Автореферат (1145464), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Точно так же, появление кросс-пика 13-Ме/12α возможно толькодля минорного конформера (В).Аналогичным образом был исследован D-гомо-14β-аналог 1,3,5(10),8(9)-тетраена(32) и благодаря появлению дополнительных по сравнению с тетраеном (29)скалярных и пространственных взаимодействий удалось доказать существованиедвухпозиционного равновесия, связанного с одновременным изменениемконформаций колец С и D (Рис. 29).Рис. 29. а) ‒ Фрагменты спектра NOESY (τm = 0.5 с) и б) ‒ конформационное равновесиететраена (32). Пространственные взаимодействия показаны двойными стрелками, а наиболеехарактеристичные из них для минорного конформера (В) отмечены звездочками (*).Доминирующий конформер (А) может быть описан следующим образом: в кольцеВ псевдоаксиальное положение занимают протон 6β, который имеетпространственное взаимодействие с 13β-метильной группой, и 7α-метильная группа,38протоны которой взаимодействуют через пространство с экваториальным протоном15β, но не взаимодействуют с аксиальным протоном 6β.
Протон 17аα являетсяэкваториальным и кольцо D имеет конформацию “кресло” с аксиальными протонами16β и 14β. Конформация кольца С “псевдокресло” с псевдоаксиальными протонами11β и 12α. Все перечисленные и другие пространственные взаимодействия былиобнаружены в спектре NOESY и показаны двойными стрелками на рисунке 29.Присутствие в растворе минорного конформера (В) было доказано двумя разнымиспособами. Во-первых, при комнатной температуре в условиях быстрого в шкалевремени ЯМР обмена были обнаружены пространственные взаимодействия,характеристичные только для этого конформера, такие как 17аα/11α и 17аα/16α идругие. Эти взаимодействия на рисунке 29 отмечены звездочкой.
Таким образом,конформер (В) образовался в результате инверсии кольца D и одновременногопсевдовращения вокруг связи С11-С12 в кольце С, приводящего к переходу протонов11α и 12β в псевдоаксиальное положение. При этом конформация кольца В остаетсянеизменной.Также как для тетраена (29) с использованием пространственных взаимодействий1/11α и 1/11β была сделана оценка соотношения населенностей конформеров (А) и(В): РА : РВ = 65: 35. Поскольку доля минорного конформера оказалась большой, тобыл использован второй способ доказательства, который заключался в переходе кусловиям медленного обмена и обнаружении при низких температурах сигналовконформера (B).
В результате при -60 ºС был обнаружен дублет-дублетный сигналпротона 17аα конформера (В) с константами 12 и 3 Гц, что свидетельствует о егоаксиальном положении в кольце D. Температура коалесценции была в пределах-30 ‒ -40 ºС, а доля конформера (В) при -60 ºС составила 16%.4.1.3. Модифицированные аналоги эстра-1,3,5(10),8(14)-тетраеновСопоставлениепространственныхструктуртетраенов (35а) и (35б)позволилообнаружитьнебольшиеразличия в области колец А и С,связанные с присутствием в тетраене(35а) метильной группы в положении 1и ее стерическими взаимодействиями спротонами 11α и 11β. Согласно расчетам(ММ+), наиболее чувствительным ктакимвзаимодействиямявляетсяторсионный угол С1-С10-С9-С11 (Рис. 30а),которыйвтетраене(35а)увеличивается на 12.8° по отношению кРис.
30. Ньюменовские проекции по связи его значению (39.9°) в тетраене (35б).этомдолжныпроисходитьа) ‒ С9-С10 и б) – С11-С12 для тетраенов (35а) Прии (35б).небольшие изменения торсионных угловθН-Н в этановом фрагменте С11Н2-С12Н2(Рис. 30-б). Для экспериментальной регистрации конформационных различий этихтетраенов было использовано измерение константы 3J9α-11β на сигнале протона 11β иопределение торсионного угла θ9α-11β.В результате были получены следующие экспериментальные значения: 3J9α-11β(35а) =11.21 Гц и 3J9α-11β(35б) = 10.5 Гц =, которые оказались более чем на 0.7 Гц меньше их39расчетных значений: 3J9α-11β(35а) = 11.96 Гц и 3J9α-11β(35б) = 11.23 Гц.
