Диссертация (1145465), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Расч. Эксп. Расч.1 8β-9β4.0 307.2 306.0 4.26.3 325.0 319.0 7.3 2.33.113.017.8*)2 6α-8β3.5 297.9 303.4 2.6 < 0.5 267.4 ~266 0.47 -3.0 -2.13 -37.4 -30.53 6β-8β*) 3.5 53.8 56.6 4.06.3 26.1 42.39.3 2.85.3 -14.3 -27.7**4 8β-14α 11.8 183.1 190.6 12.1 11.3 168.0 164.4 11.6 -0.5 -0.5-26.2 -15.15 9β-11α2.3 290.9 296.0 1.6 ~2.0 283.3 294.0 0.9 -0.3 -0.7-2.0-7.66 9β-11β4.9 46.2 49.1 5.46.1 38.1 42.87.0 1.21.6-6.3-8.17 11α-12α 3.5 303.2 302.5 3.64.6 306.3 308.2 4.2 1.10.65.73.18 11α-12β 3.5 58.8 56.9 3.2 ~2.861.9 60.82.6 -0.7 -0.63.93.19 11β-12β 3.6 303.2 303.2 3.64.3 306.8 306.8 4.3 0.70.73.63.6*)Для стероида (12) нумерация протонов в кольце В отличается от указанной: соответственно, 7α-8β и7β-8β.
Поэтому в тексте для обозначения констант или торсионных углов используются скобки:например, J6(7)α-8β.**)Использовано значение для B-нор-D-гомо-9β-аналога (14), поскольку величина экспериментальнойконстанты J8β-14α, измеренная в спектре ЯМР 1Н стероида (15) на сигнале 8β (Рис. 3-8а), занижена на 0.7Гц из-за эффектов сильносвязанности протонов 14α и 15β. Это было проверено с помощью симуляцииспектра 4-х спиновой системы протонов 8β, 14α, 15α и 15β.При анализе полученных данных следует учитывать, что большинство значенийэкспериментальных констант 3Jэксп.
было получено на основании их измерения в двумерныхспектрах DQF-COSY (Рис. 3-8б) и/или HSQCnd, цифровое разрешение которых по оси F2невелико и составляло около 0.3 Гц. Это в первую очередь относится к константам для Dгомо-9β-аналога (12), спектр ЯМР 1Н которого в данном отношении оказывается наиболеесложным. В частности, перекрывание сигналов протонов 7α, 8β и 11β в области 1.8 – 2.0 м.д. искалярное взаимодействие первых двух из них не позволяют из спектра DQF-COSY получитьточную количественную оценку константы 3J8β-9β, поскольку кросс-пики 9β/8β и 9β/11βперекрываются,амультиплетнаяструктурапервогоизнихотражаетскалярное156взаимодействие сильносвязанных протонов 8β и 7α.
Из-за частичного перекрыванияскалярносвязанных протонов 14α и 15β похожие проблемы возникают и при оценке величиныконстанты3J8β-14α.Поэтомуболееэффективнымспособомявляетсяиспользованиепреимуществ регистрации протонных сигналов, находящихся при изотопах атома улерода-13.В качестве примера на рисунке 3-9 приведенфрагмент спектра HSQC без развязки от ядер13С для протона 8β при атоме углерода С8,находящегося в β-состоянии и имеющего,соответственно, бóльшую (на 1JC-Н/2) частоту,чем сигнал этого протона, находящийся вспектре ЯМР 1Н при 1.83 м.д.На F1-разрезе этого сигнала хорошовиднаегомультиплетнаяструктура,которая может быть описана как дублетРис.
3-9.Фрагмент спектра HSQCndстероида (12) и определение значения константы 3J8β-14α из мультиплетной структурыкросс-пика С8/8β, соответствующего βсостоянию атома углерода-13 в положении 8.квартетов. Точность измерения вицинальной константы 3J8β-14α = 11.8 Гц в этом случаедостаточно высока и составляет около ±0.3 Гц. Результаты сравнительного анализаэкспериментальных и расчетных вицинальных констант и соответствующих имторсионных углов (табл. 3-3) для стероидов (12) и (15) приведены также на рисунке 310а,б в виде корреляционных графиков.
Справа (Рис 3-10в,г) показаны корреляции дляэкспериментальных и расчетных относительных изменений этих параметров ∆J = J(15) J(12) и ∆θ = θ(15) - θ(12). Прежде всего, следует отметить, что при сравнении абсолютныхзначений скалярных констант 3J (а) для D-гомо-9β-аналога (12) наблюдается лучшеесоответствие экспериментальных и расчетных данных (r = 0.988, sd = 0.46 Гц) посравнению с аналогичным сопоставлением для В-нор-D-гомо-9β-аналога (15): r =0.960, sd = 0.94 Гц.
Совершенно очевидно, что это происходит из-за значительногоотличия параметров использовавшейся карплусовской зависимости [91, β-эффект] отоптимальных их значений для 5-ти членного кольца В.Аналогичные выводы можно сделать и на основании сравнения экспериментальных ирасчетных значений торсионных углов, корреляционные зависимости которых и параметрыкорреляции (А, В, r и sd) приведены на рисунке 3-10б. При этом наиболее чувствительнымпараметром, характеризующим точность определения расчетных значений торсионного угла157(θijрасч.) для стероида (15) является среднеквадратичное отклонение (sd), которое для негоравно 6.9 °, а для стероида (12) оказывается почти в 2 раза меньше и составляет 3.6 °.Наиболее простым способом определения “плохих” точек в наборе данных для в В-норD-гомо-9β-аналога (15) является сопоставление относительных значений ∆J и ∆θ, корреляциикоторых показаны на рисунке 3-10в, а для уменьшенного набора (n = 5) представлены нарисунке 3-10г.
