chp7 Flashcards

1
Q

List all the methods of analysis

A
  • Ακτίνες-X (v = 10¹⁷ Hz)
  • Υπεριώδεις (v = 10¹⁵ Hz)
  • Ορατό (v = 10¹⁴ Hz)
  • Υπερύθρο (v = 10¹³ Hz)
  • Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός (NMR) (v = 10⁷ Hz)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

what does a Φασματοφωτόμετρο do

A

= μέτρηση της απορρόφηση του φωτός και η καταγραφή ενός φάσματος απορρόφηση στην περιοχή υπεριώδους - ορατού - υπερύθρου

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

name the 2 types of beams used for UV

A
  1. Μονοχρωματική δέσμη
    —> μια δέσμη ακτινοβολίας ορισμένου μήκους κύματος και απομονώνεται με τη χρήση πρίσματος
  2. πολυχρωμική δέσμη
    —> ακτινοβολία που εκπέμπει σε πολλα μηκη κυματος
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

define ορατό φως and on what theories it’s based

A

= είναι μια μορφή ενέργειας που περιγράφεται αρχικά με δύο θεωρίες

  1. Τη θεωρία των κυμάνσεων (Wave theory)
  2. Τη θεωρια σωματιδίων (corpuscular theory)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

what are the wavelength range of visible vs UV

A
  1. Ορατή περιοχή —> 400-800 nm
  2. Υπεριώδης περιοχή —> 190-400 nm
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

what are the 3 measurements that affect the value of Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

A
  1. Με το μήκος κύματος λ

= Είναι η απόσταση (παράλληλη με τη διάδοση του κύματος) μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών του κύματος

  1. Με τον αριθμό κύματος ν:
    = Φανερώνει πόσα μήκη κύματος αντιστοιχούν σε ένα εκατοστό (cm).
  2. Με τη συχνότητα ν:

= Είναι ο αριθμός κυμάνσεων (μονάδες μήκους κύματος) που διέρχονται από ένα δεδομένο σημείο στη μονάδα του χρόνου (δευτερόλεπτο, sec)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

how is the ποσότητα της ενέργειας που περιέχει κάθε φωτόνιο linked to the electromagnetic radiation

A

Η ποσότητα της ενέργειας που περιέχει κάθε φωτόνιο είναι ανάλογη της συχνότητας της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

E = h. v = h. c/n

h —> planks constant
c —> ταχύτητα φωτός στο κενό
n —> δείκτης διάθλασης

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

explain the phenomenon behind the UV-Vis mechanism

A

Όταν μια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προσπέσει σε μια ουσία, μέρος της ενέργειας που περιέχεται μεταβιβάζεται στην ουσία
—> Ως αποτέλεσμα αυτού του φαινομένου, μεγάλος αριθμός ηλεκτρονίων μεταβαίνει από τη βασική κατάσταση στη διεγερμένη κατάσταση.
—> Η τιμή λ είναι χαρακτηριστική για κάθε ουσία

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

how can UV-Vis be used on pharmaceutical substances

A

They’re complex and contain 4 types of electrons

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Name and describe 4 different types of electrons

A
  1. Ηλεκτρόνια n του μονήρους ζεύγους:
  • βρίσκονται στην εξωτερική στιβάδα
  • Μεταβαίνουν στη διεγερμένη κατάσταση π*
  • απορροφούν στην περιοχή του υπεριώδους
  1. Ηλεκτρόνια που βρίσκονται στις εσωτερικές στιβάδες:
  • απαιτούν μεγάλα ποσά ενέργειας για να μεταπηδήσουν σε τροχιά μεγαλύτερης ενέργειας
  • δεν απορροφούν στην περιοχή υπεριώδους ορατού
  1. Ηλεκτρόνια π:
  • συμμετέχουν σε διπλούς ή τριπλούς δεσμούς
  • απορροφούν στην περιοχή υπεριώδους-ορατού
  1. Ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε σ δεσμούς:
  • απαιτούν ικανό ποσό ενέργειας για να μεταβούν στη διεγερμένη κατάσταση σ*
  • απορροφούν στην περιοχή του άπω υπεριώδους
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Since UV-Vis is based on electron excitation, rank them in order of excitation

A

Φασματοφωτομετρία Υπεριώδους-Ορατού:

σ → σ* > n → σ* > π → π* > n → π*

—> the * refers to the excited state
—> the hardest to happen are the σ because it’s inside electrons
—> π are the easiest to excite as they need the least energy ( external shell)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

do pharmaceutical molecules usually absorb UV? what does it show?

