Conformation analysis of triterpenoids and their derivatives by NMR spectroscopy

Abstract

Доказательство структуры и конформационный анализ пяти тритерпеноидов даммаранового и олеананового рядов было проведено с помощью совместного использования данных спектроскопии ЯМР 1Н и результатов компьютерного моделирования (подход CASE - Computer-Assisted Structure Elucidation). Полное отнесение протонных сигналов являлось необходимым условием решения этой задачи и было выполнено на спектрометре DPX (Bruker) при 300 МГц с применением различных гомо- и гетероядерных корреляционных методов. Количественное сопоставление экспериментальных и расчетных значений вицинальных констант 3JH-H и межпротонных расстояний rH-H, полученных на основе ЯЭО и измерения скоростей кросс-релаксации ϬH-H калибровочным методом в приближении начальных скоростей (IRA – Initial Rate Approximation) с применением анизотропной модели расчета и использованием экспериментального параметра анизотропии диффузии D║/D┴¬, было выбрано в качестве основных критериев определения конформационной жесткости или лабильности (метод NAMFIS - NMR Analysis of Molecular Flexibility In Solution) исследованных тритерпеноидов в растворе. Для этих аксиально-симметричных молекул показано выполнение при комнатной температуре в растворе CDCl3 условий экстремального сужения линий (ωоτс << 1) и, следовательно, доказана возможность получения точных (в пределах ±5%) оценок межпротонных расстояний с помощью использования нормализованных интенсивностей кросс-пиков (процедура PANIC - Peak Amplitude Normalization for Improved Cross-relaxation) в спектрах NOESY, полученных при разных временах смешивания τm.

An elucidation of the structure and conformational analysis of the five triterpenoids belonging to the dammarane and oleanane types were carried out by sharing the data of 1H NMR spectroscopy and computer-assisted structure elucidation (CASE) approach. The complete assignment of proton signals was a necessary condition for solving this problem and was performed on a DPX (Bruker) spectrometer at 300 MHz using various homo- and heteronuclear correlation NMR methods. A quantitative comparison of the experimental and calculated values of vicinal constants 3JH-H and rH-H interproton distances obtained on the basis of NOE and measuring the cross-relaxation rates ϬH-H by the calibration method in the Initial Rate Approximation (IRA) using an anisotropic calculation model together with the experimental diffusion anisotropy parameter D║/D┴, was chosen as the main criteria for determining the conformational rigidity or lability of the triterpenoids in solution at NAMFIS (NMR Analysis of Molecular Flexibility In Solution) approach. For these axially symmetric molecules, the conditions for the extreme narrowing of the lines (ωоτс << 1) are shown to be fulfilled at room temperature in the CDCl3 solution and, consequently, it has been proved possible to determine the accurate (within ± 5%) interproton distance values by using PANIC (Peak Amplitude Normalization for Improved Cross-relaxation) procedure of analyzing some NOESY spectra obtained at different mixing times τm.