Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Chiroptické metody 20121 Metody určování struktury látek Chiroptické metody Obsah přednášek 1.Základní pojmy, varianty metod 2.Teoretické základy cirkulárního.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Chiroptické metody 20121 Metody určování struktury látek Chiroptické metody Obsah přednášek 1.Základní pojmy, varianty metod 2.Teoretické základy cirkulárního."— Transkript prezentace:

1 Chiroptické metody Metody určování struktury látek Chiroptické metody Obsah přednášek 1.Základní pojmy, varianty metod 2.Teoretické základy cirkulárního dichroismu, specifika instrumentace CD 3.Metodologie měření ECD a VCD, praktické poznámky, aplikace Aplikace chiroptických metod I a II, laboratoř ECD a VCD

2 Modulace stavu polarizace Modulace intenzity 2 Vznik chiroptického signálu a funkce PEMu faktor se získá kalibrací

3 3 Kalibrace pomocí pseudovzorku nabývajícího hodnoty v určitých bodech, jejich interpolací se získá kalibrační křivka: Kalibrace postihuje a)experimentální faktor daného přístroje (koef. g ) b)PEM pracuje přesně na jedné vlnové délce, korigujeme dále účinnost vytváření přesného LCP a RCP záření je dáno vlnovou délkou, Vznik chiroptického signálu a funkce PEMu

4 Chiroptické metody amplitud. modulace s f PEM (AC)+ amplitud. modulace s f FT (DC) Intenzitní (amplitudová) modulace s f FT (DC) FTIR spektrometr 3.1 Metodologie měření VCD Komerčně dostupné spektrometry VCD - založené na FTIR spektrometru Schéma optické a elektronické části FTIR spektrometru

5 Chiroptické metody = I AC / I DC amplitud. modulace f PEM (AC)+ amplitud. modulace f FT (DC) 2.3 Metodologie měření VCD Schéma optické a elektronické části FTIR spektrometru

6 Chiroptické metody Celkové schéma FTIR spektrometru

7 7 Experimentální podmínky ve spektroskopii VCD •Spektrální omezení –materiál speciálních optických elementů (PEM) –oborem citlivosti detektoru cm -1 :MCT, chlazený kapalným dusíkem cm -1 : InGaAs, pokojová teplota cm -1 :MCT, termoelektricky chlazený, InSb chlazený kapalným dusíkem cm -1 :Ge, pokojová teplota –nejdostupnější oblast 2000 – 800 cm -1 •Dynamický rozsah A=0,1-1, optimální 0,4 - 0,6 –Dosahuje se kombinací vhodné koncentrace vzorku, tloušťky kyvety a vhodným rozpouštědlem –Typické koncentrace 0,05 – 1 mol l -1 typické objemy 50 – 100  l typické hmotnosti 1 – 15 mg látky •Typický velký počet akumulací počet intergerogramů  10 4, doba - hodiny

8 Chiroptické metody Experimentální podmínky ve spektroskopii VCD Rozpouštědla pro měření VCD ve střední IR oblasti a příslušná „spektrální okna“ RozpouštědloSpektrální okno / cm -1 RozpouštědloSpektrální okno / cm -1 CCl – 850DMSO-d – 1100; 970 – 700 CS – 1640; 1350 – 700Methanol-d – 1200 CHCl – 1260; 1175 – 700H2OaH2Oa 2000 – 1770; 1525 – 1000 CDCl – 975D2OD2O2000 – 1300; 1100 – 800 a propanol2000 – 1500trifluorethanol2000 – 1500 a jen jestliže je použita kyveta o tlou š ťce < 6  m a vy šší koncentrace

9 D 2 O vs. H 2 O ve střední IR

10 Chiroptické metody Korekce na nulovou linii ve spektroskopiích CD •Příčiny odchylek od nulové linie zkreslující výsledné exper. spektrum: –Dvojlom na optických materiálech čoček, filtrů, kyvet a dalších oken –Odrazy od povrchů –Vlastní absorpce vzorku •v oblasti absorpčního pásu dochází k anomální disperzi •velká absorpce způsobuje malou responzi detektoru, zvětšuje šum, zmenšuje S/N Tyto jevy spektrálně citlivé a způsobují falešné signály pozorované jako artifakty •Stálý požadavek ověřování reality CD signálů •Formulace a dodržování měřícího protokolu •Celé série měření provádět za stejných podmínek (rozbitá kyveta – zkreslení výsledků)

11 Ukázka reálné nulové linie (-)-isoschizogamine Ondřej Julínek, 2006

12 Kvalitní spektrum, jsou-li dostupné enantiomery R a S při stejné koncentraci, pro jejich ideální spektra platí experim. CD obou enantiomerů obsahují stejnou spektrální distorzi : úpravou dostaneme z experimentálních spekter „spektrum šumu“, noise, (distorze + šum) a korigované spektrum jednoho enantiomeru: Optimální základní linie – spektrum racemátu o stejné absorpci jako vzorek Nejsou-li dostupné oba enantioméry ani racemát, použijeme ke korekci spektrum rozpouštědla 12 Korekce na nulovou linii ve spektroskopiích CD

