Диссертация (1145465), страница 64
Текст из файла (страница 64)
При этом различие между экспериментальным ирасчетным относительным изменением торсионных углов ∆θ9α-11β = θ9α-11β(35а) - θ9α-11β(35б) припереходе от тетраена (35б) к тетраену (35а) составляет всего 1.0°:∆θ9α-11β(эксп.) = (157.7° - 153.1°) = 4.6°,∆θ9α-11β(расч.) = (163.4° -157.8°) = 5.6°.Такимобразом,данныеспектроскопииЯМРдостаточноточноотражаютконформационные различия тетраенов (35а) и (35б).Спектры ЯМР13С аналогов эстра-1,3,5(10),8(14)-тетраенов.
Идентификациясигналов четвертичных атомов углерода в спектрах тетраенов (33) – (35) является наиболеесложной частью их корректного анализа. Надежным способом решения этой задачи являетсяиспользование метода INADEQUATE. Однако, его применение даже при высокой298концентрации образца существенно ограничено необходимостью длительного накопления,связанного с малой скоростью продольной релаксации этих атомов. Поэтому болееэкономичными в отношении времени являются корреляционные методы на основе переносакогерентности через дальние гетероядерные скалярные константы (COLOC) и прямые дипольдипольные гетероядерные взаимодействия (HOESY). Следует отметить, что корректнаяинтерпретация результатов использования этих методов зависит от точности предварительнойидентификации сигналов в спектрах ЯМР 1Н исследуемых соединений и, следовательно, прихарактерном для стероидов наложении протонных сигналов, повышается вероятностьпринятия неверного решения в отношении сигналов атомов углерода.
Этот недостатокотсутствует в методе INADEQUATE, поскольку он связан с использованием гомоядерныхскалярных взаимодействий (1JC-C) между соседними углеродными атомами 13С‒13С.На рисунках 4-35 и 4-36 приведены примеры использования этих трех методов дляидентификации четвертичных атомов углерода в спектрах ЯМР13С тетраенов (33в), (35б) и(35а). В первом из этих примеров (Рис. 4-35) отнесения сигналов атомов С8 (123.35 м.д.) и С14(139.37 м.д.) были сделаны на основе обнаружения в спектре INADEQUATE двухквантовыхпереходов 7/8, 9/8 и 15/14, соответственно.Рис.
4-35. Спектр 2D-INADEQUATE тетраена (33в), оптимизированный на 1JС-С = 50 Гц.299В свою очередь, химические сдвиги использованных для этого атомов С7 (66.16 м. д.),С9 (34.92 м. д.) и С15 (23.00 м. д.) легко определяются из анализа прямых скалярныхвзаимодействий 13С-13С между атомами, сигналы которых находятся в алифатической областиспектра ЯМР13С тетраена (33в). Например, положение сигнала атома С15 может бытьустановлено по схеме: 18а (9.83 м. д.) → 18 (25.6 м.
д.) → 13 (45.47 м. д.) → 17 (83.03 м. д.) →16 (26.60 м. д.) → 15 (23.00 м. д.), а атома С9 – по схеме: 18а (9.83 м. д.) → 18 (25.6 м. д.) → 13(45.47 м. д.) → 12 (30.42 м. д.) → 11 (25.22 м. д.) → 9 (34.92 м. д.).К сожалению, из-за медленной релаксации четвертичных атомов углерода врассматриваемом спектре INADEQUATE, на регистрацию которого было затрачено около 60часов, не удалось обнаружить кросс-пики, соответствующие двухквантовым переходам междуними, такие как 8/14, 13/14 и 5/10. Следует добавить, что сигналы четвертичных атомов С3(158.55 м.д.), С5 (154.72 м.д.) и С10 (119.34 м.д.) также легко идентифицируются на основанииих двухквантовых переходов с протонированными атомами С1, С2, С4 и С9 (см кросс-пики 2/3или 4/3, 4/5 и 1/10 или 9/10 на рис.
4-35). На рисунке 4-36а показано решение аналогичнойзадачи с помощью метода COLOC для тетраена (35б), а для тетраена (35а) представлены дваальтернативных пути – на основе методов COLOC (Рис. 4-36б) и HOESY (Рис. 4-36в).Структурные различия этих тетраенов приводят к тому, что в рассматриваемой области(118 – 160 м.д.) спектров ЯМР13С соединения (35б) находятся 5 сигналов четвертичныхатомов углерода (С3, С5, С10, С8 и С14), а в спектре тетраена (35а) имеется дополнительныйсигнал атома С1.
Кроме того, расположение этих сигналов между собой в первом случаеявляется более равномерным, чем во втором, для которого 5 сигналов из 6-ти оказываются вдостаточно узкой (~10 м.д.) области этого спектра и, следовательно, их идентификацияявляется более сложной задачей.Однозначное ее решение в случае тетраена (35б) связано с обнаружением в спектреCOLOC (Рис. 4-36a) кросс-пиков, связанных с дальними скалярными взаимодействиямикаждого из четвертичных атомов углерода с протонами, расположенными через 2 и/или 3связи. Эти обнаруженные взаимодействия (1Н→13С) для наглядности указаны стрелками напространственной структуре данного тетраена, показанной справа. Несомненно, чторешающее значение для определения положения сигнала атома С3 (157.23 м.д.) являетсяналичие кросс-пика 3-ОМе/3, а кросс-пики 1/3 и 4/3 лишь подтверждают это отнесение.Аналогичным образом для определения сигнала атома С5 (146.72 м.д.) более существеннымиявляются кросс-пики 6α-Ме/5 и 6β-Ме/5, чем кросс-пики 1/5 и 7β/5, поскольку протоны 1 и 7βимеют также скалярные взаимодействия, соответственно, с атомами С3 и С8, С14.300Рис.
