Спин-спин в ПМР 4-карбомоилпиридин-3-карбоксамида

[4ehov11]

Добрый день. Получили соединение предположили на основании комплекса данных ИК, 1Н, 13С ЯМР, HMBC, масс структуру 3-карбомоил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-4-карбоновой кислоты (2). Интересный факт: на ПМР сигналы протонов карбоксамидной группы прявляются в виде дуплетов (появляется константа спин-спинового взаимодейсвия), тогда как у исходных карбоксамидов (1) такого не наблюдается.
Мы предполагаем, что это связано со значительным вкладом резонансной структуры 2* (на схеме).
Какие идеи есть по-поводу этого?
Спектры ПМР прилагаю.

[Cherep]

резонансной структуры 2*

она не резонансная, а таутомерная
потомучто атом (протон) поменял место расположения

А гипотеза скорее всего верная. Я бы просто нарисовал структуру с водородной связью протона карбоксильной группы на кислород амидной

[Maloy]

дублетов

[amge]

на ПМР сигналы протонов карбоксамидной группы прявляются в виде дуплетов (появляется константа спин-спинового взаимодейсвия), тогда как у исходных карбоксамидов (1) такого не наблюдается.
Мы предполагаем, что это связано со значительным вкладом резонансной структуры 2* (на схеме).
Какие идеи есть по-поводу этого?

Вы полагаете, что это проявляется дальняя константа H-N-C-O-H (в 2*) или геминальная H-N-H? Вроде, больше похоже на то, что вторая.

[SkydiVAR]

Я бы скорее ротамеры предположил.

[Serty]

Я бы скорее ротамеры предположил.

+1
Не очень то верится, что такие константы можно наблюдать. Попробуйте сделать эфир по кислоте, и если там тоже будет двоится, тогда наверняка ротамеры.

[4ehov11]

Вы полагаете, что это проявляется дальняя константа H-N-C-O-H (в 2*) или геминальная H-N-H? Вроде, больше похоже на то, что вторая.

скорее всего дальняя константа H-N-C-O-H (в 2*)

[Tasha]

Вы полагаете, что это проявляется дальняя константа H-N-C-O-H (в 2*) или геминальная H-N-H? Вроде, больше похоже на то, что вторая.

скорее всего дальняя H-N-C-O-H (в 2*)

Нужно значение КССВ знать, чтобы спекулировать на тему ее происхождения, имхо.
Относительно Вашего предположения, если это так как Вы предполагаете, то КССВ должны быть разными для двух разных протонов: цис- и транс-константы разные.

[amge]

Ротамеры, в принципе, не противоречат спектрам. Но тогда нужно предположить, что
1. их соотношение случайно оказалось ровно 1:1,
2. все из хим. сдвиги за исключением амидных NH случайно совпали,
3. амидные NH опять же случайно легли так, что их можно спутать с константами.
ИМХО, слишком много случайностей.

Я бы предложил сначала повторить ЯМР. Либо COSY, либо надавить на один из амидных протонов (и затем на ОН на всякий случай).

[4ehov11]

Я бы предложил сначала повторить ЯМР.

на весь ряд радикалов (5 соединений) есть константа 3.8-4.1 и одинакова для обоих протонов в любом из 5ти соединений

[amge]

скорее всего дальняя H-N-C-O-H (в 2*)

Ну не знаю... На нее я бы подумал в последнюю очередь. Во-первых, тогда ОН был бы узким триплетом, а он широкий, явно из-за обмена, а обмен в первую очередь гробит ССВ. Во-вторых, величина константы на NH (4 Гц) сильно велика для ⁵J.

[amge]

Относительно Вашего предположения, если это так как Вы предполагаете, то КССВ должны быть разными для двух разных протонов: цис- и транс-константы разные.

Скорее всего да, должны быть разными. В оправдание ТС хочу сказать, что там не цис- и транс-константы, а через 4 связи. А для дальних констант фиг знает какие закономерности. Но в любом случае 4 Гц кажется многовато.

