Názvosloví steroidů

Steroidní nomenklatura  je soubor pravidel pro přiřazování systematických názvů sloučeninám třídy steroidů . Názvy steroidů jsou tvořeny z názvů několika mateřských steroidních struktur ( gonan , estran atd.) přidáním předpon a přípon společných systematické nomenklatuře , označujících nenasycenost, jakož i určitých funkčních skupin a substituentů přítomných v volané molekule. Kromě toho jsou pro řadu biologicky aktivních steroidů povoleny triviální názvy.

Názvosloví steroidů se řídí doporučeními IUPAC Joint Commission on Biochemical Nomenclature .

Číslování atomů a označení cyklů

Steroidy zahrnují sloučeniny s uhlovodíkovým skeletem cyklopent[ a ]fenantrenu (cyklopentanoperhydrofenantren), stejně jako jejich deriváty obsahující přerušené vazby, prodloužené nebo zúžené kruhy. Steroidy obvykle obsahují methylovou skupinu v polohách C -10, C-13 a často také alkylovou skupinu v poloze C-17 [1] . Steroidní cykly jsou ve standardní notaci označeny latinskými písmeny A, B, C a D zleva doprava. Číslování začíná od cyklu A, obchází další tři cykly, methylové skupiny na 13. a 10. pozici obdrží čísla 18 a 19, poté číslování postranního řetězce pokračuje na atomu C-17. Tato čísla (lokanty) se používají v nomenklatuře k označení násobných vazeb a substituentů připojených k uhlíkové kostře steroidu [2] .

Čísla 28, 29 a 30 jsou přiřazena dalším methylovým skupinám v polohách C-4 a C-14 (například v lanosterolu ). Pokud ve struktuře sloučeniny chybí jeden nebo více atomů uhlíku uvedených na obrázku, není číslování porušeno [3] .

Předkové steroidy

Většina názvů steroidů je odvozena od názvů mateřských struktur uvedených v tabulce. Názvy těchto struktur, které se používají k vytvoření složitějšího názvu, slouží k označení nejen struktury uhlíkového skeletu sloučeniny, ale také konfigurace stereocenter [4] .

Substituované steroidy

Obecné zásady

Většina biologicky důležitých steroidů je odvozena od mateřských steroidů a liší se od nich přítomností určitých substituentů. Názvosloví těchto derivátů podléhá obecným pravidlům systematického názvosloví organických sloučenin . Funkční skupiny přítomné ve steroidu tedy mohou být označeny příponami nebo předponami (některé, například halogeny , alkylové skupiny atd., jsou označeny pouze předponami). Je výhodné označit substituent příponou. Pokud jsou v steroidu různé substituenty, pak je příponou označen pouze ten nadřazený podle historicky zavedených pravidel přednosti [K 1] [6] .

Následuje výklad obecných pravidel, jak jsou aplikována na specifické třídy steroidních derivátů [6] .

Karboxylové kyseliny a estery . Názvy karboxylových kyselin odvozené od steroidů se tvoří pomocí přípony -ovaya acid , která se spolu s nezbytným lokantem přidává k názvu steroidu se stejným počtem atomů uhlíku. Pokud je sloučenina v aniontové formě, ve formě soli nebo esteru , pak se použije přípona -oát , jako je kyselina 11-oxo-5a-cholan-24-oová nebo 11-oxo-5a-cholan-24-oát. Pokud se karboxylová kyselina vytvoří nahrazením atomu vodíku v mateřské struktuře, to znamená, že zavedení karboxylové skupiny přidá ke sloučenině další atom uhlíku, pak se pro případy popsané výše používají přípony - karboxylová kyselina a - karboxylát ,resp.

Pokud je steroid obsažen v alkoholové části esteru, pak se k jeho názvu přidá přípona -yl ( označující polohu a konfiguraci stereocentra), stejně jako aniontová část názvu, například 3-oxoandrost -4-en-17β-ylacetát (někdy se tyto dvě části názvu píší odděleně, podle pravidel anglické nomenklatury). Tato funkční skupina může být také označena jako přípona, pokud přípona již označuje starší skupinu, například lakton. V tomto případě je předpona bacyloxy -.

laktony . Laktony odvozené od steroidů (kromě cardanolidů a bufanolidů ) tvoří svá jména změnou přípony - kyselina octová nebo kyselina - karboxylová na - lakton nebo - karbolakton . Lokanty se přidávají k příponě označující polohu karboxylové skupiny a poté hydroxylové skupiny, čímž se vytvoří lakton, například 3p-hydroxy-5a-cholano-24,17-lakton. V cardanolidech a bufanolidech přípona -olid označuje příslušnost do třídy laktonů, takže zbývající substituenty jsou označeny jako předpony.

