Диссертация (1145465), страница 54
Текст из файла (страница 54)
В результате этого в случае эстратетраена (27а) менее экранированным (δ11α = 2.62м.д.) оказывается экваториальный протон 11α, который в находится ближе к плоскостиароматического кольца А по сравнению с аксиальным протоном 11β (δ11β = 2.17 м.д.). А дляэстратетраена (27б), в котором положение этих протонов относительно плоскости кольца Аизменилось на противоположное, наблюдается обратное соотношение: δ11α (2.31 м.д.) < δ11β(2.50 м.д.).Совершенно очевидно, что в кольце С эстратетраена (27б) не происходит существенныхконформационных изменений и также как в случае эстратетраенов (27а) и (26), имеющихпсевдоаксиальную ориентацию 7α-метильной группы, протоны 11β и 12α занимаютпсевдоаксиальное положение. Об этом в частности свидетельствует наличие дальнегоскалярного взаимодействия 18/12α с константой 0.8 Гц, наблюдаемого в спектре COSY-DQFэстратетраена (27б).
Однако, несмотря на сохранение общего характера мультиплетнойструктуры четырех протонных сигналов фрагмента С11Н2С12Н2, при точном измерениискалярных констант между этими протонами в эстратетраене (27б) наблюдается небольшоеотличие их значений по сравнению с эстратетраеном (27а). Это свидетельствует осравнительно небольшом, но вполне заметном различии геометрии кольца С в сравниваемыхсоединениях.Расчеты методом молекулярной механики ММ+ указывают на уменьшение стерическойнапряженности между вицинальными протонами фрагмента С11Н2С12Н2 в эстратетраене (27б)по сравнению со стероидом (27а), выражающееся как в уменьшении торсионного угла Н11αС11-С12-Н12β, так и в увеличении торсионных углов Н11α-С11-С12-Н12α и Н11β-С11-С12-Н12βпримерно на 3 градуса (Рис.
4-10).Поскольку наиболее чувствительными к изменению геометрии указанного этановогофрагмента должны быть вицинальные константы 3J11α-12α, 3J11β-12β и 3J11α-12β, то с цельюдоказательства конформационных различий в области кольца С эстратетраенов (27а) и (27б)эти константы были измерены с максимально возможной в данных условиях точностью ±0.1Гц (Рис. 4-11).254Рис. 4-10. Ньюменовские проекции по связи С11-С12 для эстратетраенов а) – (27а) и б) – (27б).Указаны значения торсионных углов θН-Н, полученные методом ММ+.Рис. 4-11.
Фрагмент спектра ЯМР 1Н эстратетраена (27б), содержащий перекрывающиесясигналы протонов 11β, 14α и 11α, 16β, полученный а) – без развязки и б) – с селективнойразвязкой от протона 7α. С помощью линий показаны мультиплетные структуры сигналовметиленовых протонов С11Н2, а стрелками обозначены константы 2-5JH-H.Следует отметить, что измерение констант 3J11α-12β и 3J11β-12β может быть наиболее простои точно проведено на основе анализа мультиплетной структуры сигнала протона 12β, которыйв спектре ЯМР 1Н каждого из эстратетраенов оказывается не перекрытым другими сигналами.Наиболее сложной задачей является измерение константы 3J11α-12α в спектре стероида (27б),поскольку сигналы каждого из взаимодействующих протонов оказываются практическиполностью закрытыми другими сигналами и анализ их мультиплетной структуры возможентолькосиспользованиемдополнительныхкорреляционныхметодов.Крометого,определенные сложности возникают из-за дальних скалярных взаимодействий протонов 11α и11β с протонами 7α(β) и 14α, которые приводят к усложнению мультиплетности сигналов255протонов при атоме С11.
