БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 1995, том 21, № 2, с. 139 - 142
УДК 547.92:548.737
РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ (22Я,24ф-Зр-АЦЕТОКСИ-24-МЕТИЛ-5а,6а-ЭПОКСИ-J ХОЛЕСТАН-22,24-ДИОЛА
© 1995 г. Р. П. Литвиновская, Ю. Э. Овчинников*, 10. Т. Стручков*, А. В. Барановский, В. А. Хрипач
Институт биоорганической химии Академии наук Беларуси, Минск, 220067; *Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва, 117813
Поступила в редакцию 18.02.94 г.
Методом рентгеноструктурного анализа исследована молекулярная и кристаллическая структура (22/?,24/?)-ЗР-ацетокси-24-метил-5а,6а-эпоксихолестан-22,24-диола, ключевого промежуточного соединения в синтезе полиоксистероида, выделенного из мягкого коралла А$(его$реси\аг 'ш гапйаШ. Вещество дает моноклинные кристаллы при 160 К: а. 13.838(2), Ь 7.542(3), с 13.867(4) А, пространственная группа Р2{. Стереохимия боковой цепи 22/?, 24/?.
Ключевые слова; стероиды, кристаллическая структура.
В 1984 г. из мягких кораллов Аз(его$реси1аг1а гапйаШ [1] был выделен новый полигидроксисте-роид (I), структуру которого авторы предложили на основании анализа спектральных данных. Однако стереохимию этого необычного стероида полностью установить не удалось, в частности не была выяснена хиральность центра 24 [1].
В предлагаемой работе мы приводим результаты рентгеноструктурного анализа (205,22/?,24/?)-3(3-ацетокси-24-метил-5а,6а-эпоксихолестан-22,24-диола (III) - промежуточного соединения при химическом синтезе соединения (I). Этот синтез мы осуществили на основе разработанного ранее метода конструирования боковых цепей полиокси-стероидов [2], исходя из структурного аналога природного соединения (II) [3], по схеме
ОН ОН ОН ОН
Подробный синтез самого 6р-ацетокси-3(3,5а,22/?,24/?-тетрола (I) будет предметом отдельной статьи.
Из схемы видно, что переход от 5а,6а-эпок-сида (III) к природному полиолу (I) осуществляется путем транс-раскрытия гетероцикла. Очевидно, что такое превращение протекает без участия центра 24 молекулы и хиральность этого центра, определенная для соединения (III), соответствует таковой у природного стероида (I).
Общий вид молекулы в стандартных проекциях [4] представлен на рисунке, ее характеристики - в табл. 1 - 4.
Из полученных данных следует, что циклы имеют следующие конформации: А - "кресло", торсионные углы 52° < |(р| < 58°; В - слабо искаженная "софа", отгиб уголка С8-С9-С10 от плоской (±0.05 Ä) остальной части цикла 50°; С - "кресло", торсионные углы 48° < |(р| < 61°; D - 13ß-KOH-верт, отгиб уголка С14—С13-С17 от плоской (±0.04 Ä) части цикла 42°. Ацетоксигруппа плоская, торсионный угол C3-03-C24-C30 равен -179°.
Каждая гидроксильная группа участвует в двух довольно прочных водородных связях, одна из которых межмолекулярная 022-Н22...024 (1 -х, -0.5 + у, -1 - z), а вторая - внутримолекулярная 024-Н24---022. Геометрические параметры этих связей близки: длины связей О...О 2.07 А, Н...0 2.02 Ä, угол ОН...О составляет 148° - 149°. Различаются они тем, что в случае внутримолекулярной связи линия взаимодействия 022...Н24 выходит из плоскости валентных связей атома 022 на 0 = 48° (класс Г согласно [5]), а линия межмолекулярного взаимодействия 024.. .Н22 находится почти в плоскости валентных связей атома 024 - соответствующий угол 9 = 8° (класс 1 согласно [5]). В обоих случаях наблюдаемые углы 9 находятся
140
ЛИТВИНОВСКАЯ и др.
С19
С18
С27
С25
Стандартная проекция молекулы (22/?,24/?)-Зр-ацетокси-24-метил-5а,6а-эпоксихолестан-22,24-диола (III).
в интервалах наиболее характерных значений для указанных классов [5]. Межмолекулярные водородные связи объединяют молекулы в кристалле в бесконечные цепи, направленные вдоль оси у.
Конформация боковой цепи стероида С17-С20-С22-С23-С24-С26-С27 - гош-транс-гош-транс (табл. 4). При этом центр С(20) имеет 5'*-хиральность, а центры С22 и С24 -/?*.
