ELUCIDACION ESTRUCTURAL INTRODUCCIÓN La elucidación estructural es fundamental en el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos, pues permite, al combinar la información obtenida mediante la aplica aplicació ción n de divers diversas as técnic técnicas as espect espectros roscó cópic picas as y espect espectrom rométr étrica icas, s, establecer la estructura química de una molécula, un hecho fundamental para entender la forma en cómo se da la interacción entre el fármaco y su diana biológica. Las técnicas espectroscópicas y espectrométricas más comúnmente empleadas en la elucidación estructural de fármacos son: ltravioleta visible !"
#
"$%&,
$nfrarro'o
!$(&,
(esonancia
)agnética
+
-(), y /arbono +0/-() y 1spectrometría de )asas !1)&.
Artículo principal: Ta Tabla bla
de correlaciones en espectroscopia infrarroja
Las absorciones se e2presan en cm-+.
de
*rotón
OBJETIOS!
•
/onocer y hacer uso de las espectroscopias de infrarro'o, de masas, resonancia magnética nuclear de protones y carbono trece.
•
$ntegrar las diferentes técnicas de elucidación estructural en la identificación de compuestos orgánicos.
"arco teorico
1l procedimiento para identificar un compuesto desconocido se basa en el hecho constatado de que determinados grupos de átomos vecinos dentro de una molécula e2perimentan vibraciones que resultan casi independientes de las de los demás átomos. 3demás, las vibraciones de cada grupo dan lugar normalmente a bandas cuyo número de ondas es apro2imadamente constante !dentro de un cierto intervalo&, independientemente de la naturale4a de la molécula en la que se encuentre el grupo en cuestión. La tabla siguiente recoge algunas frecuencias y absorciones de grupo típicas.
Los valores e2actos pueden encontrarse dentro de un intervalo de hasta +55 cm-+ de anchura porque las vibraciones de las distintas partes de una molécula están acopladas en cierta medida6 es decir, no son completamente independientes del resto de átomos o grupos de átomos de la molécula.
La figura anterior ilustra un espectro $( típico !en transmitancia& en el que se muestran las bandas características de algunos grupos típicos y en qué regiones aparecen. ay 4onas del espectro especialmente útiles como el intervalo entre +755 y 855 cm-+, llamado de las huellas dactilares porque cada compuesto da un patrón espectral muy concreto en esa región !algunos autores e2tienden este intervalo hasta +955 cm-+&. /omo el movimiento vibratorio global de una molécula de n átomos es una combinación de 0n#8 modos normales de vibración, cada uno de los cuales da, teóricamente, una banda fundamental en el espectro, podría pensarse que las moléculas grandes serán intratables; mediante esta técnica. %in embargo, en la práctica todo es más sencillo. *or un lado, no todas las vibraciones son activas en infrarro'o6 es decir, no todos los modos dan lugar a una banda.
+8?5 cm-+ un hombro de la banda con má2imo a >+@05 cm+&. 1stas envolventes comple'as pueden, no obstante, descomponerse en sus bandas constituyentes por métodos matemáticos. Aambién puede complicar el espectro la aparición de bandas de sobretono y combinación, el fenómeno conocido por resonancia de Bermi, que duplica algunas bandas6 o la e2istencia de enlaces de hidrógeno y otras interacciones inter- e intramoleculares que pueden conducir a despla4amientos de los números de ondas esperados y a desdoblamientos de bandas. Binalmente hay que tener en cuenta que los espectros de una misma sustancia en fases sólida, líquida y gaseosa no son iguales y que también influye el método de preparación de la muestra en el aspecto del espectro. A la hora de identificar los grupos funcionales con la espectroscopia IR vamos a considerar el espectro de IR dividido en varias zonas tal y como se muestra en la siguiente figura:
De 4000 a 2900 cm- : !ensi"n de #-$% &-$ y '-$ De 2(00 a 2000 cm- : !ensi"n de triples enlaces y do)les enlaces acumulados* De 2000 a (00 cm- : !ensi"n de #+&% #+' y #+#* De (00 a ,00 cm - : ona de la huella dactilar ./lei"n de enlaces #$%#&%#'%##% etc**1 De acuerdo con dicha divisi"n se podrn identificar diversos grupos funcionales% tal y como se indica en la siguiente !a)la:
GRUPO FUNCIONAL
OH
NUMERO DE ONDA (cm-1)
GRUPO FUNCIONAL
NUMERO DE ONDA (cm-1)
3100-3200 -C ≡ C-
2300-2100
3600
~ 2250
(enlace de hidrógeno)
OH
-C ≡ N
(sin enlace de hidrógeno)
Cetonas
1725-1700 -NCO
~ 2270
!ldeh"dos
17#0-1720 -NC$
~ 2150
!ldeh"dos % cetonas &'- 1715-1660 CCC insatrados
~ 1*50
Ciclo+entanonas
3500-3300
1750-17#0 NH
Ciclo,tanonas
170-1760 CN-
.cidos car,o/"licos
1725-1700 NO 2
16*0-1#0
16501500 14001250
steres
1750-1735 $O
steres &'-insatrados
1750-1715 slonas
1070-1010
13501300 11501100
-actonas
1750-1735 $lona4idas % slonatos
1370-1300 110-11#0
-lactonas
170-1760 C-
1#00-1000
!4idas
16*0-1630 C-Cl
70-50
-COCl
115-175 C-r
00-560
!nhidridos
15017#0(2)
600-500
C-8
INTER#RETACION DEL ES#ECTRO DE "ASAS
•
1n el espectro de masas nos damos cuenta que el pico más alto es de ++C el cual nos indica que es el peso molecular total de la molécula.
