Автореферат (1145464), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Стероидыэтого ряда имеют “цис-цис” сочленениеколец В/С и С/D и, следовательно, могутсуществовать в виде двух илинескольких конформеров. Например,они могут отличаться между собойпространственнойориентациейметильной группы в положении 7α и/илистроением кольца С, которое можетиметь кресловидную конформацию с аксиальным положением протонов 11β и 12αили существовать в виде ванны, в которой аксиальными оказываются протоны 11α и12β. Поэтому в задачу их исследования входило также определение наиболеепредпочтительной конформации стероидов (22) и (23) в растворе, а такжеэкспериментальное обнаружение их конформационных превращений.Для спектра ЯМР 1Н стероида (22) характерно перекрывание в области 1.8 – 2.3м.д.
сигналов семи алифатических протонов. При этом в наиболее сложном дляидентификации и анализа положении оказываются сигналы скалярновзаимодействующих протонов кольца D: 14β, 15β, 16α и 16β. Поэтому основныедоказательства пространственного строения стероида (22) были получены наосновании скалярных и пространственных взаимодействий с участием протоновкольца С, сигналы которых не перекрываются между собой и дают возможность дляих корректного анализа.Одним из наиболее важных аргументов для определения принадлежности стероида(22) к 9β,14β-аналогам стероидных эстрогенов и для доказательства егопространственного строения является обнаружение дальних “W”-типа скалярныхвзаимодействий между тремя протонами 9β, 12β и 14β (4J9β-12β = 1.1 Гц, 4J9β-14β =1.2 Гц.
4J14β-12β = 1.1 Гц), поскольку они могут реализоваться только при одинаковой βориентации этих протонов и их экваториальном положении в кольце С, котороенаходится в конформации “кресло”. Следует дополнительно указать на наличиехарактерного скалярного взаимодействия между протонами 9β и 1. Достаточнобольшая величина дальней константы 4J1-9β = 1.36 Гц свидетельствует о почтиортогональной ориентации связи С9-Н9β относительно плоскости ароматического27кольца А стероида (22), что подтверждается расчетным (ММ+) значением 88° дляторсионного угла Н9β-С9-С10-С1.Экспериментальные значения вицинальных констант и торсионных углов былисопоставлены с соответствующими им расчетными значениями, полученнымиметодами ММ+ и аb initio (Рис.
20-а). Высокий уровень соответствияэкспериментальных и расчетных значений вицинальных констант и торсионныхуглов свидетельствует о том, что стероид (22) существует в растворе в конформации,показанной на рисунке 20-б. Это заключение полностью соответствует независимымданным, полученным с помощью анализа межпротонных пространственныхвзаимодействий (ЯЭО). Обнаруженные пространственные взаимодействия показаныдвойными стрелками на молекуле стероида (22).Рис. 20.а) ‒ Корреляции экспериментальных (ЯМР) и расчетных (ММ+, аb initio)торсионных углов θH-H и вицинальных констант 3JH-H для 9β,14β-аналога эстрогенов (22). б) ‒расчетная (ММ+) конформация этого стероида, на которой двойными стрелками указаныпространственные взаимодействия, обнаруженные в спектре NOESY.Среди них следует отметить взаимодействия протона 1 не только протонами 11α и9β, но также с протоном 12α, находящимся в этой конформации на расстоянии 2.94 Å,которое оказывается несколько меньше расстояния r1-9β = 3.12 Å.
Соотношениеинтегральных интенсивностей кросс-пиков 1/9β и 1/12α, равное 1:1.4 и практическисовпадающее с их расчетным соотношением (1:1.43), указывает на полноесоответствие между экспериментальными и расчетными значениями расстояний r1-9βи r1-12α. Используя расстояния r1-9β в качестве эталонного и учитывая соотношениекросс-пиков 1/9β и 1/11α, равное 1:12.4, было определено расстояниеr1-12α = 3.05 Å, которое хорошо соответствует его расчетному значению 2.94 Å.Для доказательства пространственного строения стероида (22) не менее важнымявляется наличие примерно одинаковых по интенсивности кросс-пиков 7β/8β, 7β/9β и9β/8β, которые свидетельствуют о том, что протоны 7β и 9β в этом стероидепространственно сближены между собой и, следовательно, являются аксиальными вкольце В, а протон 8β, соответственно, занимает в этом кольце экваториальноеположение.
Эти данные свидетельствуют об экваториальной ориентации метильнойгруппы при атоме С7.Таким образом, все полученные результаты свидетельствуют о том, что 9β,14βаналог эстрогенов (22) существует в растворе в одной конформации (Рис. 20-б).Аналогичный вывод об отсутствии конформационного равновесия был сделан и вотношении 6-окса-D-гомо-9β,14β-аналога (23).283.5.
