Aplicaciones de la espectrometría de absorción molecular ultravioleta/visible Cap. 14

1. excitación electrónica La absorción de la radiación UV/VIS por una molécula puede considerarse en dos etapas: 1. excitación electrónica 2. relajación El calor desarrollado no es detectable. Vida media de la especie excitada M* es de 10-8 a 10-9 segundos.

La relajación también puede ocurrir por: descomposición de M* en dos especies nuevas (reacción fotoquímica) reemisión de fluorescenciaa o fosforescenciab (recordar que a dura menos tiempo que b)

La absorción de radiación UV/VIS resulta de la excitación de los electrones de enlace; los picos de absorción pueden relacionarse con los tipos de enlace (identificación de grupos funcionales en una molécula). Sin embargo, la aplicación más importante es la determinación cuantitativa de compuestos que contienen grupos absorbentes.

Reconocemos tres tipos de transiciones electrónicas: Las que incluyen electrones π, σ y n. Las que incluyen electrones d y f. Las de los electrones de transferencia de carga.

Las especies absorbentes son: Iones y moléculas orgánicas así como algunos aniones inorgánicos. TODOS los compuestos orgánicos son capaces de absorber radiación porque todos contienen electrones de valencia (π, σ o n) que pueden ser excitados a niveles de energía superiores.

Tipos de electrones absorbentes Aquellos que participan directamente en la formación del enlace entre átomos. Electrones no enlazantes o electrones que no participan en ningún enlace que están en gran parte localizados alrededor de átomos como oxígeno, halógenos, azufre o nitrógeno.

Transiciones posibles

- Compuestos saturados con enlaces simples. λ: menor que 150 nm (UV de vacío, poco accesible). Metano λmax = 125 nm; enlaces simples C-H. Etano λmax = 135 nm; enlaces simples C-C y C-H, este último de mayor energía que el C-C, por eso λmax es menor. - Requiere mayor energía que cualquiera de las otras transiciones permitidas.

- Compuestos saturados con pares de electrones compartidos. - λ: entre 150 a 250 nm. - ε: es baja a intermedia, 100 a 3000 L cm-1 mol-1 - En presencia de solventes polares λmax se desplaza a λ más cortas. - En pocos grupos funcionales se detecta con facilidad.

Ambas requieren la presenci a de grupos funcionales no saturados que aportan los electrones π. Producen picos de absorción dentro de una región espectral experimentalmente accesible. A estos centros absorbentes no saturados se aplica el término cromóforos.

- Compuestos no saturados con pares de electrones no compartidos. - λ: entre 200 a 700 nm. - ε: es baja, 10 a 100 L cm-1 mol-1 - Al aumentar la polaridad del solvente λmax se desplaza a λ más cortas (desplazamiento hipsocrómico o hacia el azul). - En muchos grupos funcionales se detecta con facilidad.

- Compuestos no saturados. - λ: entre 200 a 700 nm. - ε: es media a alta, 1000 a 10000 L cm-1 mol-1 - Al aumentar la polaridad del solvente λmax se desplaza a λ más largas (desplazamiento batocrómico o hacia el rojo). - En muchos grupos funcionales se detecta con facilidad.

Efecto de la conjugación de cromóforos La absorción de los multicromóforos en una molécula orgánica es aproximadamente aditiva, siempre que estén separados por más de u enlace sencillo. Si los cromóforos estan conjugados las propiedades espectrales cambian, λmax se desplaza a λ más largas (desplazamiento batocrómico o hacia el rojo).

Absorción por sistemas aromáticos Los espectros UV de los aromáticos se caracterizan por tres grupos de bandas debidas a transciones . Ej: benceno, λmax = 184 nm, ε =60,000; Banda E2 λdébil = 204 nm, ε =7,000; Banda B λ+débil = 256 nm, ε =200. Se ven muy afectadas por la sustitución del anillo y por los disolventes.

Efecto de los disolventes Tienden a reducir o eliminar la estructura fina de los picos agudos de los aromáticos.

