Диссертация (1145465), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Тем не менее, полученная из F1-разреза кросс-пика 15α/16α константа 3J15α-16αэксп. =9.8 Гц практически совпадает с ее расчетным значением 9.9 Гц. Учитывая сравнительноневысокую точность измерения, сам факт количественного совпадения экспериментального ирасчетного значений 3J15α-16α, скорее всего, носит случайный характер.Таким образом, получены все необходимые экспериментальные доказательства нетолько для однозначного определения положений сигналов протонов кольца D в спектре 13αаналога (16), но и их пространственного расположения между собой и по отношению кближайшим протонам других колец (Рис. 3-14в).
В результате последовательногорассмотрения скалярных и пространственных взаимодействий в кольцах В, С и D, а также169проведенной на их основе полной и однозначной идентификации всех сигналов в спектреЯМР 1Н стероида (16), его принадлежность к 13α-аналогам эстрогенов не вызывает сомнения.Для этого достаточно проанализировать совокупность пространственных взаимодействийпротонов метильной группы в положении 13 с окружающими протонами и сопоставитьобнаруженные ЯЭО с пространственной структурой, представленной на рисунке 3-14в.Прежде всего, пространственное взаимодействие 13-Ме/14α однозначно свидетельствует оцис-сочленении колец С и D, а кросс-пики 13-Ме/12α и 13-Ме/12β, также как и 13-Ме/15α,доказываютэкваториальноеположениеэтойметильнойгруппывкольцеСисоответствующую пространственную ориентацию 5-членного кольца D.
Помимо этих,наиболее характеристичных пространственных взаимодействий, следует также обратитьвнимание на крайне слабые дальние скалярные взаимодействия W-типа протонов метильнойгруппы при атоме С13 с протонами 14α и 16α, о существовании которых свидетельствуютдостаточно хорошо различимые кросс-пики 13-Ме/14α и 13-Ме/16α в спектре DQF-COSY,которые на рисунке 3-14а обведены пунктиром. Кроме того, в этом же спектре наблюдается неменее характерное взаимодействие между протонами 14α и 16α, находящимися между собойчерез 4 связи.Несмотря на то, что перечисленные скалярные взаимодействия весьма слабы и в явномвиде не регистрируются в обычном спектре ЯМР 1Н (4,5Jij < 0.4 Гц), их проявление вдвумерном корреляционном спектре в виде слабых по интенсивности кросс-пиков можетуспешно использоваться для дополнительной аргументации при отнесении сигналов протонов14α и 16α в спектрах стероидов 13α-изоряда.
Так как существование этих взаимодействийвызвано исключительно особенностями взаимной пространственной ориентацией указанныхпротонов и “W”-расположением соединяющих их связей, а не их пространственнойблизостью, то их экспериментальное обнаружение может, по крайней мере, на качественномуровне, служить независимым подтверждением (а при отсутствии других аргументов – идоказательством) пространственного строения 13α-аналогов стероидных эстрогенов. Крометого, в спектрах DQF-COSY 13α-аналогов (16) – (18), также как и в случае другихизоаналогов, наблюдаются дальние скалярные взаимодействия между протонами колец А иВ: 6α/2, 6α/4, 6β/2, 6β/4 и 6β/9α (см.
на рисунке 3-14а отмеченные пунктиромсоответствующие кросс-пики), которые оказываются полезными при идентификации сигналовпротонов кольца В рассматриваемых стероидов. Наличие же достаточно больших констант4J9α-1 (1.16 Гц), 5J6β-9α (~1.2 Гц) и 6J6β-2 (~0.9 Гц), свидетельствует о близкой к ортогональнойориентации протонов 6β и 9α по отношению плоскости ароматического кольца А (согласнорасчетам (ММ+) торсионный угол Н9α-С9-С10-С1 для стероида (16) составляет 73.3°, а угол Н6α-170С6-С5-С4 – 77.6°), что независимым образом указывает на их псевдоаксиальное положение вкольце В.На рисунке 3-15 в качестве примера представлены фрагменты спектра ЯМР 1Н стероида(16), на которых показаны изменения мультиплетности сигналов протонов 2, 4, 6α и 6β приодновременной селективной развязке от пары протонов при атоме С6 (а) и от протонов приатомах С2 и С4 (б).Рис.