8α,14β-Аналоги эстрогеновИсследование пространственного строения и внутримолекулярной динамики8α,14β-аналогов эстрогенов было проведено на примере соединений (24) и (25). Этистероиды отличаются структуройкольца В и размером кольца D, аобъединяющей их особенностьюявляется одинаковое цис-циссочленение колец В/C и С/D, атакженаличиеметильногозаместителя в положении 7α.Очевиднымследствиемэтихособенностей оказалось существование соединений (24) и (25) в растворе в видедвухпозиционного конформационного равновесия (А)(В), а структурныеразличия, как выяснилось в процессе спектрального изучения, определяютпространственное строение доминирующей конформации и различие кинетическиххарактеристик обменного процесса.Это различие оказалось определяющим при выборе способа доказательствасуществования динамического равновесия в исследованных 8α,14β-аналогахэстрогенов.
Например, при изучении стероида (24) основные усилия былинаправлены на обнаружение динамического процесса в условиях быстрого в шкалевремени ЯМР обмена, который даже при температуре -50 ºС оставался вышетемпературы коалесценции (Тс), а в случае стероидов (25) температура коалесценциидля большинства пар обменивающихся протонов находилась в интервале от 10до -20 ºС и более удобным оказалось спектральное изучение строения каждого изконформеров в условиях медленного шкале времени ЯМР обмена.Результат использования прямых (ЯЭО) и скалярных (3J) взаимодействий вусловиях быстрого обмена в стероиде (24) представлен на рисунке 21-а.
С помощьюдвойных стрелок показаны наиболее характеристичные для конформеров (А) и (В)пространственные взаимодействия.Рис. 21. а) ‒ Конформационный обмен в 8α,14β-аналоге эстрогенов (24) и б) ‒ регистрациясигнала протона 17α минорного конформера (В) в спектре EXSY-NOESY при -80 ºС в СD2Cl2Анализ спектра NOESY свидетельствует о доминировании в растворе конформера(А), для которого характерна псевдоэкваториальная ориентация 7α-метильной группыи сближенность протонов 7β и 11β между собой и с протонами 13β-метильнойгруппы. Однако, в этом же спектре обнаружено взаимодействие 7α-Ме/9α (на Рис.21-а оно отмечено звездочкой ‒ “*”), которое является прямым свидетельствомприсутствия в растворе минорного конформера (В).
Это утверждение основано натом, что согласно расчетам (ММ+) в конформере (А) между протонами 7α-метильной29группы и протоном 9α расстояние превышает 5.0 Å и ЯЭО между ними долженотсутствовать, а в конформере (В) эта метильная группа и протон 9α в кольце Внаходятся в псевдоаксиальной ориентации и расстояние между ними оказываетсяменьше 3.0 Å.Оценка населенности минорного конформера (В), полученная на основанииинтегральной интенсивности кросс-пика 7α-Ме/9α, составляет около 20% и не можетпретендовать на высокую точность из-за сложности учета подвижности протонов7α-метильной группы.
Поэтому доля минорного конформера (В) была такжеопределена на основании сопоставления усредненных обменом экспериментальныхконстант <3J6α-7β>,<3J12α-11β> и <3J12α-11α> с их расчетными значениями дляконформеров (А) и (В). В результате было получено, что населенность РВ притемпературе 20 ºС составляет около 10%.Учитывая достаточно большую населенность конформера (В) стероида (24), былапредпринята попытка обнаружить его спектральные проявления при температурахниже -50 ºС в условиях медленного в шкале времени ЯМР обмена. Это было сделанос помощью спектра EXSY-NOESY в растворе СD2Cl2 при -80 ºС.
Фрагмент этогоспектра, содержащий сигнал протона 17α, показан на рисунке 21-б. Положениесигнала этого протона в минорной конформации (В) было определено по обменномукросс-пику 17α(А)/17α(В), который хорошо виден в ограниченной пунктиром областидвумерного спектра. Мультиплетность сигнала протона 17α(В) (триплет, J = 8 Гц),которая показана в верхней части рисунка 21-б, значительно отличается отмультиплетности сигнала 17α(А) (дублет, J = 5.1 Гц), которую можно наблюдать навысокочастотной компоненте сателлитного дублетного сигнала этого же протона,связанного скалярно с изотопом 13С в положении 17 доминирующего конформера (А).Сопоставление интегральных интенсивностей триплетного и дублетного сигналовдало возможность c высокой точностью оценить населенность минорногоконформера в указанных условиях: PВ = 0.85%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