4-36. Фрагменты спектров COLOC а) – тетраена (35б) и б) – тетраена (35а), полученныхпри оптимизации на константу 2,3JC-H = 8 Гц, и в) – фрагменты спектра HOESY (τm = 1.2 с)тетраена (35а). Справа представлены пространственные структуры этих тетраенов, на которыхстрелками указаны обнаруженные в каждом из спектров соответствующие взаимодействия.301Поэтому в данном случае наличие кросс-пика 7β/5 одновременно является независимымдоказательством псевдоэкваториальной ориентации протона 7β. Идентификация сигналаатома С10 (132.42 м.д.) полностью определяется кросс-пиками 2/10 и 4/10, которые слилисьмежду собой из-за низкого цифрового разрешения по F1-оси спектра COLOC и близостихимических сдвигов протонов 2 (6.74 м.д.) и 4 (6.85 м.д.).
Оставшиеся два сигнала при 127.82и 135.82 м.д. принадлежат, соответственно, четвертичным атомам С8 и С14, так как тольковторой из них может иметь скалярное взаимодействие с протонами метильной группы приатоме С13 и в спектре СOLOC для сигнала при 135.82 м.д. обнаруживается соответствующийкросс-пик 18/14. Существенным аргументом при идентификации сигнала атома С14 являетсяего скалярное взаимодействие с псевдоэкваториальным протоном 12β, о которомсвидетельствует кросс пик 12β/14.Следует добавить, что обнаруженные скалярные взаимодействия атомов С8 и С14 спротонами 7α и 7β не могут служить аргументами при однозначном выборе между ихсигналами.
Тем не менее, наличие кросс-пиков 7α/8, 7β/8 и 7α/14, 7β/14 является независимымподтверждением правильности вывода о принадлежности сигналов при 127.82 и 135.82 м.д.атомам С8 и/или С14. Таким образом, в спектре COLOC тетраена (35б) для всех пяти сигналовчетвертичных атомов углерода за исключением С8 содержится необходимая информация дляоднозначной их идентификации, а отнесение сигнала при 127.82 м.д. атому С8 может бытьсделано методом исключения. В этой связи следует отметить, что полученные результаты поотнесению сигналов атомов С8 и С14 на качественном уровне совпадают (δС8 < δС14) срезультатами идентификации сигналов этих же атомов в спектре ЯМР13С тетраена (33в),которые были получены с помощью метода INADEQUATE (Рис. 4-35).Спектр COLOC тетраена (35а) содержит необходимую информацию (Рис.
4-36б) дляоднозначного отнесения сигналов лишь трех из шести четвертичных атомов: С3 (кросс-пик 3ОМе/3), С10 (2/10, 4/10, 1-Ме/10) и С14 (18/14), и этим атомам в спектре ЯМР13Ссоответствуют сигналы при 156.59, 131.63 и 134.02 м.д. Сигнал при 138.23 м.д. принадлежитатому С1 на основании наличия кросс-пика 1-Ме/1 и использования метода исключения,поскольку альтернативный сигнал при 131.63 м.д., также имеющий кросс-пик с сигналомпротонов метильной группы при атоме С1, на основании кросс-пиков 2/10 и 4/10 былоднозначно отнесен атому С10. Идентификация оставшихся двух сигналов, находящихся при132.17 и 139.58 м.д. и принадлежащих атомам С8 или С5, может быть сделана лишьпредположительно, поскольку скалярные взаимодействия протонов 6α, 6β и 7β могут быть какс атомом С5, так и с атомом С8.
Решить эту дилемму и дать независимое подтверждение всехдругих отнесений позволяет спектр HOESY тетраена (35а), фрагменты которого показаны на302рисунке 4-36в. Наличие прямых пространственных взаимодействий 7α/8, 7β/8 и 9α/8 даютоднозначное отнесение сигнала при 132.17 м.д.
атому С8, а кросс-пики 4/5, 6α/5 и 6β/5 неоставляют сомнений в принадлежности сигнала при 139.58 м.д. атому С5. Аналогичнымобразом кросс-пики 2/3 и 4/3 определяют положение сигнала атома С3 при 156.59 м.д., кросспики 2/1 и 1-Ме/1 доказывают принадлежность сигнала при 138.23 м.д. атому С1, кросс-пики15α/14 и 15β/14 дают возможность отнести сигнал при 134.02 м.д. атому С14, а кросс-пик 9α/10доказывает принадлежность сигнала при 131.63 м.д. атому С10. Таким образом, в случаеидентификации сигналов четвертичных атомов углерода в спектре ЯМР13С тетраена (35а)метод HOESY позволяет получить более полную и надежную информацию по сравнению сиспользованием для решения этой же задачи данных метода COLOC. 4.2.Пентаены 4.2.1.ЭквилениныВ данном разделе рассматриваются характерные особенности спектров ЯМР 1Н и13Сбиароматических стероидных молекул – эквиленинов, и их различных модификаций с транси цис-сочленением колец С и D, а также их D-гомоаналоги.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
