Диссертация (1145465), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Кроме того, по этой же причинемассив данных методов ММ+, РМ3, Ab initio и РСА был расширен до 32 значений rij, чтопозволило провести более корректное сопоставление этих методов между собой (Рис. 3-12а).На рисунке 3-12б показаны корреляции между данными ЯМР и расчетными методами, а нарисунке 3-12в демонстрируется использование коррекции исходных данных РСА с помощьюметода ММ+ (РСА + ММ+), которая заключается в оптимизации геометрии молекулы (15) прификсированных координатах тяжелых атомов, полученных из данных РСА. При сравнениикорреляций ЯМР ↔ РСА (Рис.
3-12в,1) и ЯМР ↔ (РСА + ММ+) (Рис. 3-12в,3) хорошо видно,что такая дополнительная процедура приводит к существенному улучшению всех параметровкорреляции между двумя экспериментальными методами. При сопоставлении расчетных иэкспериментальных межпротонных расстояний наиболее характерным является существенноерасхождение (~0.25 Å) в оценке расстояния r6α-15α, полученного полуэмпирическим методомРМ3 (1.85 Å), по сравнению как с расчетными (r6α-15α(MM+) = 2.12 Å, r6α-15α(Ab in.) = 2.09 Å), так иэкспериментальными (r6α-15α(РСА)=2.20 Å, r6α-15α(РСА+MM+) = 2.14 Å, r6α-15α(ЯМР) = 2.05 Å) методами.13 Поскольку это расстояние по данным РСА составляет 2.29 Å, а по данным расчетных методов оказываетсясущественно (на ~0.15 Å) больше и лежит в пределах от 2.45 до 2.49 Å, то в таблице П3-3 приведены два наборазначений rij(ЯМР), соответствующих rэт.(РСА) = 2.29 Å и rэт.(ММ+) = 2.45 Å.160Рис.
3-12. Корреляционные зависимости межпротонных расстояний для стероида (15):а) – между данными методов MM+, РМ3, Аb initio и РСА; б) – между данными ЯМР иданными расчетных методов: 1 – ММ+, 2 – РМ3, 3 - Аb initio, 4 – среднеарифметическимиданными ММ+, РМ3 и Аb initio.в) – между данными: 1 - ЯМР ↔ РСА, 2 – MM+ ↔ РСА, 3 –ЯМР ↔ (РСА + ММ+) и 4 – ММ+ ↔ (РСА + ММ+), где (РСА + ММ+) – результат оптимизацииданных РСА с помощью метода ММ+ при фиксированных координатах тяжелых атомов.Указанное расхождение хорошо видно на корреляционных зависимостях ММ+↔РМ3, Abinitio↔РМ3 и ЯМР↔РМ3, представленных на соответствующих рисунках (а-1, а-2, б-2), гдеданное расстояние указано стрелкой. Оно свидетельствует о том, что результаты оптимизации161геометрии молекулы (15) методом РМ3 являются наименее точными по сравнению с другимиметодами расчета и хуже согласуются с данными экспериментальных методов.Этовявномвидеподтверждаетсятакжеболеелучшимиколичественнымихарактеристиками корреляций Ab initio↔ММ+ (Рис.
3-12а,3: A = -0.17 Å, B = 1.07, r = 0.987, sd= 0.07 Å) и ЯМР↔ММ+ (Рис. 3-12б,1: A = -0.09 Å, B = 1.03, r = 0.986, sd = 0.07 Å) посравнению, соответственно, с аналогичными параметрами для ММ+↔РМ3 (Рис. 3-12а,1: A =0.3 Å, B = 0.88, r = 0.971, sd = 0.1 Å) и ЯМР↔РМ3 (Рис. 3-12б,2: A = 0.26 Å, B = 0.89, r = 0.972,sd = 0.1 Å). Вместе с тем следует указать на несколько более короткое расстояние междувсеми геминальными протонами, которое получается при использовании метода Ab initio (1.73– 1.75 Å), по сравнению с другими расчетными методами и данными ЯМР (1.76 – 1.81 Å).Именно это обстоятельство при сопоставление расчетных расстояний rij с даннымиспектроскопии ЯМР, повидимому, является причиной сравнительно более плохой корреляцииЯМР↔Ab initio (Рис.
