ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΦΑΡΜΑΚΩΝ



Σχετικά έγγραφα
ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΦΑΣΜΑΤΑ 1 H-NMR. Επίκουρος καθηγητής Ν. Αλιγιάννης

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ IR/NMR

Ενόργανη Ανάλυση Εργαστήριο. Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy, NMR. Πέτρος Α.

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗ κ. ΚΟΥΠΠΑΡΗ

Βασικές αρχές της Φασµατοσκοπίας NMR

13.6 Η ερμηνεία των φασμάτων NMR πρωτονίου

Ε. Μαλαμίδου Ξενικάκη

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Σύζευξη σπιν-σπιν J = 0 J 0

Προσδιορισμός της Δομής Οργανικών Μορίων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΧΗΜΙΚΗ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ

2 ο εργαστήριο ιαµορφωτική Ανάλυση Συστηµατική αναζήτηση Τυχαία δειγµατοληψία Μοριακή υναµική 2

Φάσµατα άνθρακα-13 ( 13 C NMR)

Μοριακός Χαρακτηρισμός

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ. Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού, NMR

Κεφάλαιο 13 Φασματοσκοπία

Χηµική ισοδυναµία πυρήνων και µοριακή συµµετρία

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

Σταθερά προστασίας. , αυτά προστατεύουν (αντίθετη κατεύθυνση ως προς το Β 0

Φασματοσκοπίας UV/ορατού Φασματοσκοπίας υπερύθρου Φασματοσκοπίας άπω υπερύθρου / μικροκυμάτων Φασματοσκοπίας φθορισμού Φασματοσκοπίας NMR

NMR - πορφυρινών v=(γ/2π)(1-σ).ηο σ=σταθερά προστασίας

Σύζευξη µακράς εµβέλειας

NMR ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ. Ιατρική Φαρµακευτική Χηµεία Βιοχηµεία Χηµεία τροφίµων και ποτών

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ (NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY)

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Διάλεξη 2: Πυρηνική Σταθερότητα, σπιν & μαγνητική ροπή

Λύσεις 3 ης Γραπτής Εργασίας (Φασματοσκοπία)

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 6

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ευαισθησία πειράµατος (Signal to noise ratio = S/N) ιάρκεια πειράµατος (signal averaging)) ιάρκεια 1,38 1,11 0,28 5,55. (h) πειράµατος.

Δx

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Αποσύζευξη πυρήνων. Πριν την αποσύζευξη. και ν Χ. Ακτινοβολούµε επιλεκτικά τον πυρήνα Χ µε ένα µαγνητικό πεδίο Β 2

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

υναµική ισορροπία Περιορισµένη περιστροφή Αναστροφή δακτυλίου Αναστροφή διάταξης Ταυτοµέρεια

ΤΣΟΛΕΡΙ ΗΣΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ. Γιαπερισσότερηύλησχετικάµετη φασµατοσκοπία NMR στον ιστότοπο

Ζαχαριάδου Φωτεινή Σελίδα 1 από 21. Γ Λυκείου Κατεύθυνσης Κεφάλαιο 1: Ηλεκτρονιακή δοµή του ατόµου

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ

Μάθημα 7 α) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό β) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

ΤΕΤΡΑΚΤΥΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ Αµυραδάκη 20, Νίκαια ( ) ΘΕΜΑ 1 Ο. 1. Να σηµειώσετε κάτω από κάθε ουσία - σώµα τη λέξη οξύ ή βάση.

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής;

ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΠΗ ΠΑΡΑΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Μελέτη Σεσκιτερπενικών Λακτονών ενδημικών ειδών του γένους Crepis L.

Γενική & Ανόργανη Χημεία

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

Ακολουθίες παλµών 1D. υποδηλώνει τη. µαγνήτιση Μ 0 FID. φάση τους, δηλαδή τη θέση του ποµπού (Β 1. ) ως προς τη. παλµούς (x, y, ή φ) Ο δείκτης στους

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

1.15 Ο δεσμός στο μεθάνιο και ο υβριδισμός τροχιακού

A.3 Ποια από τις παρακάτω ηλεκτρονιακές δομές παραβιάζει την αρχή του Pauli:


Φασµατοσκοπία NMR. Απόστολος Σπύρος Γ-207, ισόγειο κτιρίου Χηµείας. Τηλ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

1.12 Ηλεκτρονιακά κύματα και χημικοί δεσμοί

Φασµατογράφος NMR. Μαγνήτης. ΑποσυζευκτÞò Β 2 Β 3. ÄÝκτηò S N. ΚανÜλι κλειδþìατοò. Β 1 Ποìπüò ADC. (data points) (data points) Επεξεργασßα.

