69
1 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA’ DEI FARMACI

211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

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1

FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA’ DEI FARMACI

Page 2: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

2

PIANO DI SIMMETRIA

Un piano ideale che,

posto in posizione opportuna all’interno di un oggetto,

si comporta come uno specchio

dividendolo in due parti identiche

Page 3: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

3

Page 4: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

4

Page 5: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

5

IL “CONTRAPPUNTO”IL “CONTRAPPUNTO”IL “CONTRAPPUNTO”IL “CONTRAPPUNTO”

SolSol LaLa SolSol FaFa MiMi FaFa SolSol

DoDo SiSi DoDo ReRe MiMi ReRe DoDo

Page 6: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

6

11

PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA’ DEGLI OGGETTI

Page 7: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

7

22

PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA’ DEGLI OGGETTI

Page 8: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

8

33PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA’ DEGLI OGGETTI

Page 9: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

9

11

PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA’ DEGLI OGGETTI

Page 10: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

10

22PIANI DI SIMMETRIA E FUNZIONALITA’ DEGLI OGGETTI

Page 11: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

11

DISPOSIZIONE SPAZIALE E RAPPRESENTAZIONE

DEGLI ATOMI TETRAVALENTI IBRIDATI sp3

TETRAEDRICATETRAEDRICA

Page 12: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

12

PROIEZIONI DI FISHER

COOH

HO

OH

COOH

H

H

H OH

COOH

COOH

HHO

Page 13: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

13

DISPOSIZIONE SPAZIALE E RAPPRESENTAZIONE

DEGLI ATOMI TETRAVALENTI IBRIDATI sp2

PLANAREPLANARE

120°

120° 120°

DOPPIO LEGAMEDOPPIO LEGAME

Page 14: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

14

MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI

xx xx

yy yy

CC

CC

NONONONO

xx xx

yy wwCC

CC

NONONONO

N

S

NONONONO

N

S

H

NONONONO

Page 15: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

15

MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI

xx yy

ww zzCC

CCxx yy

zz wwCC

CC

SISISISI

S

N

H

Cl H

S

N

H

Cl H

SISISISI

Page 16: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

16

N

COMPOSTI TRICICLICI

L’intera molecola è simmetricarispetto al doppio legame

Solo metà della molecola è simmetrica

rispetto al doppio legame

Page 17: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

17

N N

Cl H

N

S

Page 18: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

18

MOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERIMOLECOLE PLANARI E DIASTEREOISOMERI

N

SN

S

S

N

N

S

NONONONO

Page 19: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

19

CENTRO DI SIMMETRIA

OH

HO

OH

HO

Page 20: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

20

HH

O N

H

H

O N

Page 21: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

21

F

S

O

COOH

H

F

S

O

COOH

H

Page 22: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

22

ISOMERI OTTICIISOMERI OTTICIISOMERI OTTICIISOMERI OTTICI

Esistenza di forme spaziali non sovrapponibili Esistenza di forme spaziali non sovrapponibili tra lorotra loro

NONOSISI1) Atomi a valenza1) Atomi a valenzapari (pari (o superioreo superiore) a 4) a 4

con 4 sostituenti diversicon 4 sostituenti diversi(Carbonio, Azoto con carica,(Carbonio, Azoto con carica,Fosforo etc)Fosforo etc)

1) Atomi con valenza1) Atomi con valenzainferiore a 4inferiore a 4

(Azoto, Ossigeno, Alogeni etc)(Azoto, Ossigeno, Alogeni etc)

2) Strutture cicliche2) Strutture ciclichein particolari condizioniin particolari condizioni

2) Doppi legami2) Doppi legami

3) Isomeri conformazionali3) Isomeri conformazionalistabilistabili

3) Strutture cicliche3) Strutture cicliche

Page 23: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

23

NUMERO DEI POSSIBILI ISOMERI OTTICINUMERO DEI POSSIBILI ISOMERI OTTICINUMERO DEI POSSIBILI ISOMERI OTTICINUMERO DEI POSSIBILI ISOMERI OTTICI

Dipende dal numero (Dipende dal numero (nn) di centri chirali ) di centri chirali presenti nella molecola.presenti nella molecola.

