Der Einsatz von computerchemischen Verfahren zur Vorhersage, Bestätigung oder Erklärung von Moleküleigenschaften hat sich zu einem Wissenschaftszweig innerhalb der Chemie entwickelt, der sowohl im universitären Umfeld als auch in der Industrie eine unverzichtbare Rolle einnimmt. So hat die in unserem Arbeitskreis in Zusammenarbeit mit Prof. J. Fleischhauer entwickelte und immer wieder erweiterte Methode zur Berechnung des Circular-Dichroismus (CD) organischer Moleküle schon in vielen Fällen die Arbeit experimentell arbeitender Naturstoffchemiker unseres Arbeitskreises und die vieler Kooperationspartner erleichtert. Im Rahmen der Strukturaufklärung wurde die Methode als effizientes Verfahren zur eindeutigen Zuordnung der absoluten Konfiguration von neuartigen chiralen Natur- und Wirkstoffen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde die zusammen mit Prof. J. Fleischhauer etablierte Molekulardynamik-Methodik (MD-Methodik) – neben der schon vorher angewandten Boltzmann-Methodik (BM-Methodik) – zur Untersuchung des Circular-Dichroismus flexibler Verbindungen eingesetzt. Begonnen wurden die Studien mit der Evaluierung des Verfahrens an besonders flexiblen Molekülen, um im Anschluß den Circular-Dichroismus von Substanzen untersuchen zu können, deren CD-Spektren auf den ersten Blick sehr ungewöhnlich erschienen oder nicht den gängigen Vorstellungen vom chiroptischen Verhalten organischer Moleküle entsprachen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen sehr deutlich, daß der Circular-Dichroismus komplexer organischer Verbindungen immer vorsichtig zu interpretieren ist. Zwar ist der einfachste Weg zur Aufklärung der Absolutkonfiguration eines Moleküls derjenige, das CD-Spektrum der unbekannten Verbindung mit dem einer bereits aufgeklärten Substanz sehr ähnlicher Konstitution zu vergleichen. Doch wie an den untersuchten Beispielen deutlich gezeigt wurde, kann trotz vermeintlich guter Übereinstimmung von CD-Spektren leicht eine falsche Zuordnung erfolgen. Einzig bei Enantiomeren oder sehr einfachen Derivaten enantiomerer Grundstruktur kann man durch den Vergleich experimenteller CD-Spektren eine sichere Aussage treffen. Sobald jedoch die CD-Spektren von Diastereomeren oder gar konstitutionell verschiedenen Substanzen verglichen werden sollen, ist immer äußerste Vorsicht geboten. / The application of computational chemistry techniques for the prediction, confirmation, or explanation of molecular properties has become an essential field of research within chemistry, equally important in industry and university. So the consistently extended approach to calculate the circular dichroism (CD) of organic molecules developed by our working group in cooperation with that of Prof. J. Fleischhauer often facilitated the experimental work of natural product chemists of our working group and that of our scientific partners. The method has been successfully applied during the structural elucidation of novel natural products and bioactive compounds to determine unequivocally their absolute configuration. During the present work the molecular dynamics methodology (MD methodology) – which was established together with Prof. J. Fleischhauer’s group – was applied in addition to the previously used Boltzmann approach (BM approach) to investigate the circular dichroism of quite flexible compounds. The studies were started by evaluating the MD method with particularly flexible molecules. Then the circular dichroism of structures with CD spectra which were very unusual at first sight or which were not in accordance with common rules of CD interpretation were investigated. The present work clearly shows that the circular dichroism of complex organic compounds has to be interpreted very carefully. It is quite comfortable to assign the absolute configuration of a molecule by comparison of its CD spectrum with that of a stereochemically already known compound, but as one can see in the present examples a misassignment of the absolute configuration can happen very easily despite an apparently good agreement. Only enantiomers or very simple derivatives with enantiomeric molecule frameworks can be elucidated unequivocally by comparison of experimental CD spectra. However, comparing CD spectra of diastereomers or even of constitutionally different compounds must be done with the required caution.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:523 |
| Date | January 2003 |
| Creators | Mühlbacher, Jörg |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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