Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
Hoofdstuk 1 – Ultraviolet-Visible (UV-VIS)
o Exciteren van atomen mbv energie (licht) kan zich uiten op
verschillende manieren afhankelijk van grootte van uitgestraalde
energie
Rotationele energie (minst energie voor nodig)
Vibrationele energie
Overgang van een elektron naar andere schil (meest energie voor
nodig)
o Overgang van een elektron naar een andere schil vergt energie die
even groot is als het verschil in energie tussen de twee schillen. Als
de twee schillen een klein energieverschil hebben weinig
energie nodig om elektron te exciteren.
o Golflengtes = golven van energie hoe kleiner de golflengte (nm)
hoe meer buigingen per seconde (frequentie), en dus hoe eer
energie per foton
o 180 - 400 nm UV = hoge energie wanneer je een molecule
bestraalt met UV licht veel energie zowel overgang elektron
naar andere schil als vibrationele als rotationele energie brede
pieken
o Microgolf energie heel lage energie (10^6 nm)
o Röntgen = onder UV hoog energetisch (zelfs onder vacuum UV!)
o 400 - 700 nm VIS gaat van violet naar rood
o Vacuüm UV licht met golflengte onder 180 nm hoog energetisch
en moleculen in lucht zoals O2 zullen de energie sterk absorberen
je kan hier dus moeilijk in meten, tenzij in vacuüm (waar die lucht
moleculen niet kunnen interfereren)
o Let op: solventen kunnen ook licht bij UV(-VIS) absorberen elk
solvent heeft zijn cut off value is een golflengte waaronder je niet
meer kan meten met het solvent aangezien deze hier te veel
interageert met het uitgestraald licht interferentie te hoog
o Complementaire kleuren: bv rood en groen een stof die groen ziet,
neem je als groen waar omdat deze rood (complementair) licht
absorbeert tegenovergestelde met rood
o UVVIS lampen tungsten en deuterium
o Sigma binding enkelvoudige binding
o Pi binding dubbele binding
o N vrije elekronenpaar (boven O, N, …)
o Wanneer een molecule geëxciteerd wordt elektronen in de
bindingen worden geëxciteerd gaan van bindend naar antibindend
orbitaal (orbitaal waar elektronen naar geexciteerd worden weg
van de binding nodig om binding te breken)
o Bindend orbitaal = orbitaal waar elektron zich bevindt om een
binding te vormen met een ander atoom
o Extinctiecoëficient meet hoe sterk een molecule licht absorbeert bij
een bepaalde golflengte => hoge extinctiecoëficient sterke
absorptie. Orbitalen die symmetrisch zijn t.o.v. elkaar
gemakkelijkere overgang van elektron hogere extinctiecoëficient
1
,Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
N pi* = asymmetrisch lage extinctiecoëficient
energieovergang weinig kans verboden overgang (echter
door rotationele en vibrationele energie geometrische
veranderingen overgang kan plaatsvinden)
Pi pi* = symmetrisch hoge extinctiecoeficient
energieovergang hoge kans
Zowel symmetrie van de orbitalen als de energieverschillen
tussen de orbitalen spelen een rol in de kans dat zulke overgangen
zullen plaatsvinden
o Sigma - sigma* transities 100-150 nm = vacuum-UV
(enkelvoudige bindingen ga je dus niet waarnemen in UV spectrum)
o N - sigma* transities excitatie van elektronen van de niet
bindende elektronenparen bij een hetero atoom zoals OH groep,
amine, thio ether, ether, … vanuit de n orbitaal naar de sigma*
orbitaal van die atoom excitatie gebeurt bij ongeveer 200 nm
(hetero atomen wel waar te nemen in UV spectrum)
o Geconjugeerde systemen kan je identificeren met UVVIS hoe
meer geconjugeerd een systeem hoe lagere energie nodig
om de elektronen van de molecule te exciteren hoe hoger de
golflengte van maximale absorbantie
o Of het nu een excitatie van een elektron is van n pi* of pi pi*, bij
verlenging van het geconjugeerde systeem zal de energie nodig
voor excitatie dalen in eender welke energie overgang (excitatie)
zal je dus een roodverschuiving waarnemen bij verlenging van de
geconjugeerde keten
o Auxochroom = een functionele groep met vrije elektronenparen,
die de golflengte van maximale absorptie kan beinvloeden
roodverschuiving. Dit is te wijten aan het feit dat deze lone pairs
kunnen bijdragen aan het vormen van geconjugeerde systemen
o Hypsochrome verschuiving blauwverschuiving (naar links =
kleinere golflengte, hogere energie)
o Bathochrome verschuiving roodverschuiving (naar rechts =
hogere golflengte, lagere energie)
Basisstructuur - geconjugeerde dienen
Https://www.youtube.com/watch?v=lU1jqBbtXrw
2
,Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
o Acyclische/ hetero anullaire diene, Amax = 214 nm
o Homo anullaire diene, Amax = 253 nm
o Extensie met dubbele binding (geconjugeerd), bathochrome
verschuiving 30 nm
o Alkyl substituent of ring residu, bathochrome verschuiving 5 nm
o Exocyclische dubbele binding, bathochrome verschuiving 5 nm
o Auxochromen: moeten aanwezig zijn OP het geconjugeerd systeem
als substituenten
-O-alkyl, bathochrome verschuiving 6 nm (niet acetaat, daar 0
nm)
-S-alkyl, bathochrome verschuiving 30 nm
-Cl, -Br, bathochrome verschuiving 5 nm
-N(alkyl)2, bathochrome verschuiving 60 nm
Exocyclische dubbele bindingen kijken naar dubbele bindingen
indien ze staan (loodrecht) op een ring exocyclische dubbele binding
(een C van de dubbele binding maakt deel uit van de ring, de andere
niet)
Bv in ring B maakt een van de C’s deel uit van ring A en de ander van
ring C = in B is dus 2x exocyclisch 2x5nm
Vb:
In dit geval is er sprake van een cross
conjugation the system is branched we
kiezen voor het geconjugeerde systeem die de
meeste dubbele bindingen bezit (rechter).