В качестве примера на рисунке 4-11 показано использованиеселективнойразвязкиотпротона7αдляупрощениямультиплетнойструктурыперекрывающихся сигналов протонов 11α и 11β и точного измерения вицинальных констант3J11α-12β и 3J11β-12β непосредственно из спектра ЯМР 1Н{H-7α} этого тетраена (Рис. 4-11б).В результате измерений для эстратетраенов (27а) и (27б) были получены следующиеэкспериментальные значения вицинальных констант и соответствующих торсионных углов:3J11α-12α(27a) = 6.7 Гц,3J11α-12α(27б) = 6.1 Гц,33J11β-12β(27a) = 7.1 Гц,3J11α-12β(27a) ≈ 0.8 Гц.J11β-12β(27б) = 6.4 Гц,3J11α-12β(27б) = 1.6 Гц.∆3J(эксп.) = -0.6 Гц,= -0.7 Гц,θ11α-12α(27a) = 318.2º,θ11β-12β(27a) = 320.1º,θ11α-12β(27a) ≈ 75.7º.θ11α-12α (27б) = 315.4º,θ11β-12β (27б) = 316.8º,θ11α-12β (27б) = 68.7º.∆θ(эксп.) = - 2.8º,= 0.8 Гц= - 3.3º,= - 8.0ºРасчеты методом ММ+ торсионных углов θ11α-12α, θ11β-12β и θ11α-12β в молекулах (27а) и(27б) были использованы для определения соответствующих вицинальных констант:θ11α-12α(27a) = 321.9º,θ11β-12β(27a) = 321.0º,θ11α-12β(27a) ≈ 77.8º.θ11α-12α (27б) = 318.8º,θ11β-12β (27б) = 317.9º,θ11α-12β (27б) = 74.8º.∆θ(расч.) = -3.1º,3= - 3.1º,= 7.46 Гц,3J11α-12α(27б) = 6.82 Гц,3J11α-12α3(27a)(27a)= - 3.0º= 7.24 Гц,3J11β-12β(27б) = 6.61 Гц,3J11β-12β∆3J(расч.) = -0.64 Гц,J11α-12β(27a)≈ 0.63 Гц.J11α-12β(27б) = 0.89 Гц.= -0.63 Гц,= 0.26 ГцСопоставление относительных изменений расчетных и экспериментальных значенийвицинальных констант (∆3J) и торсионных углов (∆θ) при переходе от эстратетраена (27а) к(27б) свидетельствует не только о качественном их соответствии, но и о количественномсовпадениидляпарпротонов11α-12αи11β-12β.Значительноерасхождениеэкспериментальных и расчетных значений ∆3J и ∆θ для пары псевдоэкваториальных протонов11α-12β объясняется характером карплусовской зависимости в области значений торсионныхуглов вблизи 90º.Таким образом, структурные и конформационные различия эстратетраенов (27а) и (27б)были доказаны двумя независимыми способами: на основе использования ЯЭО и с помощьюизмерения вицинальных констант между протонами в кольце С.
Характер их измененияполностью соответствует расчетным данным. При переходе от эстратетраена (27а) к (27б)наблюдается небольшое (менее 1.0 Гц) уменьшение констант 3J11α-12α, 3J11β-12β и увеличениеконстанты 3J11α-12β. Это полностью соответствует характеру карплусовской зависимости вобласти значений торсионных углов 320° и 75°, соответственно.2564.1.2.D-Гомо-В-нор -, D-гомо- и 14β-аналоги эстра-1,3,5(10),8(9)-тетраеновВ данном разделе рассматриваются примеры изучения пространственного строениянескольких других аналогов 1,3,5(10),8(9)-тетраенов: D-гомо-В-нор-аналога (28), D-гомоаналога (31), 6-окса-14β-аналогов (29), (30) [357, 359] и D-гомо-14β-аналога (32), которыеотличаются от рассмотренных в предыдущем разделе 1,3,5(10),8(9)-тетраенов (26) и (27).На рисунке 4-12 показаны сигналы алифатических протонов тетраенов (28) – (32), ахимические сдвиги ядер 1Н и 13С даны в таблицах П4-3 и П4-4, соответственно.Рис.