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός Υδρογόνου: Απεικόνιση και Διαχωρισμός Νερού και Λιπιδίων

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Οι ακτίνες Χ α. έχουν φάσµα που είναι µόνο συνεχές.

ρ. Κ. Γιαννακοπούλου

Ασκήσεις Φασµατοσκοπίας


Χημεία Γ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

Διατομικά μόρια- Περιστροφική ενέργεια δονητικά - περιστροφικά φάσματα

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

December 18, M + hv = M + + e + E kin (1) P ki = σ ki n L (2)

H φασματοσκοπία μάζας: αναλυτική τεχνική αναγνώρισης αγνώστων ενώσεων, ποσοτικοποίησης γνωστών και διευκρίνισης της δομής.

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: PHYS215 Π. Παπαγιάννης

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

Κεφάλαια (από το βιβλίο Serway-Jewett) και αναρτημένες παρουσιάσεις

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

Γεωμετρία Μορίων Θεωρία VSEPR

Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις

ΘΕΩΡΙΑ ΔΕΣΜΟΥ ΣΘΕΝΟΥΣ ΘΕΩΡΙΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

Και ο άνθρακας και το οξυγόνο έχουν σημαντικές τιμές ηλεκτροσυγγένειας. Να εξηγήσετε γιατί το άζωτο έχει σχεδόν μηδενική ηλεκτροσυγγένεια.

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

Νουκλεόνια και ισχυρή αλληλεπίδραση

Ενεργειακές στάθµεςονοµάζουµε τις επιτρεπόµενες τιµές ενέργειας Όταν το ηλεκτρόνιο βρίσκεται στην στιβάδα µε τη χαµηλότερη ενέργεια δηλ.

ΑΤΟΜΙΚΑ ΤΟΜΙΚΑ ΠΡΟΤΥΠΑ

Περίληψη 1 ου Κεφαλαίου

Κομβικές επιφάνειες. Από τη γνωστή σχέση: Ψ(r, θ, φ) = R(r).Θ(θ).Φ(φ) για Ψ = 0 θα πρέπει είτε R(r) = 0 ή Θ(θ).Φ(φ) = 0

ΧΗΜΙΚΟΣ ΕΣΜΟΣ ΙΙ : ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΣΜΟΥ

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Μεταφορά µαγνήτισης. ιαφορά πληθυσµών 1,2 3,4 1,3 2,4. αντανακλά την αναλογία 1 προς 4. πυρήνων 13 C και 1 H. των ενεργειακών σταθµών

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. A2. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα άτομο που χαρακτηρίζεται από τους κβαντικούς αριθμούς n = 2 και m l = 0 είναι: α. 4 β.3 γ.2 δ.

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Μετά το τέλος της µελέτης του 1ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει να είναι σε θέση:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. πρωτόνιο 1 (1,67X10-24 g) +1 νετρόνιο 1 0 1,6X10-19 Cb ηλεκτρόνιο 1/1836 (9X10-28 g) -1

Transcript:

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΕΘΝΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΕΡΕΥΝΩΝ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ & ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

3 ο εργαστήριο Φασµατοσκοπία MR στη ιαµορφωτική Ανάλυση Φασµατοσκοπία MR Εύρεση περιοριστικών αποστάσεων Χρήση περιοριστικών αποστάσεων 2