Groene binding wordt beschouwd als een
substituent dubbele binding wordt helemaal
niet meegeteld (+0nm) want behoort niet tot geconjugeerd systeem!
Basisstructuur - alfa-beta ongesatureerde ketonen
Https://www.youtube.com/watch?v=IBx1DuRw2jU
3
, Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
Keton cyclisch of acyclisch
Keton in 5-ring
Aldehyde
Carbonzuur of ester
o Verlengingen (increments): bij
toevoeging van een dubbele binding die vervolgens een homo
annulaire dieen component vormt in het molecule +39nm
BOVENOP +30nm d.w.z. bij een extra dubbele binding die zich
positioneert in een homo annulaire manier t.o.v. een eerste dubbele
binding
o Bij dit type (alfa beta unsaturated carbonyls) basistructuren heb je
echter ook te maken met solvent effects (bij vorig type niet!):
o Vb. Dit is een voorbeeld van een cross conjugated
systeem waarbij je een keuze moet maken welke
geconjugeerde systeem je gaat gebruiken. De tweede
dubbele binding doet niet mee aangezien deze niet in
het verlengde zit van de eerste geen verlenging van
het geconjugeerde systeem ookal kan deze resonantie vertonen!!!
4
Nour Aissa
Hoofdstuk 1 – Ultraviolet-Visible (UV-VIS)
o Exciteren van atomen mbv energie (licht) kan zich uiten op
verschillende manieren afhankelijk van grootte van uitgestraalde
energie
Rotationele energie (minst energie voor nodig)
Vibrationele energie
Overgang van een elektron naar andere schil (meest energie voor
nodig)
o Overgang van een elektron naar een andere schil vergt energie die
even groot is als het verschil in energie tussen de twee schillen. Als
de twee schillen een klein energieverschil hebben weinig
energie nodig om elektron te exciteren.
o Golflengtes = golven van energie hoe kleiner de golflengte (nm)
hoe meer buigingen per seconde (frequentie), en dus hoe eer
energie per foton
o 180 - 400 nm UV = hoge energie wanneer je een molecule
bestraalt met UV licht veel energie zowel overgang elektron
naar andere schil als vibrationele als rotationele energie brede
pieken
o Microgolf energie heel lage energie (10^6 nm)
o Röntgen = onder UV hoog energetisch (zelfs onder vacuum UV!)