Aldehydy a ketony . Názvy aldehydů se tvoří pomocí přípon - al (změna -CH 3 na -CHO) nebo - aldehyd (změna -COOH na -CHO), které se přidávají k názvu nadřazené struktury. Ketony se označují příponou -he nebo předponou oxo- . Stejně jako v případě karboxylových kyselin, pokud aldehydová skupina zvyšuje počet atomů uhlíku o jeden oproti mateřské struktuře, pak se používá přípona -karbaldehyd nebo předpona formyl .

Alkoholy . Hydroxylové skupiny ve steroidních alkoholech se označují příponou -ol nebo předponou hydroxy- , pokud je místo přípony obsazeno starší skupinou. Odpovídající lokant [K 2] se přidá k předponě nebo příponě .

Aminy a ethery . Aminy se označují příponou -amine nebo předponou amino- . Estery jsou pojmenovány s předponami, jako je alkoxy- nebo O - alkyl , pokud je esterifikovaná hydroxylová skupina již součástí názvu mateřského steroidu. Acetaly a ketaly oxosteroidů se označují jako dialkoxysteroidy.

Steroidy s alkylovými substituenty na C-17

Pokud má steroid dva alkylové substituenty v poloze C-17 a jeden z nich je součástí struktury jakéhokoli mateřského steroidu, je nutné tento steroid pojmenovat jako alkylový derivát původního steroidu (například 17-methyl -5a-cholan). V případech, kdy jsou oba substituenty zahrnuty ve struktuře mateřských steroidů, je delší substituent vybrán k vytvoření kořene a odpovídající mateřský steroid se bere jako základ pro název. Pokud žádný ze substituentů není zahrnut ve struktuře mateřských steroidů, pak se sloučenina nazývá 17,17-disubstituovaný androstan . Atomy postranních řetězců jsou v tomto případě očíslovány lokanty 17 1 , 17 2 , 17 3 atd. pro delší substituent a 17 1' , 17 2' , 17 3' atd. - pro kratší [K 3] . Lokanty s horními indexy jsou určeny k identifikaci atomů např. při popisu spekter, nikoli k označení polohy substituentů ve složitějších názvech [3] [7] .

Zápis nesaturace

Přítomnost vícenásobných vazeb v molekule steroidu je indikována změnou přípony - an na - en ( dvojná vazba ), - adien (dvě dvojné vazby), - in ( trojná vazba ) atd. Před příponou nejmenší atom uhlíku je uvedeno číslo, u kterého se násobek nachází.spojení (například 5α-cholest-6-ene). Pokud násobná vazba spojuje dva nesousedící atomy uhlíku, pak poloha násobné vazby je označena připojeným lokantem (např. název estra-1,3,5(10)-trien znamená, že jedna z dvojných vazeb se nachází mezi atomy C-5 a C-10). Konfigurace dvojných vazeb v postranním řetězci je označena nomenklaturou E , Z [8] [9] .

Označení konfigurace

Substituenty ve steroidním skeletu

Prostorové uspořádání substituentů na chirálních atomech uhlíku je označeno řeckými písmeny. Pokud je postranní substituent (atom vodíku nebo jiný) ve standardním obrázku strukturního vzorce steroidu nasměrován za rovinu obrázku, pak je konfigurace odpovídajícího atomu uhlíku označena písmenem α. V opačném případě, když je substituent nasměrován před rovinu obrazu, použije se písmeno β. Neznámá konfigurace atomů kostry steroidu je označena písmenem ξ. Spolu s těmito specifickými označeními lze použít standardní stereochemickou nomenklaturu R , S [3] [10] .

Použití názvu mateřského steroidu znamená, že pojmenovaný steroid má stejnou konfiguraci na C-8, C-9, C-10, C-13 a C-14 jako mateřský steroid, jinak musí být konfigurace výslovně specifikována . Pokud není uvedeno jinak, rozumí se, že atom C-17 má konfiguraci p. Konfigurace atomu C-5 je vždy explicitně označena pomocí symbolů α, β nebo ξ za lokantem 5, umístěným bezprostředně před kořenem názvu [11] .

Substituenty postranního řetězce

Stereochemická konfigurace substituentů v postranním řetězci steroidu v poloze C-17 je označena R , S nomenklaturou, pokud konfigurace není naznačena samotným názvem. Spolu s univerzálním názvoslovím se používá také notační systém α,β, který IUPAC nedoporučuje pro aplikaci na atomy postranního řetězce. Tento systém je založen na Fischerově projekci postranního řetězce , kde horní pozici zaujímá atom uhlíku s nejvyšším počtem podle číslování steroidů a postranní substituenty směřují k pozorovateli. Pokud je substituent umístěn vpravo, pak je označen písmenem α; pokud vlevo, pak β. Ačkoli R , S -notace jsou všestrannější, jsou závislé na vnějších substituentech v molekule. Naopak α,β-označení jsou založena pouze na číslování atomů steroidů a nezávisí na dalších substituentech v molekule, takže i tento typ názvosloví si zachovává svou hodnotu [12] [13] .