Тем не менее, припереходе от тетраена (35б) к тетраену (35а) наблюдается практически полноесовпадение величин их экспериментальных и расчетных относительных изменений:∆3J9α-11β(эксп.) = 0.71 Гц, ∆3J9α-11β(расч.) = 0.73 Гц. При этом различие междуэкспериментальным и расчетным относительным изменением торсионных углов ∆θ9α(35а)‒ θ9α-11β(35б) составляет всего 1.0°: ∆θ9α-11β(эксп.) = (157.7° ‒ 153.1°) = 4.6°,11β = θ9α-11β∆θ9α-11β(расч.) = (163.4° ‒ 157.8°) = 5.6°. Таким образом, данные спектроскопии ЯМРдостаточно точно отражают конформационные различия тетраенов (35а) и (35б).4.2. ПентаеныВ работе были исследованы следующие модифицированные аналоги пентаенов:аналоги эстра-1,3,5(10),7,9-пентаенов ‒ эквиленины (36) ‒ (42), и два 14β-эстра1,3,5(10),8(9),15(16)-пентаена (43) и (44).4.2.1.
Эквиленины4.2.1.1. 14α-ЭквилениныРазличие заместителей в положении 17 в эквиленинах (36а) и (37а) должноприводить к небольшим различиям в пространственном строении кольца D. Этодолжно отражаться, прежде всего, на расстояниях между протоном 7 и протонами 15αи 15β. Однако, результаты расчетов методом ММ+, которые приведены на рисунке 31,свидетельствуют о том, что различие для расстояния r7-15α в эквиленинах (36а) и (37а)практически отсутствует: r7-15α(36a) = 2.411 Å, r7-15α(37a) = 2.416 Å, а расстояние r7-15β вэквиленине (37а) оказывается всего на 0.028 Å меньше, чем в эквиленине (36а).
Темне менее, эти небольшие расчетные различия были проверены с помощью измеренияотносительных интегральных интенсивностей кросс-пиков 7/15α и 7/15β в спектрахNOESY эквиленинов (36а) и (37а), фрагменты которых показаны на рисунке 31.Для эквиленина (36а) отношение объемных интегралов составляет S7-15α/S7-15β =1 : 0.53 = 1.88 ± 0.07, а для эквиленина (37а) оно оказывается заметно меньше: S715α/S7-15β = 1 : 0.63 = 1.59 ± 0.05.
Следовательно, экспериментальные данные находятсяв качественном соответствии с результатами расчетов и свидетельствуют обуменьшении расстоянии r7-15β в стероиде (37а).40Дляпереходасравненияконформаций эквиленинов (36а) и(37а) на количественный уровень вкачествеэталонногобылоиспользовано расстояние r7-15α.Тогда в приближении изотропноймодели расчета в эквиленине (36а)расстояние r7-15β(36a) = (2.68±0.02) Å,а в эквиленине (37а) – r7-15β(37a) =(2.61±0.02) Å.СравнениеполученныхРис.31.ФрагментыспектровNOESYс расчетными даннымиэквиленинов 1) ‒ (36а) и 2) ‒ (37а). Цифрами значений(36a)+= 2.641 Å, r7-15β(37a) =указаны значения относительных интенсив- (ММ : r7-15β2.613 Å) свидетельствует о том, чтоностей кросс-пиков.экспериментальноеразличиемежпротонных расстояний в рассматриваемых стероидах оказывается несколькобольше (~0.07 Å), чем предсказывают расчеты (0.028 Å).
