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211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI.

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Presentazione sul tema: "211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI."— Transcript della presentazione:

1 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

2 212 PIANO DI SIMMETRIA Un piano ideale che, posto in posizione opportuna allinterno di un oggetto, si comporta come uno specchio dividendolo in due parti identiche

3 213

4 214

5 215 IL CONTRAPPUNTO SolLaSolFaMiFaSol DoSiDoReMiReDo

6 216 1 PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA DEGLI OGGETTI

7 217 2 PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA DEGLI OGGETTI

8 218 3 PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA DEGLI OGGETTI

9 219 1 PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA DEGLI OGGETTI

10 220 2 PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA DEGLI OGGETTI

11 221 DISPOSIZIONE SPAZIALE E RAPPRESENTAZIONE DEGLI ATOMI TETRAVALENTI IBRIDATI sp 3TETRAEDRICA

12 222 PROIEZIONI DI FISHER COOH HO OH COOH H H H OH COOH H HO

13 223 DISPOSIZIONE SPAZIALE E RAPPRESENTAZIONE DEGLI ATOMI TETRAVALENTI IBRIDATI sp 2PLANARE 120° DOPPIO LEGAME

14 224 MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI xx yy C C NONO xx yw C C NONO N SNONO N S H NONO

15 225 MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI xy w z C C xyzw C C SISI S N H Cl H S N H H SISI

16 226 N COMPOSTI TRICICLICI Lintera molecola è simmetrica rispetto al doppio legame Solo metà della molecola è simmetrica rispetto al doppio legame

17 227 N N ClH N S

18 228 MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI N S N S S N N SNONO

19 229 CENTRO DI SIMMETRIA OH HO OH HO

20 230 H H O N H H O N

21 231 F S O COOH H F S O H

22 232 ISOMERI OTTICI Esistenza di forme spaziali non sovrapponibili tra loro NOSI 1) Atomi a valenza pari ( o superiore ) a 4 con 4 sostituenti diversi (Carbonio, Azoto con carica, Fosforo etc) 1) Atomi con valenza inferiore a 4 (Azoto, Ossigeno, Alogeni etc) 2) Strutture cicliche in particolari condizioni 2) Doppi legami 3) Isomeri conformazionali stabili 3) Strutture cicliche

23 233 NUMERO DEI POSSIBILI ISOMERI OTTICI Dipende dal numero (n) di centri chirali presenti nella molecola. In molti casi, il centro chirale è costituito da un atomo di carbonio avente quattro sostituenti diversi. Il numero di isomeri é espresso da: 2 n - m dove m é il numero di forme meso possibili.

24 234 O COOH HCH 3 * O COOH H3CH3CH *

25 235 NUMERO DI ISOMERI OTTICI ( Un solo centro chirale * due antipodi) O COOH H3CH3CH * O HCH 3 * Rappresentazione convenzionale di due antipodi ottici O OH * O Naprossene O OH * Ibuprofene ON OHH * Propranololo O OH * O Fenoprofene O N O + * Metacolina O N H O OH * Iosciamina N N Cl * Desclorfeniramina

26 236 NUMERO DI ISOMERI OTTICI ( Due centri chirali * quattro antipodi) H2NH2N H OH N HO O * * OH N H O Cl OH Cl O2NO2N * *

27 237 C COOH OHH COOH COHH Acido meso tartarico C COOH HHO COOH CHHO Acido meso tartarico forma speculare 180° C COOH OHH COOH COHH Acido (- ) tartarico C COOH OHH COOH CHHO Acido (+ ) tartarico C COOH HHO COOH COHH forma speculare 180° C COOH HHO COOH COHH

28 238 CONVENZIONE R,S Sequenza pesi atomici: Specchio S R

29 239 CONVENZIONE D,L Correlazione alla gliceraldeide D o L nella proiezione di Fisher: CH 2 OH HHO CHO CH 2 OH OHH CHO D - GliceraldeideL - Gliceraldeide Praticamente si usa ancora soltanto per zuccheri ed amminoacidi; in passato anche per composti correlabili chimicamente alla gliceraldeide

30 240 CONVENZIONE d (destro), l (levo) o (+), (-) Le lettere d (per destro) ed l (per levo) come i termini (+) e (-) si riferiscono alla direzione di rotazione del piano della luce polarizzata (verso destra o verso sinistra)

31 241 CONVENZIONE Z ( Zusammen ), E ( Entgegen ) Sequenza pesi atomici: Si considera la posizione dei due gruppi a priorità maggiore rispetto al doppio legame ZusammenInsiemeEntgegenOpposti