A

Τα περισσότερα των φαρμακευτικών μορίων δίνουν απορροφήσεις στην περιοχή του υπεριώδους-ορατού επειδή περιέχουν χαρακτηριστικές ομάδες στο μόριό τους

—> η μέγιστη απορρόφηση ενός μορίου που αναφέρεται σε ορισμένο μήκος κύματος (λmax) + το σχήμα της ταινίας απορρόφησης μερικές φορές είναι χαρακτηριστικά μιας συγκεκριμένης ομάδας.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

what formula is used to turn the absorption from UV-Vis into actual values

A

Νόμος των Beer-Lambert

= abC g/L
= εbC mol/L

  • α —> απορροφητικότητα (absorptivity) —> σταθερά αναλογίας όταν C εκφράζεται σε g/L
  • ε —> μοριακή απορροφητικότητα (molar absorptivity) —> όταν C εκφράζεται σε mol/L
  • b —> μήκος διαδρομής (πάχος στοιβάδας ή εσωτερικό πάχος κυψελίδας) σε cm
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

what is Ειδικός Συντελεστής Απορρόφησης ή Ειδική Απορρόφηση (Specific Absorbance) + when is it used

A

= θεωρητική απορρόφηση διαλύματος 1% w/v της ουσίας Χ σε κυψελίδα 1 cm

—> Χρησιμοποιείται όταν το ΜΒ της ουσίας δεν είναι γνωστό ή όταν πρόκειται για μείγμα ουσιών
—> Όταν η C εκφράζεται στα % w/v, η σταθερά αναλογίας λέγεται Ειδική Απορρόφηση

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Name and explain the 3 methods ποσοτικού προσδιορισμού

A
  1. Νόμος των Beer-Lambert:

A =log Io / I = abc = Specific Absorbance x bc

  1. Προσδιορισμός Συγκέντρωσης σε Βάση Ρουτίνας:

A1/ A2 = C1/C2
A1 —> known absorption
C1 —> known conc
C2 —> what we want to calculate

  1. Καμπύλη Αναφοράς ή Βαθμονόμησης (excel):
  • Γραμμική συσχέτιση της συγκέντρωσης (χ) + της απορρόφησης (ψ)
  • σε συγκεκριμένο μήκος κύματος
    —> ψ = β.χ + α OR ψ = α.χ
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

why is the routine conc determination done

A
  • Σε βάση ρουτίνας δεν απαιτείται μεγάλη ακρίβεια
  • Η κατασκευή καμπύλης αναφοράς κοστίζει σε χρόνο και χρήμα so this allows us to avoid doing that
  • Χρησιμοποιείται η απλή τεχνική του ενός σημείου στην περιοχή ισχύος του νόμου Beer —> assumes the unknown sample’s absorbance is within the linear range of Beer’s Law for the given concentration and wavelength.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

on which substances can the routine method be used

A

Είναι μικρότερη ακρίβεια στον προσδιορισμό μιγμάτων παρά μιας ουσίας

—> Όσο αυξάνονται οι ουσίες τόσο χειρότερος είναι ο προσδιορισμός

18
Q

so then why is UV technique used

A

a) Ταυτοποίηση φαρμάκων

b) Ποσοτικός προσδιορισμός των φαρμάκων σε:

  • Σκευάσματα
  • Αντιδρών μίγμα
  • Βιολογικά υγρά
19
Q

define Χρωμόφορο + give examples

A

= Είναι ένα κομμάτι του φαρμακομορίου που οφείλεται η απορρόφηση της ακτινοβολίας

