Диссертация (1145465), страница 70
Текст из файла (страница 70)
(3J16β-17β = 12.8Гц) – псевдоаксиальным. Такое отнесение сигналов протонов при атоме С17 подтверждаетсятакже наличием дальнего (“W”-типа) скалярного взаимодействия между экваториальнымипротонами 17β и 15β (4J17β-15β = 1.6 Гц) и пространственного взаимодействия (ЯЭО) междунаходящимися в α-области молекулы аксиальными протонами 15α и 17α.
Таким образом,конформация кольца D эквиленина (41), полученная на основе данных ЯМР, может бытьохарактеризована как “кресло”. Это соответствует полученной с помощью расчетных методовнаиболее энергетически выгодной конформации данной молекулы (Рис. 4-54г).Дополнительным аргументом, подтверждающим конформационное соответствиеэкспериментальных и расчетных данных для D-гомо-14β-аналогов эквиленинов, служитсуществование пространственных взаимодействий(ЯЭО) между находящимися в соседних кольцах С иD аксиальными протонами 15α, 12α и 17α, 12α.Однако, в случае эквиленина (41), в спектре ЯМР 1Нкоторогонаблюдаетсяперекрываниесигналовпротонов 12α и 17α, регистрация кросс-пика 12α/17αв спектре NOESY оказывается невозможной, акросс-пика12α/15α–затрудненнойиз-заегоперекрывания с кросс-пиком 17α/15α.
Поэтому длядоказательствапространственнойблизостипротонов 12α, 15α и 17α более удобен эквиленин(42в), в спектре которого сигналы указанныхРис. 4-56. Фрагмент спектра NOESY(τm = 0.5 c) эквиленина (42в).протонов между собой не перекрываются. На рисунке 4-56 показан фрагмент спектра NOESYэтого стероида, на котором хорошо видны все три кросс-пика, соответствующиепространственным взаимодействиям между находящимися в α-области аксиальнымипротонами 12α, 15α и 17α.330Следует также отметить, что объемные интегральные интенсивности кросс-пиков12α/17α и 12α/15α сравнимы между собой и значительно (примерно в 5 раз) превосходятсоответствующее значение для кросс-пика 17α/15α.
Это вполне соответствует соотношениюмежду расстояниями r12α-17α, r12α-15α и r15α-17α, которые для эквиленина (42в) согласно расчетамметодом РМ3 равны, соответственно, 2.20, 2.22 и 2.57 Å, а методом ММ+ ‒ 2.23, 2.22 и 2.67 Å.При выборе в качестве эталонного расстояния 1.78 Å между геминальными протонами 17β и17α экспериментальная оценка на основе ЯЭО позволяет получить следующие значения этихже расстояний: r12α-17α = 2.23 Å, r12α-17α = 2.29 Å и r15α-17α = 2.88 Å.
Таким образом, наблюдаетсяхорошее (в пределах 3%) количественное соответствие экспериментальных и рассчетныхмежпротонных расстояний для первых двух из них и завышенное (на 8%) экспериментальноезначение для расстояния r15α-17α. Это объясняется заниженным значением объемныхинтегралов кросс-пиков 17α/15α и 15α/17α, которые в данном случае находятся вблизидиагонали фазочувствительного спектра NOESY и, следовательно, их интегральныеинтенсивности оказываются наиболее чувствительными даже к небольшим фазовымискажениям этого двумерного спектра и к неточности определения его базовой плоскости.Еще одним независимым источником информации о пространственном строении 14βаналогов эквиленинов служит экспериментальная оценка расстояний между протоном 7 ипротонами 14β, 15β и 15α.
Например, в приведенном на рисунке 4-54б фрагменте спектраNOESY эквиленина (41) хорошо видны сравнимые по интенсивности кросс-пики 7/14β и7/15β, а кросс-пик 7/15α отсутствует. Это вполне соответствует расчетной конформацииданной молекулы, которая показана на рисунке 4-54г. Эти расстояния по данным метода РМ3равны: r7-14β = 2.41 Å, r7-15β = 2.58 Å и r7-15α = 3.76 Å, а по данным метода ММ+ - 2.44, 2.54 и3.76 Å, соответственно. Экспериментальная оценка с помощью ЯЭО при использовании вкачестве эталона расстояния r15α-15β = 1.78 Å и анизотропной модели расчета дает следующиезначения этих расстояний: r7-14β = 2.51 Å, r7-15β = 2.68 Å и r7-15α > 3.5 Å. Таким образом, присравнении экспериментальных расстояний r7-14β и r7-15β с их расчетными величинаминаблюдается небольшое (менее 5%) завышение абсолютных значений.