32 242 CONVENZIONE cis, trans Tipo di gruppi: Si considera la posizione dei due gruppi uguali rispetto al doppio legame cisinsiemetransopposti

33 243 SPECIFICITA RECETTORIALE DEI COMPOSTI CHIRALI F1F1F1F1 F1RF1RF1RF1R R Nella interazione stereospecifica a tre punti la molecola di farmaco chirale evoca una determinata azione farmacologica interagendo con singole entita recettoriali omogenee che hanno la stessa chiralità Il corrispondente antipodo può interagire con un recettore diverso, che può anche essere lantipodo di quello precedente,evocando unazione farmacologica diversa Un farmaco achirale può interagire con entità recettoriali antipode tra loro evocando azioni farmacologiche plurime

34 244 Specchio Attività massima Interazione su tre punti Attività massima Interazione su tre punti Attività minima Interazione su due punti Attività minima Interazione su due punti

35 245 Specchio

36 246 PROPOSSIFENE forma d (2S, 3R) specchio forma l (2R, 3S) DARVON NOVRAD analgesico antitussivo

37 247 SEPARAZIONE DELLATTIVITA FARMACOLOGICA DI ANTIPODI Metorfano Propossifene Metadone PRINCIPIO ATTIVO l dl ld ANTIPODO analgesico antitussivo

38 248 Specchio

39 249 Specchio

40 250 Specchio

41 251 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Molecole aventi la stessa formula bruta ISOMERIISOMERI Molecole, nella cui formula di struttura, gli atomi ed i gruppi presenti occupano posizioni diverse ISOMERI DI COSTITUZIONE Molecole aventi la stessa formula di struttura (identica sequenza di legami tra gli atomi) e forme spaziali diverse STEREOISOMERISTEREOISOMERI CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

42 252 Molecole, nella cui formula di struttura, gli atomi ed i gruppi presenti occupano posizioni diverse LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE ISOMERI DI COSTITUZIONE C 6 H 12 O H H O O CHO O O O O H H OH O O

43 253 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Molecole aventi la stessa formula di struttura (identica sequenza di legami tra gli atomi) e forme spaziali diverse STEREOISOMERISTEREOISOMERI CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI H H O O H H O O O O O O H H OH H H

44 254 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE a) nei composti lineari : dalla rotazione dei gruppi intorno ad un legame semplice b) nei composti ciclici : per allon- tanamento di un atomo dal piano medio su cui giace il ciclo Molecole con forme spaziali diverse originate: CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola. Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere energetiche elevate CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI PLANARIPLANARI NON PLANARI

45 255 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE a) nei composti lineari : dalla rotazione dei gruppi intorno ad un legame semplice b) nei composti ciclici : per allon- tanamento di un atomo dal piano medio su cui giace il ciclo Molecole con forme spaziali diverse originate: CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI H H O O H H O O H H OH H H

46 256 CONFORMAZIONE DEI COMPOSTI CICLICI CONFORMAZIONE DEI COMPOSTI CICLICI H H OH H H H H

47 257 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola. Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere energetiche elevate CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI PLANARIPLANARI NON PLANARI O O O O O O O O

48 258 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Gli stereoisomeri conformazionali si interconvertono facilmente in quanto sono separati da barriere energetiche molto piccole Posseggono un piano di simmetria costituito dal piano sul quale giacciono PLANARIPLANARI Posseggono un piano di simmetria Non posseggono un piano di simmetria NON PLANARI DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIENANTIOMERI (o antipodi) ENANTIOMERI Nei rari casi in cui le barriere energetiche sono elevate, anche gli stereoisomeri conformazionali possono presentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeri ­

49 259 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Posseggono un piano di simmetria costituito dal piano sul quale giacciono PLANARIPLANARI DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI O O O O

50 260 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE Posseggono un piano di simmetria Non posseggono un piano di simmetria NON PLANARI DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI ENANTIOMERI (o antipodi) ENANTIOMERI O O O O CHO

51 261 Gli stereoisomeri conformazionali si interconvertono facilmente in quanto sono separati da barriere energetiche molto piccole CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI LA FORMA SPAZIALE ED ENERGIA DELLE MOLECOLE Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola. Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere energetiche elevate CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI Nei rari casi in cui le barriere energetiche sono elevate, anche gli stereoisomeri conformazionali possono presentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeri

52 262 FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE STEREOISOMERI conformazionaliconformazionali configurazionaliconfigurazionali DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIENANTIOMERIENANTIOMERI BARRIERE ENERGETICHE E levate Basse

53 263 E forma FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE I II RIGIDITA maggiore minore

54 264 E forma FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE III E elevata

55 265 forma E FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE III E bassa I II

56 266 E E forme H NH 2 CH 3 HH H NH 2 H3CH3C H H H H2NH2N CH 3 H H FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DELLE MOLECOLE

57 267 FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DEGLI ANTIPODI OTTICI FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA DEGLI ANTIPODI OTTICI CHO

58 268 LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI Isomeri configurazionali rappresentati da molecole non speculari ENANTIOMERI (o antipodi) ENANTIOMERI Isomeri configurazionali rappresentati da molecole speculari e non- sovrapponibili

59 269 ANTIPODI OTTICI CHO O O O O O O O O

60 270 PROPRIETA E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERI STEREOISOMERI SIMMETRIA Conformazionali Configurazionali simmetrici dissimmetriciasimmetrici Planari o non planari (geometrici) Non planari (ottici) ELEMENTI DI SIMMETRIA più di uno piano e/o centronessunoasse binario SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE si no R S d l + - D L R S d l + - D L sin gauche anti NOMENCLATURA cis trans Z E DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE in nessunain tutte esclusivamente nel verso della rotazione del piano della luce polarizzata ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO generalmente elevata generalmente molto elevata generalmente molto bassa INTERAZIONE CON IL RECETTORE possono cambiare la loro forma per interagire non possono cambiare la loro forma uno degli isomeri (eutomero) interagisce molto meglio dellaltro (distomero)

61 271 INTERAZIONE CON IL RECETTORE RECETTORE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE NOMENCLATURANOMENCLATURA SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE ELEMENTI DI SIMMETRIA SIMMETRIASIMMETRIA PROPRIETA E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERI CONFORMAZIONALI simmetrici più di uno si in nessuna possono cambiare la loro forma per interagire sin, gauche, anti generalmente molto bassa

62 272 INTERAZIONE CON IL RECETTORE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE NOMENCLATURANOMENCLATURA SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE ELEMENTI DI SIMMETRIA SIMMETRIASIMMETRIA PROPRIETA E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI PLANARI O NON PLANARI (Geometrici) STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI PLANARI O NON PLANARI (Geometrici) simmetrici piano e/o centro si in tutte non possono cambiare la loro forma cis trans Z E Z E generalmente elevata

63 273 INTERAZIONE CON IL RECETTORE INTERAZIONE CON IL RECETTORE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELLALTRO DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE DIFFERENZE NELLE PROPRIETA CHIMICHE E FISICHE NOMENCLATURANOMENCLATURA SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE SOVRAPPONIBILITA RISPETTO ALLIMMAGINE SPECULARE ELEMENTI DI SIMMETRIA SIMMETRIASIMMETRIA PROPRIETA E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI NON PLANARI (Ottici) (Ottici) asimmetrici nessuno no non possono cambiare la loro forma, uno degli isomeri (eutomero) interagisce molto meglio dellaltro (diastomero) R S d l + - D L generalmente molto elevata esclusivamente nel verso della rotazione del piano della luce polarizzata disimmetrici asse binario no R S d l + - D L

64 274 H H O O H H O O ISOMERIAISOMERIA C 6 H 12 O FORME SPECULARI SOVRAPPONIBILI

65 275 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI ISOSTERIA

66 276 TABELLA DI GRIMM (Spostamento degli idruri) TABELLA DI GRIMM (Spostamento degli idruri) CNOFNeNa + CHNHOHFH CH 2 NH 2 OH 2 FH 2 + CH 3 NH 3 OH 3 + CH 4 NH 4 + N° totale degli elettroni

67 277 ATOMI E GRUPPI CON LO STESSO NUMERO DI ELETTRONI ESTERNI ATOMI E GRUPPI CON LO STESSO NUMERO DI ELETTRONI ESTERNI N° di elettroni esterni 5 N P As Sb 6 O S Se Te 7 F Cl Br I PH SH PH 2

68 278 ISOSTERI CLASSICI F, OH, NH 2, CH Cl, SH, PH Br I Monovalenti - N= - P= - Sb= - CH= - O - - S - - Se - - Te - - CH=CH - - S - - O - - NH - BivalentiTrivalenti Equivalenti danello

69 279 N N N N H OH N N N N H SH


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