10-12б,3: A = 0.19 Å, B = 0.92, r = 0.921, sd = 0.08 Å) по сравнению скорреляцией ЯМР↔ММ+. В то же время параметры корреляции ЯМР↔<расч.> (здесьсимволом <расч.> обозначено среднее значение расстояний rij(расч), полученных в каждом изтрех используемых расчетных методов: <расч.> = (∑rijрасч.)/3) достаточно хорошо отражают(Рис.
3-12б,4: A = 0.09 Å, B = 0.96, r = 0.987, sd = 0.07 Å) высокий уровень общегосоответствия данных ЯМР и расчетных методов: все точки rij(ЯМР) находятся в пределах ±5% отсреднего расчетного значения <rij(расч) >.При сравнении данных РСА с результатами расчетов пространственной структуры Внор-D-гомо-9β-аналога (15) и данными ЯМР хорошо видно (см. рис. 3-12а,4, 3-12в,1,2)значительное расхождение между ними. Прежде всего, это относится к расстояниям междугеминальными протонами, для которых по данным РСА оно составляет ~1.57 – 1.58 Å и,следовательно, во всех случаях выполняется соотношение: rij(РСА) < rij(Ab in.), rij(ЯМР), rij(ММ+).
Неменее характерно также и явно заниженное значение расстояния r1-2(РСА) = 2.29 Å, которое вданном случае используется в качестве эталонного для определения значений rij(ЯМР). Прямымследствием этого является различный характер корреляционной зависимости для ЯМР↔РСА(Рис. 3-12в,1) и для Ab initio↔РСА (Рис. 3-12а,4), ММ+↔РСА (Рис. 3-12в,2). Если в первомслучае для диапазона 2.0 – 3.5 Å наблюдается тенденция к занижению расстояний rij(ЯМР) посравнению с rij(РСА), то для двух вторых корреляций в этом же диапазоне соотношение междурасстояниями имеет противоположный характер (rij(РСА) < rij(Abin.), rij(ММ+)), аналогичный ихсоотношению для геминальных протонов.
Кроме того, для корреляции ЯМР↔РСАнаблюдается наиболее сильный разброс точек относительно корреляционной прямой (rij(ЯМР) =А + Вrij(РСА) = 0.38 + 0.81rij(РСА)), с максимальным из всех значением среднеквадратичного162отклонения (sd = 0.12 Å) и минимальным коэффициентом корреляции (r = 0.959). Все этосвидетельствует о некорректности использованияданных РСА по межпротоннымрасстояниям, поскольку процедура их определения связана лишь с получением точныхкоординат тяжелых атомов (С, О), а не протонов, координаты которых устанавливалисьавтоматически с учетом лишь стандартных значений длины связи С-Н и валентных углов.Поэтому, таккже как при изучении 8α-аналогов эстрогенов, для получения корректныхзначений rH-H(РСА) была использована дополнительная процедура оптимизации геометриистероида (15) с помощью метода ММ+, который позволяет без изменения координат тяжелыхатомов получить более точное пространственное положение протонов в этой молекуле (см.данные РСА(ММ+) в таблице П3-3).
На рисунках 3-12в,3,4 приведены корреляции междуэтими оптимизированными данными РСА (rij(РСА,ММ+)) и данными ЯМР и метода ММ+. При ихсравнении с соответствующими корреляциями для исходного набора {rij(РСА)}, представленныхна рисунках 3-12в,1,2, хорошо видно существенное улучшение их параметров, которые длякорреляции ЯМР↔РСА(ММ+) составляют: A = 0.09 Å, B = 0.97, r = 0.982, sd = 0.08 Å, а дляММ+↔РСА(ММ+): A = 0.14 Å, B = 0.95, r = 0.990, sd = 0.06 Å.Таким образом, дополнительная коррекции данных РСА по определению межпротонныхрасстояний с помощью метода ММ+ является необходимой процедурой для их сопоставленияс экспериментальными результатами, полученными на основе измерения ЯЭО.
