Диссертация (1145465), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Основной причиной такого расхождения следует считать низкую243точность карплусовской зависимости в области торсионных угловоколо 90°, а неэкспериментальную точность определения этой константы, которая была получена врезультате анализа всех скалярных взаимодействий протона 11α с помощью кросс-пиков вспектре DQF-COSY (см. F1-разрезы на рисунке 4-2,1). Хорошо видно, что дублетноерасщепление сигнала протона 11α с величиной 2.4 Гц, соответствует гомоаллильномускалярному взаимодействию через пять связей 11α/14α, а не вицинальному взаимодействию11α/12β. Следовательно, величина константы между псевдоэкваториальными протонами 11α и12β не проявляется даже на спектрально изолированном сигнале протона 11α при 2.58 м.д. и,следовательно, ее значение не превышает величины спектрального разрешения, котороесоставляло ~0.5 Гц.Степень достоверности данного заключения связана с частичным перекрываниемсигналов протонов 12β и 14α (∆δ12β-14α = 0.04 м.д).
Однако, небольшое различие в положенияхэтих сигналов и в их мультиплетных структурах, которые хорошо видны (Рис. 4-2,2) на F1разрезах при 29.54 м.д. (С12) и 45.05 м.д. (С14) спектра HSQCnd (компоненты дублетдублетного сигнала протона 12β узкие, а компоненты сигнала протона 14α, имеющего такуюже мультиплетность, заметно уширены из-за дальних скалярных взаимодействий), позволяетутверждать, что кросс-пик в спектре DQF-COSY, находящийся между сигналом протона 11α(2.58 м.д.) и областью ~2.3 м.д и имеющий противофазные компоненты с константой 2.4 Гц,соответствует именно скалярному взаимодействию 11α/14α, а не 11α/12β.Для стероида (26a) были также получены количественные оценки семи межпротонныхрасстояний rij (Табл. 4-2) на основе определения скоростей кросс-релаксации σij с помощьюсерии спектров NOESY, зарегистрированных при разных временах смешивания (на рис. 4-2Гпоказан один из таких спектров при τm = 0.5 с).
Значения rij вычислялись с применениемкалибровочного метода по формуле /10/, которая учитывает анизотропию диффузионногодвижения молекул в жидкости.В качестве эталонного (rэт) использовалось расстояние 2.47 Å между протонами 1 и 2,полученное из данных РСА после их оптимизации методом ММ+ при фиксированныхкоординатах тяжелых атомов.
Значения скоростей кросс-релаксации σij между протонами “i” и“j” определялись из графика зависимости Sij/Sjj от времени смешивания τm с использованиемлинейного приближения: σij = Sij/Siiτm, где Sij и Sjj – объемные интегралы соответственнокросс- и диагональных пиков в каждом из 8 фазочувствительных спектров NOESY,регистрация которых проводилась при временах смешивания τm = 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5,0.6, 0.8 и 1.0 с. При этом в каждом из экспериментов сумма величин релаксационной задержкиD1 и времени смешивания τm сохранялась постоянной: D1 + τm = 2.2 c.244Таблица 4-2.Экспериментальные значения межпротонных расстояний rij (Å) в эстратетраене (26a) длясферической и анизотропной моделей расчетов.Нi - Hjrij (ЯЭО)*)βij, град.(τcij/τcэт)1/6rij β(ЯЭО)**)rij (РСА)1 – 2***)2.4761.002.472.471 - 11α2.19180.972.142.201 - 11β2.76320.942.602.4912α - 17α2.44300.962.342.3511α - 11β1.95750.891.731.7811α - 12α2.50300.952.392.3412α - 12β2.17820.831.811.78*)‒ Сферическая модель расчета;‒ анизотропная модель расчета (D║/D┴ = 6.8);***)‒ эталонное расстояние.**)Поправка на анизотропию диффузионного движения молекулы (26a) в растворе τcэт/τcijвычислялась на основании соотношения Восснера [246] для определения эффективных временкорреляции τcэфф.
в случае аксиально-симметричных молекул (анизотропная модель расчета).Для этого в конформации, полученной на основании полуэмпирических расчетов методомРМ3 (Рис. 4-2Ж), для всех пар межпротонных векторов rij были определены полярные углыβij, а значение отношения диффузионных констант D║/D┴ = 6.8 было вычислено из отношениямоментов инерции для этой конформации.Нарисунке4-4представленыкорреляционныезависимостимежпротонныхрасстояний, полученных на основе данных ЯМР в растворе и РСА в кристалле, которыесвидетельствуютозначительнолучшемихсоответствиивслучаеиспользованияанизотропной модели расчета (r = 0.987, sd = 0.06 Å) по сравнению со сферической моделью(r = 0.880, sd = 0.14 Å).
При этом в случае указанного выбора эталонного расстояния (rэт = r1-2),которое имеет минимальное из всех значение полярного угла (β1-2 ≈ 6°), все рассчитанные спомощью сферической (изотропной) модели значения расстояний оказываются существеннозавышенными по сравнению с данными РСА. Следует отметить, что полученныеколичественные оценки расстояний характеризуют преимущественно конформацию кольца С,поскольку только для этих расстояний имеется возможность достаточно точного измеренияобъемных интегралов соответствующих им кросс-пиков в спектре NOESY. Единственнымисключением в этом отношении является расстояние r12α-17α, характеризующее взаимноепространственное положение протонов в кольцах С и D молекулы (26a).