Οµαδοποίηση ενεργειακά ελαχιστοποιηµένων δοµών. Ελαχιστοποίηση Ενέργειας (Energy Minimization) Αλγόριθµοι Απότοµης Κατάδυσης (steepest descent) ΣυζυγούςΒαθµίδας (conjugate gradient) Powell ewton-raphson ιαµορφωτική Ανάλυση (Conformational Search) Αλγόριθµοι Προσοµοίωσης (Simulation Algorithms) Μοριακή υναµική (Molecular Dynamics) Αλγόριθµοι Συστηµατικής Αναζήτησης Εξονυχιστική αναζήτηση (Grid Scan) Αλγόριθµοι Στοχαστικής Αναζήτησης Τυχαία ειγµατοληψία (Random Sampling) Υπερπήδησηφραγµού Boltzmann (Boltzmann Jump) Monte Carlo ιαµορφώσεις χαµηλής ενέργειας που ικανοποιούν τα πειραµατικά ROE. Πιθανότερη βιοδραστική διαµόρφωση. 2 φασµατοσκοπία ΠΜΣ (ROESY) Πειραµατικά δεδοµένα για τις ενδοµοριακές αποστάσεις (Distance Geometry) Υπερθέσεις µε γνωστές διαµορφώσεις βιοδραστικών µορίων 3

Α) Φασµατοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισµού MR uclear Magnetic Resonance Spectroscopy Φαινόµενο κατά το οποίο οι πυρήνες ατόµων µε αυτοστροφορµή (σπιν) υπό την επίδραση ισχυρού στατικού µαγνητικού πεδίου, όταν ακτινοβολούνται διεγείρονται και κατά την αποδιέγερσή τους δίνουν σήµα. 4

Τι είναι Spin Θεµελιώδηςιδιότηταόπως τοηλεκτρικόφορτίοήηµάζα. Είναι πολλαπλάσια του 1/2 και µπορεί να είναι είτε + ή -. Πυρήνες µε Spin Ταπυρηνικάσωµατίδιαόπωςκαιταηλεκτρόνια, κινούνταισετροχιακά. Ότανοαριθµόςτωνπρωτονίωνήνετρονίωνείναιίσοςµε 2, 8, 20, 28, 50, 82, και 126, τα τροχιακά είναι συµπληρωµένα. Επειδή έχουν σπιν, όπως και τα ηλεκτρόνια, όταν γεµίζουν τα τροχιακά αυτά συζευγνύονται. Σχεδόν όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα έχουν ένα ισότοπο µε µη µηδενικό πυρηνικό σπιν. Η φασµατοσκοπία MR µπορεί να εφαρµοστεί σε ισότοπα τωνοποίωνηφυσικήτουαφθονίαείναιαρκετάµεγάληγιαναείναι ανιχνεύσιµη. Στον πυρηνικό µαγνητικό συντονισµό, µόνο τα ασύζευκτα πυρηνικά spins παίζουνρόλο. = ηλεκτρόνιο = νετρόνιο = πρωτόνιο 5

Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισµός Πυρηνικός: Ανίχνευση πυρήνων µε σπιν. Μαγνητικός: Λήψη φασµάτων εντός µαγνητικού πεδίου. Συντονισµός: Οι πυρήνες διεγείρονται µε την εκποµπή υψίσυχνων παλµών προς το δείγµα και κατά την αποδιέγερση λαµβάνεται το σήµα. 6

Πυρήνας Ασύζευκτα πρωτόνια Ασύζευκτα νετρόνια et Spin (MHz/T) 1 H 1 0 1/2 42.58 2 H 1 1 1 6.54 31 P 1 0 1/2 17.25 23 a 1 2 3/2 11.27 14 1 1 1 3.08 13 C 0 1 1/2 10.71 19 F 1 0 1/2 40.08 7

Επίπεδα ενέργειας Το σπιν ενός πρωτονίου το κάνει να συµπεριφέρεται ως µικρός µαγνήτης (δίπολο). Τοποθετείται σε εξωτερικό ισχυρό µαγνητικό πεδίο. Το δίπολο προσανατολίζεται σε σχέση µε το εξωτερικό πεδίο. Παράλληλα = χαµηλής ενέργειας διευθέτηση (-S--S) Αντιπαράλληλα = υψηλήςενέργειαςδιευθέτηση (--S-S). 8

Ιδιότητες του Spin Εντός µαγνητικού πεδίου έντασης B, ένα σωµατίδιο µε spin µπορεί να απορροφήσει φωτόνιο σε συγκεκριµένη συχνότητα ν. Η συχνότητα εξαρτάται απότογυροµαγνητικόλόγο, γ τουσωµατιδίου. ν=γ B Γιατουδρογόνο, γ = 42.58 MHz / T. 9

