Диссертация (1145465), страница 20
Текст из файла (страница 20)
2-31).90Рис. 2-31. а) - Общий спектр ЯМР 13С стероида (4в) и б) - его фрагмент. в) – фрагмент спектраHSQCnd, на основании которого сделано отнесение сигналов атомов С17, С11 и С15, С16.В данном случае доказательство принадлежности указанных углеродных сигналовбазируется на различии химических сдвигов связанных с ними протонов: δH-11α (1.94 м.д.) >δH-17α (1.74 м.д.) и δH-16β (1.86 м.д.) > δH-15β (1.50 м.д.). На приведенном фрагменте спектраHSQCnd стероида (4в) хорошо видно, что левым С13-сателлитным сигналам протонов 11α и16β соответствуют мéньшие значения химических сдвигов связанных с ними углеродныхатомов С11(26.99 м.д.) и С16(24.49 м.д.), а сигналам протонов 17α и 15β – бóльшие: C17(27.09м.д.) и С15(24.62 м.д.).
Эти небольшие, но вполне достаточные различия (на рисунке 2-31в онипоказаны парами стрелок) не оставляют сомнений в правильности сделанных отнесений. Втаблице П2-6 (см. приложение П2) представлены результаты идентификации углеродныхсигналов в спектрах ЯМР13С 6-окса-D-гомо-8-изоаналогов эстрогенов (3) и (4), которые вбóльшей степени отражают структурные, нежели конформационные различия этих стероидов,а на рис. 2-32а,б показано сопоставление химических сдвигов ядер 13С стероидов (3б) и (4в), сметильным заместителем в положении 7β, с соответствующими незамещенными аналогами(3а) и (4а).Рис.
2-32. Влияние метильной группы в положении 7β на химические сдвиги атомов углерода13 а) - в спектрах стероидов (3) и б) – в спектрах стероидов (4). в) – относительные различияэтих инкрементов.91Из этих сопоставлений хорошо видно, что введение 7β-метильной группы в стероиды(3а) и (4а) имеет практически одинаковое влияние на химические сдвиги ближайших атомовуглерода-13.
Различие инкрементов этого заместителя (Рис. 2-32в) не превышает ±0.3 м.д. илишь для атома С14 достигает 0.6 м.д.2.3.8α-Аналоги эстрогеновВ структурном отношении 8α-аналоги стероидных эстрогенов (5) и (6) [321, 334, 340‒344] лишь незначительно отличаются от соответствующих им 6-окса-8α-аналогов (1) и (2),рассмотренных в разделе 2.1. Однако в алифатической области спектра ЯМР 1Н первых из нихдополнительно появляются мультиплетные сигналы метиленовых протонов фрагмента С6Н2С7Н2, что существенно осложняет идентификацию сигналов в этой области. Следует такжеотметить, что, согласно расчетам, замена атома кислорода в положении 6 на углеродный атомприводит в стероидах (5) и (6) к небольшому увеличению размера кольца В.На рисунке 2-33 показаны фрагменты алифатических областей спектров ЯМР1Нчетырех стероидов (5a) – (5г), а в таблицах П2-8 и П2-9 (см.
приложение П2) приведеныхимические сдвиги ядер 1Н и13С, соответственно. На рисунке 5-34а представлена схемасвязывания через скалярные взаимодействия для стероида (5а) и указаны константы 2-6JН-Н.Сравнение химических сдвигов стероидов (5a) и (1a) показывает, что минимальныеразличия наблюдаются для протонов при атомах С11, С12 и С16, которые наиболее удалены откольца В. Для остальных же протонов стероида (5a) наблюдаются заметные изменения ихположения в спектре ЯМР 1Н. Среди них необходимо отметить уменьшение химическогосдвига протона 8α: ∆δ8α = -0.36 м.д., а также изменения химических сдвигов протонов приатоме С15: ∆δ15α = -0.06 м.д.
и ∆δ15β = +0.13 м.д. Результаты оптимизации (РМ3) геометриистероидов (1a) и (5a) показывают увеличение размеров кольца В во втором из них и усилениестерических взаимодействий между протонами 7α и 15β (r7α-15β(1а) = 2.35 Å, r7α-15β(5а) = 2.19 Å),что, очевидно, отражается на химических сдвигах протонов метиленовой группы С15Н2.92Рис. 2-33. Алифатическая область спектров ЯМР 1Н стероидов (5a) – (5г). С помощью линийпоказаны изменения положений сигналов протонов 6β, 6α, 9α, 11β и 12α.В стероидах (5) наиболее простыми способами определения положений в спектресигналов протонов фрагмента С6Н2-С7Н2 являются выявления с помощью спектра NOESYпространственных взаимодействий 4/6α, 4/6β и с помощью спектра COSY ‒ скалярныхвзаимодействий между вицинальными протонами 6α/7α, 7β и/или 6β/7α, 7β, а также по схеме:9α/8α → 8α/7α, 7β.
В качестве примера на рисунке 2-34б приведен фрагмент алифатическойобласти спектра COSY стероида (5в).Рис. 2-34. а) ‒ Схема скалярного связывания в стероиде (5a) (цифрами указаны значения JН-Нв Гц) и б) ‒ фрагмент алифатической области спектра COSY стероида (5в).93На нем хорошо видны кросс-пики, соответствующие указанным взаимодействиям, а ихмультиплетная структура однозначно свидетельствует о том, что протон С7Н, сигнал которогонаходится при 1.71 м.д. (см. например, его кросс-пик с 6β) и является квартетом дублетов (JH-H= 13.5, 13.0, 12.3, 5.1 Гц), имеет аксиальную ориентацию.
