Диссертация (1145465), страница 18
Текст из файла (страница 18)
В случае второй пары расстояний r7α-15α и r7α-15β на точностьих определения может влиять сильная скалярная связь между геминальными протонами приС15. Так, например, для стероида (3б) величина ∆δ15α-15β = 0.11 м.д., а 2J15α-15β = -13 Гц ипараметр сильносвязанности составляет J/∆δ = 13/0.11∙300 = 0.4.Замена карбонильной группы при атоме С17а в стероидах (3) на 17аβ-ацетоксигруппу в 6окса-D-гомо-8α-аналогах эстрогенов (4), также как при переходе от стероидов (1) к (2),сопровождается в спектре ЯМР 1Н перераспределением положений сигналов протонов,ближайших к углеродному атому С17а. Наиболее сильный эффект наблюдается на протонахпри С17, для которых происходит увеличение экранирования, а также изменениемультиплетной структуры их сигналов за счет появления дополнительного скалярноговзаимодействия с протоном 17аα, сигнал которого находится в области 4.5 м.д. и имеетхарактерную для аксиальной ориентации дублет-дублетную структуру (3J17aα-17β = 11.1 Гц,3J17aα-17α = 4.4 Гц).
Следовательно, положение в спектре экваториального 17α и аксиального17β протонов могут быть установлены на основании соответствующих кросс-пиков 17аα/17α и17аα/17β в спектре DQF-COSY стероидов (4) и анализа их мультиплетной структуры.В качестве примера на рисунке 2-24 показан F1-разрез сигнала протона 17аα при 4.51м.д. в спектре DQF-COSY стероида (4в), который позволяет легко определить химические82сдвиги экваториального (1.74 м.д.) и аксиального (1.54 м.д.) протонов при атоме С17, имеющихв F1-разрезе структуру противофазных дублетов с активными константами 4.4 и 11.1 Гц,соответственно.Рис.
2-24.F1-разрез спектра DQF-COSY стероида (4в) при 4.51 м.д.Результаты идентификации сигналов в алифатической области спектра ЯМР1Нстероидов (4) показаны на рисунке 2-25, а значения химических сдвигов приведены в таблицеП2-5 (см. приложение П2).Рис. 2-25. Алифатическая область спектров ЯМР 1Н стероидов (4a) – (4в). С помощью линийпоказаны изменения положений сигналов протонов 9α, 8α, 16β, 11α и 12α.В узкой области протонного спектра 1.3 – 1.9 м.д. находятся 7 из 8-ми сигналов протоновкольца D (14α, 15α, 15β, 16α, 16β, 17α и 17β), входящих в состав одной спиновой системы, атакже 3 сигнала взаимодействующих между собой протонов кольца С: 11α, 11β и 12β.Поэтому при отнесении сигналов в спектрах ЯМР 1Н стероидов (4) наиболее полезными былиданные, полученные из спектров HSQC без развязки от ядер углерода-13, которые совместно с83результатами интерпретации других корреляционных спектров (DQF-COSY, J-COSY иNOESY) позволили для каждого из рассматриваемых стероидов сделать полное отнесениевсех сигналов.Сильносвязанность протонов кольца D в стероидах (4) приводит к заметномуусложнениюпроцедурыэкспериментальногоопределенияконстантскалярноговзаимодействия между ними.
Поэтому точность таких оценок, сделанных преимущественнона основании разрезов и проекций в двумерных спектрах HSQCnd, DQF-COSY и NOESY невысока и, как правило, находится в пределах ±(0.4 – 0.8) Гц. Тем не менее, эти данные,приведенные на схеме связывания (Рис. 2-26) для стероида (4а), достаточно убедительносвидетельствуют о том, что кольцо D в 17аβ-ацетокси-6-окса-D-гомо-8-изоаналогахстероидных эстрогенов находится в конформации “кресло” с аксиальными протонами 17аα,16α, 14α и 17β, 15β, находящимися, соответственно, в α- и β-области стероидной молекулы.Необходимо отметить, что поскольку в спектрах ЯМР 1Н стероидов (4а) и (4б) сигналыпротонов 8α, 9α и 12α не перекрываются с другими, то точность определения константскалярного взаимодействия между протонами колец В и С сохраняется достаточно высокой исоставляет около ±0.1 Гц.На примере стероида (4б) удалось также доказатьналичие в 8α-аналогах стероидных эстрогенов дальнегоскалярного взаимодействия между протонами 8α и 11α (насхеме связывания оно показано пунктиром) и оценить еговеличину: 4J8α-11α ≈ 0.9 Гц.
