New materials and strategies for NMR based structural elucidation of organic molecules

基于核磁共振的有机分子结构解析的新材料和策略

基本信息

项目摘要

For many decades, NMR-based structural elucidation of organic molecules was dominated by the evaluation of chemical shifts, J-couplings and nuclear Overhauser effects (NOEs). In the last years it has been proved that the measurement of anisotropic NMR parameters such as residual dipolar couplings (RDCs) or more recently residual chemical shift anisotropies (RCSAs) can lead to accurate determination of constitution, configuration and conformation of complex and challenging molecules. The technique is based on the introduction of a weak molecular order using anisotropic system, e.g. lyotropic phases or mechanically strained polymer gels. Brazilian-German teams have long-term collaborations on following aspects of this field: (i) development of new chiral aligning media materials with improved mechanical and spectroscopical properties and compatible with a variety of solvents; (ii) Development of new pulse sequences and methodologies for more accurate extraction of anisotropic parameters; (iii) Development of new analysis and software tools for the determination of relative and absolute configuration using anisotropic NMR parameter; (iv) Application to demanding structural problems. The presented proposal will aim at strengthening their collaborations and put special effort on developing new alignment media for efficient and accurate measurement of carbon, proton, and even heteronuclei RCSAs. Furthermore, they will develop new strategies for interpreting anisotropic NMR data of highly flexible molecules. These new methods will be applied to solve structural problems of heterocyclic molecules, antimicrobial peptides, as well as novel natural products that exist only in very limited amounts.
数十年来,基于NMR的有机分子的结构阐明是由化学位移,J耦合和核过度大冲突效应(NOES)的评估所主导的。在过去的几年中,已经证明了各向异性NMR参数的测量,例如残留的偶极耦合(RDC)或最近的近期残留化学移动各向异性(RCSA)可以准确地确定构成,复杂和挑战分子的构造,构型和构象。该技术基于使用各向异性系统(例如裂变相或机械拉伤的聚合物凝胶。巴西 - 德国团队在该领域的以下方面有长期的合作:(i)开发具有改进的机械和光谱特性的新型手性媒体材料,并与各种溶剂兼容; (ii)开发新的脉冲序列和方法,以更准确地提取各向异性参数; (iii)开发使用各向异性NMR参数来确定相对配置的新分析和软件工具; (iv)应用于要求结构问题。提出的提案将旨在加强其协作,并为开发新的对齐媒体提供特殊的努力,以有效,准确地测量碳,质子甚至异核RCSA。此外,他们将制定新的策略来解释高度灵活分子的各向异性NMR数据。这些新方法将应用于解决杂环分子,抗菌肽以及仅存在非常有限量的新型天然产物的结构问题。

项目成果

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