На этих рисунках отмечена пара протонов 6β-8β, находящихся в кольце В и длякоторых наблюдается максимальное расхождение расчетных и экспериментальных значений3J и θ. При сравнении полного и уменьшенного наборов данных хорошо видно, что устранение4-х точек, соответствующих скалярным взаимодействиям 6β/8β, 6β/8α, 8β/9β и 8β/14α (● - нарисунке 3-10в), наблюдается существенное улучшение корреляции между относительнымирасчетными и экспериментальными значениями ∆J и ∆θ. Прежде всего, следует отметитьзначительное уменьшение среднеквадратичного отклонения (sd):для ∆J:sd(n=9) = 0.71 Гц →для ∆θ:sd(n=9) = 7.6 °sd(n=5) = 0.37 Гц→ sd(n=5) = 1.9 °Рис. 3-10.
Корреляционные зависимости экспериментальных и расчетных а) – вицинальныхконстант 3JH-H и б) – торсионных углов θН-Н для стероидов (12) и (15), а также ихотносительных различий (∆J = J(15) – J(12), ∆θ = θ(15) – θ(12)) в этих стероидах для двух наборовэкспериментальных и расчетных пар данных: в) – n = 9 и г) – n = 5.Этирезультатысвидетельствуютотом,чтоиспользованиесопоставленияотносительных величин расчетных и экспериментальных значений вицинальных констант 3J иторсионных углов θ оказывается корректным лишь при сравнительно небольших измененияхпространственногостроениямолекулы.Оставшиесянарисунке3-10гпятьточексоответствуют парам протонов 9β-11α, 9β-11β, 11α-12α, 11α-12β и 11β-12β, величинаскалярного взаимодействия между которыми определяется конформацией кольца С, котораялишь незначительно отличается в стероидах (12) и (15).15816,16-диметил-В-нор-9β-аналог (15), благодаря метильным заместителям в положении16 и соответствующему сравнительно простому спектру ЯМР 1Н, оказался крайне удобнымобъектом для количественного определения межпротонных расстояний с помощью методаNOESY.
Лишь две пары протонов (17α, 17β и 14α, 15β), сигналы которых находятся,соответственно, в области спектра 1.3 – 1.5 м.д. и 0.9 – 1.1м.д. (Рис. 3-1),образуютсильносвязанные системы АВ-типа. Поэтому в спектре NOESY (Рис. 3-11а) удалосьидентифицировать более 20-ти кросс-пиков, интенсивности которых были использованы дляоценкимежпротонныхрасстояний,которыепоказаныдвойнымистрелкаминапространственной структуре этой молекулы, приведенной на рисунке 3-11б. Кроме того, длякачественной оценки пространственной структуры молекулы стероида (15) достаточноинформативными оказываются прямые взаимодействия протонов метильных групп приатомах С13 и С16 с ближайшими к ним протонами колец В, С и D, такие как 13-Me/8β, 9β, 12β и16α-Ме/14α, 15α, 17α, 17аα и другие.Рис.
3-11. а) – фрагменты спектра NOESY (τm = 0.5 с) стероида (15) и б) - пространственнаяструктура этой молекулы, на которой двойными стрелками указаны обнаруженные прямыепротон-протонные взаимодействия (ЯЭО).Процедура получения экспериментальных значений межпротонных расстояний встероиде (15) с помощью определения скоростей кросс-релаксации практически не отличаласьот описанной выше для стероида (13) схемы получения и обработки нескольких спектров159NOESY при разных временах смешивания (τm = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 и 1.0 с) инеизменности периода между повторениями при накоплении сигнала (AQ + D1 + τm = 2.2 с).Единственное различие, связанное со сложностью точного интегрирования наиболее слабыхкросс-пиков (для rij > 2.8 Å), заключалось в повторении и последующем усреднении данныхдля четырех первых экспериментов с наиболее коротким значением параметра τm.
Например,данные для τm = 0.5 с были получены после усреднения результатов обработки 4-х одинаковозарегистрированных спектров NOESY. В качестве эталонного расстояния было выбрано егозначение13 между протонами 1 и 2. Таким образом, удалось получить скорости кроссрелаксации (σij) для 24-х межпротонных расстояний rij и провести сравнение большогомассива экспериментальных данных ЯМР с результатами расчетных методов (ММ+, РМ3, Abinitio) и данными РСА. Результаты этого сопоставления представлены в таблице П3-3 (см.приложение П3) и показаны в виде корреляционных зависимостей на рисунке 3-12.Основной целью сопоставления экспериментальных (ЯМР, РСА) и расчетных (ММ+,РМ3, Ab initio) данных по межпротонным расстояниям в стероиде (15) является установлениехарактера расхождений между оценками расстояний, полученными с помощью этих методов.Поэтому достаточно большой набор данных ЯМР (24 значения rij), который удалось получитьдля стероида (15), и широкий диапазон их изменения (1.7 Å < rij < 3.4 Å) позволяют надеятьсяна хорошую достоверность результата такого сопоставления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
