Nomenklatur för steroider

Steroidnomenklatur  är en uppsättning regler för att tilldela systematiska namn till föreningar av klassen steroider . Namnen på steroider bildas från namnen på flera modersteroidstrukturer ( gonan , estran , etc.) genom att lägga till prefix och suffix som är gemensamma för den systematiska nomenklaturen , som betecknar omättnad, såväl som vissa funktionella grupper och substituenter som finns i den kallade molekylen. Dessutom är trivialnamn tillåtna för ett antal biologiskt aktiva steroider.

Nomenklaturen för steroider styrs av rekommendationerna från IUPAC Joint Commission on Biochemical Nomenclature .

Atomnumrering och cykelbeteckningar

Steroider inkluderar föreningar med kolväteskelettet av cyklopent[ a ]fenantren (cyklopentanoperhydrofenantren), såväl som deras derivat som innehåller brutna bindningar, förlängda eller förträngda ringar. Steroider innehåller vanligtvis en metylgrupp i C -10, C-13-positionerna och ofta även en alkylgrupp i C-17-positionen [1] . Steroidcykler betecknas med latinska bokstäver A, B, C och D från vänster till höger i standardnotationen. Numreringen startar från A-cykeln, förbigår de andra tre cyklerna, metylgrupperna på 13:e och 10:e positionerna får siffrorna 18 respektive 19, sedan fortsätter sidokedjenumreringen vid C-17-atomen. Dessa siffror (lokanter) används i nomenklaturen för att beteckna flera bindningar och substituenter fästa vid kolskelettet av steroiden [2] .

Nummer 28, 29 och 30 är tilldelade ytterligare metylgrupper vid C-4- och C-14-positionerna (till exempel i lanosterol ). Om en eller flera av kolatomerna som visas i figuren saknas i föreningens struktur, så bryts inte numreringen [3] .

Ancestral steroider

De flesta namnen på steroider härrör från namnen på de överordnade strukturerna som anges i tabellen. Namnen på dessa strukturer, som används för att bygga ett mer komplext namn, tjänar till att beteckna inte bara strukturen av kolskelettet av föreningen, utan också konfigurationen av stereocenter [4] .

Substituerade steroider

Allmänna principer

De flesta biologiskt viktiga steroider härrör från modersteroider och skiljer sig från dem genom närvaron av vissa substituenter. Nomenklaturen för sådana derivat omfattas av de allmänna reglerna för den systematiska nomenklaturen för organiska föreningar . Så, funktionella grupper som finns i en steroid kan betecknas med suffix eller prefix (vissa, till exempel, halogener , alkylgrupper , etc., betecknas endast med prefix). Det är föredraget att beteckna en substituent med ett suffix. Om det finns olika substituenter i steroiden, är endast den äldre substituenten betecknad med suffixet, enligt de historiskt fastställda reglerna för företräde [K 1] [6] .

Följande är en tolkning av de allmänna reglerna som tillämpas på specifika klasser av steroidderivat [6] .

Karboxylsyror och estrar . Namnen på karboxylsyror som härrör från steroider bildas med suffixet -ovayasyra , som tillsammans med den nödvändiga lokaliseringen läggs till namnet på steroiden med samma antal kolatomer. Om föreningen är i anjon- , salt- elleresterform , används suffixet -oat , såsom 11-oxo-5a-cholan-24-oic acid eller 11-oxo-5a-cholan-24-oate. Om en karboxylsyra bildas genom att ersätta en väteatom i moderstrukturen, det vill säga införandet av en karboxylgrupp lägger till en ytterligare kolatom till föreningen, så används suffixen - karboxylsyra och - karboxylat för de fall som beskrivs ovan ,respektive.

Om steroiden ingår i alkoholdelen av estern läggs suffixet -yl till dess namn ( som indikerar stereocentrets position och konfiguration), såväl som den anjoniska delen av namnet, till exempel 3-oxoandrost -4-en-17β-ylacetat (ibland skrivs dessa två delar av namnet separat, enligt reglerna i den engelskspråkiga nomenklaturen). Denna funktionella grupp kan också betecknas som ett suffix, om suffixet redan betecknar en äldre grupp, till exempel en lakton. I det här fallet är prefixet bacyloxi -.

laktoner . Laktoner som härrör från steroider (förutom kardanolider och bufanolider ) bildar sina namn genom att ändra suffixet - oic acid eller - carboxylic acid till - lactone or - carbolactone . Lokanter tillsätts till suffixet som indikerar positionen för karboxylgruppen och sedan hydroxylgruppen, och bildar en lakton, till exempel 3p-hydroxi-5a-kolano-24,17-lakton. I kardanolider och bufanolider betecknar suffixet -olid tillhörande klassen av laktoner, så de återstående substituenterna betecknas som prefix.

