Диссертация (1145465), страница 28
Текст из файла (страница 28)
2-63. Ньюменовские проекции по связи С8С9 для В-нор-8α-аналога (9) и 8α-аналога (6a)эстрогенов.Указаныэкспериментальныезначения 3JH-H и θH-H.рассматриваемых стероидов (9) – (11). Для сравнения на рисунке 2-63 показаны ньюменовскиепроекции этанового фрагмента С8Н-С9Н для В-нор-8α-аналога (9) и соответствующего 8αаналога (6a), которые были получены путем оптимизации конформации этих молекулполуэмпирическим методом РМ3. На этом рисунке приведены расчетные значенияторсионных углов θ8α-9α и в экспериментальные величины скалярных констант 3J8α-9α длясравниваемых молекул.
Даже на качественном уровне видно, что уменьшение торсионногоугла θ8α-9α в В-нор-8α аналоге эстрогенов (9) на 15° по сравнению со стероидом (6a)сопровождается увеличением константы 3J8α-9α на 2.8 Гц, что вполне соответствует характерукарплусовской зависимости 3J = ƒ(θ) в данной области изменения углов θ.Расчетным значениям торсионных углов θ8α-9α(9) = 31° и θ8α-9α(6a) = 46° соответствуютследующие расчетные величины констант:3J8α-9α(9) = 7. 87 Гц и3J8α-9α(6a) = 5.27 Гц.Следовательно, несмотря на довольно большое расхождение между абсолютными значениямиэкспериментальных и расчетных констант 3J8α-9α(~ 0.7 – 0.9 Гц) наблюдается хорошеесовпадение (в пределах 0.2 Гц) относительных различий (∆Jрасч. = J(9) - J(6a) = 7.87 – 5.27 = 2.6Гц) этих величин в сравниваемых стероидах, принадлежащих разным структурныммодификациям.Аналогичное заключение можно сделать и на основании сравнения экспериментальныхи расчетных абсолютных значений (θэксп., θрасч.) торсионного угла θ8α-9α и их относительныхразличий (∆θ = θ(9) - θ(6a)) в стероидах (9) и (6a).
Экспериментальные величины этого угла,полученные на основании использования той же модификации карплусовской зависимости,131составляют: θ8α-9α(9) = 35.0° и θ8α-9α(6a) = 50.9°. Следовательно, абсолютные различия угла θ8α-9αдля стероида (6а) между расчетными и экспериментальными его значениями достигают 5°, аразличия между расчетными и экспериментальными относительными их изменениями (∆θ8α-9α)составляют всего 0.9°. Таким образом, удается экспериментально доказать, что В-нор-8αаналоги эстрогенов имеют пространственное строение кольца В с более заслоненной (на ~15°)конформацией фрагмента С8Н-С9Н, чем это наблюдается в 8α-аналогах.Для количественного описания пространственного строения 5-членного кольца В былитакже использованы значения вицинальных констант между протонами 6α, 6β и 8α, которые вслучае стероида (9) имеют следующие значения:3J6α-8α = 8.8 Гц, 3J6β-8α = 11.1 Гц (см.
схемусвязывания на рисунке 2-64). Им соответствуютэкспериментальные торсионные углы θ6α-8α(эксп.) = 29.0°и θ6β-8α(эксп.) = 157.5°, а расчетные значения этихпараметров составляют: θ6α-8α(расч.) = 28.5°, θ6β-8α(расч.) =152.0° и 3J6α-8α(расч.) = 8.9 Гц, 3J6β-8α(расч.) = 10.26 Гц.Следовательно, наблюдается полное соответствиеабсолютных значений расчетных и экспериментальныхторсионныхугловискалярныхконстантмеждупротонами 6α и 8α, а для пары протонов 6β и 8α ихразличие составляет, соответственно, 5.5° и ~0.9 Гц.Присравнениианалогичнымиэтихпараметровзначениямидля(Табл.2-8)8α-аналогарасчетные величины которых составляют: θ7α-8αс(6a),(расч.)=67.5°, θ7β-8α(расч) = 188.0° и 3J7α-8α(расч.) = 1.96 Гц, 3J7β-8α(расч.)= 12.44 Гц, а экспериментальные: θ7α-8α(эксп.) = 64.3°, θ7β8α(эксп.)Рис.