Таким образом, полученныеданные дают основание для утверждения, что в стероидах (36а) и (37а)действительные конформационные различия в области кольца D более существенны,чем предсказывают результаты расчетного метода ММ+.4.2.1.2. D-Гомоаналоги 14α-эквилениновПри изучении D-гомоаналога (39a) были обнаружены небольшие (в пределах 0.3 0.7 Гц) отличия значений скалярных констант между вицинальными протонами вкольце С от соответствующих значений, полученных для 14α-эквиленинов (36) и (37).Эти различия в величинах констант дали основание для предположения о том, чторасширение кольца D до 6-членного приводит к небольшим конформационнымизменениям соседнего кольца С, которые отражаются на значениях вицинальныхконстант 3Jij между протонами этанового фрагмента С11Н2-С12Н2.
Для проверки этогопредположения и выяснения характера конформационных изменений был проведенанализ различий соответствующих экспериментальных торсионных углов θН-Н ивицинальных констант 3JН-Н в 14α-аналоге (36a) и D-гомоаналоге (39а) эквиленинов.Полученные результаты были сопоставлены с соответствующими даннымирасчетного метода ММ+.Рис. 32.а) ‒ Корреляция между экспериментальными и расчетными относительными3 (39a)- 3J(36a) в кольце С эквиленинов (36a) и (39a).
б) ‒изменениями констант ∆3JH-H = JЗависимость относительных интенсивностей кросс-пиков в спектре NOESY 15β/15α и 7β/15αот времени смешивания τm для эквиленина (39а). Корреляции между экспериментальными(ЯЭО) и расчетными (в) ‒ РМ3 и г) ‒ ММ+ расстояниями rH-H в эквиленине (39a).Это сопоставление свидетельствуют о том, что при переходе от 14α-эквиленина(36а) к D-гомоаналогу (39а) наблюдаемому (Рис. 32-а) уменьшению вицинальныхконстант 3J11α-12α (1), 3J11β-12β (4) и увеличению констант 3J11α-12β (2), 3J11β-12α (3)41соответствует уменьшение (примерно на 3°) всех четырех экспериментальныхторсионных углов θij, полученных с помощью карплусовской зависимости 3Jij = ƒ(θij).Для эквиленина (39а) с использованием анизотропной модели расчета былиполучены оценки 15-ти межпротонных расстояний, которые сопоставлены с даннымирасчетных методов РМ3 (Рис.
32-в) и ММ+ (Рис. 32-г). В качестве эталонного вданном случае выбрано расстояние между геминальными протонами в положении 15,радиус-вектор которого находится под углом 20 градусов к главной оси молекулы.После введения поправки на анизотропию отклонение полученных значений отрассчитанных методом ММ+ данных не превышает 5%, а при сравнении с даннымиполуэмпирического метода РМ3 для 3-х расстояний r1-11α (2), r1-11β (3) и r7-15α (7),которые отмечены цифрами на рисунке 32-в, наблюдается отклонение на 18.6, -7.4 и15.6%, соответственно. Поскольку для этих расстояний была введена поправка наанизотропию диффузии и скорости кросс-релаксации (σ) были определены сточностью не хуже ±5% (Рис. 32-б), то обнаруженные значительные расхождения сданными метода РМ3 не могут быть следствием экспериментальных ошибок.Следовательно, можно сделать заключение о более высоком качестве оптимизациигеометриимолекул методом молекулярной механики ММ+ по сравнению сполуэмпирическим методом РМ3.
Необходимо отметить, что все указанныерасхождения касаются расстояний между протонами, находящимися в разныхкольцах стероидной молекулы, и именно эти расстояния наиболее удобны дляобнаружения небольших различий в пространственном строении стероидов.4.2.1.3. 14β-Аналоги эквиленинов14β-Аналоги эквиленинов, имеющие цис-сочление колец С и D, являютсяпотенциальными лабильными молекулами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
