Диссертация (1145465), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Указанные различия в пространственном строениистероидов (4a) и (4в) были также подтверждены результатами оценок межпротонныхрасстояний r1-11α и r1-9α (Рис. 2-29). Использование для этой цели экспериментальных оценокрасстояний r7α-15α и r7α-15β, как это было сделано при сравнении пространственного строениястероидов (3a) и (3б), в данном случае оказывается невозможным из-за сложности объемногоинтегрированиясоответствующихкросс-пиков,обусловленнойсильносвязанностьюгеминальных протонов 15α и 15β в спектре ЯМР 1Н стероида (4в). На рисунке 2-29а приведенспектр NOESY (τm= 0.5 c) стероида (4в), молекула которого показана на рисунке 2-29в.
Дажена качественном уровне, хорошо видно, что кросс-пики 1/9α и 1/11αимеют различнуюинтенсивность: S1-9α < S1-11α. В то же время для стероида (4a) их интенсивности (Рис. 2-29б)сопоставимы между собой: S1-9α ≈ S1-11α. На рисунке 2-29г приведены графики зависимостей отвремени смешивания τm отношений объемных интегралов Sij/Sii кросс- (Sij) и диагонального(Sii) пиков для пространственных взаимодействий 1/9α и 1/11α в стероиде (4в), которые были86получены в результате проведения 8-ми экспериментов NOESY с временами смешивания τm =0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.5, 0.6, 0.7 и 0.8 с.
При этом сумма релаксационной задержки D1, временивыборки данных AQ и времени смешивания τm сохранялась постоянной - 2.2 с. Это позволилос высокой точностью определить значения соответствующих скоростей кросс-релаксации: σ19α= (42 ± 3)10-3 с-1 и σ1-11α = (80 ± 4)10-3 с-1, и оценить величину отношения расстояний r1-9α /r1-11α =(σ1-11α /σ1-9α )1/6 = 1.113 ± 0.025.
Это же отношение, полученное на основании оптимизациигеометрии молекулы (4в) методом РМ3, составляет 1.112. Таким образом, наблюдаетсяхорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных, которое находится в пределахпогрешности измерений.Рис. 2-29. Фрагменты спектров NOESY (τm = 0.6 c) стероидов (4в) – (а) и (4a) – (б). в) пространственная структура молекулы (4в), на которой стрелками указаны межпротонныевзаимодействия, использованные для количественных оценок соответствующих расстояний.г) – определение скоростей кросс-релаксации σ1-9α и σ1-11α с помощью зависимости Sij/Sjj отвремени смешивания τm.87Для того, чтобы перейти к абсолютным значениям межпротонных расстояний в качествеэталонного было выбрано расстояние между протонами 1 и 2, которое по данным метода РМ3в стероиде (4в) составляет 2.48 Å.
Экспериментальное значение скорости кросс-релаксации σ12,полученное аналогичным (как и для σ1-9α и σ1-11α) графическим способом, составляет (61 ±2)10-3 с-1. Тогда можно вычислить, что r1-9α = 2.48(61/42)1/6 = (2.64 ± 0.05) Å, а r1-11α =2.48(61/80)1/6 = (2.37 ± 0.03) Å. Полученные абсолютные значения расстояний r1-9α и r1-11α вданном случае в пределах погрешности измерений совпадают с их расчетными (PM3)значениями, которые, соответственно, равны r1-9α(PM3) = 2.61 Å и r1-11α(PM3) = 2.35 Å.Для стероида (4в) аналогичным образом были получены экспериментальные оценки ещепяти других расстояний.
При этом в спектре NOESY (Рис. 2-29а) для интегрирования быливыбраны лишь отдельно расположенные неперекрывающиеся кросс-пики. Результаты этихоценок для стероида (4в), а также для двух других стероидов (4a) и (4б), вычисленные врезультатеобработкиданных,соответственно,10-тии4-хспектровNOESY,зарегистрированных при различных временах смешивания приведены в таблице П2-7 (см.приложение П2) На рисунке 2-30 для трех 17аβ-ацетокси-6-окса-D-гомо-8α-аналоговстероидных эстрогенов (4a), (4б) и (4в) приведены 7 видов корреляционных зависимостеймежпротонных расстояний, полученных на основе различных экспериментальных (ЯМР, РСА,РСА+) и расчетных (РМ3, MM+) методов.
Они позволяют сделать оценку точности данныхЯМР по сравнению с другими методами. В качестве критерия использовался коэффициенткорреляции (r) и среднеквадратичное отклонение (sd). Количество расстояний, измеренныхметодом ЯМР, для каждого из стероидов различно (от 8 до 13, всего 31) и для их определенияиспользовался калибровочный метод (rэт. = r1-2 = 2.48 Å) и анизотропная модель расчета.В первых 4-х корреляциях (см.