Efecto de los sustituyentes Auxocromo: grupo funcional que no absorbe en la región UV pero que tiene el efecto de desplazar los picos del cromóforo hacia longitudes de onda más largas, e incrementar sus intensidades. Tienen al menos un par de electrones n capaces de interaccionar con los electrones π del anillo.

En la tabla 14-4 se ve que –OH y –NH2 tienen un efecto auxocrómico sobre el cromóforo benceno, en relación con la banda B particularmente.

Absorción por aniones inorgánicos Presentan picos de absorción UV que son consecuencia de transiciones . Ejemplos: Nitrato 313 nm Carbonato 217 nm Nitrito 360 y 280 nm Azida 230 nm Tritiocarbonato: 500 nm

Absorción por los elementos de la 1era. y 2da Absorción por los elementos de la 1era. y 2da. serie de los metales de transición Los iones y complejos de los 18 elementos de 1era. serie de los metales de transición tienden a absorber radiación VIS en uno o en todos sus estados de oxidación. Transiciones de electrones entre los distintos niveles de energía de los orbitales d (3d en la 1era. serie y 4d en la 2da).

Las bandas de absorción son anchas, influenciadas por los factores químicos del entorno. Ejemplo: Ión cobre II acuoso es azul pálido; ión cobre II con amoníaco forma un complejo azul oscuro.

Absorción por iones lantánidos y actínidos Absorben en la región UV/VIS. Transiciones de electrones entre los distintos niveles de energía de los orbitales f (4f en los lantánidos y 5f en los actínidos).

Espectros formados por picos de absorción característicos, bien definidos y estrechos, muy poco afectados por los factores químicos del entorno, o por el tipo de ligando asociado con el ión metálico. Difieren de la mayoría de los espectros de los absorbentes inorgánicos y orgánicos.

http://chrom.tutms.tut.ac.jp/JINNO/DRUGDATA/35diazepam.html#UV http://webbook.nist.gov/chemistry/

diazepam

Diazepam Resultados de análisis por HPLC Tiempo de retención: 12.33min · Longitud de onda óptima: 240nm · Sensibilidad : 5.63ng · Absorbancia / 100ng : 0.3851 abs.sec Propiedades Físicas Fórmula Molecular : C16H 13ClN2O Peso Molecular : 284.75 Nombre químico: 7-chloro-1,3-dihydro-1-methyl-5-phenyl-2H-1,4-benzodiazepin-2-one Propiedades : White, Light yellow crystalline powder. Non smell. Taste is slightly bitter. Punto de fusión: 130-134c log P : 2.80 ( Experimentally determined value ) 3.18 ( Calculated value ) Constante de ionización pKa : 3.3 Solubilidad Chloroform : easily soluble acetic anhydride, Ethanol : partially soluble Ether : hardly soluble Water : almost insoluble Administración oral / 1day : 30-60mg Clasificación Actividad de la Droga: Tranquilizer Aparato y condiciones de análisis Fase móvil: (10mM HClO4 + 10mM NaClO470%) + (CH3CN30%) Velocidad de flujo: 1.0mL/min. Columna : FineSIL C18T (25cm x 4.0mm i.d.) (monomericODS, particle size 5 x 10-6 m ) (Jasco). Longitud de onda : 210-350nm. Temperatura de columna: 50c 880 PU LC pump (Jasco, Hachioji, Japan) System controller 801-SC Gradient device 880-02 Detector MULTI-320 Sistema de procesamiento de datos: DP-L320/98(Jasco, Hachioji, Japan) (Tiempo Acumulación 0.8sec.) Diazepam