Таким образом, проведенные рентгенострук-турное исследование и химический синтез позво-
лили подтвердить предложенную ранее молекулярную структуру для выделенного из природных источников сложнофункционализированного стероида (I) и установить его точную стереохимию.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Кристаллы соединения (III) выращены из насыщенных растворов в 50% этиловом спирте медленным испарением при 22°С. Кристаллы моноклинные, при 160 К а 13.838(2), Ь 7.542(3), с 13.867(4) А,
Таблица 1. Координаты атомов (х!04, для Н Х103) и их тепловые параметры (А2 х 103)
Атом X У г Атом X .У г ищ
ОЗ 191(5) 1861* 3131(5) 45(2) С15 2766(8) 3977(17) -2448(7) 34(3)
05 275(5) 3121(14) 72(5) 34(2) С16 3266(8) 5371(17) -3039(7) 35(3)
022 5188(4) 9405(12) -3847(5) 28(2) С17 3393(7) 7095(14) -2410(7) 20(2)
024 4223(6) 11560(14) -5202(5) 45(2) С18 4314(7) 5556(18) -908(7) 34(3)
029 -975(6) 3752(17) 3495(6) 68(3) С19 2809(7) 346 '(18) 1551(7) 35(3)
С1 1344(8) 5473(18) 1705(7) 34(3) С20 4291(7) 8164(16) -2571(7) 29(3)
С2 1001(7) 4527(17) 2589(8) 35(3) С21 4456(7) 9817(15) -1970(7) 23(3)
СЗ 349(8) 2923(19) 2291(8) 47(3) С22 4238(7) 8567(18) -3671(7) 29(3)
С4 833(7) 1654(17) 1624(7) 26(2) С23 3435(7) 9823(18) -4083(6) 30(3)
С5 1132(6) 2692(16) 764(8) 25(3) С24 3399(7) 10322(16) -5157(7) 23(2)
С6 974(8) 1813(17) -189(8) 37(3) С25 2509(8) 11430(19) -5487(8) 48(3)
С7 1515(8) 2533(18) -992(8) 43(3) С26 3569(8) 8800(17) -5849(8) 37(3)
С8 2283(8) 3962(18) -698(7) 34(3) С27 3596(8) 9355(19) -6885(7) 47(3)
С9 1974(8) 5251(17) 88(7) 33(3) С28 2767(10) 7371(20) -5814(8) 67(3)
СЮ 1814(7) 4203(18) 1033(7) 32(3) С29 -488(10) 2424(25) 3671(9) 69(3)
С11 2705(8) 6780(18) 268(7) 37(3) СЗО -519(8) 1177(23) 4494(9) 78(3)
С12 2952(8) 7677(17) -642(7) 37(3) Н22 549(5) 857(6) -392(5) 60(10)
С13 3327(7) 6380(16) -1334(7) 25(3) Н24 465(4) 1122(6) -485(4) 20(10)
С14 2521(8) 4981(15) -1571(7) 30(3)
: Задано для фиксирования начала координат.
РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 141
Таблица 2. Длины связей
Связь А Связь А Связь с1, А Связь сI, А
ОЗ-СЗ 1.45(1) СЗ-С4 1.55(2) С10-С19 1.57(1) С20-С21 1.50(2)
03-С29 1.35(2) С4-С5 1.53(2) С1ЬС12 1.51(2) С20-С22 1.55(1)
05-С5 1.46(1) С5-С6 1.47(2) С12-С13 1.51(2) С22-С23 1.51(2)
05-С6 1.46(2) С5-С10 1.49(2) С13-С14 1.54(2) С23-С24 1.53(1)
022-С22 1.51(1) С6-С7 1.52(2) С13-С17 1.60(1) С24-С25 1.51(2)
024-С24 1.48(1) С7-С8 1.53(2) С13-С18 1.54(1) С24-С26 1.53(2)
029-С29 1.21(2) С8-С9 1.56(2) С14-С15 1.51(2) С26-С27 1.50(2)
С1-С2 1.55(2) С8-С14 1.51(2) С15-С16 1.55(2) С26-С28 1.55(2)
С1-С10 1.54(2) С9-С10 1.57(2) С16-С17 1.56(2) С29-С30 1.48(2)
С2-СЗ 1.53(2) С9-С11 1.53(2) С17-С20 1.52(2)
Таблица 3. Валентные углы
Угол со, град Угол щ,град Угол со, град Угол со, град
сз- -ОЗ- -С29 117.6(9) С6-С7-С8 116.7(9) С12-С13-С17 116.2(9) 022- -С22-С20 108.4(7)
С5-05- -С6 60.4(7) С7-С8-С9 112.3(9) С14-С13-С17 99.3(7) 022- -С22-С23 106.8(9)
С2- С.1- -СЮ 113.1(11) С7-С8-С14 111.4(8) С12-С13-С18 112.3(8) С20- -С22-С23 115.4(9)
С1- -С2- -СЗ 112.5(9) С9-С8-С14 110.7(10) С14-С13-С18 112.6(10) С22- -С23-С24 116.6(8)
