1 / 51

Anal ýza pevných léčiv

Anal ýza pevných léčiv. Rentgenová strukturní analýza. ver. 200 7 .1. Radio waves: EHF = Extremely high frequency (Microwaves) SHF = Super high frequency (Microwaves) UHF = Ultrahigh frequency VHF = Very high frequency HF = High frequency MF = Medium frequency LF = Low frequency

jessamine-french
Download Presentation

Anal ýza pevných léčiv

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Analýza pevných léčiv Rentgenová strukturní analýza ver. 2007.1

  2. Radio waves: EHF = Extremely high frequency (Microwaves) SHF = Super high frequency (Microwaves) UHF = Ultrahigh frequency VHF = Very high frequency HF = High frequency MF = Medium frequency LF = Low frequency VLF = Very low frequency VF = Voice frequency ELF = Extremely low frequency γ = Gamma rays HX = Hard X-rays SX = Soft X-Rays EUV = Extreme ultraviolet NUV = Near ultraviolet Visible light NIR = Near infrared MIR = Moderate infrared FIR = Far infrared Visible light

  3. Základní vztahy • rychlost šíření vlny = frekvence x vlnová délka • λ= c / υ • E = h υ • E = h c / λ • vlnočet = 1 / λ c - rychlost světla 299792458 m/s . h – Planckova konstanta 6.626069 x 10-34 J.s

  4. Difrakční metody • λ~ 10-10 m= 1 Å • rtg. strukturní analýza monokrystalu • rtg. strukturní analýza prášku • rtg. fázová analýza prášku

  5. rtg. strukturní analýza monokrystalu • souřadnice atomů – kompletní 3D struktura • spolehlivá informace • lokalizace rozpouštědla • absolutní chiralita - přímo z experimentu (závisí na zařízení)- podle známého chirálního fragmentu • pro analýzu nutný kvalitní monokrystal • výpočet teoretického práškového záznamu

  6. rtg. strukturní analýza prášku • souřadnice atomů – kompletní 3D struktura • méně spolehlivá informace • absolutní chiralita - pouze podle známého chirálního fragmentu • pro analýzu nutný kvalitní práškový vzorek • zpravidla nutná data ze synchrotronu

  7. rtg. fázová analýza prášku • kvalitativní identifikace polymorfu • superpozice dat ve směsi- možnost kvalitativní i kvantitativní analýzy směsi- směs lze chybně interpretovat jako čistou látku!- téměř isostrukturní solvatomorfy mají velmi podobné záznamy!

  8. Interakce rtg.záření s látkou • absorpce záření - intenzita a vlnová délka prošlého záření -> rtg. absorpční spektroskopie • vybuzení fluorescence – intenzita a vlnová délka -> rtg. fluorescenční spektroskopie • vyražení e- z vnitřní vrstvy -> zářivý přeskok e- z vyšší vrstvy -> resorpce ve vyšší vrstvě -> emise e-->Augerova spektroskopie

  9. Interakce rtg.záření s látkou • vyražení e- o kinetické energiiEkin= Ertg- Evaz- Ekor-> ESCA Electron Spectroscopy for Chemical Analysis • rozptyl a interference záření na krystalové mřížce -> rtg. difrakce

  10. Newton vs Huyghens

  11. Newton vs Huyghens

  12. Sčítání vln konstruktivní destruktivní interference na dvojštěrbině fázový posun

  13. c b O a (1 1 1) Braggova rovnice

  14. Zdroj RTG záření

  15. Uspořádání experimentu CCD kamera s mikroskopem zdroj záření CCD detektor φ κ θ ω

  16. Výběr monokrystalu ideální velikost 0.3-0.5 mm max. velikost 0.8 mm min. velikost 0.05/0.01 mm velké krystaly a srostlice: štípání, řezání poruchové krystaly falešné monokrystaly Monokrystal nalepený na skleněné tyčince

  17. Štípaný velký monokrystal

  18. Nekvalitní krystal

  19. Předběžné určení kvality krystalurotační snímek slabě difraktující krystal kvalitní monokrystal

  20. Předběžné určení kvality krystalurotační snímek částečný rozklad krystalu polykrystalický vzorek

  21. Určení Bravaisovy buňky a prostorové grupy • pro naměřené hodnoty d se hledají celočíselné hodnoty (h k l) odpovídající elementární buňce • podle systematického vyhasínání reflexí se určí prostorová grupa symetrie potřebná pro řešení • vyhodnocení systematického vyhasínání u horších krystalů selhává:- řešení v prostorové grupě s nižší symetrií s následným dohledáním matematických vztahů- metoda pokus omyl – testování všech možných prostorových grup

  22. Indexace • tisíce reflexí • dvojčatění může potvrdit indexaci • minimální překryv reflexí

  23. Sběr dat

  24. Možné komplikace • dvojčatění krystalu • rozklad krystalu-chlazení v průběhu měření-justace do kapiláry • částečná okupance, disorder molekul(~ kokrystalizace možných polymorfů) • pseudosymetrie • nestandardní nastavení buňky a/nebo prostorové grupy