Examples are ομάδες με διπλούς και τριπλούς δεσμού
—> όπως C=C / C≡C / C≡Ν / C=O / Ν=Ν
—> απορροφούν σε μικρά μήκη κύματος της UV περιοχής
—> Το χρώμα που φαίνεται είναι το συμπληρωματικό του χρώματος που απορροφάται ( eg 580-620 —> Κυανό)

20
Q

link chromophores and UV technique

A

Εμφάνιση των χαρακτηριστικών ταινιών απορρόφησης των διαφόρων χρωμοφόρων είναι ένδειξη της ύπαρξής τους στο μόριο

—> Η UV–Vis φασματοφωτομετρία χρησιμοποιείται κυρίως για την ποσοτική
—> λόγω του ότι συσχετίζεται το ποσοστό απορρόφησης με τη συγκέντρωση

21
Q

define Βαθυχρωμία

A

= Μετατόπιση του μέγιστου απορρόφησης σε μεγαλύτερα μήκη κύματος
—> Με την εισαγωγή κάποιων υποκαταστατών που έχουν ακόρεστο σύστημα προκαλείται βαθύχρωμια

22
Q

define Υψιχρωμία

A

= Μετατόπιση του μέγιστου απορρόφησης σε μικρότερα μήκη κύματος (αντίθετο βαθύχρωμιας)

23
Q

compare and define hyper vs hypochromia

A
  1. Υπερχρωμία —> Αύξηση απορρόφησης
  2. Υποχρωμία —> Μείωση της απορρόφησης
24
Q

what is Αυξοχρωμία

A

= Είναι τόσο η βαθυχρωμία όσο και η υπερχρωμία

—> Αυξόχρωμες ομάδες είναι κορεσμένες ομάδες με μονήρες/μονήρη ζεύγη ηλεκτρονίων
—> όταν βρεθούν σε συζυγιακή θέση με άλλες χρωμοφόρες ομάδες προκαλούν και τα δύο φαινόμενα της υπερχρωμίας και βαθυχρωμίας

25
Q

explain what shows in the UV spectrum in a benzene ring

A

Το βενζόλιο παραχωρεί τρεις ταινίες απορρόφησης στην περιοχή του υπεριώδους

a) πρωταρχικές
1. Ε1184 nm (Εmax 60.000)
2. E2 204 nm (Εmax>900)

b) δευτερεύουσα
3. βενζοειδής Β 254 nm (Εmax 200)

—> caused by διεγερμένες καταστάσεις π→π* ηλεκτρονίων
—> Δεν υπάρχουν παρεμβολές στο φάσμα της ούτε αυτές των εκδοχών

26
Q

what are excipients and how do they affect the range of wavelengths absorbed in benzene

A

Τα έκδοχα (excipients and vehicles) γενικά θεωρούνται ανενεργά στη φασματοφωτομετρία

—> Επίσης συνήθως δε διαλύονται στους διαλύτες (νερό, μεθανόλη, αιθανόλη, μίγματα των διαλυτών, αραιό οξύ ή βάση κ.ά.) που χρησιμοποιούνται για την παραλαβή/απομόνωση των δραστικών ενώσεων (εκχύλιση)
—> Παρόλα αυτά, σε κάποια δείγματα, το εκχύλισμα δίνει κάποια απορρόφηση σε χαμηλά μήκη κύματος (σε σχέση με το τυφλό)
—> but usually μειώνεται + τείνει να μην υπάρχει σε μεγάλα μήκη κύματος

27
Q

how does Mονοϋποκατάσταση στον αρωματικό δακτύλιο του βενζολίου affect the wavelengths absorbed

A

ελαττώνει τη συμμετρία του μορίου, προκαλεί αλλαγές στην υφήτου φάσματος, στην ένταση των απορροφήσεων και παρατηρείται βαθυχρωμική μετατόπιση του λmax

