Диссертация (1145465), страница 25
Текст из файла (страница 25)
На рис. 2-50a приведен фрагменталифатической области спектра DQF-COSY стероида (7е), на котором пунктиром показанасистема скалярных взаимодействий и обозначены соответствующие им кросс-пики.Необходимо отметить, что наряду с кросс-пиками, соответствующими относительно большимпо величине скалярным константам между геминальными и вицинальными протонами, в этомспектре также достаточно хорошо видны значительно более слабые по интенсивности кросспики, соответствующие дальним скалярным взаимодействиям через 4 и более связей (на рис.2-50a они обведены овальной рамкой), такие как 17α/15α, 13-Ме/12α и 13-Ме/17β.Спектр COSY-DQF стероида (7е) дает наиболее простой способ идентификациисигналов протонов кольца D, включая перекрывающиеся между собой сигналы протонов 16αи 14α.
Точное положение этих сигналов в спектре ЯМР 1Н было установлено с помощьюкросс-пиков 17α/16α и 8α/14α (см. увеличенный фрагмент спектра COSY-DQF на рис. 2-50в,который на рис. 2-50a обведен прямоугольной рамкой), значительно отличающихся междусобойпомультиплетнойструктуреи,следовательно,поколичествускалярныхвзаимодействий и по величинам соответствующих констант. Так, например, ширинамультиплетного сигнала протона 16α, которая определяется суммой всех скалярных констант,составляет ~49 Гц, а сигнала протона 14α – 22.3 Гц. Из анализа мультиплетной структурыкросс-пиков 17α/16α и 8α/14α видно, что протон 16α имеет 3 большие (~13 Гц) и две среднихпо величине (4.9, 4.1 Гц) скалярных константы и, следовательно, является аксиальным, апротон 14α – только одну большую (12.9 Гц) и две неравные между собой константы 2.6 и 4.8Гц.
Кроме того, хорошо видно, что в первом случае величина активной константы 3J16α-17α =4.9 Гц, а в случае кросс-пика 8α/14α активная константа 3J8α-14α = 4.8 Гц. На рисунке 2-50втакже показано, что F1-разрез кросс-пика 8α/14α дает противофазный дублет синфазного115дублета дублетов, который позволяет с достаточно высокой точностью определить значенияпассивных констант скалярного взаимодействия протона 14α с протонами при атоме С15: 3J14α15α= 2.6 Гц и 3J14α-15β = 12.9 Гц. Таким образом, несмотря на то, что сигнал протона 14α вспектре ЯМР 1Н находится в перекрывающейся области, с помощью спектра COSY-DQFустановлено не только его положение в спектре, но и были определены все константы егоскалярных взаимодействий.Аналогичная процедура идентификации сигналов и определения величин скалярныхконстант была проведена для всех остальных протонов стероида (7е), а также для всех другихстероидов (7).
Следует отметить, что практически во всех случаях наиболее сложным дляспектрального анализа оказался этановый фрагмент Н2С11-С12Н2, сигналы протонов которогов спектрах ЯМР 1Н стероидов (7), как правило, перекрываются между собой и образуютсильносвязанные четырехспиновые системы различной степени сложности. Так, например, впротонном спектре стероида (7е) интервал химических сдвигов этих протонов составляетвсего 0.08 м.д. При этом химические сдвиги метиленовых протонов при атоме C12 совпадают(δ12α = δ12β = 1.77 м.д.), а для протонов 11α и 11β они составляют, соответственно, 1.85 и 1.77м.д.
Следовательно, в данном случае эти протоны образуют сложную спиновую систему типаАВВ`С и определение скалярных константмеждунимипрактическиобычныминевозможно.методамиПоэтомудлядоказательства пространственного строениякольцаСконстант3использовалисьJ9α-11α и3значенияJ9α-11β, которые былиопределены из анализа соответствующихкросс-пиков 11α/9α и 11β/9α в спектреDQF-COSY (Рис.
2-51), и пространственныевзаимодействиясучастиемпротоновкольца С, обнаруженные на основаниикросс-пиков 1/11α, 9α/11α, 9α/12α, 13Ме/12β и 13-Ме/11β в спектре NOESY (см.рис.2-50б).Следуетотметить,чтоРис. 2-51. Наложение кросс-пиков 11α/9α и11β/9α в спектре COSY-DQF стероида (7е)и определение констант 3J11α-9α и 3J11β-9α.приведенная на рис. 2-51 величина противофазного дублетного расщепления 9.6 Гцсоответствует удвоенному значению скалярной константы J9α-11α = 4.8 Гц, так как протон 9αимеет два одинаковых по величине (4.8 Гц) скалярных взаимодействия и его сигнал являетсядублетом триплетов.116Для стероида (7е) не менее сложным является определение скалярных констант междупротонами 8α, 7α и 7β, величины которых отражают конформационные особенности кольца В,содержащего карбонильную группу С6=О.