  25. P21/c -> P21/a -> P21/npravotočivý systém a3 c2 c3 a1 a2 c1

  26. Strukturní faktor Strukturní faktor - příspěvek všech atomů- sčítání vln- amplituda a fáze

  27. Fázový problém • měříme intenzity (amplitudy), neznáme fázi • pro výpočet fází potřebujeme „kvalitní“ model

  28. Získání modelu • metoda těžkého atomu • hledání pozice známého fragmentu • přímé metody • náhodné nástřely modelu

  29. Získaný model se upřesňuje

  30. Upřesnění modelu • podle rozdílu strukturních faktorů Δ = ||Fo| - |Fc|| • podle rozdílu intenzitΔ = |Fo2 - Fc2| • minimalizovaná funkce ∑ wΔ2 • výstupem jsou koordináty a teplotní kmity jednotlivých atomů, kompletní 3D struktura

  31. Mapa elektronové hustoty odhalí chybějící atomy

  32. Neobsazený volný prostormůže ukrývat solvent

  33. Částečná lokalizace solventu • solvent částečně obsazuje více pozic • je obsah solventu 100 %? • modelování možného obsazení • problematická kontrola geometrie molekul • kontrola intermolekulárních kontaktů • výpočet počtu elektronů v kavitě

  34. Lisurid embonát bis THF solvát

  35. Kavity ve struktuře 1 THF ~ 40 e- Kavita o 324 Å3 obsahuje cca 90 e-

  36. Určení absolutní chirality • znalost zdroje látky • krystalizace solvatomorfu s chirálním rozpouštědlem • příprava soli chirální kyseliny • vyhodnocení vlivu anomálního rozptylu: - struktura obsahuje „těžký atom“- struktura neobsahuje „těžký atom“ - zavedení těžkého atomu - použití silně absorbujícího záření

  37. Experimentální určení absolutní chirality • Friedelův zákon |F(hkl)|2=|F(−h −k −l)|2 • anomální rozptyl – absorpce -> sekundární emise záření -> neplatí Friedelův zákon • nejspolehlivější metoda Flackův parametrI(hkl) = (1 − x) |F(hkl)|2 + x |F(−h −k −l)|2x je Flackův parametr, 0 správný 1 opačný • porovnání R-faktoru obou enantiomerů

  38. Matematická kritéria posouzení kvality struktury • Rint = ∑ | I – < I > | / ∑ I • R = ∑ |(|Fo| - |Fc|)| / ∑ |Fo| • R1 = ∑ |(|Fo| - |Fc|)| / ∑ |Fo|, kde Fo > 2 σ(Fo) • wR2 = { ∑ [w (Fo2 - Fc2)2] / ∑ [w (Fo2)2] }1/2 • GoF = S = {∑ [w(Fo2 - Fc2)2] / (n-p)}1/2Goodness of Fit

  39. Chemikova kritéria kvality struktury • minimální zbytková elektronová hustota • malé chyby (e.s.d.) pozic a vzdáleností • počet reflexí/upřesňované parametry > 8 • odpovídající teplotní kmity • výsledek neodporuje chemické logice • program CHECKCIF

  40. ORTEP zobrazení 60% pravděpodobnost výskytu elektronu

  41. Výstupní data • ideální chemické složení, solvatace • kompletní geometrie molekul – souřadnice atomů, délka vazby, úhly, torzní úhly, konformace, konfigurace, ionizace, ... • vzájemné prostorové upořádání molekul, Van der Waalsovské kontakty, vodíkové vazby • distribuce elektronových hustot • teoretický práškový záznam

  42. Základní parametry rtg. struktur cabergolinů

  43. forma I vs. forma II

  44. Teoretické práškové difrakční záznamy 6000 5000 Cyklohexan solvát 4000 Toluen solvát 3000 Intensity / cps TBE solvát 2000 forma II 1000 forma I 0 10 15 20 25 30 35 2θ / °

  45. Uspořádání molekul cabergolinu

  46. CIF- Crystallographic Information File • struktury malých molekul • struktury makromolekul • struktury z práškových dat • studie elektronové hustoty

  47. Minimální údaje pro funkční CIF data_SHORTCIF _symmetry_space_group_name_H-M 'P 21 21 21' _cell_length_a 10.321(6) _cell_length_b 20.118(9) _cell_length_c 9.187(7) _cell_angle_alpha 90 _cell_angle_beta 90 _cell_angle_gamma 90 loop_ _atom_site_label _atom_site_fract_x _atom_site_fract_y _atom_site_fract_z _atom_site_U_iso_or_equiv S(1) 0.8085(2) -0.00068(11) 0.3557(3) 0.0724(7) S(2) 0.2840(2) 0.01908(8) 0.0013(2) 0.0412(4) O(1) 0.3030(7) 0.2376(3) -0.0528(7) 0.087(2) O(2) 0.4630(6) 0.1637(3) -0.0860(6) 0.060(2) O(3) 0.2175(6) -0.0350(3) 0.0957(6) 0.0551(14) O(4) 0.2728(6) -0.0093(3) -0.1432(5) 0.074(2) O(5) 0.4174(4) 0.0241(2) 0.0497(6) 0.0503(13)

  48. Cambridgeská struktrurní databáze www.ccdc.cam.ac.uk Cambridge Crystallographic Data Centre + databáze strukturních dat malých molekul + vyhledávání podle různých kritérií + 3D omezení (vzdálenosti, úhly, torzní úhly) - nižší kvalita dat (žádné e.s.d, ueq) - aktualizace v dlouhých intervalech - volný přístup jen podle číselného kódu nebo citace

  49. Science Finder • chemická abstrakta, patenty • vyhledávání podle vzorce, fragmentu, reakce, … • špičkově aktualizovaná databáze

More Related