Диссертация (1145465), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Это дало возможность определить изменение пространственногоположения каждого из протонов, происходящее в результате конформационного обмена.Например, протон 12β в конформации (А) является аксиальным, поскольку его сигналпри 0.92 м. д. имеет хорошо наблюдаемую триплетную структуру17, а при переходе вконформер (В) сигнал этого же протона, находящийся в спектре при 1.07 м. д. являетсядублетом.Следовательно,этотпротонвминорнойконформации(В)являетсяэкваториальным.
В то же время экваториальный протон 12α в конформере (А), дублетныйсигнал которого в спектрах (Рис. 3-44) обозначен как 12α(А) и находится при 1.29 м. д., вконформере (В) становится аксиальным, поскольку сигнал 12α(В), обнаруженный при 1.88 м. д.по обменному кросс-пику в спектре EXSY-NOESY (Рис. 3-44в) или по кросс-пику 12β(В)/12α(В) в спектре NOESY (Рис. 3-44a), имеет триплетную структуру.Аналогичные заключения об изменении пространственного строения кольца С можносделать и на основании сравнения мультиплетности сигналов протонов 11α и 11β вконформациях (А) и (В).
Обнаружить их можно либо с помощью спектра COSY (Рис. 3-44б)на основании скалярных взаимодействий с протонами в положении 12, либо с помощьюспектра NOESY (Рис. 3-44в). Во втором случае пространственные взаимодействия протона 1,сигналы которого в конформациях (А) и (В) находятся при 7.14 и 7.01 м. д., соответственно,позволяют определить положения дублетных сигналов экваториальных протонов 11β(А) при 17При определении мультиплетности сигналов учитывались только большие константы: геминальные (│2JH3H│≥ 12 Гц) и вицинальные между аксиальными протонами ( Jах-ах ≈ 12.5 Гц).2232.10 м. д.
и 11α(В) при 1.86 м. д. Следует отметить, что кросс-пики 12β(В)/11α(B) и 12β(В)/112α(B)в спектре СOSY перекрываются между собой, что затрудняет точное определениехимического сдвига протона 11α(B), а в спектре NOESY кросс-пик 1(В)/11α(B) хорошо виден.Рис. 3-44. Фрагменты спектров а) – NOESY (τm = 0.5 c), б) – COSY при температуре -40 ºС ив) – EXSY-NOESY (τm = 0.8 c) при температуре -20 ºС стероида (25а) в CDCl3. г) –конформационное превращение, соответствующее наблюдаемым изменениям мультиплетнойструктуры обменных кросс-пиков, которые показаны с помощью прямоугольных рамок вспектре EXSY (в).
Обменные кросс-пики выделены с помощью большего числаположительных срезов по сравнению с их количеством, использованным для отрицательныхкросс-пиков, связанных с ЯЭО.224На основании обменного кросс-пика 11β(А)/11β(В) в спектре EXSY было определеноположение (1.70 м. д.) сигнала протона 11β(В) и его квартетная структура, что свидетельствуетоб аксиальном положении этого протона в конформере (В) и экваториальном – вдоминирующем конформере (А). К сожалению, обменный кросс-пик 11α(В)/11α(А) из-занезначительной разницы химических сдвигов протона 11α в разных конформациях (∆δ11α =δ11α(А) - δ11α(В) = 0.08 м. д.) не может быть обнаружен. Поэтому мультиплетность его сигналабыла определена с помощью анализа структуры кросс-пиков 11β(А)/11α(А) и 9α(А)/11α(А) вфазочувствительном спектре COSY и определения суммы всех констант, которая непревышала 34 Гц.
Следовательно, мультиплетность сигнала протона 11α(А) определяетсятолько двумя большими константами и этот протон является аксиальным в кольце С.Отсутствие большой константы между аксиальным протоном 11α(А) и мостиковым протоном9α(А) в доминирующем конформере свидетельствует об экваториальном положении второго изних в кольце С.
Значение этой константы было определено на основании анализапротивофазной структуры кросс-пиков9α(А)/11α(А),11α(А)/ 9α(А) в спектре COSY-DQF имультиплетности сигнала протона 9α(А) при 3.16 м.д. и ее величина (3J9α-11α(А) = 4.5 Гц)полностью соответствует скалярному взаимодействию между аксиальным и экваториальнымпротонами. Два других вицинальных взаимодействия протона 9α(А) с примерно одинаковымине превышающими 4.5 Гц константами 3J9α-11β(А) и 3J9α-8α(А) приводят к квартетной структуреего сигнала, мультиплетная ширина которого составляет около 14 Гц.