Проблема связана с перекрыванием сигналовпротонов при атоме С7 и необходимостью анализа сильносвязанной системы типа АВХ, вкоторой роль спина Х играет протон 8α. Сигнал этого протона хорошо виден в свободнойобласти спектра ЯМР 1Н при 2.47 м.д (Рис. 2-49e), однако анализ его мультиплетнойструктуры с целью определения значений констант 3J8α-7α и 3J8α-7β существенно затруднен из-завозможных эффектов сильносвязанности в Х-части системы АВХ.
Поэтому определениеуказанных констант было выполнено в два этапа.Вначале был проанализирован кросс-пик 14α/8α в спектре COSY-DQF (Рис. 2-52б), вкотором константы 3J8α-7α и 3J8α-7β являются пассивными, и из его F1-разреза, которыйпредставляет собой противофазный дублет (9.8 Гц) синфазного дублета дублетов, былиполучены значения расщеплений между синфазными линиями, которые составили 6.5 и 12.5Гц и соответствовали наблюдаемым (но не реальным) константам J8α-7α и J8α-7β.
Следовательно,их сумма (J8α-7α + J8α-7β), которая не зависит от эффектов сильносвязанности в АВХ-системе,составляет 18.5 Гц. Эта величина была использована на втором этапе, который заключался всимуляции подспектра ЯМР 1Н для 5-ти протонов: 7α, 7β, 8α, 9α и 14α. При этомварьируемыми параметрами являлись химический сдвиг протона 7β, геминальная константа2J7α-7β и вицинальные константы 3J8α-7α и 3J8α-7β, сумма которых сохранялась неизменной (18.5Гц).
Химические сдвиги протонов 7α, 8α и 14α соответствовали экспериментальнымзначениям (2.70, 2.47 и 1.71 м.д., соответственно), а для протона 9α было выбрано значение 3.0м.д., которое на 0.23 м.д. превышает экспериментальную величину. Это было сделано длятого, чтобы избежать в симулированном спектре перекрывания сигналов протонов 7α, 7β и 9α,которое наблюдается в экспериментальном спектре стероида (7е) и мешает определениюкомпонент сигналов протонов при атоме С7.Критерием оптимизации варьируемых параметров служило наилучшее совпадениесимулируемого спектра протонов 7α, 7β и 8α с экспериментальным. На рисунке 2-52aпоказано сравнение экспериментального (спектр 1.) и симулированного (спектр 2а.) спектровуказанных протонов.
На этом рисунке в экспериментальном спектре (1.) линии сигналовпротонов 7α и 7β, образующих АВ-часть рассматриваемой спиновой системы, показаныстрелками (↑), а дополнительные комбинационные линии, возникающие в спектре ее X-части(т.е. на сигнале протона 8α), отмечены звездочками (*). Симулированный спектр 2асоответствует следующим значениям варьируемых параметров: δ7β = 2.736 м.д., 2J7α-7β = -16.0Гц, 3J8α-7α = 4.5 Гц и 3J8α-7β = 14.0 Гц.117Рис.
2-52. а) – Экспериментальный (1) и симулированные (2а, 2б) фрагменты спектра ЯМР 1Нстероида (7е), а также экспериментальный спектр (3) модельного стероида (6м). б) – Кросспик 14α/8α в спектре DQF-COSY стероида (7е) и анализ его мультиплетной структуры спомощью F1-разреза (А-А). Полученные таким способом результаты по оценке величин вицинальных констант 3J8α-7αи 3J8α-7β отличаются от аналогичных данных для стероидов (7a) – (7д): 3J8α-7α = 2.8 Гц и 3J8α-7β =13.5 Гц (эти значения получены, соответственно, из спектров ЯМР 1Н и J-COSY стероида (7в),в которых мультиплетная структура сигналов протонов 8αи 7β проявляется наилучшим образом).
Следовательно,они отражают конформационные изменения в кольце Bстероида (7е), связанные с введением карбонильнойгруппы в положение 6. Значения констант JH-H длястероида (7a) указаны на схеме скалярного связывания(Рис. 2-53).С целью дополнительной проверки результатовсимуляции, значения констант3J8α-7α и3J8α-7β былиполучены также для модельного стероида (6м), которыйимеет одинаковое со стероидом (7е) строение кольца В,но более простой для интерпретации спектр протонов 7α,7β и 8α, что связано со структурным различием кольца Dв этих стероидах11. Фрагмент спектра стероида (6м),показанный на рис.
2-52б (см. спектр 3), дает наглядноеРис. 2-53.Схема скалярногосвязывания стероида (7a). Цифрами указаны значения JН-Н в Гц.представление о действительных значениях вицинальных констант 3J8α-7α и 3J8α-7β. Они вданном случае могут быть получены непосредственно из анализа дублет дублетной структуры 11Стероид (6м) не входит состав рассмотренных выше стероидов (6). Он используется лишь как модельноесоединение, который обладает более удобным для интерпретации спектром ЯМР 1Н.118сигналов протонов 7α и 7β в приближении спектров 1-го порядка типа АМХ: 3J8α-7α(6м) = 4.2 Гци3J8α-7β(6м) = 14.2 Гц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