In molti casi, il centro chirale è costituito da un In molti casi, il centro chirale è costituito da un atomo di carbonio avente quattro sostituenti atomo di carbonio avente quattro sostituenti diversi.diversi.

Il numero di isomeri é espresso da:Il numero di isomeri é espresso da:

22nn - m - mdove dove mm é il numero di forme é il numero di forme mesomeso possibili. possibili.

Page 24: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

24

O

COOH

H CH3

**

O

COOH

H3C H

**

Page 25: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

25

NUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICI

( Un solo centro chirale * due antipodi)( Un solo centro chirale * due antipodi)( Un solo centro chirale * due antipodi)( Un solo centro chirale * due antipodi)

O

COOH

H3C H

**O

COOH

H CH3

**

Rappresentazione convenzionale di due antipodi otticiRappresentazione convenzionale di due antipodi ottici

O

OH**

O

Naprossene

O

OH**Ibuprofene

O N

OH H

**

Propranololo

O

OH**

O

Fenoprofene

ON

O

+**Metacolina

O

N H

O

OH

**Iosciamina

N

N

Cl**

Desclorfeniramina

Page 26: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

26

NUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICINUMERO DI ISOMERI OTTICI

( Due centri chirali * quattro antipodi)( Due centri chirali * quattro antipodi)( Due centri chirali * quattro antipodi)( Due centri chirali * quattro antipodi)

H2N

H

OH

NHO

O

** ** OH

NH

OCl

OH

Cl

O2N** **

Page 27: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

27

C

COOH

OHH

COOH

C OHH

Acido meso tartarico

C

COOH

HHO

COOH

C HHO

Acido meso tartarico

forma speculare 180°

C

COOH

OHH

COOH

C OHH

Acido (- ) tartarico

C

COOH

OHH

COOH

C HHO

Acido (+ ) tartarico

C

COOH

HHO

COOH

C OHH

forma speculare 180°

C

COOH

HHO

COOH

C OHH

Page 28: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

28

CONVENZIONE R,SCONVENZIONE R,SCONVENZIONE R,SCONVENZIONE R,S

Sequenza pesi atomici:

SpecchioSpecchio

S R

Page 29: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

29

CONVENZIONE D,LCONVENZIONE D,LCONVENZIONE D,LCONVENZIONE D,L

Correlazione alla gliceraldeide D o L nella proiezione di Fisher:

CH2OH

HHO

CHO

CH2OH

OHH

CHO

D - Gliceraldeide L - Gliceraldeide

Praticamente si usa ancora soltanto per zuccheri ed amminoacidi;

in passato anche per composti correlabili chimicamente alla gliceraldeide

Page 30: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

30

CONVENZIONE d (CONVENZIONE d (destrodestro), l (), l (levolevo) o (+), (-)) o (+), (-)CONVENZIONE d (CONVENZIONE d (destrodestro), l (), l (levolevo) o (+), (-)) 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)

Page 31: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

31

CONVENZIONE Z (CONVENZIONE Z (ZusammenZusammen), E (), E (EntgegenEntgegen))CONVENZIONE Z (CONVENZIONE Z (ZusammenZusammen), E (), E (EntgegenEntgegen))

Sequenza pesi atomici:

Si considera la posizione dei due gruppi a priorità maggiorerispetto al doppio legame

““Zusammen”Zusammen”““Insieme”Insieme”

““Entgegen”Entgegen”““Opposti”Opposti”

Page 32: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

32

CONVENZIONE CONVENZIONE cis , transcis , transCONVENZIONE CONVENZIONE cis , transcis , trans

Tipo di gruppi:

