Диссертация (1145465), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Следует отметить, что приведенные доказательствапространственной ориентации этильного фрагмента в виде наличия ЯЭО между протонами17β и 18`` и дальнего “W”-типа скалярного взаимодействия между протонами 18`` и 12αявляются достаточными, поскольку при другой возможной ориентации этильного заместителянад кольцом С (т.е. при повороте на ~120° против часовой стрелки вокруг связи С18‒С13)должно было бы наблюдаться дальнее взаимодействие между протонами 18`и 12α,аналогичное тому, которое было для предыдущей конформации (см. фрагмент молекулы нарисунке 3-5), а также скалярное взаимодействие “W”-типа между протонами 18`` и 14α, длякоторых торсионные углы Н18``-С18-С13-С14 и Н14α-С14-С13-С18 в такой конформации согласнорасчетам (ММ+) составляют, соответственно, 159° и 169°.151Поскольку наличие малой константы наблюдается только на одном из метиленовыхпротонов этильного заместителя, то возможность существования конформации молекулыстероида (13) с ориентацией этильной группы над кольцом С не имеет экспериментальногоподтверждения.
Аналогичный вывод можно также сделать и на основании отсутствия уметильных протонов заместителя при атоме С13 пространственных взаимодействий cпротоном 8β, которое должно было бы наблюдаться в случае реализации указаннойконформации. Кроме того, в пользу показанной на рисунке 3-5 ориентации этильногофрагмента свидетельствует наличие в спектре NOESY кросс-пика 17β/18а, который отчетливовиден на F1-разрезе при 2.51 м.д. (17β) этого спектра, показанного на рисунке 3-5б, асоответствующее пространственное взаимодействие протона 17β, наряду с другими, указано спомощью пунктирной стрелки на фрагменте молекулы D-гомо-9β-аналога (13).Полученныеэкспериментальныеданныепротиворечатитретьейвозможнойпространственной ориентации этильного заместителя над кольцом D.
В этом случае ни одиниз протонов 18` или 18`` не может одновременно иметь скалярное взаимодействие “W”-типа спротоном 12α и пространственное взаимодействие (ЯЭО) с протоном 17β. Следовательно, этаконформация молекулы стероида (13) в растворене реализуется.Неменееиспользованияможетхарактернымдальнихслужитьпримеромскалярныхконстантвзаимодействиемеждупротонами 9β и 12β, которое достаточно легкообнаруживается в виде соответствующего кросспика 9β/12β в спектре DQF-COSY, фрагменткоторого показан на рисунке 3-5г. Анализ этогокросс-пика представлен на рисунке 3-6, накоторомвнизуприведенаструктурасигнала12β,основаниирассмотрениямультиплетнаяполученнаяF1-разрезанаэтогокросс-пика (показан сверху), и определенаскалярная константа4J9β-12β = 1.7 Гц какРис. 3-6.
Кросс-пик 9β/12β и его F1-разрезв спектре DQF-COSY стероида (13).Показаныанализмультиплетнойструктуры сигнала протона 12β иопределение значения дальней константы4J9β-12β.величина расщепления между ближайшими противофазными компонентами этого разреза.Следует отметить, что полученное таким образом значение константы не может претендоватьна высокую точность и, скорее всего, ее величина несколько завышена по сравнению с152истинным значением. Поэтому, учитывая относительно невысокое цифровое разрешение поF2-координате спектра DQF-COSY и особенности измерения расстояния между двумяпротивофазными компонентами мультиплета, следует остановиться на более реальном еезначении: 4J9β-12β = (1.5 ± 0.2) Гц.Такимобразом,обнаружениевмолекулеD-гомо-9β-аналога(13)скалярноговзаимодействия между протонами 9β и 12β полностью и однозначно (т.е. независимо отдругих источников информации) определяет конформацию кольца С как “кресло”, в которомуказанные β-протоны занимают экваториальную ориентацию (см.
фрагмент этой молекулы нарисунке 3-6), а торсионные углы Н9β-С9-С11-С12 и Н12β-С12-С11-С9 согласно расчетам (ММ+)составляют, соответственно, 174° и 176°.Другим примером использования дальних скалярных констант в конформационноманализе D-гомо-9β-аналогов стероидных эстрогенов является величина взаимодействия междупротонами 9β и 1. Для всех изученных 9β-аналогов (12) – (15) характерно наличие достаточнобольшой (~1.3 – 1.4 Гц) константы4J1-9β, свидетельствующей о почти ортогональномположении протона 9β по отношению к плоскости ароматического кольца А. Торсионныйугол Н9β-С9-С10-С1, например, для стероида (12) согласно расчетам (ММ+) составляет 83.7°, адля В-нор-D-гомо-9β-аналога (15) этот угол равен 88.9°.
При более точном определении4константыJ1-9β для этих стероидов, котороебыло проведено на сигнале протона 1, оказалось,что в первом из них эта константа на 0.16 Гцменьше, чем во втором: 4J1-9β(12) = (1.27±0.02) Гц,4J1-9β(15)=(1.43±0.02)Гц(Рис.3-7).Следовательно, при переходе от D-гомо-9βаналога (12) к соответствующим В-нор-D-гомо9β-аналогам эстрогенов наблюдаемое увеличениедальней константы4J1-9β на количественномуровне отражает изменения в конформациистероидноймолекулы,связанныесуменьшением размера кольца В.