Μεταβάσεις Το σωµατίδιο (πρωτόνιο) µπορεί να µεταβεί από τη στάθµη της χαµηλότερης ενέργειας σε αυτή της υψηλότερης µε την απορρόφηση φωτονίου. Η ενέργεια του φωτονίου πρέπει να ταιριάζει ακριβώς στην ενεργειακή διαφορά µεταξύ των δύο καταστάσεων. Η ενέργεια E, ενός φωτονίου σχετίζεται µε τη συχνότητα, ν, και την σταθερά του Planck (h = 6.626x10-34 J s). E = h ν Στο MR (MRI), το µέγεθος ν καλείται και συχνότητα συντονισµού ή συχνότητα Larmor. 10

Μαθηµατικά πίσω από την φασµατοσκοπία MR Εκθετικές συναρτήσεις Τριγωνοµετρικές συναρτήσεις Παράγωγοι και Ολοκληρώµατα Τελεστές Μήτρες Μιγαδικοί αριθµοί Μετασχηµατισµοί Fourier (φάσµα συνάρτησης χρόνου φάσµα συνάρτησης συχνότητας). 11

12

Ισχυρό Μαγνητικό Πεδίο 13

14

15

16

17

Βασικές παράµετροι Χηµική µετατόπιση δ (Chemical shift) Σταθερά σύζευξης J (J coupling) 18

Χηµική µετατόπιση δ Η συχνότητα στην οποία συντονίζεται κάθε πυρήνας και µετράται αναφορικά µε τη συχνότητα συντονισµού µιας ένωσης προτύπου. Εκφράζεται σε µονάδες δ ppm (parts per million) σε σχέση µε την κορυφή απορρόφησης των πρωτονίων του TMS (δ=0). Χηµική µετατόπιση δ = ν i / ν 0 (ν i : συχνότητα συντονισµού του πυρήνα, ν 0 : συχνότητα του οργάνου) 19

Παράδειγµα Συγκεκριµένο πρωτόνιο οργανικού µορίου συντονίζεται σε συχνότητα 120 Hz σε φασµατογράφο 60 ΜΗz. Ποια είναι η χηµική του µετατόπιση; Λύση ν i = 120 Ηz, ν 0 = 60 10 6 Hz, δ=120/60 10 6 = 2 ppm Το ίδιο πρωτόνιο σε φασµατογράφο 100 ΜHz συντονίζεται σε συχνότητα 200 Hz. Η χηµική µετατόπιση θα είναι δ= 200/100 10 6 = 2 ppm Η χηµική µετατόπιση είναι ανεξάρτητη του οργάνου που χρησιµοποιείται. 20

Χηµική Μετατόπιση Όλοι οι ενεργοί πυρήνες ενός δείγµατος δε συντονίζονται στην ίδια συχνότητα. Η ένταση του µαγνητικού πεδίου φτάνει διαφοροποιηµένη σε κάθε πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια σθένους κάποιων ατόµων περιστρέφοντα µε τη φορά του εφαρµοζόµενου πεδίου. Στους πυρήνες των ατόµων που διευθετούνται αντίθετα στο εφαρµοζόµενο πεδίο η περιστροφήτουςπροκαλείέναµικρότερηςέντασηςµαγνητικόπεδίο. Το µαγνητικό πεδίο που «αισθάνεται» ο κάθε πυρήνας (the effective field) είναι τελικώς µικρότεροαπότοεφαρµοζόµενοµαγνητικόπεδίο. ΗέντασητουµικρότερουπεδίουΒ 1 =σβ 0 (σ: σταθεράθωράκισης/προάσπισης). Ηέντασηπουδέχεταιέναςενεργόςπυρήνας:Β=Β 0 -Β 1 B = Bo (1-σ) 21

