Диссертация (1145465), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Наиболее вероятной причиной этого является недостаточноточное определение значения константы 3J11β-12β для 8α-аналога (6a), в протонном спектрекоторого сигналы этих протонов имеют близкие химические сдвиги (δ11β(6a) = 1.62 м.д., δ12β(6a)= 1.74 м.д.) и перекрываются другими сигналами. Поэтому, определение константы 3J11β-12β(6a)в данном случае было сделано на основании F1-разреза двумерного спектра HSQCnd,разрешающая способность которого сравнительно невелика. Таким образом, сравнительныйанализ вицинальных констант в этановом фрагменте Н2С11-С12Н2 В-нор-8α-аналога (9) и 8αаналога (6a) позволяет сделать заключение о том, что конформация в первом из этих134стероидов имеет небольшие (в пределах 2.0° – 3.0°), но вполне регистрируемые отличия посравнению со вторым, которые связаны с изменением строения кольца В.Для наглядности на рис.
2-65 представлены результаты сравнения пространственногостроения стероидов (9) и (6a), полученные на основе использования карплусовскойзависимости, в виде нескольких различных графиков: а) - корреляции экспериментальных ирасчетных абсолютных значений констант 3Jij и торсионных углов θij для стероидов (9) и (6a),б) – корреляции экспериментальной (○) и расчетной (●) зависимости 3J = ƒ(θ) в области 0° < θij< 360° и 25° < θij < 70°, в) – корреляции экспериментальных и расчетных относительныхвеличин вицинальных констант ∆3Jij и торсионных углов ∆θij (1 - для полного набора данных,приведенных в табл.
2-8, 2 – без учета данных для 3-х пар протонов: 6(7)α-8α, 6(7)β-8α и 9α11β).Сравнение абсолютных (Рис. 2-65а) и относительных (Рис. 2-65в) величин скалярныхконстант и торсионных углов свидетельствует о существенном улучшении соотношениямеждуэкспериментальнымиирасчетнымизначениямивслучаеиспользованияотносительных величин и рассмотрения только тех данных, которые не включаютдополнительные факторы кроме зависимости величины константы 3JH-H от торсионного углаθН-Н и электроотрицательностей заместителей в этановых фрагментах. Особенно это хорошовидно при сравнении корреляций ∆Jэксп ~ ∆Jрасч и ∆θэксп.
~∆θрасч., полученных для полногонабора данных (n = 9, рис. 2-65в‒1)) и при уменьшении их числа за счет устранения “плохих”точек (n = 6, рис. 2-65в–2). При этом, несмотря на уменьшение числа использованных данныхи сокращение динамического диапазона, для которого проводилась линейная аппроксимация,наблюдается уменьшение среднеквадратичных отклонений как для вицинальных констант (с0.43 Гц до 0.32 Гц), так и для торсионных углов (с 5.2° до 1.8°). Приведенные в таблице 2-8 ина рисунке 2-65 данные по экспериментальной и расчетной оценке 3JН-Н и θН-Н для В-нор-8α- и8α-аналогов (9) и (6a) свидетельствуют о том, что в интервале 25° < θН-Н < 70° (Рис. 2-65б)соотношение между ними может быть аппроксимировано линейной зависимостью 3JН-Н = A +BθН-Н.
Следует отметить, что при раздельной линейной аппроксимации экпериментальных ирасчетных данных и устранении одной “плохой” точки для пары протонов 6α и 8α в стероиде(9) наблюдается небольшое уменьшение коэффициента пропорциональности В:3 эксп.= (13.23±0.29) - (0.170±0.006) θэксп. (n = 9, r = 0.996),3 расч.= (13.05±0.26) - (0.166±0.005) θрасч. (n = 9, r = 0.997).JJПри этом параметры А и В в экспериментальной и расчетной зависимостях в пределахточности их оценок совпадают, а среднеквадратичное отклонение уменьшается и составляетвсего 0.15 Гц.
Следовательно, полученная эмпирическим путем линейная аппроксимация135карплусовской зависимости 3J = ƒ(θ) для интервала 25° < θН-Н < 70° может быть использованадля оценки торсионных углов (в указанных пределах) в других стероидных молекулах. Рис. 2-65. а) и в) - Корреляционные зависимости экспериментальных и расчетных (РМ3)вицинальных констант 3JН-Н и торсионных углов θН-Н и их относительных различий ∆3J и ∆θдля стероидов (9) и (6а). б) – Общая (слева) и локальная (справа) зависимость 3J = ƒ(θ) дляэкспериментальных (○) и расчетных (●) данных (подробности см.
