6X射线衍射在药学中的应用.ppt

X-射线晶体学在医药学中的应用 X-射线晶体学在医药学中的应用? 1 微量化合物或全未知化合物的分子结构测定? 2 以共晶方式存在的混合物分子结构测定? 3 绝对构型测定? 4 构象分析? 5 氢键、盐键、配位键等的计算与分子排列规律? 6 原料药中溶剂分子的确定? 7 生物大分子结构分析?8 为计算机辅助药物分子设计提供起始三维结构数据。 1 微量化合物或全未知化合物的分子结构测定?随着分离、提取等分析技术的飞速发展,从天然产物中可获得低含量的化合物,单晶 X 射线衍射分析只需要一颗单晶体(约1/ 4 ~ 1/ 6 mg 量) , 就可直接使用单晶 X射线分析技术独立完成所需的化合物的全部结构测定工作,而一般不再需要借助其它谱学(NMR 、MS等) 信息。 2 以共晶方式存在的混合物分子结构测定?共晶在固体药物样品中是常见的现象,最简单的例子是药物分子与溶剂或结晶水分子以共晶方式存在。共晶分子结构可以由异构体形成,也可以由不同结构分子形成。在药物研究中确切地了解共晶样品的组成成分,以及它们实际存在的比例是至关重要的。单晶 X 射线衍射分析技术对药物中的共晶样品可以给出准确、定量的分析结果。 Chemical & Pharmaceutical Bulletin (2008), 56(4), 439-442. Different configuration Different Structure 3 分子绝对构型的测定?如无特别说明,单晶 X 射线分析给出的是分子的相对构型。?应用单晶 X 射线分析方法可获得药物分子的绝对构型。测定药物分子绝对构型常用的方法有以下几种。?应用反常散射法测定分子绝对构型:利用分子中所含原子(特别是重原子) 的X 射线反常散射(色散) 效应,可以准确地测定分子构型。 Principle of X-ray anomalous dispersion method 反常散射法测定天然产物绝对构型的原理正常条件下?结构因子 F(hkl)= ?f j exp[2 ? i(hxj+kyj+lzj)] ( f为原子散射因子) ?当原子上的电子被看成自由电子时,对 X-射线的散射因子为 f 0,散射波与入射波的相角差为固定值。?当分子中只有轻原子时,原子上的电子可被看成自由电子,衍射点的分布遵守 Friedel ’s 定律, 即I hkl = I -h-k-l , ? hkl = ?-h-k-l , ?F hkl? 2 = ?F -h-k-l ? 2 F hkl为结构因子;“I hkl”为衍射强度. 反常散射?不同原子对电子的束缚能力不同,重原子对电子的束缚能力强,导致了其对 X-射线的散射能力与自由电子有所不同,散射相角也发生一定漂移,称为反常散射。