Παράγοντες που επηρεάζουν τη χηµική µετατόπιση. ιαµαγνητική θωράκιση Συντονισµός σε Β=Β 0 +Β 1 ~ ηλεκτρονιακή πυκνότητα Μαγνητική ανισοτροπία ~Χηµικών δεσµών Επαγωγικά ρεύµατα προς ορισµένες διευθύνσεις. ιαµαγνητικό ρεύµα θωράκιση Παραµαγνητικό ρεύµα - αποθωράκιση Ένωση (CH 3 ) 4 -Si CH 3 -J CH 3 -Br CH 3 -Cl CH 3 -F δ (ppm) 0,0 2,16 2,65 3,10 4,26 C = C 22

Aσθενέστερο πεδίο Μεγάλες τιµές ppm Αποθωράκιση Υψηλότερο πεδίο Μικρές τιµές ppm Θωράκιση Κλίµακα φάσµατος MR δ (ppm) 23

24

Σταθερά σύζευξης J Σύζευξη των σπιν των πρωτονίων, στην οποία οφείλεται η πολλαπλότητα των κορυφών. Xαρακτηρίζεται από τη σταθερά σύζευξης J, η οποία ορίζεται ως η απόσταση µεταξύ των υποκορυφών που συνιστούν µια πολλαπλή κορυφή και µετράται σε µονάδες συχνότητας Ηz. Πολλαπλή κορυφή = διαφετικοί συντονισµοί του ίδιου πρωτονίου λόγω ύπαρξης των γειτονικών. π.χ. για το 1 Η Υπολογίζεται το πλήθος των υδρογόνων που συνδέονται στους γειτονικούς άνθρακες 25

X Y X C C Y B 0 +B 1 δ Η 1 δ Η 2 H 1 H 2 B 0 2 πιθανοί προσανατολισµοί B 0 -B 1 26

X Y X C C H 3 H 1 H 3 ' υνατοί προσανατολισµοί Και τα δύο παράλληλα στο Β 0 Η 3 παράλληλα Η 3 αντιπαράλληλα στο Β 0 Η 3 αντιπαράλληλα - Η 3 παράλληλα στο Β 0 Και τα δύο αντιπαράλληλα στο Β 0 27

Κανόνες σύζευξης Αν πυρήνας µε σπιν ½ συζευγνύεται µε n ισοδύναµους γειτονικούς πυρήνες, η κορυφή συντονισµού του σχάζεται σε n+1 υποκορυφές. Οι εντάσεις των κορυφών προσδιορίζονται στατιστικά και είναι ανάλογες µε τους συντελεστές της διωνυµικής εξίσωσης (Τρίγωνο Pascal). 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1 28

ίδυµησύζευξη (geminal) 2 J εξαρτάταιαπότηντιµήτηςγωνίαςη-c-η. Αυτό κυµαίνεται µεταξύ 0-20 Ηz για γωνίες µεταξύ 105-125. Γειτονικήσύζευξη (vicinal=vic) 3 J η σταθερά σύζευξης µεταξύ δύο γειτονικών ατόµων υδρογόνου Η' και Η εξαρτάται από τη δίεδρη γωνία φ, η οποία σχηµατίζεται από τα επίπεδα Η'C'C και C'C Η Εξίσωση Karplus Bristov J HH = 8,5-συν 2 φ-0,28 0<φ<90 J HH = 9,5-συν2φ-0,28 90<φ<180 Σταθ. Σύζευξης ------- ίεδρη------- ιαµόρφωση 29

30

Β) Προσοµοίωση φασµάτων MR 31

υσκολίες στα φάσµατα MR -Κορυφές που δεν ακολουθούν τους κανόνες πρώτης τάξης. ύσκολη πρόβλεψη πολλαπλότητας ύσκολη αποτίµηση µορίου --Επικαλυπτόµενες κορυφές υσκολία υπολογισµού της σταθεράς σύζευξης 32

13,14,16,17 irbesartan 10 9 8 7 6a 6 6b 3 4 6c 5 2 O 1 13 11 12 14 17 18 15 16 24 23 19 22 20 21 20 22 21 19 H 25 2.00 2.07 4.10 7.70 7.65 7.60 7.55 7.50 7.45 7.40 7.35 7.30 7.25 7.20 7.15 7.10 7.05 7.00 H 2 O 11 10 6, 6a,6b,6c DMSO-H 2.49 7 8 9 2.07 4.10 2.26 2.20 6.532.182.16 2.14 3.00 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 33