в тексте).136О различии в пространственном строении 8α- и В-нор-8α-аналогов стероидныхэстрогенов свидетельствуют также результаты количественных оценок межпротонныхрасстояний, полученные с помощью измерения ЯЭО. Для В-нор-8α-аналогов характерноувеличение (~ на 0.3 Å) расстояний между протоном 1 и протонами 9α и 11α.Экспериментальные значения этих расстояний, например для стероида (9), составляют: r1-9α =2.82 Å, r1-11α = 2.86 Å, что хорошо согласуется с расчетными данными (РМ3: r1-9α = 2.86 Å, r1-11α= 2.89 Å).
Следует также указать на различное соотношение между этими расстояниями: для8α-аналогов r1-11α < r1-9α (например, для стероида (6a): r1-11α(ЯМР) = 2.41 Å, r1-9α(ЯМР) = 2.53 Å), адля В-нор-8α-аналогов наблюдается обратное соотношение: r1-11α ≥ r1-9α.Не менее характерным при переходе от 8α-аналогов к В-нор-8α-аналогам являетсяизменение соотношения между расстояниями r4-6α и r4-6β: для первых из них r4-6α > r4-6β, а длявторых ‒ r4-6α < r4-6β. Даже на качественном уровне сравнение интегральных интенсивностей(Sij) кросс-пиков 4/6α и 4/6β в приведенном на рисунке 2-62б спектре NOESY В-нор-8αаналога (9) подтверждает это соотношение (S1-6β : S1-6α = 1 : 1.4). Экспериментальная оценкаабсолютных значений этих расстояний для указанного стероида составляет: r4-6α = 2.88 Å и r46β= 3.05 Å, а расчетная (РМ3) ‒ r4-6α = 2.85 Å и r4-6β = 3.13 Å.
Следует добавить, чтоприведенные экспериментальные оценки расстояний в стероиде (9) были сделаны наосновании одного спектра NOESY, полученного при τm = 0.5 c, а в качестве эталонного былоиспользовано расчетное (РМ3) расстояние между протонами 1 и 2: r1-2 = 2.49 Å.Более широкий набор экспериментальных данных по измерению межпротонныхрасстояний был получен для в В-нор-D-гомо-8α-аналогов (11б) и (11в) – для 9 и 14 парпротонов, соответственно.
Для этого были использованы результаты определения скоростейкросс-релаксации между ними, полученные для каждого из стероидов на основанииизмерения нестационарных ЯЭО в 8 спектрах NOESY, зарегистрированных с разнымивременами смешивания τm в интервале от 0.2 до 1.2 с.
При расчете межпротонных расстоянийrij в стероиде (11б) в качестве эталонного использовалось значение 1.79 Å междугеминальными протонами 17α и 17β, а в случае стероида (11в) – 2.32 Å между вицинальнымипротонами 8α и 9α. Число измеренных в каждом случае расстояний определялосьвозможностью точного объемного интегрирования соответствующих кросс- и диагональныхпиков.Оценки межпротонных расстояний, полученные методом ЯМР для стероидов (11б) и(11в), и соответствующие их расчетные значения приведены в таблицах 2-9 и 2-10соответственно.137Таблица 2-9.Экспериментальные (ЯЭО*)) и расчетные (ММ+, РМ3) межпротонные расстояния rij (Å) в Внор-D-гомоаналоге (11б)**).№ Нi - HjЯЭОMM+PM3β, град.
(τc/τэтc)1/6 ***) ЯЭО(β) ∆r, %∆rβ, %1 9α-8α2,252,322,37720,992,233,13,92 9α-11α2,312,432,44850,9852,355,23,33 9α-14α2,622,842,89231,0852,848,404 9α-12α2,532,752,73281,0752,728,71,15 8α-14α2,112,292,29221,0852,298,506 8α-15α2,502,542,54301,0752,641,6-3,97 17α-17β****) 1,791,791,77601.01,79008 17α-16α2,462,442,45521,0152,49-0,8-2,09 17β-16β2,602,472,45840,9852,56-5,0-3,6*) – Использовались спектры NOESY, полученные при τm = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 и 1.0 с.**) – Экспериментальные данные указаны для значения эталонного расстояния 1.79 Å (ММ+) исоответствуют усреднённым значениям приведенных объемных интегралов: (Sij/Sii + Sij/Sjj)/2.***) – Использовалось значение D║/D┴ = 10.****) – Эталонное расстояние.Таблица 2-10.Экспериментальные (ЯЭО*), РСА) и расчетные (ММ+, РМ3, Ab Initio) межпротонныерасстояния rij (Å) в В-нор-D-гомо-аналоге (11в)**).№ Нi - HjЯЭОMM+PM3β, град.