—> Υποκατάσταση κάποιων υποκαταστατών μικρών σε μέγεθος π.χ μεθύλιο CH3 προκαλεί μικρή βαθυχρωμική μετατόπιση του λmax σε 261 nm
—> Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται και στην υποκατάσταση με τα αλογόνα (χλώριο, φθόριο και άλλα)

28
Q

what is λmax in benzene

A

254 nm

29
Q

how does the wavelength shift for ανιλίνης σε ουδέτερο, αλκαλικό και όξινο περιβάλλον

A
  • NH2 is the characteristic group
    —> αυξοχρωμική επίδραση της αμινομάδας στον αρωματικό δακτύλιο αφού το άζωτο φέρει ένα μονήρες ζεύγος ηλεκτρονίων
  1. acidic environment
    —> δεν υπάρχει δυνατότητα αυξοχρωμικής επίδρασης της αμινομάδας στο αρωματικό δακτύλιο
    —> Οι μετατοπίσεις είναι σχεδόν ίδιες με του βενζολίου αφού το πρωτόνιο (Η⁺) έχει την ικανότητα να δεσμεύει το ζεύγος των ηλεκτρονίων του αζώτου.
  2. Neutral and alkali env
    —> Βαθυχρωμική μετατόπιση των ταινιών και κυρίως της βενζοειδούς Ταινίας Β (σε σχέση με βενζόλιο)
    —> the lone pair from NH2 will react with the conjugated bases in the aromatic ring, increasing the conjugation
30
Q

When adding 2 substituents to the benzene ring, how does that affect the wavelength shifts

A
  • Υποκαταστάτες που και οι δύο μπορεί να είναι δέκτες ηλεκτρονίων ή να προσδίδουν ηλεκτρόνια στο σύστημα —> τότε το φάσμα απορρόφησης είναι όμοιο με του μονο-υποκατεστημένου παραγώγου
  • Στην περίπτωση όμως που ένας υποκαταστάτης είναι δέκτης ηλεκτρονίων και ο άλλος δότης ηλεκτρονίων στο αρωματικό δακτύλιο + βρίσκονται σε παρά-θέση —> τότε παρατηρείται βαθυχρωμική μετατόπιση bc of δομές συντονισμού
31
Q

when adding 2 different substituents, how does it affect the wavelengths if it’s ortho, para or meta position

A
  1. παρά-θέση —> παρατηρείται βαθυχρωμική μετατόπιση
  2. meta —> Δεν αναπτύσσεται αυτό το είδος συζυγίας
  3. ortho —> Δεν αναπτύσσεται αυτό το είδος συζυγίας + φαινόμενα στερεοχημικής παρεμπόδισης
32
Q

how does the addition of COOH affect the benzene ring wavelengths

A

Δινει 3 ταινίες απορρόφησης:

  • Ταινία Κ —> 228 nm
  • Βενζοειδή ταινία Β —> 273 nm
  • Ταινία R —> 280 nm
33
Q

what shifts in λ are seen in 4-αμινοβενζοϊκό οξύ and why

A

Περιλαμβάνει 2 υποκαταστάτες σε παρα-θέση:

  • Η αμινομάδα —> που είναι δότης ηλεκτρονίων
  • η καρβοξυλική ομάδα —> που είναι δέκτης ηλεκτρονίω, so we’ll see αρνητικού φορτίου επί της καρβοξυλικής ομάδας

—> This causes βαθυχρωμική μετατόπιση επδ δομές συντονισμού βενζοϊκού οξέος

34
Q

explain adding an OH and turning it into a phenol (λ)

A

Προκαλεί βαθυχρωμική μετατόπιση της βενζοειδούς ταινίας Β

  1. Όξινο ή ουδέτερο περιβάλλον —> Κατά 15 nm (less bc one of the 3 lp binds with H+)
  2. Βασικό περιβάλλον —> Κατά 34 nm (stronger bc of the 3 lp of electrons)
35
Q

explain the wavelength of pyridine ring

A

Description of the ring:

