] ]比DS较低的衍生物更有效。遗憾的是，具有高DS的CM-CD不可商购，并且希望在手性NMR应用中使用这些化合物的研究人员必须合成并纯化它们。

磷酸化CD衍生物（P-CD，图1）已被用作毛细管电泳中的有效对映体[45-48]。各种磷酸化的α-，β-和γ-CD可商购获得，具有从低（2-6）到高DS（6-10）的不同取代度。该报告将描述P-CD作为水溶性手性NMR溶剂化剂的利用。检查具有多种结构特征的三十三种阳离子底物，并将用P-CD获得的对映体差异与用CM-CD获得的先前结果进行比较。