Kemp triacid的构象

Kemp's acid是一种特殊的羧酸，它含有三个羧基与三个甲基，连接在环己烷环上，这时研究它的构象问题就显得尤为有趣了。

画一个简要的椅式结构，可以看出三个甲基位于同一侧，即要么都在平伏键上，要么都在直立键上。但是，考虑到羧基比甲基具有更小的位阻，并且更强的溶剂化还有利于它的稳定。

对于Kemp酸的一个重要研究是其NMR研究，通过调节溶液中的pD（类似于pH，但是为了做核磁采用了氘代溶剂），可以看出分子中亚甲基的化学位移发生显著改变，并且对应着Krep酸的三个pKa。

从亚甲基两个氢原子化学位移的差值可以看出，随着去质子化的进行，质子化学位移的差逐渐减小，与1，3，5-环己基三羧酸相比，可以得出结论：三羧酸的阴离子中羧基阴离子倾向于处于平伏键，而其酸式构象则是甲基处于平伏键，羧基处于直立键。（在水溶液中用Gaussian优化结构也得到了相同的结果）

利用Macromodel软件进行模拟，给出了三种能量较低的构象，包括一个三直立键构象，一个半椅式构象与一个三平伏键构象，该羧酸的阴离子中羧基处于平伏键，这也是符合实验结果的。

令人震惊的是，当Kemp酸的溶液中加入盐时，其化学位移差值也出现了巨大的变化，尤其是加入氯化镁时，这意味着镁离子的存在很有可能引起了构像的巨大改变。理论研究认为，在这个体系中出现了半椅式构象，处于直立键上的两个羧基与镁离子结合。

X射线晶体学数据显示（A），Kemp酸在晶体中存在分子间氢键（B），而不是分子内氢键。但是，这种构象并不能完全归因于分子间氢键，因为在其三甲酯中，甲氧基羰基处于稳定的直立键构象（C，D）。

附赠一段合成路线：