Το άζωτο βρίσκεται μέσα στο δακτύλιο και όλο το σύστημα είναι αρωματικό (6 π-ηλεκτρόνια). Το μονήρες ζεύγος ηλεκτρονίων του αζώτου δε συμμετέχει στη συζυγία του συστήματος αφού το τροχιακό που περιλαμβάνει το μονήρες ζεύγος βρίσκεται στο επίπεδο του δακτυλίου

Effect:
- Προσομοιάζει με αυτό του βενζολίου λόγω ασυμμετρίας —> η ένταση απορρόφησης της βενζοειδούς ταινίας Β είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με αυτή του βενζολίου
- Η πολικότητα του διαλύτη προκαλεί υπερχρωμισμό της βενζοειδούς ταινίας Β από το εξάνιο στην αλκοόλη ή στο νερό
- επειδή σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου με το μονήρες ζεύγος του αζώτου

36
Q

explain what happens in Φαινυλεθρίνη

A

All environments there’s βαθυχρωμια, bc of the 3 lp of electrons, but in the acidic it will be a bit less because one of the three lp will interact with the H+

—> the meta position lowers the amount of βαθυχρωμια

37
Q

how can we use UV-vis to determine the pka

A

pKa = pH + log (Ai - A / A-Au)

  • Α —> απορρόφηση δείγματος σε ορισμένο λ και pH (pH = pKa ± 1)
  • Αi —> απορρόφηση της πλήρως ιονισμένης μορφής στο ίδιο λ
  • Αu –> απορρόφηση της μη ιονισμένης μορφής
  • λ —> είναι αυτό με τη μέγιστη διαφορά μεταξύ ιονισμένης και μη ιονισμένης μορφής
38
Q

where can we apply UV-Vis + why is it recommended

A
  1. Κυρίως στην ποσοτική ανάλυση
    —> Χρησιμοποιείται η ειδική απόσβεση
    —>NOT the μοριακός συντελεστής απόσβεσης ε
  2. Αλλά και στην ποιοτική ανάλυση (ταυτότητα, καθαρότητα)
  3. Ταυτοποίηση δομής σπουδαίων φαρμακευτικών ενώσεων (προϊόντα σύνθεσης, φυσικά προϊόντα)

(+) μεγάλης ευαισθησίας —> στηρίζονται στο Beer-Lambert law

39
Q

describe how UV-Vis helps with identification and purity check

A
  1. Identity:

—> Συγκρίνονται αρκετές παραμέτρους σε σύγκριση πάντα με πρότυπες ενώσεις
—> Οι ενώσεις που δεν απορροφούν στην ορατή περιοχή μπορούν να μετατραπούν σε χρωματιστά προϊόντα με αποτέλεσμα να προσδιορίζονται στην ορατή περιοχή

a) Το μέγιστο απορρόφησης
b) Το λόγο απόσβεσης 2 μεγίστων απορρόφησης (Ε1:Ε2) ενός δείγματος

  1. Purity:

—> Το φάσμα μιας φαρμακευτικής ουσίας με προσμίξεις αποτελείται από το φάσμα καθαρής ουσίας και το φάσμα πρόσμιξης.
—> γίνεται χρήση της απόσβεσης στον έλεγχο καθαρότητας

40
Q

List all the main Μέθοδοι εύρεσης περιεκτικότητας

A
  1. Νόμος Beer-Lambert
  2. Εύρεση περιεκτικότητας με τη χρήση συγκριτικού πρότυπου διαλύματος γνωστής συγκέντρωσης
  3. Παρασκευή διαλυμάτων της ουσίας γνωστών συγκεντρώσεων, μετρείται η απόσβεση (απορρόφηση) και κατασκευάζεται η καμπύλη αναφοράς
41
Q

what do we do if there are substances that can’t be absorbed

A

Μπορούν να μετατραπούν σε παράγωγο με μια αντίδραση και το συγκεκριμένο παράγωγο να εμφανίζει καθορισμένο μέγιστο απορρόφησης (λmax)