Диссертация (1145465), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Оставшаяся разница (ΣJ-2J12α-12β), равная экспериментальнойсумме вицинальных констант 3J11α-12β и 3J11β-12β, сопоставлялась с соответствующей суммой ихрасчетных значений для конформеров (А) и (В). Температурная зависимость перечисленныххарактеристик динамического равновесия (А)(В) в интервале от +50 до -50 ºСпредставлена в таблице 4-10, в которой также даны соответствующие населенности РА и РВ.При этом использовались следующие расчетные значения для суммы констант: 3J11α-12β(А) +3J11β-12β (А) = 9.04 Гц, 3J11α-12β(В) + 3J11β-12β (В) = 17.03 Гц.Из графика зависимости lnK = f(103/T), который показан на рисунке 4-65, полученыследующиетермодинамическиепараметрыбыстроговшкалеконформационного обмена пентаена (44):∆HАВ = (0.24 ± 0.03) ккал/моль,∆SАВ = (0.81 ± 0.06) кал.
моль-1. град-1,∆EАВ(298) = (0.00 ± 0.03) ккал/моль.времениЯМР348Таблица 4-10.Температурная зависимость скалярных констант в кольце С и вычисленные населенностиконформеров для равновесия (А)(В) стероида (44). (СDCl3)J , ГцΣJ-2J***), ГцРА, %РВ, %КАВ=РВ/ РАlnKАВ26.07-12.9613.1149.150.91,0380,037554026.05-12.9713.0849.450.61,0230,022533026.03-12.9713.0649.750.31,0130,012522026.01-12.9813.0350.149.90,997-0,00251025.99-12.9713.0250.249.80,992-0,00751025.97-12.9812.9950.649.40,978-0,02253-1025.93-12.9912.9451.248.80,954-0,04757-2025.92-12.9912.9351.348.70,949-0,05258-3025.87-13.0012.8752.147.90,921-0,08265t, ºCΣJ*), Гц50-402 **)25.80-13.0012.8052.947.10,889– Сумма всех КССВ протона 12β, измеренная на его сигнале;**)– геминальная константа 2J12α-12β, измеренная на сигнале протона 12α;***)– сумма вицинальных констант 3J11α-12β и 3J11β-12β;*)-0,11778Рис.
4-65. График зависимости lnK = f(103/Т) для конформационного равновесия (А)пентаена (44) в СDCl3.(В)349Аналогичный конформационный обмен, связанный с изменением пространственногостроения кольца С был обнаружен в 6-окса-аналоге эстра-1,3,5(10),8(9),15(16)-пентаенов (43).Однако, замена углеродного атома в положении 6 на кислород значительно затрудняетпроцедуру доказательства конформации кольца В. В частности, отсутствие у протона 7β (рис.4-66) других вицинальных скалярных взаимодействий, кроме как с протонами 7α-метильнойгруппы (3J7β-7α-Me = 6.5 Гц), а также уменьшение пространственных взаимодействий протонов7α-метильной группы значительно усложняеткорректное доказательство отсутствия врастворе конформера (С) как это было сделано в случае пентаена (44).
Тем не менее, наосновании трех сравнительно небольших и практически одинаковых по величине (~1.0 Гц)дальних скалярных взаимодействия протона 7β с протонами 11α, 11β и 14β можно утверждать,что этот протон в кольце В находится преимущественно в псевдоэкваториальной ориентации.Рис.
4-66. Мультиплетная структура сигналов протонов а) ‒ 7β и б,в) ‒ 12β 6-оксааналогаэстра-1,3,5(10),8(9),15(16)-пентаена (43) при температурах 20 ºС (а,б) и 50 ºС (в). На сигналепротона 12β указаны значения (в Гц) суммы вицинальных констант 3J12β-11α и 3J12β-11β.На основании значения суммы вицинальных констант (11.91 Гц) протона 12β спротонами 11α и 11β, которая для пентаена (43) на 1.12 Гц оказалась меньше, чем в спектрахЯМР 1Н пентаена (44), можно сделать вывод о том, что равновесие (А)(В) в данном случаепримерно на 14% смещено в сторону увеличения населенности конформера (А), имеющегоконформацию кольца С типа “псевдокресло”, по сравнению с пентаеном (44). Следовательно,при комнатной температуре доля конформера (А) стероида (43) составляет 64%, а притемпературе 50 ºС она уменьшается до 62.5%. Следует отметить, что эти оценки сделаны впредположении отсутствия каких-либо существенных различий геометрии кольца С вконформациях (А) или (В) сравниваемых пентаенов (43) и (44).350Глава 5.Конформационный ЯМР-анализ изоаналогов андрогенов5.1.