(τc/τэтc)1/6 ***) ЯЭО(β)Ab Initio РСА11-22,292,442,492.462.45261,0962,5121-9α2,522,802,842.852.85201,1032,7834-6β2,823,033,183.103.05261,0963,0844-6α2,462,712,802.752.68251,0982,6951-11α2,742,902,962.983.07321,0802,9668α -9α****)2,322,322,372.342.49781.02,3278α -6α2,482,402,382.352.34701.02,4889α -11α2,362,422,442.402.31841.02,36915β -6α2,62,792,762.722.80181,1122,891017β-17α1,701,771,771.781.79421,0421,77118α -14α2,112,282,302.302.27321,0812,28129α -12α2,482,782,732.512.46321,0812,68136α -15α2,742,882,702.722.99251,0993,01148α -15α2,362,532,532.552.32401,0472,47*)– Использовались спектры NOESY, полученные при τm = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0 и 1.2 с.– Экспериментальные данные указаны для значения эталонного расстояния 2.32 Å (ММ+) исоответствуют усредненным значениям приведенных объемных интегралов: (Sji/Sii + Sji/Sjj)/2.***)– При расчете поправочного коэффициента, учитывающего влияние полярного угла β,использовалось экспериментальное значение D║/D┴ = 12, полученное на основе метода HOESY (см.рис.
1-9 и текст для соединения (VI)).****)– Эталонное расстояние.**)На рисунке 2-66 представлены корреляции между экспериментальными и расчетными(ММ+) величинами rij для сферической и анизотропной моделей обработки ЯМР-данных.138Рис. 2-66. Сравнение экспериментальных (ЯЭО) и расчетных (ММ+) межпротонныхрасстояний в В-нор-D-гомо-8α-аналогах эстрогенов (11б) и (11в), с использованием а) сферической и б) - анизотропной моделей расчета.
Пунктирными линиями показаноотносительное отклонение ±5%, ● – эталонное расстояние. в) - пространственные структурыэтих молекул, на которых стрелками указаны измеренные расстояния. г) – фрагменталифатической области спектра NOESY (τm=1.0 с) стероида (11б), на котором прямоугольнойрамкой отмечены кросс-пики, использованные для количественного определения 9-тимежпротонных расстояний.Из сопоставления корреляционных зависимостейсферическоймоделирасчетанезависимоотследует, что при использованиивыбораэталонногорасстояния139экспериментальные значения r(ЯЭО) в среднем оказываются более короткими по сравнению срезультатами их расчета методом MM+. При этом коэффициент пропорциональности В междуэкспериментальными и расчетными данными для стероидов (11б) и (11в) оказываетсяпрактически одинаковым (~ 0.84).
Это совпадение объясняется сопоставимыми значениямиполярных углов β для эталонных расстояний в каждом из стероидов. Поэтому неудивительно,что при использовании аксиально-симметричной (анизотропной) модели расчета для каждогоиз стероидов наблюдается заметное и примерно одинаковое улучшение всех параметров,характеризующих корреляции между экспериментальными и расчетными данными.Таким образом, использование анизотропной модели расчета межпротонных расстоянийв стероидах (11б) и (11в) на основе ЯЭО позволяет получать более точные значения rij,которые в пределах ±5% совпадают с результатами их расчета методом ММ+. Сопоставлениеданных ЯМР с результатами других методов расчета (PM3, Ab Initio) или данными РСА,представленных в таблице 2-10, приводит к аналогичным выводам.
В свою очередь хорошеесовпадение (в пределах ±5%) экспериментальных и расчетных межпротонных расстоянийсвидетельствует о жесткой структуре углеродного скелета рассмотренных D-гомо-В-нор-8αаналогов эстрогенов и о соответствии конформации этих молекул расчетным данным ирезультатам РСА.Доказательство пространственного строения стероида (11д), имеющего два метильныхзаместителя в положении 17, оказывается значительно более сложной задачей по сравнению срассмотренными стероидами (11б) и (11в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