Si considera la posizione dei due gruppi ugualirispetto al doppio legame

““cis”cis”““insieme”insieme”

““trans”trans”““opposti”opposti”

Page 33: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

33

SPECIFICITA’ RECETTORIALE DEI COMPOSTI CHIRALISPECIFICITA’ RECETTORIALE DEI COMPOSTI CHIRALISPECIFICITA’ RECETTORIALE DEI COMPOSTI CHIRALISPECIFICITA’ RECETTORIALE DEI COMPOSTI CHIRALI

FF11

FF11RR

RR

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 l’antipodo di quello

precedente ,evocando un’azione farmacologica diversa

Un farmaco achirale può interagire con entità recettoriali

antipode tra loro evocando azioni farmacologiche plurime

Page 34: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

34

SpecchioSpecchio

Attività massimaAttività massimaInterazione su tre puntiInterazione su tre puntiAttività massimaAttività massima

Interazione su tre puntiInterazione su tre puntiAttività minimaAttività minima

Interazione su due puntiInterazione su due puntiAttività minimaAttività minima

Interazione su due puntiInterazione su due punti

Page 35: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

35SpecchioSpecchio

Page 36: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

36

PROPOSSIFENEPROPOSSIFENE

O

N

CH3 H

O

forma d (2S, 3R)

specchio

O

N

CH3H

O

forma l (2R, 3S)

DARVONDARVON NOVRADNOVRAD

analgesico antitussivo

Page 37: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

37

SEPARAZIONE DELL’ATTIVITA’ FARMACOLOGICA DI ANTIPODI

Metorfano

Propossifene

Metadone

PR

INC

IPIO

AT

TIV

O

l

d l

l d

ANTIPODO

analgesico antitussivo

Page 38: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

38

SpecchioSpecchio

Page 39: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

39SpecchioSpecchio

Page 40: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

40

SpecchioSpecchio

Page 41: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

41

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Molecole aventi laMolecole aventi lastessa formula brutastessa formula bruta

ISOMERIISOMERIISOMERIISOMERI

Molecole, nella cui formulaMolecole, nella cui formuladi struttura, gli atomi ed idi struttura, gli atomi ed igruppi presenti occupanogruppi presenti occupano

posizioni diverseposizioni diverse

ISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONE

Molecole aventi la stessa formulaMolecole aventi la stessa formuladi struttura (identica sequenza didi struttura (identica sequenza di

legami tra gli atomi) e formelegami tra gli atomi) e formespaziali diversespaziali diverse

STEREOISOMERISTEREOISOMERISTEREOISOMERISTEREOISOMERI

CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

Page 42: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

42

Molecole, nella cui formulaMolecole, nella cui formuladi struttura, gli atomi ed idi struttura, gli atomi ed igruppi presenti occupanogruppi presenti occupano

posizioni diverseposizioni diverse

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

ISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONEISOMERI DI COSTITUZIONE

CC66HH1212OOCC66HH1212OO

HH

OO

CHOCHO

OO

OO

HH

OHOH

OO

Page 43: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

43

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Molecole aventi la stessa formulaMolecole aventi la stessa formuladi struttura (identica sequenza didi struttura (identica sequenza di

legami tra gli atomi) e formelegami tra gli atomi) e formespaziali diversespaziali diverse

STEREOISOMERISTEREOISOMERISTEREOISOMERISTEREOISOMERICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI

CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

HH

OO

HH

OO

OO

OO

HH

OHOH

HH

OHOH

Page 44: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

44

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

a) a) nei composti linearinei composti lineari : dalla : dalla rotazione dei gruppi intorno ad rotazione dei gruppi intorno ad un legame sempliceun legame semplice

b) b) nei composti ciclicinei composti ciclici : per allon- : per allon- tanamento di un atomo dal piano tanamento di un atomo dal piano medio su cui giace il ciclomedio su cui giace il ciclo

Molecole con forme spaziali Molecole con forme spaziali diverse originate: diverse originate:

CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI

Molecole con forme spaziali Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola.medesimo atomo della molecola.Non si interconvertono in quanto Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere sono separati da barriere energetiche elevateenergetiche elevate

CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

PLANARIPLANARIPLANARIPLANARI NON PLANARINON PLANARINON PLANARINON PLANARI

Page 45: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

45

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

a) a) nei composti linearinei composti lineari : dalla : dalla rotazione dei gruppi intorno ad rotazione dei gruppi intorno ad un legame sempliceun legame semplice

b) b) nei composti ciclicinei composti ciclici : per allon- : per allon- tanamento di un atomo dal piano tanamento di un atomo dal piano medio su cui giace il ciclomedio su cui giace il ciclo

Molecole con forme spaziali Molecole con forme spaziali diverse originate: diverse originate:

CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI

HH

OO

HH

OO

HH

OHOH

HH

OHOH

Page 46: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

46

CONFORMAZIONE DEICONFORMAZIONE DEICOMPOSTI CICLICICOMPOSTI CICLICI

CONFORMAZIONE DEICONFORMAZIONE DEICOMPOSTI CICLICICOMPOSTI CICLICI

HH

OHOH

HH

OHOH

HH

OHOH

Page 47: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

47

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Molecole con forme spaziali Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola.medesimo atomo della molecola.Non si interconvertono in quanto Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere sono separati da barriere energetiche elevateenergetiche elevate

CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

PLANARIPLANARIPLANARIPLANARI

NON PLANARINON PLANARINON PLANARINON PLANARI

OO

OO

OO OO

Page 48: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

48

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Gli stereoisomeri Gli stereoisomeri conformazionaliconformazionali

si interconvertono facilmentesi interconvertono facilmentein quanto sono separati da in quanto sono separati da barriere energetiche molto barriere energetiche molto

piccolepiccole

Posseggono un piano di Posseggono un piano di simmetria costituito dal simmetria costituito dal piano sul quale giaccionopiano sul quale giacciono

PLANARIPLANARIPLANARIPLANARI

Posseggono un Posseggono un piano di simmetriapiano di simmetria

Non posseggono un Non posseggono un piano di simmetriapiano di simmetria

NON PLANARINON PLANARINON PLANARINON PLANARI

DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

Nei rari casi in cui le barriere energetiche sono elevate, Nei rari casi in cui le barriere energetiche sono elevate, anche gli stereoisomeri conformazionali possono anche gli stereoisomeri conformazionali possono

presentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeripresentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeri

Page 49: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

49

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Posseggono un piano di Posseggono un piano di simmetria costituito dal simmetria costituito dal piano sul quale giaccionopiano sul quale giacciono

PLANARIPLANARIPLANARIPLANARI

DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI

OO

OO

Page 50: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

50

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

Posseggono un Posseggono un piano di simmetriapiano di simmetria

Non posseggono un Non posseggono un piano di simmetriapiano di simmetria

NON PLANARINON PLANARINON PLANARINON PLANARI

DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

OO OO

CHOCHO

Page 51: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

51

Gli stereoisomeri Gli stereoisomeri conformazionaliconformazionali

si si interconvertono facilmenteinterconvertono facilmentein quanto sono separati da in quanto sono separati da barriere energetiche molto barriere energetiche molto

piccolepiccole

CONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALICONFORMAZIONALI

LA FORMA SPAZIALE ED ENERGIA DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE ED ENERGIA DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE ED ENERGIA DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE ED ENERGIA DELLE MOLECOLE

Molecole con forme spaziali Molecole con forme spaziali diverse originate dalla differente diverse originate dalla differente connessione che atomi o gruppi connessione che atomi o gruppi possono avere nei confronti di un possono avere nei confronti di un medesimo atomo della molecola.medesimo atomo della molecola.Non si interconvertono in quanto Non si interconvertono in quanto sono separati da barriere sono separati da barriere energetiche elevateenergetiche elevate

CONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALICONFIGURAZIONALI

Nei rari casi in cui Nei rari casi in cui le barriere energetiche sono elevatele barriere energetiche sono elevate, , anche gli stereoisomeri conformazionali possono anche gli stereoisomeri conformazionali possono

presentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeripresentarsi come diastereoisomeri ed enantiomeri

Page 52: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

52

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

STEREOISOMERISTEREOISOMERI

conformazionaliconformazionaliconformazionaliconformazionali

configurazionaliconfigurazionaliconfigurazionaliconfigurazionali

DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI ENANTIOMERIENANTIOMERIENANTIOMERIENANTIOMERI

BARRIEREENERGETICHE

E levateBasse

Page 53: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

53

E

forma

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

I II

RIGIDITA’

maggiore

minore

Page 54: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

54

E

forma

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

I II

Eelevata

Page 55: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

55

forma

E

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

I II

Ebassa

I II

Page 56: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

56

EE

formeforme

H NH2

CH3

H H

H

NH2

H3C

H HH

H2N CH3

H H

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DELLE MOLECOLEDELLE MOLECOLE

Page 57: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

57

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DEGLI ANTIPODI OTTICIDEGLI ANTIPODI OTTICI

FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ FORMA, BARRIERA ENERGETICA E RIGIDITA’ DEGLI ANTIPODI OTTICIDEGLI ANTIPODI OTTICI

CHOCHO CHOCHO

Page 58: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

58

LA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLELA FORMA SPAZIALE DELLE MOLECOLE

DIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERIDIASTEREOISOMERI

Isomeri configurazionaliIsomeri configurazionalirappresentati da molecolerappresentati da molecole

non specularinon speculari

ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

ENANTIOMERIENANTIOMERI(o antipodi)(o antipodi)

Isomeri configurazionaliIsomeri configurazionalirappresentati da molecolerappresentati da molecole

speculari e non-speculari e non-sovrapponibilisovrapponibili

Page 59: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

59

ANTIPODI OTTICIANTIPODI OTTICIANTIPODI OTTICIANTIPODI OTTICI

CHOCHO CHOCHO

OO OO

OO OO

Page 60: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

60

PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI STEREOISOMERI

STEREOISOMERI

SIMMETRIA

Conformazionali

Configurazionali

simmetrici simmetrici dissimmetriciasimmetrici

Planari o non planari(geometrici)

Non planari(ottici)

ELEMENTI DI SIMMETRIA più di uno piano e/o centro nessuno asse binario

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULARE

si si no no

R Sd l+ -D L

R Sd l+ -D L

singauche

antiNOMENCLATURA

cis trans

Z E

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHE

in nessuna in tutteesclusivamente nel versodella rotazione del piano

della luce polarizzata

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRO generalmente elevata generalmente molto elevata

generalmentemolto bassa

INTERAZIONE CON ILRECETTORE

possonocambiare

la loro formaper interagire

non possono cambiare la loro forma

uno degli isomeri (eutomero)interagisce molto meglio

dell’altro (distomero)

Page 61: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

61

INTERAZIONE CON ILINTERAZIONE CON ILRECETTORERECETTORE

INTERAZIONE CON ILINTERAZIONE CON ILRECETTORERECETTORE

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

NOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURA

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

ELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIA

SIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIA

PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI

STEREOISOMERI CONFORMAZIONALISTEREOISOMERI CONFORMAZIONALISTEREOISOMERI CONFORMAZIONALISTEREOISOMERI CONFORMAZIONALI

simmetricisimmetrici

più di unopiù di uno

sisi

in nessunain nessuna

possono cambiarepossono cambiarela loro forma per interagirela loro forma per interagire

sin, gauche, antisin, gauche, anti

generalmente molto bassageneralmente molto bassa

Page 62: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

62

INTERAZIONE CON IL RECETTOREINTERAZIONE CON IL RECETTOREINTERAZIONE CON IL RECETTOREINTERAZIONE CON IL RECETTORE

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

NOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURA

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

ELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIA

SIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIA

PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI

STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALISTEREOISOMERI CONFIGURAZIONALIPLANARI O NON PLANARIPLANARI O NON PLANARI