Следует такжеотметить заметное уменьшение на 0.52 Гцвицинальной константы 3J1-2, причины которого,Рис. 3-7.Мультиплетная структурасигнала протона 1 в спектрах стероидов(12) и (15). Показаны значения констант3J1-2 и 4J1-9β.очевидно, также связаны со структурными различиями D-гомо-9β- и В-нор-D-гомо-9βаналогов стероидных эстрогенов.153При всей привлекательности использования в конформационном анализе стероидныхмолекул констант дальнего скалярного взаимодействия (4,5JH-H) их применение из-заотносительно малой величины носит скорее качественный характер по сравнению сиспользованием для тех же целей значительно превосходящих их по диапазону изменениявицинальных констант 3JH-H.Также как и при изучении 8α- и B-нор-8α-аналогов стероидных эстрогенов (1) – (11),применениевицинальныхконстантдляустановленияпространственногостроениярассматриваемых в данном разделе стероидных молекул (12) – (15) было проведено путемсопоставления соответствующих значений констант 3Jij в D-гомо-9β- (12), (13) и в В-нор-Dгомо-9β-аналогах (14), (15) со значениями соответствующих торсионных углов θij и/или созначениями вычисленных констант3Jij(расч.) = ƒ(θij(расч.)).При таком сопоставлениинаибольший интерес представляют скалярные взаимодействия между вицинальнымипротонами, находящихся в области сочленения колец В и С, поскольку они наиболеечувствительны к конформационным различиям, связанных с изменением строения кольца В.На рисунке 3-8а для сравнения представлены фрагменты спектров ЯМР 1Н В-нор-Dгомо-9β-аналога (15) и D-гомо-9β-аналога (12), при рассмотрении которых хорошо видныразличия в мультиплетной структуре сигналов протонов 11α и 11β.
Однако, даже в такомпростом (в спектральном отношении) случае как стероид (15), для точного определениязначений вицинальных констант между протонами колец В и С требуется привлечениерезультатов анализа спектра DQF-COSY (Рис. 3-8б) и учет специфического представленияпротивофазных триплетов в фазочуствительных корреляционных спектрах.Это видно на примере анализа мультиплетной структуры сигнала протона 8β (2.19 м.д.) спомощью кросс-пика 8β/9β. Здесь расстояние между противофазными компонентамисоответствует удвоенной активной константе3J8β-9β, а расстояние между синфазнымикомпонентами соответствует пассивной константе 3J8β-14α.
Аналогичным образом необходиморассматривать расстояние между противофазными компонентами в кросс-пике 11α/9β (нарисунке 3-8б из-за сильносвязанности протонов 11α и 11β видна только “внутренняя”половина этого кросс-пика), которое также соответствует удвоенной активной константе 3J11α9β.В результате можно сделать вывод о том, что константа 3J11α-9β является наименьшей извсех скалярных взаимодействий протона 11α и составляет 2.3 Гц.Не менее определенный ответ о величинах констант3J11β-9β и 3J11β-12β дает анализпротивофазной мультиплетной структуры соответствующих кросс-пиков 11β/9β и 11β/12β.При их сопоставлении хорошо видно (Рис.
3-8б, справа), что как в случае D-гомо-9β-аналога154(12) так и в случае В-нор-D-гомо-9β-аналога (15) соотношение между константами одинаково:3J11β-9β > 3J11β-12β.Рис. 3-8. а) – Фрагменты спектров ЯМР 1Н стероидов (12) и (15). б) – Фрагменты спектраDQF-COSY и молекулы стероида (15). Показан анализ мультиплетной структуры кросс-пиковдля определения значений констант 3J8β-14α, 3J8β-9β, 3J9β-11α, 3J9β-11β и 3J11β-12β, которые отмеченыдвойными стрелками.155Однако, при сравнении их численных значений в каждом из стероидов обнаруживаетсяболее заметное увеличение (на 1.2 Гц)константы 3J9β-11β(15) (6.1 Гц) по сравнению с еезначением для стероида (12), чем константы 3J11β-12β, которая при этом увеличивается лишь на0.7 Гц. Это изменение в соотношении констант 3J11β-9β и 3J11β-12β для сравниваемых стероидов(12) и (15) схематично показано в правой части рисунка 3-8а в виде перераспределенияположений компонент низкочастотной дублет-дублетной части сигнала протона 11β, котораяхорошо видна в спектре ЯМР 1Н каждого из этих стероидов.Результаты количественного сравнения расчетных и экспериментальных значенийвицинальных констант 3Jij и торсионных углов θij между протонами в кольцах В и С для Dгомо-9β- и В-нор-D-гомо-9β-аналогов (12) и (15) приведены в таблице 3-3.Таблица 3-3.Экспериментальные и расчетные (РМ3) вицинальные константы (3J, Гц) и торсионные углы(θ, °) и их относительные различия (∆J, Гц и ∆θ, °) в стероидах (12) и (15).(12)(15)∆J=J(15)-J(12) ∆θ=θ (15)-θ (12)№ Нi-Hjэксп.расч.эксп.расч.эксп.расч.эксп.расч.JθθJJθθJЭксп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