6a H 6' H H 6 6a' H H6b' H6b H 6c' H6c O 6,6a,6a,6b,6b,6c H 1.66 1.65 1.64 1.81 1.83 1.82 6,6c 1.85 6.00 2.00 1.90 1.85 1.80 1.75 1.70 1.65 1.60 34

0.99 3.07 3.37 2.29 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 35

36

Αρωµατική περιοχή φάσµατος 13,14,16,17 10 9 8 7 6a 6 6b 3 4 6c 5 2 O 1 13 11 12 14 20 22 21 19 Πειραµατικό Φάσµα 17 18 15 16 24 23 19 22 20 21 Προσοµοιωµένο Φάσµα H 25 Κυκλοπεντανικός δακτύλιος 6,6c,6a,6a,6b,6b,6c,6c 6a 6b 6,6c 6 6c 6 6a 6c 6b 37

Άτοµο 10 9 8 Χηµική µετατόπιση δ(ppm) 0,79 1,25 1,46 Σταθερά σύζευξης J (Hz) J 9-10 =7 J 8-9 =7 J 7-8 =7 Άτοµ ο 6,6c Χηµική µετατόπιση δ(ppm) 1,65 Σταθερά σύζευξης J (Hz) J 6-6 =0,06, J 6-6a =9,65, J 6-6a =2,19, J 6-6b =5,55 J 6-6b =5,55, J 6-6c =3,20, J 6-6c =0,30 6,6a,6b,6c 7 11 2,28 4,67 - J 11-13/17 =0,5 6 6c 1,80 1,80 J 6-6a =6,91, J 6-6a =7,43, J 6-6b =9,65 J 6-6b =5,55, J 6-6c =5,55, J 6-6c =3,20 J 6c -6c =0,06 13,14,16,1 7 7,08 J ορθο =J µετα = J παρα =1 6a 1,83 J 6a-6a =11,35, J 6a-6b =2,19, J 6a-6b =9,65 J 6a-6c =5,55, J 6a-6c =5,55 19 21 7,53 7,57 J 19-14/16 =-0,3 J 21-20 =8,49 6a 1,84 J 6a -6b =6,91, J 6a -6b =2,19 J 6a -6c =9,65, J 6a -6c =5,55 22 7,65 J 22-19 =0,12 J 22-21 =7,96 6b 1,85 J 6b -6b =11,35, J 6b -6c =7,43, J 6b -6c =9,65 20 7,67 J 20-22 =1,28 J 20-21 =8,49 J 20-19 =8 6b 1,84 J 6b-6c =6,91, J 6b-6c =2,19 38

Οµαδοποίηση ενεργειακά ελαχιστοποιηµένων δοµών. Ελαχιστοποίηση Ενέργειας (Energy Minimization) Αλγόριθµοι Απότοµης Κατάδυσης (steepest descent) ΣυζυγούςΒαθµίδας (conjugate gradient) Powell ewton-raphson ιαµορφωτική Ανάλυση (Conformational Search) Αλγόριθµοι Προσοµοίωσης (Simulation Algorithms) Μοριακή υναµική (Molecular Dynamics) Αλγόριθµοι Συστηµατικής Αναζήτησης Εξονυχιστική αναζήτηση (Grid Scan) Αλγόριθµοι Στοχαστικής Αναζήτησης Τυχαία ειγµατοληψία (Random Sampling) Υπερπήδησηφραγµού Boltzmann (Boltzmann Jump) Monte Carlo ιαµορφώσεις χαµηλής ενέργειας που ικανοποιούν τα πειραµατικά ROE. Πιθανότερη βιοδραστική διαµόρφωση. 2 φασµατοσκοπία ΠΜΣ (ROESY) Πειραµατικά δεδοµένα για τις ενδοµοριακές αποστάσεις (Distance Geometry) Υπερθέσεις µε γνωστές διαµορφώσεις βιοδραστικών µορίων 39

Φάσµατα MR 1D ( 1 H, 13 C,..) 2D (οµοπυρηνικά, ετεροπυρηνικά) 40

Φάσµατα 2 διαστάσεων 41

ιαδικασία.. Ταυτοποίησητουφάσµατος 1 Η MR (και κατά συνέπεια της δοµής ενός µορίου) µε χρήση δισδιάστατων COSY, OESY. Εύρεση ενδοµοριακών περιοριστικών αποστάσεων από το δισδιάστατο φάσµα MR OESY. Εφαρµογή τους στη ιαµορφωτική Ανάλυση 42