2-64.Схема скалярногосвязывания стероида (9). Цифрамиуказаны значения JН-Н в Гц.≈ 180.0° и 3J7α-8α(эксп) = 2.4 Гц, 3J7β-8α(эксп.) = 13.0 Гц, обнаруживается достаточно хорошеесоответствие только между относительными изменениями расчетных и экспериментальныхзначений константы 3J7α-8α и угла θ7α-8α. При переходе от стероида (6а) к В-нор-8α-аналогу (9)экспериментальное значение θ6(7)α-8α уменьшается на 35.3°, а его расчетное значение на 39.0°.При этом экспериментальное уменьшение торсионного угла θ6(7)β-8α оказывается на 13.5°меньше по сравнению с расчетными данными (∆θ(эксп.) = 22.5°, ∆θ(расч.) = 36.0°).
Следовательно,использование для сопоставления относительных изменений расчетных и экспериментальныхвеличин (а не их абсолютных значений) в данном случае не приводит к желаемому результату,поскольку абсолютные различия между экспериментальными и расчетными значениямиторсионного угла θ6(7)β-8α в стероидах (9) и (6a) оказываются значительно меньше (в пределах1323-5°) по сравнению с их относительными различиями. Это свидетельствует о том, чтосравнение торсионных углов между метиленовыми протонами C6(7)H2 и протоном 8α встероидах (9) и (6a), проведенное в рамках одной и той же модификации карплусовскойзависимости, нельзя считать корректным, поскольку при переходе к стероиду (9) c 5-членнымкольцом В, наряду с изменением торсионных углов θ6(7)α-8α и θ6(7)β-8α, происходят изменениядругих не менее важных характеристик, влияющих на величину вицинальных констант 3J6(7)α8αи 3J6(7)β-8α.Необходимо также учитывать, что значения торсионных углов θ7α-8α и θ7β-8α для 8α-аналога (6a) находятся в разных областях карплусовской зависимости: вблизи ее минимума ивблизи ее максимума, соответственно.
В этих областях чувствительность соответствующихвицинальных констант к изменению торсионного угла мала. Следовательно, наряду суказанными выше причинами, это также может служить источником дополнительных ошибок.Для подтверждения последнего предположения в таблице 2-8 приведены 3 набораэкспериментальных и расчетных значений вицинальных констант (3J8α-14α, 3J9α-11α, 3J9α-11β) исоответствующих торсионных углов (θ8α-14α, θ9α-11α, θ9α-11β) для B-нор-8α-аналога (9) и 8αаналога (6а).
Сопоставление этих данных свидетельствует о том, что при переходе от стероида(6а) к стероиду (9) наилучшее совпадение между экспериментальными и расчетнымиотносительными изменениями этих параметров (∆J, ∆θ) наблюдается для пар протонов 8α-14αи 9α-11α, для которых характерна наиболее сильная зависимость между вицинальнымиконстантами и торсионными углами. При этом указанные различия (∆∆J = ∆Jрасч. - ∆Jэксп., ∆∆θ= ∆θрасч. - ∆θэксп.) оказываются незначительными и, соответственно, составляют: ∆∆J8α-14α = 0.2Гц, ∆∆θ8α-14α = -1.3° и ∆∆J9α-11α = 0.5 Гц, ∆∆θ9α-11α = -2.9°.В то же время для пары протонов 9α-11β, между которыми изменение торсионного углапроисходитвобластимаксимумакарплусовскойзависимости,наблюдаетсяболеезначительное расхождение между экспериментальными и расчетными данными: ∆∆J9α-11β = 1.03 Гц, ∆∆θ9α-11β = -10.7°. Таким образом, при определении взаимной пространственнойориентации протонов 9α и С11Н2 в В-нор-8α-аналоге (9) более предпочтительными являютсяданные, связанные константой 3J9α-11α, а не с константой 3J9α-11β.Аналогичным образом для В-нор-8α- и 8α-аналогов (9) и (6a) было проведено сравнениеэкспериментальных и расчетных вицинальных констант3J11α-12α,3J11α-12β,3J11β-12β исоответствующих им торсионных углов, характеризующих конформационные особенностикольца С этих стероидов.