Следовательно, второй протон приатоме С7 (1.95 м.д.), мультиплетная структура которого свидетельствует о наличии толькоодной большой (~13 Гц) скалярной константы, является экваториальным. Пространственная(α- или β-) ориентация протонов в этановом фрагменте С6Н2-С7Н2 определена на основанииданных спектра NOESY. Так в приведенном на рисунке 2-35 для стероида (5a) фрагментеэтого спектра для области пространственных взаимодействий метильной группы при атомеС13 с β-ориентированными протонами (см.
фрагмент “a”) хорошо видны кросс-пики саксиальными протонами 7β и 11β, сигналы которых имеют практически одинаковуюмультиплетную структуру и перекрываются между собой. Рис. 2-35. Фрагменты спектра а) ‒ NOESY (τm = 0.5 c) и б) ‒ J-COSY стероида (5a) и в) – егопространственная структура, на которой стрелками показаны наблюдаемые ЯЭО.Тем не менее, даже в этом случае, удается подтвердить наличие указанныхвзаимодействий, поскольку в спектрах COSY и J-COSY (Рис. 2-35б) этого стероида хорошовидно, что сигналы аксиальных протонов при атомах С7 и С11 смещены относительно другдруга на ~0.04 м.д. (~14 Гц) и образуют в сумме квинтетную структуру, которая проявляется вспектре NOESY.
Следовательно, протоны метильной группы взаимодействуют черезпространство с каждым из этих протонов примерно в одинаковой степени.Таким образом, в стероидах (5) сигналы протонов при атоме С7 попадают вперекрывающуюся область 1.6 – 2.0 м.д. и по сравнению с соответствующими 6-окса-8αаналогами значительно усложняют процедуру идентификации сигналов и определение94значений скалярных констант. Вторая из этих проблем, как правило, решалась с помощьюспектров HSQC и/или J-COSY. В качестве примера на рисунке 2-35б показан анализмультиплетной структуры перекрывающихся сигналов аксиальных протонов 7β и 11β спомощью спектра J-COSY стероида (5a) и приведены значения измеренных скалярныхконстант.
В частности, набор скалярных констант для протона 11β (13.5, 12.2 и 3.3 Гц) сточностью до погрешности измерений (±0.1 Гц) совпадает с аналогичным набором для этогопротона в соответствующем 6-окса-8α-аналоге – стероиде (1a), что свидетельствует облизости пространственного строения этих двух стероидов в области сочленения колец В и С.Аналогичный вывод можно сделать и на основании сопоставления в спектре NOESYотносительных интенсивностей кросс-пиков 1/9α и 1/11α: для стероида (5a), также как и длястероида (1a), они соизмеримы между собой (Рис.
2-35а).Для всех изученных 8α-аналогов стероидных эстрогенов (5) характерно наличие дальнихскалярных взаимодействий между протонами ароматического кольца А и ближайшими к немупротонами при атомах С6 и С9. Рассмотрим подробнее первые из них, связанные с протонамиС6Н2-группы, на примере стероида (5а). На рисунке 2-36 приведены сигналы протонов 2 и 4 вобласти 6.6 – 6.8 м.д. и перекрывающиеся сигналы протонов 6α и 9α в области 2.6 – 2.8 м.д.,мультиплетнаяструктуракоторыхсвидетельствуетоналичиислабыхскалярныхвзаимодействий между ними с величиной константы около 1.0 Гц.Рис. 2-36. Дальние скалярные взаимодействия протонов при атоме С6 стероида (5a) и ихпроявления на сигналах протонов 2, 4 и 6α: а) – без дополнительной обработки, б) –использование Лоренц-Гауссова преобразования и в) – разложение по Гауссовым функциям.Цифрами указаны значения 4-6JН-Н в Гц. Поскольку в рутинном спектре ЯМР 1Н такие взаимодействия проявляются обычно лишьв виде слабых уширений компонент сигналов, то для определения их значений былииспользованы процедуры дополнительной обработки данных.
Основные этапы этой обработкипоказаны на рисунке 2-36 для двух компонент сигнала протона 6α: а) ‒ спектр без обработки,б) – с использованием предварительного преобразования Лоренц-Гаусса сигнала свободнойиндукции и в) – после процедуры разложения этого фрагмента спектра по Гауссовымфункциям. В результате хорошо видно, что протон 6α имеет три практически одинаковых по95величине дальних скалярных взаимодействия, поскольку наблюдается квартетная структуракаждой из компонент с тремя константами ~1.0 Гц. По крайней мере, два из них являютсяследствием взаимодействий 6α/4 и 6α/2. Доказательством этого служит не только появлениедополнительных (по сравнению с 6-окса-8α-аналогами) расщеплений компонент сигналовпротонов 4 и 2, но и результаты проведенных пяти экспериментов по селективной развязке отпротонов: 1Н{6α}, 1Н{6β}, 1Н{2}, 1Н{4} и 1Н{1}.
Однако, для рассматриваемого стероида (5а)с помощью селективной развязки невозможно доказать наличие скалярного взаимодействиямежду протонами 6α и 9α, так как их сигналы перекрываются. Поэтому это было сделано напримере изучения стероида (5в), в спектре COSY которого (Рис. 2-34б) хорошо виден кросспик 6α/9α (5J6α-9α), а также сравнимый с ним по интенсивности кросс-пик 7α/9α (4J7α-9α).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