Jiná označení

Syntetické steroidy, ve kterých jsou konfigurace všech stereocenter obrácené (ve srovnání s přírodními steroidy ve standardní konfiguraci), jsou označeny předponou ent - (zkratka enantio -), umístěnou před úplným názvem sloučeniny. Racemické steroidy, které lze například získat také organickou syntézou , se označují předponou rac - (zkráceně racemo -) [14] .

Složité struktury

Změna délky bočních řetězů

Rozšíření uhlíkového skeletu steroidu o jednu nebo více methylenových skupin -CH 2 - je označeno předponami homo- , dihomo- atd., které označují číslo atomu, vedle kterého je vložena methylenová skupina, a písmena a ( b , c , atd.), pokud je to nutné, například ( 25R) -27a -homo-5a-cholestan, 24a,24b,24c-trihomocholest-5-en-3p,7a-diol. Pokud je methylenová skupina vložena mezi atomy, které nemají po sobě jdoucí čísla, nebo v případě nejednoznačnosti jsou v názvu zaznamenána obě čísla těchto atomů uhlíku a větší z nich je uvedeno v závorce: 17(20)a-homo-5α -cholestan-3-on [15] [16] .

Odstranění jednoho atomu ze struktury steroidu se označuje předponou nor - ( dinor - atd.), které předchází číslo atomu, který je odstraňován, například 24-nor-5β-cholan. Číslování výsledného steroidu zůstává standardní. Existují nejednoznačné názvy, například gonan je 18,19-dinorandrostan, ale jeho název je zachován v nomenklatuře IUPAC. Totéž platí pro estran (19-norandrostan) [15] .

Názvy některých steroidů mohou být tvořeny několika způsoby, a to jak na základě prodloužení struktury jednoho steroidu, tak na základě zkrácení struktury jiného steroidu. K názvu nadřazené struktury je také možné přidat předpony alkyl - ( methyl -, ethyl - atd.). IUPAC v tomto případě doporučuje použít následující úvahy:

• jméno by mělo být získáno od rodiče minimálním počtem změn, které jsou považovány za "oddělitelné" předpony (například alkyl -) a "neoddělitelné" předpony ( homo - nebo nor -) (předpony jako dinor -, dihomo - jsou považovány za dvě modifikace);
• "Neodnímatelné" nástavce jsou preferovány před "odnímatelnými" nástavci.

Podle těchto pravidel by se látka měla jmenovat například 18-nor-5α-androstan, a nikoli 10-methyl-5α-gonan, tedy s použitím neoddělitelné předpony nor - a podle pravidel zkracování [ 15] .

Změna velikosti cyklů

Odstranění jednotlivých methylenových skupin v steroidních cyklech je označeno předponou nor- , označující číslo atomu, který má být odstraněn (například 4-nor-5α-androstan). Odstranění steroidního koncového kroužku je označeno předponou des - a písmenným označením odstraněného kroužku (například des-A-androstane) [17] .

Methylenové skupiny vložené do steroidních cyklů se označují předponou homo- . Pokud skupina není vložena mezi uzlové atomy cyklu nebo není mezi atomy C-13 a C-17, pak je označena největším lokantem tohoto cyklu s přidáním písmene a . V opačném případě je nutné použít kompozitní lokant obsahující počty sousedních atomů uhlíku (například 8(14)a-homo-5α-androstan) [17] .

Předpony nor - a homo - mohou být v názvu použity současně, pokud je jeden ze steroidních cyklů snížen a druhý zvýšen. Pokud ke změnám došlo ve více cyklech, doporučuje se použít systematickou nomenklaturu pro cyklické sloučeniny. Někdy lze kombinaci těchto předpon nahradit předponou abeo -. To je možné, pokud k nárůstu v jednom cyklu a poklesu ve druhém došlo v důsledku posunutí vazby, což je pro tyto cykly společné. V tomto případě je název „původního“ steroidu, ze kterého lze získat cílovou strukturu, doplněn o označení x ( y → z ) abeo -, kde x  je číslo pevného konce migrující vazby, a y a z  jsou počty atomů, mezi kterými migruje druhý konec vazby, například 10(5→6) abeo- . Nomenklatura Abeo je vhodná, pokud jde o mechanismus reakcí nebo biogenezi , ale není povinná [17] [16] .

Oddělení smyčky

Rozpojení vazby cyklu s přidáním jednoho atomu vodíku na koncové atomy uhlíku je označeno předponou seco -. Před předponou jsou uvedeny lokanty atomů, mezi kterými byla vazba přerušena. Číslování atomů steroidu je zachováno. Pokud se separace provádí ve dvou nebo více cyklech, může být výhodnější obecná systematická nomenklatura organických sloučenin [18] [19] .

Další cykly

Pokud se ve struktuře steroidu objeví další cykly, je žádoucí zachovat hlavní název steroidu, protože nese další informace o stereochemii sloučeniny. Takové názvy však mohou být značně těžkopádné, proto IUPAC doporučuje v tomto případě použít obvyklé názvosloví organických sloučenin, přičemž konečný výběr ponechává na uvážení autorů [20] .