chp12

Question 1

what are enantiomers

Answer 1

= είναι στερεοισομερή, με ένα χειρόμορφο κέντρο, συνήθως, είναι ένα ασύμμετρο άτομο C, με αποτέλεσμα να μπορούν να υπάρχουν στις δύο εναντομερή μορφές, τα R και S ισομερή

—> Τα συγκεκριμένα ισομερή δεν ταυτίζονται με τα είδωλά τους στον καθρέφτη με αποτέλεσμα να έχουν σχέση ειδώλου-αντικειμένου (σχέση αριστερού και δεξιού χεριού)

Question 2

Define Ρακεμικό Μίγμα

Answer 2

= Όταν ένα μίγμα περιέχει ίσες ποσότητες εναντιομερών μιας χειρόμορφης ένωσης

Question 3

define Οπτικά Καθαρό

Answer 3

= Όταν ένα διάλυμα περιλαμβάνει μόνο το ένα εναντιομερές από τα δύο
= εναντιομερικά καθαρό

Question 4

define Εναντιομερικά Εμπλουτισμένο

Answer 4

= Όταν βρίσκεται σε περίσσεια το ένα εναντιομερές σε σχέση με το άλλο.

Question 5

define Διαστερεομερή

Answer 5

= Όταν υπάρχουν μόρια με 2 και περισσότερα ασύμμετρα κέντρα τότε εμφανίζεται το φαινόμενο διαστερεοισομέρειας

Question 6

Give examples of Χειρόμορφα

Answer 6

• Σάκχαρα
• Πρωτεΐνες
• Αμινοξέα
• Ένζυμα

—> Παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες άρα και διαφορετική συμπεριφορά και δράση

Question 7

When a drug is a χειρόμορφα, are they usually both active

Answer 7

Οι συνήθεις συνθετικές μέθοδοι παράγουν racemic mixtures (ίσες ποσότητες σε R και S ισομερών)

—> μόνο το ένα εναντιομερές έχει την επιθυμητή φυσιολογική δράση

Question 8

Name 2 examples of drugs that are found as χειρόμορφα

Answer 8

1. Ibuprofen (NSAID)

• Με αντιφλεγμονώδη, αναλγητική και αντιπυρετική δράση.
• Είναι ρακεμικό μίγμα —> εναντιομερείς R(-) και S(+)
• Το S(+) έχει κλινική δράση, ενώ το R δεν έχει ούτε ενεργή ούτε τοξική δράση

2. Θαλιδομίδη

• R —> είναι μη τοξικό και παρουσιάζει ηρεμιστική και κατευναστική δράση
• S έχει τερατογενή δράση
  —> Αύξηση αριθμού νεογνών με μικρά και μη ανεπτυγμένα άκρα (ΦΩΚΟΜΕΛΕΙΑ), ένα είδος τερατογένεσης
• Χορήγηση σε εγκύους ως ήπιο υπνωτικό κατά την αϋπνία

Question 9

what do we need to do when producing drugs regarding their chirality?

Answer 9

Ο διαχωρισμός των εναντιομερών είναι πολύ σημαντικός στον έλεγχο των φαρμάκων, τόσο στην ανάλυση όσο και στη σύνθεση.

FDA —> Επιβάλει πληροφορίες σχετικά με τη στερεοχημική σύσταση των οπτικά ενεργών φαρμάκων, ανάλογα με το φαρμακολογικό και τοξικολογικό προφίλ των συγκεκριμένων ισομερών

Question 10

Describe Εναντιομερή - Οπτικά ισομερή (οπτικά ενεργές ενώσεις)

Answer 10

= Στρέφουν το επίπεδο του πολωμένου φωτός ακριβώς στον ίδιο βαθμό, αλλά με την αντίθετη κατεύθυνση.

—> Όλες οι υπόλοιπες ιδιότητες είναι οι ίδιες
—> με αποτέλεσμα τα εναντιομερή να μην μπορούν να διαχωριστούν με τις κλασσικές ή συμβατικές τεχνικές (όπως απόσταξη ή απλή HPLC)

Question 11

name and describe the technique used to

Answer 11

Κλασσική HPLC με χειρόμορφη στήλη (π.χ. C18)

—> με μη χειρόμορφη στήλη τα εναντιομερή θα εκλουσθούν ως ένα συστατικό.
—> Σε αντίθεση, η παρουσία χειρόμορφου αντιδραστηρίου ή στατικής φάσης έχει ως αποτέλεσμα οι εναντιομερείς μορφές να παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες (φυσικές και χημικές)
—> με συνέπεια να μπορούν να διαχωριστούν

Question 12

which techniques can be used to identify Διαστερεομερείς ενώσεις + explain how

Answer 12

Παρουσιάζουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες, π.χ. σημείο τήξης και διαλυτότητα
—> με αποτέλεσμα να μπορούν να διαχωριστούν με μη χειρόμορφες χρωματογραφικές τεχνικές

Question 13

Name the 2 ways we can identify enantiomers using HPLC

Answer 13

1. Direct
2. Indirect

Question 14

Explain the indirect method using HPLC

Answer 14

Βασίζεται στο σχηματισμό σταθερών ή μεταβατικών διαστερεομερών μορφών με παραγωγοποίηση

—> Παραγωγή διαστερεομερούς μίγματος που μπορεί να διαχωριστεί με συμβατικες (μη εναντιομερείς) χρωματογραφικές τεχνικές
—> λόγω του ότι τα διαστερεομερή έχουν διαφορετικές φυσικοχημικές ιδιότητες

Disadvantage:

Παρουσιάζονται διαφορετικές ταχύτητες αντίδρασης
—> με αποτέλεσμα να απαιτείται χρήση εναντιομερικά καθαρών αντιδραστηρίων (αποφυγή παράπλευρων αντιδράσεων αλλά και πιθανότητα ρακεμοποίησης)

