Автореферат (1145464), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Использование изотропной модели расчета приводит кзавышению практически всех ЯМР-расстояний по сравнению с данными РСА (Рис.25-а), а после введения поправки на анизотропию диффузии все данные ЯМРсовпадают (в пределах ±5%) с результатами РСА (Рис. 25-б).34Рис. 25. а) ‒ Корреляция межпротонных расстояний в тетраене (26а), полученных методомЯМР с использованием изотропной модели расчёта, с данными РСА, б) ‒ с использованиеманизотропной модели расчета (D║/D┴ = 6.8) и в) ‒ корреляция экспериментальныхвицинальных констант с рассчитанными значениями на основе данных РСА.Менее убедительно выглядит корреляция для вицинальных констант (Рис.
25в), нодостаточно большой разброс точек (sd = 1.0 Гц) обусловлен, по-видимому,некорректным выбором параметров карплусовской зависимости для расчетавицинальных констант с участием протонов, находящихся в пятичленном кольце D,и/или слабой зависимостью 3JH-H = f(θH-H) в области торсионных углов около 0, 90 и180 градусов. Поэтому в данном случае более приемлемым подходом являетсяиспользование сопоставления не абсолютных, а относительных экспериментальных ирасчетных констант или торсионныхуглов. Пример использования этогоспособа сравнения для изученияособенностейпространственногостроения тетраенов (27а) и (27б),которыеотличаютсяпространственной(αилиβ)ориентацией метильной группы вположении 7, показан на рисунке 26.В его верхней части (а) даныфрагменты этих молекул и указаныуглы наклона связей С9-С8 и С9-С11 кплоскости ароматического кольца А,Рис.
26. Ньюменовские проекции по связи а) ‒совпадающейс пунктирной линией,9101112С -С и б) – С -С для эстратетраенов (27а) и+(27б). Стрелками показаны торсионные углы и расчетные (ММ ) межпротонныеС1-С10-С9-С11, С5-С10-С9-С8 и θ11α-12α, θ11β-12β, расстояния r1-11α и r1-11β. На рисунке26-бпоказаныньюменовскиеθ11α-12β и межпротонные расстояния r1-11α, r1-11β,.проекции по связи С11-С12 иприведены расчетные значения трех торсионных углов, которые отражают небольшоеизменение пространственного строения кольца С при переходе от тетраена (27а) ктетраену (27б). Таким образом, получить экспериментальное подтверждениеконформационных особенностей сравниваемых тетраенов можно, измеривмежпротонные расстояния r1-11α и r1-11β и вицинальные константы 3J11α-12α, 3J11β-12β и3J11α-12β для тетраенов (27а) и (27б) и сопоставив между собой величиныэкспериментальных и расчетных различий этих характеристик: ∆r = r(27б) – r(27а), ∆3J =3 (27б)J‒ 3J(27a) и ∆θ = θ(27б) ‒ θ(27a).
Поскольку в стероиде (27а) r1-11β > r1-11α, а в стероиде(27б) наблюдается обратное соотношение r1-11β < r1-11α, то для межпротонных35расстояний r1-11β и r1-11α такое сопоставление удобнее сделать в виде сравненияотношений этих расстояний:эстратетраен (27а):(r1-11β/r1-11α)(ЯМР) = 1.12,(r1-11β/r1-11α)(ММ+) = 1.089;(ЯМР)эстратетраен (27б):(r1-11β/r1-11α)= 0.96,(r1-11β/r1-11α)(ММ+) = 0.99.Аналогичным образом было получено:11α-12α11β-12β11α-12β∆3J(эксп.) = -0.6 Гц,= -0.7 Гц,= 0.8 Гц;∆3J(расч.) = -0.64 Гц,= -0.63 Гц,= 0.26 Гц;∆θ(эксп.) = - 2.8º,= - 3.3º,= - 8.0º;∆θ(расч.) = -3.1º,= - 3.1º,= - 3.0º.Таким образом, наблюдается не только качественное, но и хорошееколичественное соответствие сравниваемых относительных величин ∆3J и ∆θ.Исключением являются только скалярное взаимодействие и торсионный уголмежду протонами 11α и 11β.
Это вполне ожидаемое несоответствие связано схарактером карплусовской зависимости в области изменения торсионных угловвблизи 90 или 270 градусов. Следовательно, измерения вицинальных константмежду аксиальным и экваториальными протонами всегда будут давать болееточный результат, чем измерения между двумя экваториальными или двумяаксиальными протонами.4.1.2. D-Гомо-В-нор -, D-гомо- и 14β-аналоги эстра-1,3,5(10),8(9)-тетраеновСоотношение расстояний r1-11α и r1-11β было использовано для доказательствасуществования D-гомоаналога эстра-1,3,5(10),8(9)-тетраена (31) в растворе в видеконформационного равновесия (А)(В) и установления строения кольца В вдоминирующей (А) и минорной (В) формах (Рис.