Ποια είναι η συνεισφορά του MR στη ιαµορφωτική Ανάλυση; Μεταβολή στην ένταση απορρόφησης ενός πρωτονίου όταν ακτινοβολείται γειτονικό ή πλησίον ευρισκόµενο πρωτόνιο. 43

Υπολογισµόςενδοµοριακώναποστάσεων απότονοεsyφάσµα όπου: r απόσταση µεταξύ των πυρήνων Α και Χ. τc χρόνος συσχετισµού περιστροφής του µορίου (correlation time). α) Ο µέσος όγκος κανονικοποιείται ως προς τον αριθµό των πρωτονίων που πιθανότατασυµµετέχουνστονoeσήµα. β) Επιλέγεται ο όγκος αναφοράς ο οποίος αντιστοιχεί σε δεδοµένη απόσταση αναφοράς. Η επιλογή βασίζεται στη διαχωριστικότητα και στην παρουσίαχαµηλούεπιπέδουθορύβουώστετονoeίχνοςναείναιευκρινές. Με αυτόν τον τρόπο δεν επιδέχεται αµφιβολία ότι ο όγκος που µετρήθηκε αφορούσε σαφώς σήµα και δεν περιελάµβανε θόρυβο. Συνήθως επιλέγεται το ΝOE σήµα µεταξύ δύο διαδοχικών αρωµατικών πρωτονίων, των οποίων η απόσταση αναφοράς είναι 2,46Ǻ. γ) Υπολογίζεται ηαπόσταση (R) γιαταυπόλοιπασήµατανoeβάσητης σχέσης : V R= R 6 REF V REF 44

Ένα ολοκληρωµένο παράδειγµα 45

1 H eprosartan 18 HOOC 15 16 14 17 Β 26 - CH 3 SO 3 14,16 4 19 13,17 10 9 8 13 12 11 7 1 2 3 H Α 19 6 20 COOH 5 S 4 21 22 Γ 23 24 25 25 24 23 3.06 1.15 2.15 0.88 0.91 26 8.0 7.9 7.8 7.7 7.6 7.5 7.4 7.3 7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 11 21 10 7 DMSO-H 8 9 COOH 3.06 2.15 0.91 2.40 2.45 2.50 2.39 2.22 3.00 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 46

dqf cosy 18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 F 1 (ppm) 14/16,4 1 2 3 19 25 13/17 24 23 11 21 7 26 2.49 8 9 10 10-9 9-8 8-7 14 13 9 10 8 14/16,4 19 13/17 25 7 17 12 11 1 19 6 20 COOH 2 5 S 3 4 21 22 24 23 23 24 25 4 5 6 7 8 13/17-14/16 8 7 6 5 4 F 2 (ppm) 3 2 1 8 6,5 47

18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 14 17 Αλειφατική περιοχή φάσµατος 10 9 8 13 7 12 11 1 19 6 20 COOH 2 5 S 3 4 21 22 23 24 25 26 11 21 10 Πειραµατικό Φάσµα 7 DMSO 8 9 Προσoµοιωµένο Φάσµα gmr Cherwell Scientific 48

18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 14 17 Αρωµατική περιοχή φάσµατος 10 9 8 13 7 12 11 1 19 6 20 COOH 2 5 S 3 4 21 22 23 24 25 Πειραµατικό Φάσµα Προσoµοιωµένο Φάσµα 49