на рисунке 2-30 графики 1-4) данные ЯМРпоследовательно сравниваются с результатами методов РМ3 (1) и MM+ (2) и с данными РСА,которые приводятся в двух вариантах: без дополнительной оптимизации геометрии молекулыпосле определения координат ее углеродного скелета (РСА, график 3) и с дополнительнойоптимизацией методом ММ+ при фиксированных координатах углеродного скелета (РСА+,график 4). Нужно отметить, что при сравнении данных ЯМР с расчетными методами РМ3 иММ+ погрешности всех измерений не превышают ±5% измеряемой величины, а параметр sdнаходится в пределах от 0.053 до 0.034 Å.
При сравнении данных ЯМР с результатами РСА(см. 3 на рис. 2-30) обнаружено, что для стероидов (4б) и (4в) за пределы погрешности ±5%выходят, соответственно, 5 и 3 измерения. Однако, после дополнительной оптимизациигеометрии указанных молекул методом ММ+ корреляция расстояний r(ЯМР)↔r(PCA+) для всехстероидов значительно улучшается: sd – уменьшается, r – возрастает (см.
4 на рис. 2-30).88Рис. 2-30. Корреляционные зависимости экспериментальных и расчетных данных (Табл. П2-7)по оценке межпротонных расстояний в стероидах (4a) – (4в). 1 – ЯМР ↔ РМ3, 2 – ЯМР ↔ММ+, 3 – ЯМР ↔ РСА, 4 – ЯМР ↔ РСА+, 5 – ММ+ ↔ РМ3, 6 – ММ+ ↔ РСА, 7 – ММ+ ↔РСА+. Для корреляций 1 – 4 использовались данные ЯМР, полученные при использованиисоответствующего калибровочного расстояния r1-2.89Впоследних3-хкорреляцияхрезультатыоценокмежпротонныхрасстояний,полученные методом ММ+, сравниваются с данными РМ3, РСА и РСА+. Эти корреляциисвидетельствуют о том, что их точность сопоставима между собой и лежит в тех же пределах,что и данные ЯМР.
Также как и при сравнении с данными ЯМР, наблюдается улучшениехарактеристик корреляций между данными ММ+ и РСА после дополнительной оптимизациипоследних с помощью метода ММ+ при фиксированной геометрии углеродного скелета.Учитывая, что среднеквадратичное отклонение ни в одной из корреляционныхзависимостей не выходит за пределы ±0.1 Å можно считать, что при измерениях расстоянийдо 3.0 Å точность оценок их величин с помощью ЯМР и анизотропной модели расчета нехуже±0.1 Å.Это не превышает ±5% погрешности измеряемой величина, котораяпунктирными линиями показана на корреляционных графиках рисунка 2-30. Таким образом,полученные результаты свидетельствуют о хорошем (в пределах ±5%) совпаденииэкспериментальных ЯМР-данных в растворе, с данными других методов.
Это позволяетутверждать, что пространственное строение изученных 17аβ-ацетокси-6-окса-D-гомо-8αаналогов стероидных эстрогенов (4) в жидкости является “жестким” и в пределахпогрешности измерений совпадает с их молекулярной структурой в кристалле.Поскольку идентификацию сигналов протонированных ядер13С стероидов (3) и (4)удобнее всего проводить на основе результатов отнесений сигналов в соответствующихспектрах ЯМР 1Н (Табл. П2-5 в приложении П2), то эта процедура чаще всего сводилась кпоиску кросс-пиков Нi/Ciв одном из двумерных гетероядерных13С-1Н корреляционныхспектров, использующих перенос когерентности через прямую константу 1JC-Н. Чаще всего, вкачестве таковых использовались спектры c инверсной регистрацией: HSQC с развязкой и/илибез развязки от ядер углерода. Поскольку эти разновидности гетероядерных спектров имеютнизкую разрешающую способность по оси F1(13C), проводилась раздельная регистрацияароматической и алифатической областей этих спектров.
Это, как правило, оказывалосьдостаточным, чтобы дифференцировать сигналы углеродных ядер, разность химическихсдвигов между которыми превышала 1 м.д. В случае невыполнения этого условияиспользовалось дополнительное сокращение спектральной ширины регистрируемого участкауглеродного спектра (до 20-25 м.д.). При этом не попавшие в этот интервал сигналыпоявлялись в виде отраженных кросс-пиков, что практически не осложняло процедуру ихидентификации, но разрешающая способность по F1 становилась почти в 2 раза лучше.Именно такой прием был использован для точной идентификации в области 24.0 – 27.5 м.д.пар сигналов атомов С11, С17 и С15, С16 в спектре ЯМР 13С стероида (4в), разница химическихсдвигов между которыми составляла всего 0.1 и 0.13 м.д., соответственно (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