Это соответствуетэкваториально-экваториальному и экваториально-аксиальному взаимному его положению вкольце С по отношению к протонам 11β (А) и 8α (А), соответственно.Совершенно иная мультиплетная структура наблюдается на сигнале при 2.86 м.д. этогоже протона в минорном конформере (В). Ее можно описать как дублет триплетов (см.фрагмент протонного спектра 2.7 – 3.5 м.д.
при низкой температуре на рисунке П3-5 вприложении П3) с константами3J9α-11β(В) = 12.7 Гц, 3J9α-11α(В) = 4.6 Гц и 3J9α-8α(В) = 4.6 Гц.Следовательно, в кольце С конформера (В) мостиковый протон 9α является аксиальным инаходится в транс-ориентации по отношению к протону 11β, а с двумя другимивицинальными протонами 11α и 8α имеет аксиально-экваториальное взаимное положение.Таким образом, анализ скалярных взаимодействий протонов кольца С стероида (25а),проведенный при температуре -40 ºС в условиях медленного в шкале времени ЯМРконформационного обмена (А)(В), свидетельствует о том, что в преобладающем форме(А) пространственное строение кольца С полностью соответствует “двухэтажной” моделиэтого стероида с аксиальными протонами 11α и 12β, которая представлена на рисунке 3-44г, а225в минорном конформере(В) аксиальными становятся протоны 11β и 12α и строениемолекулы стероида (25а) становится более плоским по сравнению с конформером (А).Одновременноаналогичнаяинверсияпространственныхориентацийпротоновпроисходит и в кольце D.
Однако строгое доказательство этого на основании сопоставленияскалярных констант сделать сложнее по сравнению с кольцом С, поскольку сигналы почтивсех протонов кольца D конформеров (А) и (В) находятся в узкой области 1.4 – 1.9 м. д. и,следовательно, их анализ осложнен возможным присутствием в спектре ЯМР 1Н эффектовсильносвязанности. Поэтому для определения положения сигналов протонов в положениях 15,16 и 17 наряду с гомоядерными корреляционными спектрами COSY и NOESY при низкихтемпературах привлекались результаты анализа гетероядерных спектров HETCORR и HSQC сразвязкой и без развязки от ядер углерода-13 (Рис.
П3-7 в приложении П3).Наиболее простым доказательством инверсии кольца D, происходящим в результатеконформационного превращения (А)(В) служит изменение мультиплетности сигналапротона 17аα при 5.30 м. д., который в спектре доминирующего конформера являетсядублетом дублетов с константами3J17аα-17β(А) = 10.8 Гц и 3J17аα-17α(А) = 4.8 Гц, что доказываетего аксиальное положение. В спектре минорного конформера (В) сигнал этого же протонанаходится при 4.52 м. д. и имеет структуру триплета с двумя практически одинаковымиконстантами3J17аα-17β(В) ≈ 3J17аα-17α(В) = 2.5 Гц. Учитывая, что сигналы протонов 17α и 17βнаходятся в перекрывающейся алифатической области спектра и разница их химическихсдвигов невелика (∆δ17(В) = δ17α(В) - δ17α(В) = 0.07 м. д.), есть основание предположить, чтонаблюдаемое на сигнале 17аα(В) совпадение вицинальных констант является следствиемэффекта сильносвязанности протонов геминальных протонов в положении 17, которыеявляются АВ-частью АВХ-системы.
Но это никак не влияет на вывод об экваториальномположении протона 17аα(В) в кольце D минорного конформера (В), поскольку сумма констант3J17аα-17β(В)и 3J17аα-17α(В)в такой трехспиновой системе должна оставаться неизменнойнезависимо от степени сильносвязанности, а ее наблюдаемое значение составляет около 5 Гц.Об инверсии кольца D свидетельствует также одинаковая дублетная структура сигналовмостиковых протонов 8α и 14β в конформерах (А) и (В), что является следствием измененияпространственного расположения соседних с ними протонов (см. мультиплетность обменныхкросс-пиков для этих протонов на рисунке 3-44в). В конформере (А), в котором протон 7βявляется экваториальным, дублетная структура сигналов протонов 8α(А) и 14β(А) отражает ихвзаимную транс-ориентацию, а с другими окружающими их вицинальными протонами (7β, 9αи 15α, 15β, соответственно) константы должны находиться в пределах 2 – 5 Гц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