Aldehyder och ketoner . Namnen på aldehyder bildas med hjälp av suffixen - al (ändra -CH 3 till -CHO) eller - aldehyd (ändra -COOH till -CHO), som läggs till namnet på moderstrukturen. Ketoner betecknas med suffixet -he eller prefixet oxo- . Som i fallet med karboxylsyror, om aldehydgruppen ökar antalet kolatomer med en jämfört med moderstrukturen, används suffixet -karbaldehyd eller prefixet formyl .

Alkoholer . Hydroxylgrupper i steroidalkoholer betecknas med suffixet -ol eller prefixet hydroxy- om platsen för suffixet upptas av en äldre grupp. Motsvarande lokant [K 2] läggs till prefixet eller suffixet .

Aminer och etrar . Aminer betecknas med suffixet -amin eller prefixet amino- . Estrar namnges med prefix som alkoxi- eller O - alkyl om den förestrade hydroxylgruppen redan är en del av namnet på modersteroiden. Acetaler och ketaler av oxosteroider kallas dialkoxisteroider.

Steroider med alkylsubstituenter vid C-17

Om en steroid har två alkylsubstituenter i C-17-positionen, och en av dem är en del av strukturen för någon modersteroid, är det nödvändigt att namnge denna steroid som ett alkylderivat av modersteroiden (till exempel 17-metyl -5a-cholan). I de fall där båda substituenterna ingår i strukturen av modersteroiderna, väljs den längre substituenten för att bilda roten och motsvarande modersteroid tas som grund för namnet. Om ingen av substituenterna ingår i strukturen av modersteroiderna, kallas föreningen 17,17-disubstituerad androstan . Atomerna i sidokedjorna är i detta fall numrerade med lokanter 17 1 , 17 2 , 17 3 , etc. för en längre substituent och 17 1' , 17 2' , 17 3' , etc. - för en kortare [K] 3] . Lokanter med upphöjd skrift är avsedda för identifiering av atomer, till exempel vid beskrivning av spektra, och inte för att indikera substituenternas position i mer komplexa namn [3] [7] .

Notation för omättnad

Närvaron av flera bindningar i steroidmolekylen indikeras genom att ändra suffixet - an na - en ( dubbelbindning ), - adien (två dubbelbindningar), - in ( trippelbindning ), etc. Före suffixet, den minsta kolatomen nummer som multipeln är placerad på anges.anslutning (till exempel 5α-cholest-6-ene). Om en multipelbindning förbinder två icke-intilliggande kolatomer, så indikeras multipelbindningens position av den anslutna lokanten (till exempel betyder namnet estra-1,3,5(10)-trien att en av dubbelbindningarna ligger mellan C-5-atomerna och C-10). Konfigurationen av dubbelbindningarna i sidokedjan betecknas av E , Z -nomenklaturen [8] [9] .

Konfigurationsbeteckning

Substituenter i steroidskelettet

Det rumsliga arrangemanget av substituenter på kirala kolatomer indikeras med grekiska bokstäver. Om sidosubstituenten (väteatom eller annan) i standardbilden av strukturformeln för steroiden är riktad bortom bildplanet, betecknas konfigurationen av motsvarande kolatom med bokstaven α. Annars, när substituenten är riktad framför bildplanet, används bokstaven β. Den okända konfigurationen av atomerna i steroidskelettet betecknas med bokstaven ξ. Tillsammans med dessa specifika beteckningar kan den standardiserade stereokemiska R , S -nomenklaturen [3] [10] användas .

Användningen av namnet på modersteroiden innebär att den namngivna steroiden har samma konfiguration vid C-8, C-9, C-10, C-13 och C-14 som modersteroiden, annars måste konfigurationen specificeras uttryckligen . Om inte annat anges, förstås C-17-atomen ha p-konfigurationen. Konfigurationen av atomen C-5 anges alltid explicit med hjälp av symbolerna α, β eller ξ efter lokanten 5, placerade omedelbart före namnroten [11] .

Sidokedjesubstituenter

Den stereokemiska konfigurationen av substituenterna i steroidsidokedjan vid C-17-positionen betecknas av R , S - nomenklaturen, såvida inte konfigurationen antyds av själva namnet. Tillsammans med den universella nomenklaturen används också α,β-notationssystemet, vilket inte rekommenderas av IUPAC för applicering på sidokedjeatomer. Detta system är baserat på Fischer-projektionen av sidokedjan , där den övre positionen är upptagen av kolatomen med det högsta antalet, enligt numreringen av steroider, och sidosubstituenterna är riktade mot observatören. Om substituenten är belägen till höger, så betecknas den med bokstaven α; om till vänster, då β. Även om R , S -notationer har mer mångsidighet, är de beroende av främmande substituenter i molekylen. Tvärtom baseras α,β-beteckningar endast på numreringen av steroidatomerna och är inte beroende av andra substituenter i molekylen, så även denna typ av nomenklatur behåller sitt värde [12] [13] .

Andra beteckningar

Syntetiska steroider, där konfigurationerna av alla stereocenter är omvända (jämfört med naturliga steroider i standardkonfigurationen), indikeras med prefixet ent - (förkortat från enantio -), som ligger före föreningens fullständiga namn. Racemiska steroider, som till exempel också kan erhållas i samband med organisk syntes , betecknas med prefixet rac- (förkortat av racemo- ) [14] .