Question 15

Explain the direct method of HPLC

Answer 15

Βασίζεται στο σχηματισμό ενδιάμεσων/μεταβατικών διαστερεομερών με 2 ways:

a) Με προσθήκη χειρόμορφων αντιδραστηρίων στην κινητή φάση —> using C18
b) Με χρήση χειρόμορφων στατικών φάσεων (CSP) (change the column)

Question 16

Describe in more detail the subtype of the direct method that includes the προσθήκη χειρόμορφων αντιδραστηρίων στην κινητή φάση

Answer 16

Άμεσος διαχωρισμός of racemic mixtures με σχηματισμό σταθερών διαστερεομερών συμπλόκων σε συμβατικές στήλες όπως C18, NH2
—> διαχωρισμός σε κλασσικά μη-χειρόμορφα χρωματογραφικά συστήματα (TLC, HPLC)
—> με χρήση χειρόμορφων πρόσθετων στην κινητή φάση

BUT Τα πρόσθετα παρεμποδίζουν στην ανίχνευση και είναι και ακριβά

Question 17

Describe the chiral additives added to the direct method of separation + give different types

Answer 17

Δεν χρειάζονται να είναι οπτικά καθαρά
—> επδ επηρεάζει μόνο την εκλεκτικότητα

1. Χειρόμορφα ιόντα που φέρουν αντίθετο φορτίο
   —> κινίνες
2. Πρόσθετες ενώσεις που έχουν ως στόχο να σχηματίσουν σύμπλοκα εγκλεισμού
   —> κυκλοδεξτρίνες α, β, γ
3. Συνδυασμός αυτών
   —> έχει ως αποτέλεσμα τη βελτιωμένη εκλεκτικότητα
   —> τη δυνατότητα ταυτόχρονης μελέτης ιονικών και μη ιονικών ενώσεων

Question 18

Describe the subtype called chiral stationary phase (CPS) for the direct method of enantiomer identification

Answer 18

Δέσμευση των χειρόμορφων εκλεκτικών ενώσεων σε ένα κυρίως πυριτικό υπόστρωμα

—> το αποτέλσμα είναι ο σχηματισμός μεταβατικών διαστερεομερών συμπλόκων
—> το αξιοσημείωτο είναι ότι παρουσιάζεται διαφορετική σταθερότητα μεταξύ των εναντιομερών και στο χειρόμορφο εκλεκτικά δεσμευμένο συστατικό

Question 19

explain the bonding theory for CPS

Answer 19

Μοντέλο αλληλεπίδρασης τριών σημείων

—> στόχος του είναι η εξήγηση των εναντιοεκλεκτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ της χειρόμορφης στατικής φάσης και των εναντιομερών μορφών της κάθε ένωσης που πρέπει να διαχωριστούν.
—> για να γίνει ο διαχωρισμός με βάση το συγκεκριμένο μοντέλο πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 3 σημεία της χειρόμορφης αλληλεπίδρασης ανάμεσα στη στατική φάση και του συστατικού που κατακρατείται πιο πολύ

Question 20

List some chiral stationary phases used in CPS

Answer 20

1. φάσεις με ιόντα μετάλλων (όπως Cu2+, Ni2+)
   —> σχηματισμός συμπλόκων με διδραστικούς υποκαταστάτες
2. αιθέρες-στέμματα
3. μοντέλο πολλαπλών αλληλεπιδράσεων (designed multiple interactions)
4. πρωτεΐνες
5. κυκλοδεξτρίνες (πιο πολλές εφαρμογές)
6. παράγωγα κυτταρίνης
7. συνθετικά χειρόμορφα πολυμερή (συνθετικά πολυμερή τύπου κυτταρίνης)

Question 21

what are the types of bonds that can form and allow the separation in CPS

Answer 21

1. απωστικές
   —> δεσμοί υδρογόνου
   —> ιοντικές αλληλεπιδράσεις
2. εγκλεισμός
   —> π-π αλληλεπιδράσεις
3. ελκτικές
   —> σχηματισμός συμπλόκων μετάλλων με ανταλλαγή υποκαταστατών (ligand exchange)
   —> αλληλεπιδράσεις διπόλων

Question 22

One of the main chiral stationary phases used in CPS is cyclodextrins. Describe them (what it is / what it’s made of / mechanism)

Answer 22

= μακροκυκλικοί ολιγοσακχαρίτες (παράγονται με την ενζυμική αποικοδόμηση του αμύλου

—> Περιέχουν από 6 - 12 D-(+)-γλυκοζιτικές μονάδες
—> με α (1,4) δεσμούς

Τρόπος δράσης:

• Σχηματισμός συμπλόκων εγκλεισμού
• Η κυκλοδεξτρίνη που είναι η χειρόμορφη στατική φάση ονομάζεται ξενιστής (host)
• η χειρόμορφη ουσία ονομάζεται ξενιζομένη (guest)

—> Οι μικρές κυκλοδεξτρίνες παρουσιάζουν χειρόμορφη εκλεκτικότητα (α, β, γ ανάλογα αν περιέχουν 6, 7 ή 8 μονάδες γλυκόζης)

Question 23

Give the different applications for cyclodextrins depending on its type

Answer 23

Επιλογή για α, β και γ κυκλοδεξτρίνες εξαρτάται από το μέγεθος φιλοξενουμένου.

β-κυκλοδεξτρίνες:

• βαρβιτουρικά
• αντιισταμινικά
• αντιφλεγμονώδη
• διουρητικά
• παράγωγα αμινοξέων

—> Α και γ κυκλοδεξτρίνες εχουν λίγες μόνο εφαρμογές