27-а).Рис. 27.а) – Конформеры (А) и (В) тетраена (31), на которых двойными стрелкамипоказаны расстояния между протоном 1 и протонами 11α и 11β, а цифрами указаны ихрасчетные (ММ+) значения в Å. б) – фрагмент спектра NOESY (τm = 0.8 с) этого тетраена, накотором прямоугольными рамками обведены кросс-пики 1/11α и 1/11β, а цифрами указаныих относительные интегральные интенсивности.
в) – график расчетной зависимости (r1-11α/r1611β) = ƒ(PB) и г) – экспериментальной зависимости Sji/Sii от времени смешивания τm.36Все попытки использовать для этой цели вицинальные константы междупротонами кольца В из-за крайне неблагоприятного спектрального представленияфрагмента С6Н2-С7Н2 оказались безуспешными. Поэтому был проведен анализуказанных экспериментальных и расчетныхрасстояний и сделана оценканаселенностейконформеровнаоснованиисоотношенияинтегральныхинтенсивностей наблюдаемых в спектре NOESY кросс-пиков <S1-11β>/<S1-11α>,которое составило 1.2 : 1(Рис.
27-б) и не соответствовало ни одному из конформеров.Для этого методом ММ+ была оптимизирована геометрия конформеров (А) и (В),определены значения расстояний в каждом из них (указаны на рис. 27-а) и построеназависимость (<r1-11α>/<r1-11β>)6 = f(PB), которая показана на рисунке 27-в.Для повышения точности определения населенности минорного конформера PBотношение интегральных интенсивностей кросс-пиков было заменено на отношениескоростей кросс-релаксации и для каждого из кросс-пиков была построеназависимость Sij/Sii = f(τm), которая представлена на рисунке 27-г.
Скорости кроссрелаксации для пар 1-11α и 1-11β оказались равными: σ1-11β = 8.0±0.2 с-1 и σ1-11α =6.4±0.2 с-1, а их точное отношение составило 1.25±0.07. Это значение позволило сточностью ±2% определить населенность минорного конформера: РВ = 18%.Быстрое в шкале времени ЯМР двухпозиционное конформационное равновесие (А)(В), связанное изменением строения кольца С (“псевдокресло”“псевдованна”), было зарегистрировано при исследовании 14β-аналога эстра1,3,5(10),8(9)-тетраена (29). Отсутствие пространственного взаимодействия междупротоном 7β и протонами 13β-метильной группы свидетельствует о том, что этотпротон независимо от конформации занимает в кольце В псевдоэкваториальноеположение, а 7α-метильная группа является, соответственно, псевдоаксиальной.
Нарисунке 28-а представлен фрагмент алифатической области спектра NOESY тетраена(29), на котором указаны кросс-пики, наиболее важные для определения характераконформационных превращений и установления пространственного строения нетолько преимущественной конформации этого тетраена, но и его минорной формы(Рис. 28-б).Рис. 28. а) – Фрагмент спектра NOESY тетраена (29) и б) ‒ конформационное равновесие суказанием расстояния r(16α-7α-Ме) и константы 3J11α-12β на сигналах протонов 11α и 11β.Для доказательства конформационного обмена и оценки населенностейконформеров необходимо количественно оценить относительную интенсивностьвзаимодействий 1/11α и 1/11β.
Экспериментальное отношение интегральныхинтенсивностей соответствующих кросс-пиков составляет 5.3 : 1 и оно оказывается в1.34 раза меньше, чем их расчетное соотношение 7.1 : 1, которое было получено наоснове расчетных (ММ+) расстояний для доминирующего конформера (А): r1-11α(А) =2.12 Å и r1-11β(А) = 2.94 Å. Такое существенное различие экспериментальных и37расчетных данных дает возможность утверждать, что конформационный обменсуществует и населенность минорного конформера (В) достаточно велика.Поскольку в этом конформере согласно расчетам характерно обратное соотношениемежпротонных расстояний: r1-11α(В) = 2.68 Å > r1-11β(В) = 2.33 Å, то полученноеэкспериментальноесоотношение интенсивностей кросс-пиков 1/11α и 1/11βсоответствует присутствию 20.5 % конформера (В), для которого расчетноесоотношение этих интенсивностей составляет 0.43 : 1.Среди других доказательств конформационного обмена тетраена (29) следуетотметить уменьшение на 0.3 Гц константы 3J11α-12β при понижении температуры с 15до -30 ºС (Рис.
28-б, слева) и увеличение дальней константы 4J14β-12β с 1.04 до 1.11 Гцпри понижении температуры с 25 до 15 ºС (Рис. 28-б, справа). Кроме того,присутствие в спектре NOESY (Рис. 28-а) кросс-пика 7α-Ме/16α (отмечен звездочкой‒ *) может быть объяснено только существованием конформера (В), в которомрасстояние между протонами 7α-метильной группы и протоном 16α составляет около2.9 Å, тогда как в доминирующем конформере (А) оно, согласно расчетам (ММ+),превышает 4.5 Å.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