Komplicerade strukturer

Ändra längden på sidokedjorna

Förlängningen av kolskelettet hos en steroid med en eller flera metylengrupper -CH 2 - indikeras av prefixen homo- , dihomo- , etc., vilket indikerar numret på atomen bredvid vilken metylengruppen är insatt, och bokstäverna a ( b , c , etc.), om nödvändigt), till exempel ( 25R) -27a -homo-5a-kolestan, 24a,24b,24c-trihomokolest-5-en-3p,7a-diol. Om metylengruppen sätts in mellan atomer med icke-konsekutiva nummer, eller i fall av tvetydighet, är båda numren av dessa kolatomer registrerade i namnet, och den större inom parentes: 17(20)a-homo-5α -kolestan-3-on [15] [16] .

Avlägsnandet av en atom från strukturen av en steroid betecknas med prefixet nor - ( dinor - etc.), föregås av numret på den atom som tas bort, till exempel 24-nor-5β-cholan. Numreringen av den resulterande steroiden förblir standard. Det finns tvetydiga namn, till exempel är gonan 18,19-dinorandrostan, men dess namn finns kvar i IUPAC-nomenklaturen. Detsamma gäller estran (19-norandrostan) [15] .

Namnen på vissa steroider kan bildas på flera sätt, baserat både på förlängningen av strukturen hos en steroid och på förkortningen av strukturen hos en annan. Det är också möjligt att lägga till prefix alkyl - ( metyl -, etyl -, etc.) till namnet på föräldrastrukturen. IUPAC rekommenderar att du använder följande överväganden i detta fall:

• namnet bör erhållas från föräldern genom ett minsta antal ändringar, som anses vara både "avtagbara" prefix (till exempel alkyl -) och "icke-avtagbara" prefix ( homo - eller nor -) (prefix som dinor -, dihomo - betraktas som två modifikationer);
• "Icke-löstagbara" tillbehör är att föredra framför "löstagbara" tillbehör.

Enligt dessa regler ska ämnet kallas t.ex. 18-nor-5α-androstan, och inte 10-metyl-5α-gonan, det vill säga med det icke-avtagbara prefixet nor - och enligt förkortningsreglerna [ 15] .

Ändra storlek på cykler

Avlägsnande av individuella metylengrupper i steroidcykler indikeras med prefixet nor- , som indikerar numret på den atom som ska avlägsnas (till exempel 4-nor-5α-androstan). Borttagande av steroidändringen indikeras av prefixet des - och bokstavsbeteckningen för den borttagna ringen (till exempel des-A-androstane) [17] .

Metylengrupperna som infogas i steroidcyklerna betecknas med prefixet homo- . Om gruppen inte sätts in mellan de nodala atomerna i cykeln eller inte mellan atomerna C-13 och C-17, så betecknas den med den största lokanten i denna cykel med tillägg av bokstaven a . Annars är det nödvändigt att använda en sammansatt lokant som innehåller antalet angränsande kolatomer (till exempel 8(14)a-homo-5α-androstan) [17] .

Prefixen nor - och homo - kan användas i namnet samtidigt om en av steroidcyklerna minskas och den andra ökas. Om förändringar har skett i fler cykler, rekommenderas att använda den systematiska nomenklaturen för cykliska föreningar. Ibland kan kombinationen av dessa prefix ersättas med prefixet abeo -. Detta är möjligt om ökningen i en cykel och minskningen i den andra inträffade på grund av förskjutningen av bindningen, vilket är gemensamt för dessa cykler. I det här fallet läggs namnet på den "ursprungliga" steroiden, från vilken målstrukturen kan erhållas, med notationen x ( y → z ) abeo -, där x  är numret på den fasta änden av den migrerande bindningen, och y och z  är antalet atomer mellan vilka den andra änden av bindningen migrerar, till exempel 10(5→6) abeo -. Abeo-nomenklaturen är bekväm när det kommer till mekanismen för reaktioner eller biogenes , men det är inte obligatoriskt [17] [16] .

Frikoppling av en slinga

Frånkopplingen av cykelns bindning med tillägg av en väteatom till de terminala kolatomerna indikeras av prefixet seco -. Före prefixet anges lokaliseringen av atomerna mellan vilka bindningen bröts. Numreringen av steroidens atomer bibehålls. Om separationen utförs under två eller flera cykler kan den allmänna systematiska nomenklaturen för organiska föreningar [18] [19] vara mer att föredra .

Ytterligare cykler

Om ytterligare cykler förekommer i steroidens struktur är det önskvärt att behålla steroidens huvudnamn, eftersom det innehåller ytterligare information om föreningens stereokemi. Sådana namn kan dock vara ganska besvärliga, så IUPAC rekommenderar att man använder den vanliga nomenklaturen för organiska föreningar i detta fall, vilket lämnar det slutliga valet till författarnas gottfinnande [20] .