Автореферат (1145464), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Это было подтверждено на примерахизучения стероидов (40) и (42). На рисунке 33-а представлены доказательстваконформационного равновесия в первой из этих молекул в виде фрагмента спектраNOESY, содержащего информацию о пространственных взаимодействиях протонов 1и 7 с ближайшими к ним протонами 11α, 11β и 14β, 15α, 15β, соответственно.Рис. 33. а) ‒ Фрагмент спектра NOESY (τm = 0.5 с) эквиленина (40) и б) ‒ фрагмент этоймолекулы в равновесии между двумя формами (А) и (В), на которых в рамках указанырасчетные (ММ+) расстояния. в) ‒ Ньюменовские проекции по связи С11-С12 дляконформаций (А) и (В) эквиленина (40).Расчетные (ММ+) изменения межпротонных расстояний с участием протона 7показаны (Рис.
33-б) на фрагменте молекулы эквиленина (40), а динамическоеравновесие, связанное с изменением конформации кольца С, дано на рисунке 33-в.42При интегрировании легко обнаруживается явное несоответствие расчетнымданным для конформера (А) этой молекулы соотношения интенсивностей кросспиков 7/15α, 7/15β и 7/14β, которое составляет 1.0 : 2.8 : 4.4. Согласно данным методаММ+ расстояния r7-15α, r7-15β и r7-14β в конформации (А) равны, соответственно, 3.36,2.52 и 2.50 Å.
Следовательно соотношение объемных интегралов для указанныхкросс-пиков должно составлять 1.0 : 5.6 : 5.9. Таким образом, экспериментальноезначение интенсивности кросс-пика 7/15α оказывается завышенным в 2 раза поотношению к кросс-пику 7/15β и в 1.3 раза по отношению к кросс-пику 7/14β. В то жевремя интенсивность кросс-пика 7/15β оказывается заниженной в 1.6 раза поотношению к кросс-пику 7/14β, между которыми, согласно расчетам, должно бытьпрактически равное соотношение 1.0 : 1.05.Поскольку эти несоответствия выходят далеко за пределы возможныхэкспериментальных погрешностей измерения, то их объяснением может служитьпредположение о существовании минорного конформера (В), в котором расстояние r7(В)лишь незначительно отличается от r7-14β(А), а соотношение между расстояниями14βr7-15α и r7-15β меняется на противоположное.
Это может произойти в результатеизменения пространственного строения колец С и D и в минорном конформере (В)расчетные значения расстояний r7-15α(В) и r7-15β(В) оказываются равными 2.34 и 3.46 Å,соответственно, а расстояние r7-14β(В) = 2.57 Å. При этом должно меняться напротивоположное соотношение между расстояниями r1-11α и r1-11β: r1-11α(A) = 2.12 Å <r1-11β(A) = 2.57 Å; r1-11α(B) = 2.64 Å > r1-11β(B) = 2.05 Å.Следовательно, присутствие конформера (В) должно приводить в спектре NOESYк уменьшению различий между интенсивностями кросс-пиков 1/11α и 1/11β посравнению с их расчетным соотношением для конформера (А). Это предположениеполностью подтверждается при сравнении соотношения экспериментальныхинтенсивностей (S) указанных кросс-пиков (S1/11β : S1/11α = 1.0 : 2.3) с их расчетнымсоотношением для конформера (А), которое равно 1.0 : 3.2. Следовательно,экспериментальное соотношение интенсивностей кросс-пиков 1/11β и 1/11αоказывается в 1.4 раза меньше, чем его расчетное значение, что являетсянезависимым свидетельством конформационного обмена в эквиленине (40).Для оценки значения эффективного расстояния <r7-15α>, в качестве эталонногобыло выбрано расстояние r7-14β, которое в конформерах (А) и (В) оказываетсяпрактически одинаковым.
На основании полученного значения <r7-15α> = 3.2 Å былополучено, что населенность конформера (В) составляет около 4%.Такая же методология доказательства конформационного обмена былаиспользована при изучении D-гомо-14β-аналога (42а), в котором одновременнопроисходит инверсия кольца D и изменение конформации кольца С типа“псевдокресло”“псевдованна” (Рис.
34). В результате таких измененийпространственного строения колец С и D экваториальный в доминирующемконформере (А) протон 17аα(А) становится аксиальным в минорном конформере (В), ааксиальный протон 15α(А), который находился на расстоянии 3.63 Å от протона 7(А),превращается в экваториальный протон 15α(В) и оказывается рядом с протоном 7(В)(r(7-15α)(B) = 2.12 Å).Полученное экспериментально эффективное расстояние <r7-15α>, равное 3.08 Å,было использовано для графического определения населенности минорногоконформера (В): РВ = 7% (Рис.
34-в). Независимое доказательство конформационногообмена в виде обнаружения сигнала протона 17аα(В) в условиях медленного обменабыло получено при температуре -50 ºС в СDCl3. Населенность минорного конформера43(В) в этих условиях составляла около 1.5% , но высокая вязкость растворителя иостаточное динамическое уширение сигнала протона 17аα(В)не позволилиопределить величины скалярных констант и доказать его аксиальное положение вкольце D.Рис.