Кроме того,при выборе эталонного расстояния в калибровочном методе оценки значений rij(ЯМР) следуетиспользовать стандартные величины межпротонных расстояний между геминальнымипротонами (1.78 Å) или между вицинальными протонами в ароматическом кольце (2.45 Å),полученные расчетным методом ММ+.3.2 .13α-Аналоги эстрогеновПространственное строение 13α-аналогов стероидных эстрогенов в растворе былоисследовано на примере изучения методами ЯМР пяти стероидов (16) – (18) [350, 351].Влияние структурных и конформационных особенностей каждой из этих молекул наположение сигналов алифатических протонов, находящихся в области 0.8 – 3.2 м.д.
спектраЯМР 1Н, представлено на рисунке 3-13.163Рис. 3-13. Алифатическая область спектров ЯМР 1Н стероидов (16) - (18). С помощью линийпоказаны наиболее характерные изменения положений протонных сигналов.Для всех приведенных спектров, за исключением спектра стероида (17в), следуетотметить общую закономерность – совпадение положений сигналов геминальных протоновпри атоме С6. Это в значительной мере затрудняет не только идентификацию других сигналов,принадлежащих протонам, которые имеют пространственные (ЯЭО) и/или скалярныевзаимодействия с протонами 6α и 6β. Из-за эффектов сильносвязанности этих протоновсущественно осложняется определение значений соответствующих скалярных констант насигналах соседних протонов 7α и 7β, которые во всех без исключения спектрах стероидов (16)– (18) расположены достаточно далеко друг от друга.
Кроме того, в спектрах стероидов (16) и(17) аналогичные проблемы возникают из-за перекрывания сигналов скалярносвязанных парпротонов 9α, 11α и 16β, 15α (или 16α, 15β). Наиболее сильно это проявляется в спектрестероида (16), в узкой области 2.05 – 2.45 м.д. которого находятся 7 мультиплетных сигналов,принадлежащих взаимодействующим протонам 9α, 11α, 12β, и 16α, 16β, 15α и лишь одинпротон 7β не имеет в этой области сильносвязанных с ним соседей.
В спектрах стероидов164(17a) и (17б), в которых, также как и в спектре стероида (16), имеются пары сильносвязанныхпротонов. Тем не менее, для этих стероидов наблюдается более простая ситуация, так какпары сигналов взаимодействующих протонов оказываются спектрально разделенными: 9α,11α в области 2.15 – 2.35 м.д., 16α, 15β в области 1.5 – 1.7 м.д. и 11β, 12α в области 1.4 – 1.5м.д., и лишь первая из них перекрывается с сигналом протона 16β. Несмотря нанезначительное структурное различие стероидов (17a) и (17б), заключающееся в наличии увторого из них метильной группы в положении 2, вид указанных областей спектров ЯМР 1Нэтих стероидов оказывается неодинаковым из-за небольшого изменения разницы химическихсдвигов сильносвязанных протонов.
Эти небольшие различия особенно хорошо заметны присравнении вида перекрывающихся сигналов аксиальных протонов 11β и 12α в области 1.4 –1.5 м.д., которые в спектрах указанных стероидов (Рис. 3-13) отмечены прямоугольнойскобкой (└┘).Перечисленные особенности спектров ЯМР 1Н 13α-аналогов стероидных эстрогенов (16)– (18) приводят к значительному усложнению всей процедуры их конформационного анализас помощью спектроскопии ЯМР и требуют привлечения и комплексного использованияширокого набора двумерных корреляционных методов как на стадии идентификациисигналов, так и при извлечении количественной информации о пространственном строенииэтих молекул на основе карплусовских зависимостей вицинальных констант3JH-H отторсионных углов и ЯЭО от межпротонных расстояний rH-H.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