19-Нораналоги андрогеновИзучение методом ЯМР пространственного строения 19-нор-аналогов тестостерона былопроведено на примерах D-гомоаналога (45) [244, 365] и 8α,10α-аналога (46) [366].По сравнению изоаналогами эстрогенов, которые были рассмотрены в предыдущихглавах, в спектрах ЯМР 1Н всех изученных изоаналогов андрогенов наблюдается увеличениечисла мультиплетных сигналов, расположенных в его алифатической области (Рис. 5-1).Однако, это не всегда ведет к усложнению процедуры их идентификации с помощьюкорреляционных методов ЯМР.Рис.
5-1. Фрагменты алифатической области спектров ЯМР 1Н 19-нор-аналогов тестостерона(45) и (46).351Характерным примером в этом отношении является 19-нор-D-гомоаналог тестостерона(45), в области 0.8 – 2.5 м.д. спектра ЯМР 1Н которого находятся мультиплетные сигналы 22-хпротонов. Проведенная их идентификация свидетельствует о том, что только три протона 2β,1β и 2α образуют сильносвязанную систему типа АВХ в области 2.1 – 2.5 м.д. Сигналы всехостальных протонов этой молекулы располагаются в спектре достаточно равномерно и толькодля 9-ти из них наблюдается перекрывание в трех областях: 10β, 7β, 12β в области 1.9 – 2.1м.д., 15α, 1α, 17β в области 1.4 – 1.6 и 7α, 15β, 9α в области 0.85 – 1.05 м.д.Результаты полной идентификации сигналов в спектрах ЯМР 1Н и13С 19-нор-D-гомотестостерона (45), полученные с использованием корреляционных методов приведены вприложении П5 в таблицах П5-1 и П5-2, соответственно, а на рисунках 5-2 и 5-3 приведеныфрагменты спектров COSY и NOESY, на которых отмечены кросс-пики, соответствующиенаиболее важным для доказательства строения этой молекулы скалярным и прямымпространственным взаимодействиям.Характерной особенностью процедуры идентификации протонных сигналов в спектрахисследованныхмодифицированныханалоговандрогеновявляетсявозможностьиспользования дальних скалярных взаимодействий протона 4, которые достаточно хорошоотражаютсянамультиплетнойструктуреегосигнала.Например,для19-нор-D-гомотестостерона (45) сигнал протона 4 при 5.78 м.д.
(Рис. 5-1, слева) представляет собойтриплет триплетов, что свидетельствует оналичии двух достаточно сильных егоскалярных взаимодействий (4J ~ 2.0 Гц) спротонами10βи6β,которыеотносительно плоскости двойной связиС4=С5имеют близкую к ортогональнойориентациюихС‒Нсвязей.Рис. 5-2. Фрагмент спектра COSY-DQF19-нор-D-гомотестостерона (45).Происхождение двух других более слабых(4J ≈ 0.8 Гц) скалярных взаимодействий протона 4 связано с протонами 2α и 6α, первый изкоторых находится в плоской W-ориентации по отношению к протону 4, а для второгохарактерна близкая к плоскости двойной связи ориентация его С‒Н связи. Следовательно,идентификация сигналов протонов 2α, 6α, 6β и 10β в спектре 19-нораналога (45) при,соответственно, 2.36, 2.45, 2.16 и 1.99 м.д.