03- -СЗ- -С2 111.5(8) С8-С9-С10 110.6(10) С17-С13-С18 109.5(8) 024- -С24-С23 105.8(7)
03- -СЗ- -С4 105.2(10) С8-С9-С11 110.2(9) С8-С14-С13 114.1(8) 024- -С24-С25 103.9(10)
С2- -СЗ- -С4 111.3(9) С10-С9—С11 114.1(8) С8-С14-С15 119.2(10) С23- -С24-С25 110.5(9)
СЗ- -С4- -С5 109.6(10) С1-С10-С5 108.7(9) С13-С14-С15 106.3(9) 024- -С24-С26 105.1(8)
05- -С5- -С4 110.1(7) С1-С10-С9 108.1(10) С14-С15-С16 104.5(10) С23- -С24-С26 115.9(10)
05- -С5- -С6 59.9(7) С5-С10-С9 109.4(8) С15-С16-С17 107.1(8) С25- -С24-С26 114.4(8)
С4- -С5- -С6 116.6(10) С1-СЮ-С19 111.1(8) С13-С17-С16 102.9(8) С24- -С26-С27 114.6(11)
05- -С5- -СЮ 115.2(9) С5-С10-С19 109.3(10) С13-С17-С20 117.8(8) С24- -С26-С28 109.2(9)
С4- -С5- -СЮ 115.1(8) С9-СЮ-С19 110.2(8) С16-С17-С20 113.1(9) С27- -С26-С28 109.5(9)
С6- -С5- -СЮ 125.5(9) С9-С11-С12 114.9(8) С17-С20-С21 115.2(9) 03- ¡129-029 124.0(13)
05- -С6- -С5 59.7(6) С11-С12-С13 112.1(10) С17-С20-С22 108.5(8) 03- С29-С30 108.9(13)
05- -С6- -СП 110.4(10) С12-С13-С14 106.2(8) С21-С20-С22 111.6(10) 029- -С29-С30 127.2(13)
С5- -С6- -СП 117.9(10)
Таблица 4. Торсионные углы, определяющие конформацию фрагментов молекулы (погрешности <1°)
Угол Ф (град) Угол ф (град) Угол ф (град)
Цикл А Цикл С Боковая цепь
С1-С2-СЗ-С4 52 С8-С9-С11-С12 49 С17-С20-С22-С23 68
С2-СЗ-С4-С5 -53 С9-С11-С12-С13 -56 С20—С22-С23-С24 177
СЗ-С4-С5-СЮ 58 С11-С12-С13-С14 58 С22-С23-С24-С26 42
С4-С5-С10-С1 -57 С12-С13-С14—С8 -61 С23-С24-С26-С27 -176
С5-С10-С1-С2 53 С13-С14-С8-С9 57
СЮ-С1-С2-СЗ -52 С14-С8-С9-С11 -48
Цикл В Цикл О Ацетоксигруппа
С5-С6-С7-С8 8 С13-С14-С15-С1 -33 С3-О3-С29-С30 -179
С6-С7-С8-С9 -36 С14-С5-С16-С17 6
С7-С8-С9-С10 60 С15-С16-С17-С13 21
С8-С9-СЮ-С5 -52 С16-С17-С13-С14 -39
С9-С10-С5-С6 25 С17-С13-С14-С15 45
СЮ-С5-С6-С7 -3
142
ЛИТВИНОВСКАЯ и др.
(3 97.77(2)°, V 1434(1) A3, dBbIH 1Л37 г/см3, Z 2 (С30Н50О5), пространственная группа Р2Х.
Рентгенодифракционный эксперимент проведен на дифрактометре Siemens РЗ/РС (А,МоКа, графитовый монохроматор, 0/29-сканирование, 29тах = 46°, 2864 измеренные интенсивности отражений). Структура расшифрована прямым методом и уточнена полноматричным методом наименьших квадратов в анизотропном приближении для неводородных атомов. Атомы Н локализованы разностными синтезами и уточнены по жесткой модели с фиксированными расстояниями С-Н и тепловыми параметрами U = 0.05 А2, кроме атомов НО-групп, уточненных изотропно. Окончательные значения факторов расходимости R 0.053 и Rw 0.053 по 1140 отражениям с / > 2.5а (I).
Все расчеты проведены на ЭВМ IBM PC/AT по программам SHELXTL PLUS [6].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ksebati М.В., Schmitz F.J. // Steroids. 1984. V. 43. P. 643 - 649.
2. Ахрем A.A., Хрипач В.А., Литвиновская Р.П., Барановский A.B. // Журн. орган, химии. 1989. Т. 25.
C. 1901 - 1908.
3. Хрипач В.А., Литвиновская Р.П., Барановский A.B. // Химия прир. соед. 1992. С. 152 - 153.
4. Atlas of Steroid Structure. V. 1 / Eds W.L. Duax,
D.A. Norton. L.: Plenum Press, 1975.
5. Chiari G„ Ferraris G. // Acta Cryst. 1982. B. 38. P. 2331 - 2341.
6. Robinson W., Sheldrick G
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.