13 3.2 Elektronový cirkulární dichroismus (ECD) lze sledovat ve viditelném oboru jen molekuly obsahující chromofory (barevné látky), nebo pak v UV oboru (UV chromofory) rozšířená technika využívaná v biochemii, nanotechnologiích (totologická chiralita), studium samoskladných systémů, chirálních ropoznávání

14 14 •Xenonová lampa •dvojitý hranolový monochromátor se současnou polarizační funkcí •polarizace vyladěna soustavou křemenných destiček („Filter“) •systém štěrbin •PEM: napětí vložené na PEM je optimaliváno tak, aby vznikala čtvtvlnná destička pro všechna  (neděje se tak ve VCD) •detektor je fotonásobič (photomultiplier, PM) •elektronika – zpětná vazba „feedback“ zajišťující konstantní DC signál (neděje se tak ve FT VCD) •zvyšování napětí na PM – úměrné absorbanci vzorku, měří se „absorpční spektrum“ •lze měřit jen do určitého napětí na PM Schéma optické a elektronické části ECD spektrometru

15

16 Metodologie měření ECD • nm, nejčastěji nm •disperzní spektrometry (scanning) obdobné jednopaprskovým absorpčním spektrofotometrům •optimalizované na velkou světelnou propustnost (throughput) – vybaveny polarizační optikou – disperzní funkce kombinovaná s polarizací (Brewsterův úhel) Praktické poznámky •nejdřív jednopaprskovou absorpci (podstatná je absorpce vzorek + rozpouštědlo), je-li A>2 => změna kombinace koncentrace, tloušťka kyvety, rozpouštědlo •Veškeré světlo musí procházet vzorkem, žádné reflexe na stěnách, kapalinovém menisku apod., pozor na „zúžené“ kyvety, nutno použit clonu a testovat

17 Praktické poznámky •Materiál kyvet s malým dvojlomem, izotropní •nulová línie, „baselina“ se získá jako ECD rozpouštědla, naprosto stejné podmínky jako pro měření vzorku, vždy odečíst baselinu •Měřit CD „kus“ před a za absorpčním pásem (20 nm), v oblasti bez absorpce by mělo být CD nulové, nebo aspoň rovné •Baselina obyčejně krátkodoubé (ms – min) fluktuace a dlouhodobé (min – h), lépe více akumulací, měřit „čerstvé“ nulové linie •V případě malých signálu se může stát, že CD není nulové vně absorpčních pásů, mělo by být alespoň rovné, jinak je něco špatně •Parametry měření: Časová konstanta (time constant)  (= doba, kdy přístroj „průměruje“ data rychlost záznamu (scan speed) s, šířka pásů (bandwidth) b Mělo by být: . s <= b /2 S/N~( . n. I 0 ) 1/2

18 Praktické poznámky •použití rychlých skenů pro nastavení citlivosti •použití rozpouštědel v tabulkách •kalibrace – 10-capmphor sulfuric acid

19 19 1. Detekce chirality a charakterizace enantiomerní čistoty, tzv enantiomerní přebytek – dostačuje optická rotace, lze nahradit cirkulárním dichroismem, zejména, nelze-li užít sodíkové čáry D 2.Chiroptické detektory při HPLC 3. Nejvýznamnější aplikace - strukturní informace o (chirálních) molekulách Alternativní metody (metody 1. volby): Strukturní metody s vysokým (atomovým) rozlišením: – difrakce X-záření, elektronová, neutronová difrakce – NMR ve spojení s převodem na diastereomerní sloučeniny – numerické metody – skenovací a transmisní mikroskopie •stanovení absolutní konfigurace pomoci VCD, ECD ve spojení s přímým výpočtem a simulací spekter – pro rigidní molekuly, často farmaceutické aplikace nahrazují pracné určení pomocí rentgenové difrakce 3. Využití chiroptických spektroskopií

20 Chiroptické metody Metody určování struktury látek Chiroptické metody Obsah přednášek 1.Základní pojmy, varianty metod 2.Teoretické základy cirkulárního dichroismu, specifika instrumentace CD 3.Metodologie měření ECD a VCD, praktické poznámky, aplikace Aplikace chiroptických metod I a II, laboratoř ECD a VCD


Stáhnout ppt "Chiroptické metody 20121 Metody určování struktury látek Chiroptické metody Obsah přednášek 1.Základní pojmy, varianty metod 2.Teoretické základy cirkulárního."

Podobné prezentace


Reklamy Google