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Chiral analysis by tandem mass spectrometry using the kinetic method, by polarimetry, and by H NMR spectoscopy 2016056007 이서정 2016056015 김도희 JOURNAL.

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1 Chiral analysis by tandem mass spectrometry using the kinetic method, by polarimetry, and by H NMR spectoscopy 이서정 김도희 JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 2017/07/07

2 Experimental overview Evaluation and assessments
INDEX Abstract 1 Introduction 2 Experimental overview 3 Hazard 4 Evaluation and assessments 5 Conclusion 6 Reference 7

3 Abstract

4 1 Abstract 질량분석법 핵 자기 공명 분광법 편광분석법

5 Introduction

6 2 Introduction R-ibuprofen S-ibuprofen

7 2 Introduction MS(질량분석법) 472 470

8 2 Introduction 이부프로펜은 효능이 없는 거울상 이성질체(isomer)가 존재한다. 위에 있는 그림 중 아래에 있는 것이 (S)-이부프로펜으로 효능이 있는 것이고, 위에 있는 것이 (R)-이부프로펜으로 효능이 없는 것이다. 다만 효능이 없는 (R)-이부프로펜도 체내에 들어오면 (S)-이부프로펜으로 전환되므로 혼합물 그대로 쓰는 경우도 많으나, 이 과정에서 위경련 등 위장에 부작용이 나타나기도 한다. 따라서 효능이 있는 (S)-이부프로펜만 뽑아낸 것이 바로 덱시부프로펜(dexibuprofen)이다.

9 Experimental overview

10 Experimental overview
3 Experimental overview (MS) 1. 질량 분광법 (MS) ·화합물의 거울상 이성질체 과잉률을 알아보기 위해 삼량체 클러스터는 분석 전에 준비한다. ·Thermo fisher LTQ 질량분석기를 사용하여 0%, 50%, 99% ee(S)에서 CuII, 2-Trp 및 ibuprofen의 삼량체 클러스터를 생성한 3가지 표준 용액을 분석한다. ·삼량체 클러스터인 [Cu(l-Trp)2ibuprofen – H]+ m/z 676은 단편화 되었다.

11 Experimental overview
3 Experimental overview (MS) 4245 957 a) b) ibuprofen 또는 2-Trp의 손실에 해당하는 m/z 470 및 472에서 두 개의 별개의 단편 피크의 비율이 각각 계산되었다. c) 0%, 50%, 99%의 S형 아이부프로펜을 각각 실험하여 그 값을 A식을 통해 계산하여 각각의 lnR값을 도출했고 이를 이용해 그래프를 작성했습니다. 트립토판 : g/mol Ibuprofen : g/mol 75%

12 Experimental overview
3 Experimental overview (H NMR) 2. 핵 자기 공명 분광법 (NMR) -NMR 분광법에 의한 화합물의 거울상 이성질체 과잉률을 결정하기 위해서 부분 입체 이성질체를 분석 전에 제조한다. -(1S,2S)-(-)-1,2-diphenylethylenediamine의 반응에 형성된 부분 입체 이성질체 ibuprofen 유도체의 3가지 표준 용액을 NMR 분광기에서 처리한다. (1S,2S)-(-)-1,2-diphenylethylenediamine

13 Experimental overview
3 Experimental overview (H NMR)

14 Experimental overview
3 Experimental overview (Optical Rotation) 3. 편광분석법 (Optical Rotation) -서로 다른 농도(0.2M, 0.05M)의 ibuprofen을 준비하여 편광분석을 한다. -편광분석에 대한 더 깊은 통찰력을 위해서 D-glucose를 분석했다. -시간에 따른 D-glucose의 변화를 관찰했다. -MS 또는 NMR와 달리 ibuprofen의 농도와 편광분석의 관련성을 알게 되었다.

15 Experimental overview
3 Experimental overview (Optical Rotation) 99% ee (S) ibuprofen 편광측정 at the concentration used for NMR spectroscopy (0.05M) at high concentration (0.2M)

16 Hazard

17 4 Hazard 나노 스프레이 모세관은 매우 날카로우며 다룰 때 조심해야한다.
나노 스프레이 모세관의 후면에 있는 전극에는 고전압이 공급되며, 전위가 적용되는 시기를 식별하는 질량 분석기의 스캔 표시등을 인식 해야한다. 분석기기가 스캔하는 동안 학생들은 전극을 만지지 않는다. 질량분석기가 대기모드에서 스캔모드로 전환될 때 LTQ를 다루는 사람을 비롯한 모든 사람은 주의해야한다. 질량분석기, NMR 분광기, 편광계는 조교가 없는 상태에서 다루지 않는다.