13 C 18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 22 12 20 14/16 15 5 24 13/17 23 25 19 4 10 9 14 8 13 7 12 2 1 17 11 3 4 5 19 20 21 22 6 COOH 23 S 24 25 26 18 6 2 11 8 21 7 9 10 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 50

hsqc 14/16,4 19 25 13/17 24 23 11 21 7 26 8 9 10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 8 7 6 5 F 2 (ppm) 4 3 2 1 51

hmbc 18 HOOC 15 16 14 17 26 CH 3 SO - 3 ppm 20 14/16, 4 19 25 13/17 24 23 H19,C21 11 21 7 H7,C9 H7,C8 26 H8,C10 H8,C9 H8,C7 8 9 10 H9,C10 H10,C9 H9,C7 H9,C8 H10,C8 10 9 8 13 7 12 2 1 11 3 4 5 19 20 14/16,4 19 13/17 25 21 22 6 COOH 23 24 S 24 25 23 60 100 140 H13/17,C11 H11,C13/17 H11,C5 H11,C12 H11,C2 H21,C19 H21,C23 H21,C20 H21,C22 H7,C2 H8,C2 H4,C5 H14/16,C14/16 H14/16,C12 H4,C2 H19,C4 H19,C20 H25,C23 H25,C22 H24,C25 H23,C25 H23,C24 H13/17,C13/17 H13/17,C14/16 H24,C22 H23,C22 120 180 H21,C6 H14/16,C18 H19,C6 8 6,5 8 7 6 5 4 3 2 1 ppm 180 52

19 25 13/17 roesy 11 21 26 18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 14/16,4 F 1 1 2 (ppm) 3 24 23 7 2.49 8 9 10 14 17 13 12 11 9 7 1 19 6 20 COOH 10 8 2 5 S 3 4 21 22 14/16,4 19 13/17 25 24 23 23 24 25 4 5 7-11 8-11 6 7 11-19 7-13/17 8 21-4 8 7 6 5 F 2 (ppm) 4 3 2 1 8 6,5 53

Άτοµα Απόσταση Αξιολόγηση 18 HOOC 15 16 26 CH 3 SO - 3 14 17 8 7 21 11 11 4 3,9 Å 2,8 Å 2,7 Å Καθορίζει την προσέγγιση της βουτυλοµάδας µε το µεθυλένιο 11 Καθορίζειτηντιµήτηςδίεδρηςγωνίατ 4 µεταξύ µεθυλενίου 19 και του ιµιδαζολίου 10 9 8 13 7 12 11 1 2 5 3 4 19 20 6 COOH 21 22 S 23 24 25 11 19 2,6 Å Καθορίζειτηνπροσέγγισητουµεθυλενίου 11 µετοµεθυλένιο 19 7 13/17 3,5 Å Καθορίζειτηνπροσέγγισητουµεθυλενίου 7 της βουτυλοµάδας µε το φαινυλικό δακτύλιο 54

Υπολογιστική Χηµεία - ΠΜΣ Τυχαίαδειγµατοληψία (Random sampling) Άλµα Boltzmann (Boltzmann jump) οµές µε τη χαµηλότερη ενέργεια που ικανοποιούν τις περιοριστικές αποστάσεις RΟΕ 2000δοµέςενεργειακά ελαχιστοποιηµένες Κατηγοριοποίηση των ενεργειακά χαµηλότερων δοµών Τελικές δοµές Μοριακή υναµική µεχρήσητων RΟΕ Περιορισµών. Υπέρθεση µε losartan Πιθανή βιοδραστική διαµόρφωση 55

Αποτελέσµατα Τυχαίας δειγµατοληψίας 1 η Κατηγορία 2 η Κατηγορία 3 η Κατηγορία 4 η Κατηγορία 56

ιαµορφωτικά εναντιοµερή 57

Μοριακή υναµική Μ1 Μ2 Μ3 58

Υπέρθεση µε το losartan losartan losartan 59

Πιθανή Βιοδραστική ιαµόρφωση Structure Elucidation and Conformational Properties of Eprosartan a non peptide Angiotensin II AT 1 antagonist. Panagiotis Zoumpoulakis, Simona Golic Grdadolnik, John Matsoukas and Thomas Mavromoustakos. J. Pharm. Biom. Analysis, In press 2002 60

Θεωρητικό υπόβαθρο Μοριακής Βάσης της υπέρτασης ΑΤ 1 Ανταγωνιστές Cl OH HOOC O H Losartan COOH S Eprosartan H Irbesartan CH 3 CH 3 H 3 C O CH CH 3 H COOH EtO COOCH(Me)O O O H 3 C CH 3 C OH O H 3 C C O C H 2 O O O HOOC H Telmisartan Valsartan Candesartan cilexetil Olmesartan medoxomil H H 61