Тем не менее, этирезультаты следует считать вполне удовлетворительными, поскольку они однозначноподтверждают расчетное соотношение: r7-14β < r7-15β. Следует также отметить, чтоэкспериментальное определение расстояния r7-15α в данном случае может быть сделано лишьна качественном уровне, так как даже при больших временах смешивания (τm ~ 1.0 с) ЯЭОмежду протонами, находящимися на расстоянии более 3.5 Å, оказывается соизмеримым спогрешностями его оценки.331Для D-гомо-14β-аналогов эквиленина (42a) – (42в) наряду с доказательствамикресловидной конформации кольца D, рассмотренными выше на примере эквиленина (41),дополнительнымиаргументамиэтогоявляютсяскалярныеипространственныевзаимодействия протона 17а. В случае эквиленина (42a) этот протон находится в α-областимолекулы и занимает экваториальное положение, о чем свидетельствуют как наличие у негопространственных взаимодействий с псевдоэкваториальным протоном 12β и отсутствиетаковых с протоном 14β и протонами метильной группы при атоме С13, так и небольшие(около 3.0 Гц) значения вицинальных констант с аксиальным и экваториальным протонами17α и 17β, соответственно.
В то же время для эквиленинов (42б) и (42в), в которых протон 17анаходится в β-области этих молекул и занимает аксиальное положение, характерно не толькоего пространственные взаимодействия с протоном 14β и протонами метильной группы приатоме С13 при отсутствии такового с экваториальным протоном 12β, но также значениявеличин его скалярных констант с протонами 17α и 17β: 3J17aβ-17α = 11.9 Гц, 3J17aβ-17β = 4.2 Гц.Конформационныйобменв14β-аналогахэквиленинов.Приизучениипространственного строения эквиленинов (40) и (42a) были получены доказательствасуществования этих молекул в растворе в виде быстрого в шкале времени ЯМР обмена междуосновной (А) и минорной (В) формами, связанного с одновременным изменениемпространственного строения колец C и D. На рисунке 4-57 приведены основныеэкспериментальные свидетельства этого конформационного обмена для эквиленина (40).Рис.
4-57. Фрагменты спектров а) – NOESY (τ = 0.5 с) и в) – ЯМР 1Н протона 12β притемпературах 20 и 60 °С для эквиленина (40), существующего в растворе в виде г) - быстрогов шкале времени ЯМР конформационного равновесия между основной (А) и минорной (В)формами. На фрагменте рисунка б) показаны изменения расчетных (ММ+) межпротонныхрасстояний r7-15α, r7-15β и r7-14β, а на фрагменте г) с помощью ньюменовских проекций по связиС11-С12 – изменения межпротонных торсионных углов в этановом фрагменте Н2С11-С12Н2.332Прежде всего, обращает на себя внимание явное несоответствие расчетным данным пооптимизации геометрии преимущественной конформации (А) этой молекулы соотношенияинтенсивностей в спектре NOESY кросс пиков 7/15α, 7/15β и 7/14β, которое составляет 1.0 :2.8 : 4.4 (Рис.
4-57а). Согласно этим расчетам методом ММ+ расстояния r7-15α, r7-15β и r7-14β вконформере (А) равны, соответственно, 3.36, 2.52 и 2.50 Å и соотношение интенсивностейдолжно составлять 1.0 : 5.6 : 5.9. Таким образом, экспериментальное значение интенсивностикросс-пика 7/15α оказывается завышенным в 2 раза по отношению к кросс-пику 7/15β итолько в 1.3 раза по отношению к кросс-пику 7/14β. В то же время интенсивность кросс-пика7/15β оказывается заниженной в 1.6 раза по отношению к кросс-пику 7/14β, между которымисогласно расчетам должно быть практически равное соотношение 1.0 : 1.05.
Поскольку этинесоответствия выходят далеко за пределы возможных экспериментальных погрешностейизмерения, то их объяснением может служить предположение о существовании второгоминорного конформера (В), в котором расстояние r7-14β(В) лишь незначительно отличается отr7-14β(А), а соотношение между расстояниями r7-15α и r7-15β меняется на противоположное: r7-15α(В)<r7-15β(В). Это может произойти в результате изменения конформации кольца D и вконформере (В) расчетные значения расстояний r7-15α(В) и r7-15β(В) оказываются равными 2.34 и3.46 Å, соответственно, а расстояние r7-14β(В) = 2.57 Å (Рис. 4-57б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