Несмотря на сравнительно небольшие различия экспериментальныхзначений указанных констант в рассматриваемых стероидах (0.4 – 0.5 Гц), как для133экспериментальных, так и для расчетных значений 3Jij и θij наблюдается хорошее совпадениехарактера их изменения, который соответствует карплусовской зависимости 3J = ƒ(θ) всоответствующих областях изменения торсионных углов θ11α-12α, θ11α-12β и θ11β-12β (Табл.
2-8). Таблица 2-8.Экспериментальные и расчетные (РМ3) вицинальные константы (3J, Гц) и торсионные углы(θ,°) и их относительные различия (∆J, Гц и ∆θ, °) в стероидах (9) и (6а).(6a)(9)∆J=J(9)-J(6a)∆θ=θ (9)-θ (6a)Нi-Hj экспJθрасч. θэксп. Jрасч. Jэксп. θрасч. θэксп. Jрасч. Эксп. Расч. Эксп. Расч.8α-9α4.446.0 50.9 5.277.231.0 35.07.87 2.82.6-15.9 -15.0*)6α-8α2.467.5 64.3 1.968.828.5 29.08.9 6.46.94 -35.3 -39.0*)6β-8α~13188.0 ~180 12.44 11.1 152.0 157.5 10.26 -1.9 -2.18 -22.5 -36.08α-14α4.853.4 49.1 4.065.448.8 45.84.86 0.60.8-3.3-4.69α-11α4.456.8 52.43.66.443.5 42.06.1 2.02.5-10.4 -13.39α-11β12.2 172.2 166.6 12.6 11.9 158.5 163.6 11.26 -0.3-1.34 -3.0-13.711α-12α 3.7 -57.2 -56.4 3.553.2 -59.8 -59.2 3.08 -0.5-0.47 2.82.611α-12β 2.959.1 60.63.13.355.8 58.43.71 0.40.61 -2.2-3.311β-12β 3.5 -55.6 -57.3 3.843.1 -59.3 -59.4 3.13 -0.4-0.71 2.13.8*)Для стероида (6a) нумерация протонов в кольце В отличается от указанной: соответственно, 7α-9α и7β-9α.
Поэтому в тексте для обозначения констант или торсионных углов используются скобки:например, 3J6(7)α-9α.Например, при переходе от стероида (6a) к В-нор-8α-аналогу (9) в спектре ЯМР 1Нвторого из них наблюдается уменьшение констант 3J11α-12α и 3J11β-12β, соответственно, на 0.5 и0.4 Гц и увеличение константы 3J11α-12β на 0.4 Гц. Эти изменения соответствует увеличениюэкспериментальных торсионных углов θ11α-12α и θ11β-12β на 2.8° и 2.1°, соответственно, иуменьшению угла θ11α-12β на 2.2°. При этом расчетные значения указанных констант иторсионных углов изменяются аналогичным образом, а различия параметров 3Jij и θij между ихэкспериментальными и расчетными значениями лежат в пределах от 0.03 до 0.31 Гц и от 0.2°до 1.7°, соответственно.Следует отметить, что наилучшее совпадение относительных изменений 3Jij и θijнаблюдается для скалярного взаимодействия между протонами 11α и 12α, а наихудшее –между протонами 11β и 12β.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