4-12. Фрагменты алифатической области спектров ЯМР 1Н эстратетраенов (28) - (32).257Для спектра ЯМР1Н В-нор-D-гомо-аналога (28) характерно практически полноеналожение сигналов геминальных протонов при атоме С6, находящихся при 3.18 м.д., иполное перекрывание в области 1.8 – 1.95 м.д. сигналов трех псевдоэкваториальныхпротонов16β, 12β и 17α.
В области 2.2 – 2.6 м.д. наблюдается также частичное наложениесигналов геминальных протонов при атоме С11 и протона 14α, а в области 1.2 – 1.8 м.д., вкоторой находятся сигналы четырех аксиальных протонов 17β, 16α, 12α, 15β и одногоэкваториального протона 15α, наблюдается лишь частичное перекрывание отдельныхкомпонент некоторых из этих сигналов. Все это приводит к эффектам сильносвязанности,которые существенно затрудняют конформационный анализ данного тетраена на основезначений вицинальных констант и прямых диполь-дипольных взаимодействий (ЯЭО).Например, в спектре NOESY (Рис.
4-13а) оказывается невозможным разделение кросс-пиков,соответствующих пространственным взаимодействиям протонов 6α и 6β с протонами 4, 14α,15α и 15β. Поэтому при обозначении этих кросс-пиков учитывались расчетные данные пооценке межпротонных расстояний, полученные в результате оптимизации геометрии тетраена(28) методом ММ+.Рис. 4-13. а) – Фрагменты спектра NOESY (τm = 0.5 с) тетраена (28)и б) – пространственнаяструктура этой молекулы, на которой двойными стрелками показаны обнаруженные прямыемежпротонные взаимодействия (ЯЭО).258Например, расчетные расстояния r4-6α и r4-6β составляют, соответственно, 2.91 и 2.88 Å.Следовательно, кросс-пик между сигналами протона 4 (7.02 м.д.) и протонов С6Н2 (3.18 м.д.)является отражением двух практически одинаковых по интенсивности взаимодействий 4/6α и4/6β.
В случае же интерпретации кросс-пика между сигналами протона 14α (2.34 м.д.) ипротонов С6Н2 (3.18 м.д.) учитывалось значительное различие расчетных расстояний (r6α-14α =2.97 Å, r6β-14α = 3.64 Å). Поэтому указанный кросс-пик на рисунке 4-13а обозначен как 6α/14α.Аналогичным образом принадлежность кросс-пика между сигналами протонов С6Н2 ипротона 15β (1.36 м.д.) определена как 6β/15β (r6α-15β = 3.79 Å, r6β-15β = 2.86 Å), а приобозначении кросс-пика 6α,6β/15α учитывалось соизмеримость расчетных расстояний r6α-15α =2.72 Å и r6β-15α = 2.56 Å. Правильность такой интерпретации пространственныхвзаимодействий протонов 6α и 6β подтверждается соотношением объемных интегральныхинтенсивностей (S) кросс-пиков: S6α/14α : S6β/15β : S6α,β/15α ≈ 1.0 : 1.0 : 2.7, которое вполнесоответствует соотношению соответствующих расчетных межпротонных расстояний.Для доказательства пространственного строения тетраена (28) крайне существеннымиявляются кросс-пики, свидетельствующие о взаимодействиях протонов метильной группы приатоме С13 с β-протонами колец С и D: 18/11β, 18/12β и 18/15β, 18/16β.
Для α-области этоймолекулы характерны пространственные взаимодействия между аксиальными протонами 12α,14α и 17аα, а также протона 16α с протонами 14α и 17аα. Следует также отметить наличиепространственного взаимодействия между аксиальными протонами 15β и 17β (кросс-пик17β/15β находится вблизи диагонали спектра NOESY и по этой причине наблюдаются лишьегоотдельныеструктурыфрагменты,сигналовсоответствующиевзаимодействующихвнешнимпротонов).компонентамВсемультиплетнойобнаруженныепрямыемежпротонные взаимодействия в тетраене (28) указаны с помощью двойных стрелок напространственной структуре этой молекулы (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