18 Evaluation and assessments

19 Evaluation and assessments
5 Evaluation and assessments

20 Conclusion

21 6 Conclusion 이 실험은 유기 화학 학생들에게 MS가 거울상 과잉률에 어떻게 유용되는지 알려주는 실험이었다.
이 실험을 통해 학생들이 다양한 분석 방법을 비판적으로 고려하고, 조건에 따라 최적인 결정 방법을 결정할 수 있는 기회를 얻었다. Evaluation and assessment를 통해 학생들이 이 실험에서 제시한 학습 목표를 성취할 수 있었다는 것을 알았다.

22 Reference

23 7 Reference (1) Luján-Upton, H. Introducing Stereochemistry to Non-science Majors. J. Chem. Educ. 2001, 78 (4), 475. (2) Raker, J.; Holme, T.; Murphy, K. The ACS Exams Institute Undergraduate Chemistry Anchoring Concepts Content Map II: Organic Chemistry. J. Chem. Educ. 2013, 90 (11), 1443−1445. (3) Fossey, J. S.; Anslyn, E. V.; Brittain, W. D. G.; Bull, S. D.; Chapin, B. M.; Le Duff, C. S.; James, T. D.; Lees, G.; Lim, S.; Lloyd, J. A. C.; Manville, C. V.; Payne, D. T.; Roper, K. A. Rapid Determination of Enantiomeric Excess via NMR Spectroscopy: A Research-Informed Experiment. J. Chem. Educ. 2017, 94 (1), 79−84. (4) McCullagh, J. V. The Resolution of Ibuprofen, 2-(4′- Isobutylphenyl)propionic Acid. J. Chem. Educ. 2008, 85 (7), 941. (5) Sen, S. E.; Anliker, K. S. 1H NMR Analysis of R/S Ibuprofen by the Formation of Diasteriomeric Pairs: Microscale Stereochemistry Experiment for the Undergraduate Organic Laboratory. J. Chem. Educ. 1996, 73 (6), 569. (6) Bain, R. M.; Yan, X.; Raab, S. A.; Ayrton, S. T.; Flick, T. G.; Cooks, R. G. On-line chiral analysis using the kinetic method. Analyst 2016, 141 (8), 2441−2446. (7) Ranc, V.; Havlíček, V.; Bednar, P.; Lemr, K. Nano-desorption electrospray and kinetic method in chiral analysis of drugs in whole human blood samples. Eur. Mass Spectrom. 2008, 14 (6), 411−417. (8) Wu, L.; Andy Tao, W.; Cooks, R. G. Kinetic method for the simultaneous chiral analysis of different amino acids in mixtures. J. Mass Spectrom. 2003, 38 (4), 386−393. (9) Cooks, R. G.; Kruger, T. L. Intrinsic basicity determination using metastable ions. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99 (4), 1279−1281. (10) McLuckey, S. A.; Cameron, D.; Cooks, R. G. Proton affinities from dissociations of proton-bound dimers. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103 (6), 1313−1317. (11) Tao, W. A.; Gozzo, F. C.; Cooks, R. G. Mass Spectrometric Quantitation of Chiral Drugs by the Kinetic Method. Anal. Chem. 2001, 73 (8), 1692−1698. (12) Tao, W. A.; Zhang, D.; Wang, F.; Thomas, P. D.; Cooks, R. G. Kinetic Resolution of d,l-Amino Acids Based on Gas-Phase Dissociation of Copper(II) Complexes. Anal. Chem. 1999, 71 (19), 4427−4429. (13) Cooks, R. G.; Wong, P. S. H. Kinetic Method of Making Thermochemical Determinations: Advances and Applications. Acc. Chem. Res. 1998, 31 (7), 379−386. (14) Yu, X.; Yao, Z.-P. Chiral recognition and determination of enantiomeric excess by mass spectrometry: A review. Anal. Chim. Acta 2017, 968, 1−20. (15) Graham Cooks, R.; Patrick, J. S.; Kotiaho, T.; McLuckey, S. A. Thermochemical determinations by the kinetic method. Mass Spectrom. Rev. 1994, 13 (4), 287−339. (16) Bain, K.; Towns, M. H. A review of research on the teaching and learning of chemical kinetics. Chem. Educ. Res. Pract. 2016, 17 (2), 246−262. (17) Parsons, M. L. The definition of detection limits. J. Chem. Educ. 1969, 46 (5), 290. (18) Laursen, S.; Hunter, A.-B.; Seymour, E.; Thiry, H.; Melton, G. Undergraduate Research in the Sciences: Engaging Students in Real Science; John Wiley & Sons: San Francisco, CA, 2010. (19) Hudson, C. S.; Dale, J. K. Studies on the forms of D-glucose and their mutarotation. J. Am. Chem. Soc. 1917, 39 (2), 320−328. (20) DeKorver, B. K.; Towns, M. H. General Chemistry Students’ Goals for Chemistry Laboratory Coursework. J. Chem. Educ. 2015, 92 (12), 2031−2037.

24 THANKYOU


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