(Geometrici)(Geometrici)

STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALISTEREOISOMERI CONFIGURAZIONALIPLANARI O NON PLANARIPLANARI O NON PLANARI

(Geometrici)(Geometrici)

simmetricisimmetrici

piano e/o centropiano e/o centro

sisi

in tuttein tutte

non possono cambiare la loro formanon possono cambiare la loro forma

cis transcis trans Z EZ E

generalmente elevatageneralmente elevata

Page 63: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

63

INTERAZIONE CON INTERAZIONE CON IL RECETTOREIL RECETTORE

INTERAZIONE CON INTERAZIONE CON IL RECETTOREIL RECETTORE

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE ENERGIA PER LA TRASFORMAZIONE DI UNO NELL’ALTRODI UNO NELL’ALTRO

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’DIFFERENZE NELLE PROPRIETA’CHIMICHE E FISICHECHIMICHE E FISICHE

NOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURANOMENCLATURA

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

SOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOSOVRAPPONIBILITA’ RISPETTOALL’IMMAGINE SPECULAREALL’IMMAGINE SPECULARE

ELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIAELEMENTI DI SIMMETRIA

SIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIASIMMETRIA

PROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLIPROPRIETA’ E CARATTERISTICHE DEGLI

STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI NON PLANARISTEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI NON PLANARI(Ottici)(Ottici)

STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI NON PLANARISTEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI NON PLANARI(Ottici)(Ottici)

asimmetriciasimmetrici

nessunonessuno

nono

non possono cambiare la loro forma, uno degli non possono cambiare la loro forma, uno degli isomeri (eutomero) interagisce molto meglio isomeri (eutomero) interagisce molto meglio dell’altro (diastomero)dell’altro (diastomero)

R SR Sd ld l+ -+ -D LD L

generalmente molto elevatageneralmente molto elevata

esclusivamente nel verso della rotazione esclusivamente nel verso della rotazione del piano della luce polarizzatadel piano della luce polarizzata

disimmetricidisimmetrici

asse binarioasse binario

nono

R SR Sd ld l+ -+ -D LD L

Page 64: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

64

HH

OO

HH

OO

ISOMERIAISOMERIAISOMERIAISOMERIA

CC66HH1212OOCC66HH1212OO

FORME SPECULARI SOVRAPPONIBILI

Page 65: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

65

FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA’ DEI FARMACI

ISOSTERIA

Page 66: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

66

TABELLA DI GRIMM(Spostamento degli idruri)TABELLA DI GRIMM

(Spostamento degli idruri)

C N O F Ne Na+

CH NH OH FH

CH2 NH2 OH2 FH2+

CH3 NH3 OH3+

CH4 NH4+

N° totale degli elettroni

6 8 9 10 107

Page 67: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

67

ATOMI E GRUPPI CON LO STESSONUMERO DI ELETTRONI ESTERNIATOMI E GRUPPI CON LO STESSONUMERO DI ELETTRONI ESTERNI

N° di elettroni esterni

5

NP

AsSb

6

OS

SeTe

7

FClBrI

PHSHPH2

Page 68: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

68

ISOSTERI CLASSICIISOSTERI CLASSICI

F, OH, NH2, CH

Cl, SH, PHBrI

Monovalenti

- N=- P=

- Sb=- CH=

- O -- S -

- Se -- Te -

- CH=CH -- S -- O -

- NH -

Bivalenti TrivalentiEquivalenti

d’anello

Page 69: 211 FORMA SPAZIALE DELLA MOLECOLA ED ATTIVITA DEI FARMACI

69

N

N N

N

H

OH

N

N N

N

H

SH