3-15. Фрагменты спектров 1) – ЯМР 1Н и 2) – с селективной развязкой а) – от протонов6α, 6β и б) – от протонов 2, 4 стероида (16). в) – фрагмент этой молекулы на которойдвойными стрелками показаны дальние скалярные взаимодействия между протонами колец Аи В. Спектры получены при использовании Лоренц-Гауссового преобразования сигналасвободной индукции и разложения спектральных линий по Гауссовым функциям.В первом эксперименте наблюдается исчезновение триплетной структуры сигналов вароматической области спектра, обусловленной дальними скалярными взаимодействиями спротонами группы С6Н2 (см.
спектр 2 на рисунке 3-15а), а во втором – превращениеквартетного расщепления в дублетное (см. спектр 2 на рисунке 3-15б) позволяет определитьвеличину дальней константы 5J6β-9α (1.25 Гц) из оставшейся мультиплетности сигналовсильносвязанных протонов 6α и 6β. Следует отметить, что в данном случае использованныйподход (одновременная развязка сразу от двух протонов, сигналы которых лежат в полосечастот ~40 Гц) является единственным способом точного определения величины скалярнойконстанты между протонами 9α и 6β, поскольку сигнал первого из этих протонов находитсяпри 2.24 м.д.
в перекрывающейся области спектра и при обычном селективном эксперименте1Н{6β} наблюдение на нем эффектов декаплирования невозможно, а при обратномэксперименте 1Н{9α} неизбежны дополнительные эффекты частичной развязки от протона 7β,сигнал которого находится при 2.11 м.д.В спектре ЯМР 1Н стероида (16) из-за наложения сигналов скалярносвязанных парпротонов 6α, 6β и 15α, 16β не менее сложным является точное определение значений171геминальных и вицинальных констант в соответствующих этановых фрагментах Н2С6-С7Н2 иН2С15-С16Н2. Неизбежные эффекты сильносвязанности указанных пар протонов приводят кхарактерным для спиновых систем типа ABX искажениям положений отдельных компонентмультиплетного сигнала, соответствующего ее Х-части. Поэтому, даже в случае отдельногорасположения такого сигнала в свободной области спектра, необходимы дополнительныеусилия для определения действительных значений констант, наблюдаемая величина которыхзависит от степени сильносвязанности протонов, соответствующих AB-части такой спиновойсистемы.
В данном отношении в наиболее простой ситуации находятся протоны этановогофрагмента Н2С15-С16Н2, поскольку сигналы, по крайней мере, двух из Х-протонов (14α, 15β)находится в свободной области спектра при 1.75 м.д. и 1.96 м.д., соответственно.Для этановогофрагмента Н2С6-С7Н2 ситуацияоказывается значительно сложнее:сигналы обоих Х-протонов (7α, 7β) находятся, соответственно, при 1.40 м.д. и 2.11 м.д.
вобластях перекрывания сигналами других, не связанных с ними скалярно, протонов и,следовательно,полныйанализмультиплетныхструктурсигналовХ-протоновнепосредственно в спектре ЯМР 1Н в данном случае оказывается недоступным. Поэтому дляэкспериментального определения значений констант в этом этановом фрагменте, преждевсего, необходимо было определить все линии мультиплетных сигналов протонов 7α и 7β длятого, чтобы использовать их положение для анализа эффектов сильносвязанности в каждой издвух спиновых систем типа АВХ.
Наиболее просто эта задача может быть решена путемсопоставления проявлений активных и пассивных констант в мультиплетных структурахнесколькихразныхкросс-пиковфазочувствительногоспектраDQF-COSY,которыесоответствуют нескольким скалярным взаимодействиям Х-протонов.На рисунке 3-16 показано использование такого подхода для “восстановления”мультиплетной структуры перекрытых сигналов Х-протонов 7α (справа) и 7β (слева),связанных скалярными взаимодействиями с протонами 6α и 6β, которые являются АВ-частьюсоответствующих трехспиновых систем АВХ-типа. Из сопоставления F1-разрезов кросс-пиков6α,6β/7β и 8β/7β, которые на рис.
3-16 (слева) для удобства их анализа показаны схематично,хорошо видно исчезновение в первом из них двух пар линий, которое свидетельствует оравенстве наблюдаемых констант 3J6α-7βнабл. и3J6β-7βнабл.. При этом измерение расстояниямежду ближайшими противофазными компонентами дает возможность достаточно точно(±0.3 Гц) определить их сумму: 3J6α-7βнабл. + 3J6β-7βнабл. = 8.0 Гц, и, соответственно, значениекаждой из них составляет ~4.0 Гц. Однако, соотношение расчетных величин этих констант,полученное на основании оптимизации геометрии молекулы (16) методом ММ+ и172использования карплусовской зависимости, значительно отличается от равных наблюдаемыхзначений: 3J6α-7βрасч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