o 400 - 700 nm VIS gaat van violet naar rood
o Vacuüm UV licht met golflengte onder 180 nm hoog energetisch
en moleculen in lucht zoals O2 zullen de energie sterk absorberen
je kan hier dus moeilijk in meten, tenzij in vacuüm (waar die lucht
moleculen niet kunnen interfereren)
o Let op: solventen kunnen ook licht bij UV(-VIS) absorberen elk
solvent heeft zijn cut off value is een golflengte waaronder je niet
meer kan meten met het solvent aangezien deze hier te veel
interageert met het uitgestraald licht interferentie te hoog
o Complementaire kleuren: bv rood en groen een stof die groen ziet,
neem je als groen waar omdat deze rood (complementair) licht
absorbeert tegenovergestelde met rood
o UVVIS lampen tungsten en deuterium
o Sigma binding enkelvoudige binding
o Pi binding dubbele binding
o N vrije elekronenpaar (boven O, N, …)
o Wanneer een molecule geëxciteerd wordt elektronen in de
bindingen worden geëxciteerd gaan van bindend naar antibindend
orbitaal (orbitaal waar elektronen naar geexciteerd worden weg
van de binding nodig om binding te breken)
o Bindend orbitaal = orbitaal waar elektron zich bevindt om een
binding te vormen met een ander atoom
o Extinctiecoëficient meet hoe sterk een molecule licht absorbeert bij
een bepaalde golflengte => hoge extinctiecoëficient sterke
absorptie. Orbitalen die symmetrisch zijn t.o.v. elkaar
gemakkelijkere overgang van elektron hogere extinctiecoëficient
1
,Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
N pi* = asymmetrisch lage extinctiecoëficient
energieovergang weinig kans verboden overgang (echter
door rotationele en vibrationele energie geometrische
veranderingen overgang kan plaatsvinden)
Pi pi* = symmetrisch hoge extinctiecoeficient
energieovergang hoge kans
Zowel symmetrie van de orbitalen als de energieverschillen
tussen de orbitalen spelen een rol in de kans dat zulke overgangen
zullen plaatsvinden
o Sigma - sigma* transities 100-150 nm = vacuum-UV
(enkelvoudige bindingen ga je dus niet waarnemen in UV spectrum)
o N - sigma* transities excitatie van elektronen van de niet
bindende elektronenparen bij een hetero atoom zoals OH groep,
amine, thio ether, ether, … vanuit de n orbitaal naar de sigma*
orbitaal van die atoom excitatie gebeurt bij ongeveer 200 nm
(hetero atomen wel waar te nemen in UV spectrum)
o Geconjugeerde systemen kan je identificeren met UVVIS hoe
meer geconjugeerd een systeem hoe lagere energie nodig
om de elektronen van de molecule te exciteren hoe hoger de
golflengte van maximale absorbantie
o Of het nu een excitatie van een elektron is van n pi* of pi pi*, bij
verlenging van het geconjugeerde systeem zal de energie nodig
voor excitatie dalen in eender welke energie overgang (excitatie)
zal je dus een roodverschuiving waarnemen bij verlenging van de
geconjugeerde keten
o Auxochroom = een functionele groep met vrije elektronenparen,
die de golflengte van maximale absorptie kan beinvloeden
roodverschuiving. Dit is te wijten aan het feit dat deze lone pairs
kunnen bijdragen aan het vormen van geconjugeerde systemen
o Hypsochrome verschuiving blauwverschuiving (naar links =
kleinere golflengte, hogere energie)
o Bathochrome verschuiving roodverschuiving (naar rechts =
hogere golflengte, lagere energie)
Basisstructuur - geconjugeerde dienen
Https://www.youtube.com/watch?v=lU1jqBbtXrw
2
,Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
o Acyclische/ hetero anullaire diene, Amax = 214 nm
o Homo anullaire diene, Amax = 253 nm
o Extensie met dubbele binding (geconjugeerd), bathochrome
verschuiving 30 nm
o Alkyl substituent of ring residu, bathochrome verschuiving 5 nm
o Exocyclische dubbele binding, bathochrome verschuiving 5 nm
o Auxochromen: moeten aanwezig zijn OP het geconjugeerd systeem
als substituenten
-O-alkyl, bathochrome verschuiving 6 nm (niet acetaat, daar 0
nm)
-S-alkyl, bathochrome verschuiving 30 nm
-Cl, -Br, bathochrome verschuiving 5 nm
-N(alkyl)2, bathochrome verschuiving 60 nm
Exocyclische dubbele bindingen kijken naar dubbele bindingen
indien ze staan (loodrecht) op een ring exocyclische dubbele binding
(een C van de dubbele binding maakt deel uit van de ring, de andere
niet)
Bv in ring B maakt een van de C’s deel uit van ring A en de ander van
ring C = in B is dus 2x exocyclisch 2x5nm
Vb:
In dit geval is er sprake van een cross
conjugation the system is branched we
kiezen voor het geconjugeerde systeem die de
meeste dubbele bindingen bezit (rechter).
Groene binding wordt beschouwd als een
substituent dubbele binding wordt helemaal
niet meegeteld (+0nm) want behoort niet tot geconjugeerd systeem!
Basisstructuur - alfa-beta ongesatureerde ketonen
Https://www.youtube.com/watch?v=IBx1DuRw2jU
3
, Chemische structuurbepaling van geneesmiddelen
Nour Aissa
Keton cyclisch of acyclisch
Keton in 5-ring
Aldehyde
Carbonzuur of ester
o Verlengingen (increments): bij
toevoeging van een dubbele binding die vervolgens een homo
annulaire dieen component vormt in het molecule +39nm
BOVENOP +30nm d.w.z. bij een extra dubbele binding die zich
positioneert in een homo annulaire manier t.o.v. een eerste dubbele
binding
o Bij dit type (alfa beta unsaturated carbonyls) basistructuren heb je
echter ook te maken met solvent effects (bij vorig type niet!):
o Vb. Dit is een voorbeeld van een cross conjugated
systeem waarbij je een keuze moet maken welke
geconjugeerde systeem je gaat gebruiken. De tweede
dubbele binding doet niet mee aangezien deze niet in
het verlengde zit van de eerste geen verlenging van
het geconjugeerde systeem ookal kan deze resonantie vertonen!!!
4
