Введение к работе
Актуальность темы. Конформационный анализ циклических молекул является важной областью стереохимии. С помощью различных экспериментальных и расчетных методов для многих тысяч органических молекул получены данные о расположении атомов в пространстве. Такие названия для конформаций циклов, как кресло, ванна, твист-ванна, конверт и т. д., являются давно устоявшимися понятиями. Однако на основе только координат атомов или трехмерного изображения молекулы часто бывает трудно (особенно для несимметричных конформаций) корректно охарактеризовать форму циклической молекулы и однозначно определить тип конформаций. В то же время существует ряд методов, позволяющих однозначно описать форму цикла любого размера на основе вычисляемых из декартовых координат атомов параметров складчатости. Эти методы получили достаточно широкое применение при описании конформаций циклов малого размера. Однако исследование конформаций циклов среднего и большого размера связано с определенными трудностями и практически не проводилось. Применение параметров складчатости для систематического описания конформаций циклов среднего размера, таких как девяти- и десятичленные циклы, а также для анализа краун-эфиров, является весьма актуальной задачей.
Цель работы - разработка методологии и программного обеспечения для количественного описания конформаций циклических молекул на основе параметров складчатости, теоретический анализ спектра возможных конформаций 9- и 10-членных циклов и краун-эфиров серий 12-краун-4, 15-краун-5 и 18-краун-6, а также поиск закономерностей в конформационном поведении соединений данных классов.
Научная понизна. Разработана оригинальная методология автоматического определения типа анализируемой конформаций цикла с использованием параметров складчатости; предложен метод описания формы макроцикла в краун-эфирах с использованием параметров складчатости псевдоцикла, состоящего из атомов кислорода или других гетероатомов, что упрощает интерпретацию количественных характеристик и позволяет выявить закономерности при исследовании конформаций краун-эфиров; впервые проведен
систематический анализ конформаций большого числа 9-, 10-членных циклов и краун-эфиров с помощью параметров складчатости и найден ряд закономерностей.
Практическая значимость. Разработана компьютерная программа RICON (Ring CONformations), позволяющая проводить качественный и количественный анализ конформаций циклов малого и среднего размера в органических молекулах, предложена новая методология для систематического описания конформаций 9-, 10-членных циклов и краун-эфиров, найден ряд зависимостей между структурой и конформацией для соединений данных классов.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на 8 конференции ИЮПАК по органическому синтезу (Хельсинки, 1990 г.), на XI семинаре по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Пущино, 1993), на международном симпозиуме по физической органической химии (университет Кюсю, 1995). Компьютерная программа RICON применяется в ряде НИИ и университетов России, США, Италии, Голландии, Финляндии и др. стран.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и приложения. Материал иллюстрирован 9 таблицами и 31 рисунком. Список литературы включает 265 наименований.