Ácido acetilsalicílico

Ácido acetilsalicílico Resultados de análisis por HPLC · Tiempo de retención: 4.14min · Longitud de onda óptima: 230nm · Sensibilidad : 4.59ng · Absorbancia / 100ng : 0.1853abs.sec Propiedades Físicas Fórmula Molecular : C9H 8O4 Peso Molecular : 180.16 log P : 1.19 ( Experimentally determined value ) 1.10 ( Calculated value ) Constante de ionización pKa : 3.5 Administración oral / 1day : 500-1000mg Clasificación Actividad de la Droga: Analgesic; antipyretic Aparato y condiciones de análisis Fase móvil: (10mM HClO4 + 10mM NaClO470%) + (CH3CN30%) Velocidad de flujo: 1.0mL/min. Columna : FineSIL C18T (25cm x 4.0mm i.d.) (monomericODS, particle size 5 x 10-6 m ) (Jasco). Longitud de onda : 210-350nm. Temperatura de columna: 50c 880 PU LC pump (Jasco, Hachioji, Japan) System controller 801-SC Gradient device 880-02 Detector MULTI-320 Sistema de procesamiento de datosDP-L320/98(Jasco, Hachioji, Japan) (Tiempo Acumulación 0.8sec.) Ácido acetilsalicílico

Barbital

Barbital Resultados de análisis por HPLC Propiedades Físicas · Tiempo de retención: 3.00min · Longitud de onda óptima: 210nm · Sensibilidad : 3.95ng · Absorbancia / 100ng : 0.1833 abs.sec Propiedades Físicas Fórmula Molecular : C8H 12N2O3 Peso Molecular : 184.20 Nombre químico: 5,5-diethyl barbituric acid Propiedades : colourless or white crystalline powder. Non smell. Taste is slightly bitter. Punto de fusión: 189-192c pH : 5.0-6.0 log P : 0.65 ( Experimentally determined value ) 0.65 ( Calculated value ) Constante de ionización pKa : 7.97 Solubilidad Acetone, Ethanol : soluble Water, Chloroform, Ether : hardly soluble Administración oral / 1day : 300mg Clasificación Actividad de la Droga: Hypnotic Aparato y condiciones de análisis Fase móvil: (10mM HClO4 + 10mM NaClO470%) + (CH3CN30%) Velocidad de flujo: 1.0mL/min. Columna : FineSIL C18T (25cm x 4.0mm i.d.) (monomericODS, particle size 5 x 10-6 m ) (Jasco). Longitud de onda : 210-350nm. Temperatura de columna: 50c 880 PU LC pump (Jasco, Hachioji, Japan) System controller 801-SC Gradient device 880-02 Detector MULTI-320 Sistema de procesamiento de datosDP-L320/98(Jasco, Hachioji, Japan) (Tiempo Acumulación 0.8sec.) Barbital

Acetaminofén

Acetaminofén Resultados de análisis por HPLC Propiedades Físicas · Tiempo de retención: 2.41min · Longitud de onda óptima: 245nm · Sensibilidad : 2.81ng · Absorbancia / 100ng : 0.3225 abs.sec Propiedades Físicas Fórmula Molecular : C8H 9NO2 Peso Molecular : 151.17 Nombre químico: N-(4-hydroxyphenyl)acetamide Propiedades : White crystal or Crystalline powder. Non smell. Taste is slightly bitter. Punto de fusión: 169-172c log P : 0.51 ( Experimentally determined value ) 0.49 ( Calculated value ) Constante de ionización@pKa : 9.71 Solubilidad aceton : easily soluble ether,benzene : hardly soluble Saturated solution : slight acidity Administración oral / 1day : 300-500mg Clasificación Actividad de la Droga: Analgesic; antipyretic Aparato y condiciones de análisis Fase móvil: (10mM HClO4 + 10mM NaClO470%) + (CH3CN30%) Velocidad de flujo: 1.0mL/min. Columna: FineSIL C18T (25cm x 4.0mm i.d.) (monomericODS, particle size 5 x 10-6 m ) (Jasco). Longitud de onda: 210-350nm. Temperatura de columna: 50c 880 PU LC pump (Jasco, Hachioji, Japan) System controller 801-SC Gradient device 880-02 Detector MULTI-320 Sistema de procesamiento de datosDP-L320/98(Jasco, Hachioji, Japan) (Tiempo Acumulación 0.8sec.) Acetaminofén

Titulaciones fotométricas