2-氟环己酮结构修饰的构象影响

2-卤代酮是结合材料和生物活性化合物的物理，化学和生物特征的结构单元，而有机氟在性能有机分子的设计中起着重要作用。由于这些特征取决于分子的三维化学结构，因此简单的结构修饰可影响其构象稳定性，并因此影响相应的感兴趣的物理化学/生物学性质。在这项工作中，理论上研究了2-氟环己酮的结构变化，目的是寻找引起轴向或赤道构象异构体构象平衡的分子内相互作用。评估的相互作用是氢键，超共轭，静电和空间效应。虽然是高斯效应，由于超共轭相互作用，似乎不会引起对有机氟杂环的轴向构象的某些偏好，更经典的效果确实决定了化合物的构象平衡。还计算了光谱参数（NMR化学位移和偶合常数），其可用于确定立体化学和在一系列2-氟环己酮衍生物中起作用的相互作用。

关键词： 经典效应; 构象分析; 2- fluorocyclohexanone; 超共轭

有机氟化合物在材料，制药和农业科学中特别受关注，因为C-F键是有机化学中最极性的键，可用于表现有机分子[1]。有机氟化合物中的氟取代基影响构象性质，因为它可以诱导立体电子效应，例如在反平行取向的C-H键的情况下σC -H与σ* C-F超共轭相互作用。这是所谓的“gauche效应”的起源，因为电负性C-X键不参与这种超共轭相互作用，因此经常让位于C-H键占据相对于C-F键的反平面取向[2-6]。在部分负氟与正氮相互作用的情况下，例如在3-氟哌啶鎓阳离子[7-13]中，也引入了静电氟化物效应。

羰基还在酮和醛的构象异构中起决定性作用[14-17]。这里，α-羰基取代基可以通过与羰基氧的偶极相互作用或通过涉及良好电子受体π* C = O轨道的电子离域（超共轭）与C = O键相互作用。例如，气相中的2-氟环己酮主要以轴向构象存在，但赤道形式在溶液中更稳定[18]。在先前的研究[19] ，引入在2- fluorocyclohexanone桥环氧，得到3-氟二氢2 ħ -2H-吡喃-4-（3 ħ） - 由于具有内环氧的前瞻性配位，预期有利于氟取代基的轴向取向，从而产生氟絮凝效应，但由于σC -H2 →π* 的优势，因此没有出现这种情况。C = O在赤道构象异构体中的相互作用。通过简单的结构修饰的构象诱导可以在反应的立体选择性（动力学依赖于过渡态的构象）或在配体评估中对酶结合位点起重要作用。因此，在3-氟二氢2更换内环氧ħ -2H-吡喃-4-（3 ħ） - 以及羰基氧与其他基团一起，可以使得到的分子的构象平衡朝向赤道或轴向构象异构体移动。轴向构象异构体提供了氟原子与桥环基团之间形成笨拙布置，而从电子供体，如σ电子离域CH轨道到邻位π*轨道，以及在空间中的氟取代基和不饱和键之间的相互作用，也会影响构象平衡。

可以使用NMR参数获得待研究化合物的构象平衡和其他化学/物理信息。例如，通过2-溴环己酮中的羰基的长程4J H，H偶合常数给出了耦合机理的见解，并且是该系统中超共轭的实验证据[20]。此外，1 J C，F偶合常数是氟类Perlin样效应或其反向类似物的表现，可以提供有机氟杂环化合物的立体化学信息[21-24]。

因此，这项计算研究具有多重目标，即探索其他基团取代4位羰基氧和亚甲基的效果，以诱导构象变化（相对于氟取向），以及评估控制构象平衡的相互作用，并获得所研究化合物的光谱（NMR）行为的见解（图1）。