•
Aambién nos indica algo importante el peso molecular es impar el cual nos refiere que hay presencia de nitrógeno en su composición.
•
*or ser un peso molecular alto nos refiere que podría tratarse de un anillo aromático.
INTER#RETACION DEL ES#ECTRO IR
DISCUSIÓN!
A$%Se obser&a 'na banda alrededor de()**%(*** +'e es caracter,stica de los O-$
B$%Las bandas se.aladas con &erde/ conocidas co0o ar01nicos/ nos indican +'e esta0os frente a 'na 0ol2c'la aro03tica$ C$% La banda se.alada con a4'l es caracter,stica de 'n nitrilo$ D$%La banda alrededor de 5675 nos indica fle8i1n C9C$ E$% Las bandas alrededor 5:**%5(** nos indica +'e es fenol$
INTER#RETACION DEL ES#ECTRO DE 5-%R"N
1
2 solven
%e puede observar 7 se=ales,estas se=ales indica que hay 7 tipos de hidrógeno distintos en la molécula. 3mbas se=ales se encuentran en el rango de 8.9 a D, lo que significa que estos hidrógenos pertenecen a un co0p'esto aro03tico. Aambién se puede observar que ambas se=ales están acopladas y más o menos separadas entre sí6 por la forma que se encuentran se puede decir que la molécula presenta compuestos disustituidos en posición para$
(1
(2
X
X
(2
(1
Figura 1. Patrones RMN para anillos bencénicos
INTER#RETACION DEL ES#ECTRO DE C;DE#T N"R
%egún el espectro observado e2isten cuatro se=ales diferentes para carbonos /arbono con hibridación sp. La se=al e2presa un carbono enla4ado por un triple enlace a otro átomo. 3demás es un carbono sin hidrogeno por la ausencia de la se=al en la región del espectro que indican los enlaces /-.
Solución de Ind -
(egión de los carbonos con hibridación sp7. La se=al e2presa a los carbonos enla4ados por dobles enlaces. 1sta región del espectro es característica de los alquenos o de los anillos aromáticos .12isten cuatro carbonos diferentes con hibridación sp76 esto quiere decir que posiblemente se trate de un anillo aromático mono sustituido o para sustituido.
Los carbonos en +75 y +85 ppm no tienen se=al para los hidrógenos, lo cual se=ala que se trata de un anillo aromático di sustituido descartando la posibilidad de un anillo aromático mono sustituido. Los cuatro carbonos restantes estarías enla4ados a hidrógenos, esto se confirma al anali4ar las se=ales en ++9 y +09 ppm que presentan se=al para el hidrogeno <1*A.
1n la región del espectro que muestra los enlaces entre carbonos e hidrógenos no e2iste se=al para el metileno !-/7&, sin embargo e2isten dos se=ales que indican la presencia de un metilo !-/0& o un -/. Las se=ales en la tercera línea del espectro confirman que se trata de un -/. *or lo tanto tenemos cuatro carbonos sustituidos con un hidrogeno en cada uno de ellos.
H
H
H
H
3rmando la molécula según /E<1*A )( tendríamos:
ES#ECTROS
IN
"ASS
•
•
•
IR •
5
-%R"N
•
•
•
)asa del compuesto : ++C *resencia de nitrógeno !& *osiblemente es un anillo aromático *resencia de un F en la formula. $ndica que es un anillo aromático. *resencia de nitrilo 1s un fenol.
7 tipos de hidrógeno distintos en la molécula. estos hidrógenos pertenecen a un compuesto aromático. la molécula presenta compuestos .disustituidos en posición para.
#OSIBLE ESTRUCTURA
•
•
C;DE#T N"R •
ay un carbono enla4ado por un triple enlace a otro átomo. sin hidrogeno 1s un anillo disustituido en posición para. Aenemos cuatro carbonos sustituidos con un hidrogeno en cada uno de ellos.
CONCLUSION
P-HIDROXIBENZONITRILO
NO"BRE =IU#AC> SISTE"?TICO +,@,@-ArimethylbicycloG7.7.+Hheptan-7-one
@ENERAL Bórmula molecular
/+5+8F+
BIBLIO@RA<A
Autorial para la interpretación de espectros de resonancia magnética nuclear de protón, Iuan 3. *alop.
Frganic /hemistry, Ahomas . %orrell.
%pectral
http:EEtriplenlace.comE75+7E+7E05Eespectroscopia-infrarro'a-ii-en-ellaboratorioEhttp:EEKKK.ugr.esE>quioredEespecEir.htm