34. Фрагменты спектров а) – NOESY (τm = 0.5 c, CDCl3, 20 °С) и б) ‒ ЯМР 1Н сигналапротона 17аα (CD2Cl2, -80 °С) эквиленина (42a). в) ‒ Оценка населенностей конформеров(А) и (В) с помощью зависимости <r7-15α> = f(PА).Их значения (4.2 и 12.4 Гц) были получены в СD2Cl2 при температуре -80 ºС(Рис. 34-б) и вполне соответствуют аксиально-экваториальному и аксиальноаксиальному взаимодействию этого протона с протонами 17α(В) и 17β(В) в минорномконформере эквиленина (42а).4.2.2. 14β-Аналоги эстра-1,3,5(10),8(9),15(16)-пентаеновДоказательствомсуществованиябыстроговшкалевремениЯМРконформационного обмена (А)(В) в пентаенах (43) и (44) являются кросс-пики вспектре NOESY между сигналом протонов 13β-метильной группы и протонами 12β и12α.
Для стероида (44) расчетное соотношение интегральных интенсивностей дляконформеров (А) и (В) составляет 1.8 : 1 и6 : 1, соответственно, а экспериментальнаяоценка этого соотношения равна 2.4 : 1(Рис. 35) и соответствуетпримерноодинаковым населенностям РА и РВ.В спектре NOESY содержится такжеинформация об аксиальной ориентации7α-метильнойгруппыввидеинтенсивногокросс-пика7α-Ме/6α,сравнительно слабого кросс-пика7αМе/14β и отсутствия кросс-пика 7α-Ме/6β.Следовательно, при обмене (А)(В),связанным с изменением конформациикольца С, пространственное строениекольца В, для которого характерноРис. 35.
Ньюменовские проекции по связи аксиальное положение протона 6β и 7αгруппы,сохраняетсяС11-С12 для конформеров (А) и (В) стероида метильной(44) и фрагмент спектра NOESY (τm = 0.5 c). неизменным.44Глава 5. Конформационный ЯМР-анализ изоаналогов андрогенов5.1.
19-Нораналоги андрогеновУвеличение числа мультиплетныхсигналов в алифатической областиспектров ЯМР 1Н изученных 19нораналогов тестостерона (45) и (46) посравнению с изоаналогами эстрогеновнеприводитксущественномуусложнениюпроцедурыихидентификации. В качестве примера на рисунке 36-а представлен протонный спектрпервого из них, в котором находятся 22 мультиплетных сигнала, но только 3 из них(1β, 2β и 2α) принадлежат сильносвязанной спиновой системе типа АВХ.Рис. 36. а) ‒ Спектр ЯМР 1Н, б) ‒ фрагмент спектра COSY-DQF 19-нор-D-гомоаналога (45)и его в) ‒ пространственная структура, на которой двойными стрелками указаныобнаруженные в спектре NOESY пространственные взаимодействия (ЯЭО).
г) ‒ Корреляциямежду экспериментальными (ЯМР) и расчетными (ММ+) торсионными углами θН-Н.Характерной особенностью спектрального анализа 19-нораналога (45) являлосьактивное использование дальних скалярных взаимодействий протона 4 при 5.78 м.д. спротонами 6β, 10β и 2α, 6α для определения положения их сигналов в с помощьюсоответствующих кросс-пиков в спектре COSY-DQF (Рис. 36-б).Средиобнаруженных в спектре NOESY пространственных взаимодействий, которыепоказаны (Рис. 36-в) двойными стрелками на молекуле 19-нор-D-гомотестостерона(45), наиболее характеристичными являются взаимодействия 1β/11α и 7β/15α, междупространственно сближенными до 2.19 и 2.09 Å протонами колец А и С, В и D,соответственно.Для тестостерона (45) с высокой точностью (не хуже ±0.2 Гц) были определены 32вицинальные константы и получены значения соответствующих торсионных углов.Но лишь 20 из них, находящихся в области торсионных углов от +60 до ‒60 градусов,в которой существует высокая чувствительность карплусовской зависимости, былисопоставлены с их расчетными (ММ+) значениями (Рис.
36-г). Для такогоограниченного набора данных среднеквадратичное отклонение (sd) составило всего2.7 градуса, тогда как для полного набора из 32-х торсионных углов, включающего45аксиально-аксиальные (θ ~ 180º) и экваториально-экваториальные (θ ~ 0º) скалярныевзаимодействия, оно составляло 7.6 градуса.Доказательство существования 19-нор-8α,10α-аналога тестостерона (46) в растворев виде быстрого в шкале времени ЯМР конформационного равновесия (А)(В),связанного с изменением конформации кольца А (Рис. 37-б), было получено наосновании анализа интегральной интенсивности кросс-пика 2β/11α в спектре NOESY.По данным метода ММ+ в конформере (В) протоны 2β и 11α находятся между собойна расстоянии 4.2 Å, а в конформере (А) оказываются сближенными до 2.2 Å.Следовательно, присутствие в спектре NOESY кросс-пика 11α/2β с относительнонебольшой интенсивностью свидетельствует об усреднении во временинаблюдаемогоЯЭОиосопоставимыхнаселенностяхконформеров (А) и (В).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