[wait]

Товарищ amge зрит в корень . Только таутомер, наверное, правильно нарисовать другой.

[4ehov11]

скорее всего дальняя H-N-C-O-H (в 2*)

Ну не знаю... На нее я бы подумал в последнюю очередь. Во-первых, тогда ОН был бы узким триплетом, а он широкий, явно из-за обмена, а обмен в первую очередь гробит ССВ. Во-вторых, величина константы на NH (4 Гц) сильно велика для ⁵J.

Вы правы, тоже на ближнюю думаем, константа более подходит

[amge]

Я бы предложил сначала повторить ЯМР.

на весь ряд радикалов (5 соединений) есть константа 3.8-4.1 и одинакова для обоих протонов в любом из 5ти соединений

Вы не дочитали фразу . Не просто повторить, а надавить на один из амидных протонов. Если при этом константа на другом исчезнет, то они щепятся друг на друге. Если не исчезнет, то надавить на ОН. В случае реализации дальней константы должно исчезнуть расщепление на обоих NH. COSY даст ответ за один ЯМР-эксперимент. Ну и, наконец, если ССВ там не обнаружится - тогда кроме ротамеров ничего в голову не приходит.

[Serty]

Да пожалуй согласен с amge, что для ротамеров слишком много совпадений в остальных сигналах Можно проверить просто погрев образец...
Показал нашему ЯМР-щику - он говорит, что встречал такое, и считает это геминальной константой. Мне лично идея с нарисованным таутомером не нравится из-за расстояния между карбоксилом и карбоксамидом - там получается семичленное кольцо, что бывает редко. И 2 орто-заместителя такому тоже не будут способствовать. Если же это геминальная константа, то возникает вопрос почему ее нет у нитрила? Может стоит рассмотреть и пиридинольные таутомеры? Не существуют ли нитрил и кислота в разных формах?

[Maloy]

а что за сигналы, которые крестами помечены?

[amge]

Если же это геминальная константа, то возникает вопрос почему ее нет у нитрила?

У меня тоже возникал этот вопрос. И да, смущает. На ум приходят два объяснения.
1. Амидная NH₂ в какой-то мере аналогична =СН₂. А с метиленовыми протонами - в одном соединении есть между ними константа, а в другом, вроде совсем близком, выходят синглетами - непонятно, от чего зависит. Может, и с амидными та же история.
2. Тупо обмен из-за вращения вокруг связи C-NH₂. Как раз где-то в районе комн. т-ры в амидах и бывает. Т.е. легко представить, что у нитрила скорость обмена такова, что уже маскирует ССВ между амидными протонами, но еще не усредняет их (кстати, 4ehov11, гляньте, пожалуйста, не уширены ли соотв. сигналы, а то на картинке не разберешь). А при замене нитрила карбоксилом образуются дополнительные водородные связи (или даже таутомеры с C=NH₂⁺), и вращение затормаживается.

PS У себя же нашел иллюстрацию к п. 1.

2.png

В протонированном формамиде константа H_B-N-H_C близка к нулю, а если заменить OH на OTf, то 3 Гц

PPS И к п. 2: в спектре нитрила гораздо больше воды. Так что обмен м.б. и с ней.

[4ehov11]

Вы не дочитали фразу . Не просто повторить, а надавить на один из амидных протонов. Если при этом константа на другом исчезнет, то они щепятся друг на друге. Если не исчезнет, то надавить на ОН. В случае реализации дальней константы должно исчезнуть расщепление на обоих NH. COSY даст ответ за один ЯМР-эксперимент. Ну и, наконец, если ССВ там не обнаружится - тогда кроме ротамеров ничего в голову не приходит.

На той неделе снимем COSY, посмотрим что получится. Отпишусь по результатам.
Спасибо большое за дельные советы!

[4ehov11]

кстати, 4ehov11, гляньте, пожалуйста, не уширены ли соотв. сигналы, а то на картинке не разберешь

тот, который на 9 немного уширен: меньше, чем на 13, но больше, чем на 7,7