может быть проведена на основании обнаружения вспектрах СOSY соответствующих кросс-пиков для сигнала протона 4 или с помощьюэкспериментов по селективной развязке этого протона от дальних скалярных взаимодействий.В настоящей работе для этой цели были использованы данные фазочувствительного спектра352COSY-DQF, в котором кросс-пики 4/6β и 4/10β из-за большей величины константы 4JH-Hоказываются более интенсивными по сравнению с кросс-пиками 4/2α и 4/6α (Рис. 5-2).Рис. 5-3.
Фрагменты спектров а) – симметризованного относительно диагонали COSY-90 иб) – NOESY (τm = 0.5 с) 19-нор-D-гомотестостерона (45), на основании которых получены,соответственно, в) – схема скалярного связывания (цифрами указаны значения констант в Гц)и г) – пространственные взаимодействия между протонами, которые показаны двойнымистрелками. В спектре пунктирными прямоугольными рамками отмечены кросс-пики,соответствующие расстояниям r1β-11α и r7β-15α, расчетные (ММ+) значения которых указаны напространственной структуре этой молекулы.Дополнительным подтверждением правильности этих отнесений служит наличие вспектре NOESY молекулы (45) достаточно интенсивного кросс-пика 4/6α (Рис.
5-3б), чтоодновременно свидетельствует об экваториальной ориентации протона 6α.353Совершенно очевидно, что использование вицинальных скалярных взаимодействий сучастием протона 17аα при 3.17 м.д. (Рис. 5-3а) может быть применено для определенияположения в алифатической области спектра сигналов протонов 17α (1.68 м.д.) и 17β (1.46м.д.). При этом, учитывая значения скалярных констант 3J17aα-17α = 4.6 Гц и 3J17aα-17β = 11.4 Гц,можно утверждать, что протоны 17аα и 17β в кольце D молекулы (45) имеют аксиальнуюориентацию, а протон 17α является экваториальным.Кроме того, также как и при изучении модифицированных аналогов эстрогенов,положение в спектре сигнала аксиального протона 12α при 1.06 м.д. определялось наосновании его дальнего скалярного взаимодействия с протонами метильной группы вположении 13 (см.
кросс-пик 18/12α в спектре COSY на рисунке 5-3а). Таким образом,использование дальних скалярных взаимодействий с участием протонов 4, 17аα и 18,идентификация которых в спектре ЯМР1Н не вызывает сомнения, позволяет сделатьотнесения сигналов 7-ми протонов, находящихся в кольцах А, B, C и D 19-нор-Dгомотестостерона (45). В свою очередь этодало возможность аналогичным образомопределить положения в спектре сигналоввсех остальных протонов в каждом изколец этой молекулы и установить полнуюсхему их скалярного связывания, котораяпредставлена на рисунке 5-3в.Овзаимнойориентациипротоновпространственнойсвидетельствуютнаборы их скалярных констант, значениякоторых указаны цифрами (в Гц) на схемесвязывания и получены с использованиемметодов COSY-DQF (Рис.
5-4) и J-COSY(Рис.19-5),являющихсянаиболееэффективными для решения данной задачи.Наиболее существенными из полученныхзначенийявляютсявицинальныеконстанты между метиновыми протонами:3J10β-9α = 10.2 Гц, 3J9α-8β = 10.2 Гц и 3J8β-14α =Рис. 5-4.а) – Перекрывающиеся кросс-пики10β/1β и 7β/6β в спектре COSY-DQF и б) –низкочастотная часть сигнала 6β в спектре ЯМР1Н молекулы 19-нор-D-гомотестостерона (45).10.4 Гц, достаточно большие величиныкоторых свидетельствуют об их взаимной транс-ориентации. Пространственная α- или β-354ориентация этих протонов определяется наличием в спектре NOESY следующих кросс-пиков:18/8β, 8β/10β и 9α/14β (Рис.
5-3б и 5-3г).Для доказательства пространственного строения молекулы 19-нор-D-гомотестостерона(45) не менее важными являются пространственные взаимодействия между аксиальнымипротонами, находящимися в ее β-области и протонами метильной группы в положении 13:18/11β, 18/15β и 18/17β, а также β-аксиальных протонов между собой: 2β/10β, 10β/11β, 6β/8β,8β/15β и 15β/17β.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