Это было невозможно сделать нидля одного из рассмотренных выше стероидов (1) - (3), таккакдлякорректногоэкспериментавзаимодействияпопроведенияселективноймеждуэтимииинтерпретацииразвязкескалярногопротонамитребуетсявыполнение трех необходимых условий: а) - сигналыкаждого из двух протонов (или, по крайней мере, один изних) должны находиться в свободной области спектраЯМР 1Н, б) - селективное облучение не должно затрагиватьни один из других (т.е. третьих) протонов, входящих вРис. 2-26 Схема скалярногосвязываниястероида(4a).Цифрами указаны значения JН-Нодну спиновую систему с наблюдаемым, и в) – ни один израссматриваемых протонов не должен входить в состав сильносвязанных спиновых систем.Наиболее существенное второе условие (б) на практике означает, что расстояние в частотнойшкале между облучаемым и “третьим” протоном должно быть не менее 100 Гц (~0.3 м.д.).
По84сравнению с другими 8α-аналогами стероидных эстрогенов (4) для стероида (4б) все триусловия выполняются наилучшим образом. На рисунке 2-27 сигнал протона 8α стероида (4б)показан в условиях обычной регистрации (1) и при селективном подавлении скалярноговзаимодействия с протоном 11α (2). Различие в ширине отдельных компонент егомультиплетного сигнала вдвух указанных экспериментах однозначно свидетельствует оналичии константы скалярного взаимодействия8α4J8α-11α, и, следовательно, о плоской8пространственной “W”-ориентации фрагмента Н -С -С9-С11-Н11α. Это заключение находитсяв полном соответствии с данными полуэмпирических расчетов методом РМ3: торсионныеуглы Н8α-С8-С9-С11 и С8-С9-С11-Н11α равны, соответственно, 166.2° и 179.4°.Рис.
2-27. Сигнал протона 8α в спектре стероида (4б) при обычной регистрации (1) и приселективном облучении сигнала протона 11α (2). Звездочками (*) отмечены сателлитные (Н13С) сигналы протонов метильных групп. Справа показана W-ориентация фрагмента Н8α-С89С -С11-Н11α в стероиде (4б). В протонном спектре стероида (4в) наблюдается наложение сигналов вицинальныхпротонов 8α и 9α. Это, также как для стероида (3б), приводит к эффектам сильносвязанностина сигнале протона 7α. Однако, в данном случае характер релаксационных уширенийкомпонент этого сигнала, связанных с α- и β-состояниями спина протона 8α, оказываетсяпротивоположным. Для сравнения сигналы протона 7α для стероидов (3б) и (4в) приведены нарисунке 2-28, а уширенные линии его α- и β-квартетов указаны звездочкой – (*).
Объяснениеэтого различия связано с неодинаковым относительным положением перекрывающихсясигналов протонов 8α и 9α в спектрах ЯМР 1Н стероидов (3б) и (4в). Для первого из них δ8α >δ9α, а для второго ‒ δ8α < δ9α. Причем в каждом случае абсолютная величина разностихимических сдвигов │δ8α - δ9α│примерно одинакова и составляет 0.03 м.д. (т.е. ~ 9.0 Гц на85частоте 300 МГц). Таким образом, анализхарактерарелаксационныхотдельныхкомпонентуширениймультиплетногосигнала протона 7α, являющегося Хчастью спиновой системы типа АВ-Х-М3,позволяет непосредственно на основаниилишьодномерногоспектраЯМР1Нсделать заключение об относительномположениисильносвязанныхсигналовпротонов 8α и 9α, представляющих АВчасть этой системы. Этот вывод, очевидно,имеет практическое значение, посколькудаетдостаточнопростойспособРис.
2-28. Мультиплетная структура сигналапротона 7α в спектрах стероидов (3б) и (4в).Звездочкой (*) отмечены уширенные линии αили β-квартетов.определения соотношения между химическими сдвигами сильносвязанных протонов. Для стероида (4в), точно также как и для стероида (3б), были получены значениявицинальных констант, характеризующих пространственную ориентацию протонов в областисочленения колец В и С: J7α-8α= 4.1 Гц, J8α-9α= 6.1 Гц, J8α-14α= 6.8 Гц и J9α-11α= 3.2 Гц. Ихсравнение с соответствующими значениями для незамещенного стероида (4a), которыеуказаны на схеме связывания (Рис. 2-26), позволило сделать заключение о сравнительнонебольших (до 10°) изменениях соответствующих торсионных углов, которые связаны сувеличением стерических взаимодействий протонов 7β-метильной группы с протонами 11β иметильной группы в положении 13β.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