Тем не менее,качественный характер приведенных на рисунке 14-4Г всех других пространственных245взаимодействий в этом эстратетраене дает достаточно полное представление о егоконформации в растворе.Рис. 4-4. Корреляционные зависимости межпротонных расстояний в эстратетраене (26а)между данными РСА и данными ЯМР, полученных калибровочным методом прииспользовании а) – изотропной и б) – анизотропной моделей расчета. Пунктирными линиямипоказано отклонение ±5%.Таким образом, полученные с помощью спектроскопии ЯМР экспериментальные данныеоторсионныхуглахимежпротонныхрасстоянияхсвидетельствуютоблизостипространственной структуры доминирующей в растворе конформации стероида (26a) и егопространственной структуры в кристалле, в которых метильная группа при атоме С7находится в псевдоаксиальном положении.При идентификации спектров ЯМР13С эстратетраенов одним из наиболее сложныхвопросов является отнесение сигналов четвертичных атомов углерода С3, С5, С10, С8 и С9(Табл.
П4-2 в приложении П4,). Эта задача была решена с помощью спектра COLOC,оптимизированного на величину гетероядерной константы2,3JС-Н = 8 Гц. На рисунке 4-5приведен пример идентификации этих сигналов для эстратетраена (26a) и показаныобнаруженные в этой молекуле дальние 1Н-13С скалярные взаимодействия. Так, например, приидентификации сигнала атома углерода С8 при 128.64 м.д. наиболее существенным являетсяналичие кросс-пиков 7α-Ме/8 и 11α/8, а для атома углерода С9 при 122.68 м.д.
– наличиекросс-пика 12β/9. Эти кросс-пики соответствуют скалярным взаимодействиям 1Н→13С черезтри связи. Аналогичным образом, наличие кросс-пиков 1/3, 1/5 и 2/10 определяет положениесигналов атомов С3, С5 и С10, соответственно, при 159.70, 152.37 и 115.78 м.д.Поскольку конформация углеродного скелета эстратетраенов (26) практическиодинакова, то для эстратетраена (26в) рассмотрим лишь вопрос о пространственнойориентации пропильной группы в положении 13 по отношению к кольцам С и D.246Рис. 4-5.
а) – Фрагмент спектра COLOC, оптимизированного на константу 2,3JC-H = 8 Гц,тетраена (26а) и б) – пространственная структура этой молекулы, на которой стрелкамипоказаны обнаруженные гетероядерные скалярные взаимодействия.247На рисунке 4-6а представлен фрагмент спектра NOESY этого стероида, на которомпунктиром указаны наиболее существенные пространственные взаимодействия протоновфрагмента С18H2С18аH2С18bH3. Кроме вполне очевидных прямых взаимодействий междупротонами пропильной группы, в этом спектре наблюдаются также кросс-пики 18b/17β-OAc,17β-OAc/18a``, 18``/16β и 18`/11β, которые вполне определенным образом свидетельствуют опространственной ориентации пропильной группы как это показано (Рис.
4-6б) напространственной структуре тетраена (26в), на которой обнаруженные пространственныевзаимодействия указаны с помощью двойных стрелок. В данном случае сближенностьпротонов 18``и 15β не может быть зарегистрирована из-за наложения кросс-пиков 18``/15β и18а`/18a``, второй из которых соответствует более интенсивному взаимодействию междугеминальными протонами.Рис. 4-6.а) – Фрагмент спектра NOESY (τm = 0.5 с) эстратетраена (26в) и б) –пространственная структура этой молекулы, на которой сплошными стрелками показаныобнаруженные прямые взаимодействия (ЯЭО) с участием протонов пропильной группы, апунктирными стрелками – дальние скалярные взаимодействия между протонами 18`, 17α и18``, 12α.Пространственная ориентация пропильной группы подтверждается также наличиемслабого (~1.0 Гц) дублетного расщепления сигналов протонов 12α и 17α, которые, также как вслучае наблюдения в спектрах ЯМР1Н эстратетраена (26а) аналогичных скалярныхвзаимодействий 12α/18`` и 17α/18`, свидетельствуют о вполне определенной (W-типа)пространственной ориентации этих протонов.
Однако, в данном случае из-за перекрывания вобласти 1.2 – 1.4 м.д. сигналов скалярно взаимодействующих протонов 18`, 18``, 18a` иприсутствия в этой же области дублетного сигнала протонов метильной группы 7α-Ме (1.28248м.д.) невозможно в явном виде обнаружить соответствующие дублетные расщепления насигналах протонов 18` и 18``.В спектрах ЯМР 1Н 6-окса-D-гомоаналогов эстратетраенов (27a) и (27б) наиболеесложной для анализа является область 1.55 – 1.8 м.д., в которой находятся сигналы трехаксиальных протонов 12α, 15β и 16α, из которых два последних находятся в трансдиаксиальной ориентации и, следовательно, имеют достаточно большую (~13 Гц)вицинальную константу 3J15β-16α.
Эти протоны образуют спиновую АВ-систему, что в своюочередь в той или иной мере должно приводить к эффектам сильносвязанности на сигналахскалярносвязанных с ними Х-протонах 14α, 15α, 16β, 17α и 17β. Таким образом, наложениесигналов протонов 15β и 16α должно приводить к искажению мультиплетных структурпрактически всех без исключения сигналов протонов кольца D. Поэтому при анализеуказанных сигналов и определении значений вицинальных констант использовалоськомбинирование данных различных двумерных спектров (COSY-DQF, J-COSY, HSQCnd иNOESY)cсимуляциейподспектра7-миспиновойсистемыпротоновфрагментаС14НС15Н2С16Н2С17Н2. В результате такого подхода, который был подробно описан в разделе,посвященном изучению 13α-аналогов эстрогенов (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
