- Sko og chiralitet
- eksempler
- Vinsyre
- kinin
- Thalidomide
- 1,2-epoksypropan
- 1-fenyletylamin
- Endelig kommentar
- referanser
En racemisk blanding eller racemat er en sammensatt av to enantiomerer i like store deler og som derfor er optisk inaktiv. Denne optiske aktiviteten viser til løsningenes evne til å rotere, med klokken eller mot klokken, en stråle av polarisert lys som beveger seg gjennom dem i en retning.
En enantiomer har muligheten til å rotere polarisert lys, for eksempel til venstre (venstrehendt), så dens rene løsning vil være optisk aktiv. Imidlertid, hvis enantiomeren som roterer lys mot høyre (dextrorotatory) begynner å bli lagt til den, vil dens optiske aktivitet avta til den er inaktivert.
Klynger av druer, som deler et slektskap med racemiske blandinger utover etymologi. Kilde: Pexels.
Når dette skjer, sies det at det er like store mengder av venstre og høyre enantiomer; Hvis et molekyl roterer polarisert lys til venstre, vil effekten umiddelbart avbrytes når det "møter" et annet molekyl som roterer det til høyre. Og så videre. Derfor vil vi ha en racemisk blanding.
Den første observasjonen av enantiomerisme ble gjort av den franske kjemikeren Louis Pasteur i 1848, som studerte en blanding av enantiomeriske krystaller av vinsyre (den gang kalt racemic acid). Da denne syren kom fra druene som ble brukt til å lage viner, endte denne blandingen opp på en generell måte for alle molekyler.
Sko og chiralitet
For det første, for at det skal være en racemisk blanding, må det være to enantiomerer (vanligvis), noe som innebærer at begge molekylene er chirale og at speilbildene deres ikke er overførbare. Et par sko illustrerer dette perfekt: uansett hvor hardt du prøver å overlegge venstre sko til høyre, vil de aldri passe.
Den høyre skoen avleder med andre ord polarisert lys til venstre; mens venstre sko beveger seg til høyre. I en hypotetisk løsning der skoene er molekylene, hvis det bare er rette, chirale sko, vil dette være optisk aktivt. Det samme vil skje hvis det bare er venstre sko i løsningen.
Imidlertid, hvis det er tusen venstre sko blandet med tusen høyre sko, så er det en racemisk blanding, som også er optisk inaktiv, siden avvikene som lyset gjennomgår inne i det, avbryter hverandre.
Hvis det i stedet for sko var baller, gjenstander som er achirale, ville det være umulig for racemiske blandinger av disse å eksistere, siden de ikke en gang kunne være i stand til å eksistere som par av enantiomerer.
eksempler
Vinsyre
Enantiomerer av vinsyre. Kilde: Dschanz
Tilbake til vinsyre var den racemiske blandingen den første som ble kjent. Det øvre bildet viser sine to enantiomerer, hver i stand til å danne krystaller med "venstre" eller "høyre" morfologiske ansikter. Pasteur lyktes i å skille disse enantiomere krystallene fra hverandre ved hjelp av et mikroskop og en streng innsats.
Krystallene til L (+) og D (-) enantiomerene viser hver for seg optisk aktivitet ved å avlede det polariserte lyset til henholdsvis høyre eller venstre. Hvis begge krystaller i like molare proporsjoner oppløses i vann, oppnås en optisk inaktiv racemisk blanding som et resultat.
Legg merke til at begge enantiomerene har to chirale karboner (med fire forskjellige substituenter). I L (+) ligger OH-ene bak planet dannet av karbonskjelettet og COOH-gruppene; mens i D (-) er disse OH over nevnte plan.
De som syntetiserer vinsyre vil få en racemisk blanding. For å skille L (+) enantiomeren fra D (-), er en kiral oppløsning nødvendig, hvor denne blanding omsettes med en chiral base for å produsere diastereoisomere salter, som er i stand til å separeres ved fraksjonert krystallisering.
kinin
Strukturelt skjelett av kininmolekylet. Kilde: Benjah-bmm27.
I eksemplet ovenfor, for å referere til en racemisk blanding av vinsyre, er det vanligvis skrevet som (±) vinsyre. I tilfelle av kinin (øvre bilde) vil det således være (±) -kinin.
Kinomerisomerismen er kompleks: den har fire chirale karbonhydrater, noe som gir opphav til seksten diastereoisomerer. Interessant er at to av enantiomerene (den ene med OH over planet og den andre under den) faktisk er diastereoisomerer, ettersom de er forskjellige i konfigurasjonene til de andre chirale karbonatene (de av bicyclo med N-atomet).
Nå er det vanskelig å bestemme hvilken av stereoisomerer av kinin som vil avlede polarisert lys til høyre eller til venstre.
Thalidomide
Thalidomide enantiomerer. Kilde: Vaksinasjonsleder
Enantiomerene av talidomid er vist ovenfor. Den har bare ett chiralt karbon: det som er knyttet til nitrogenet som blir med begge ringene (den ene av ftalimid og den andre av gluteramid).
I R-enantiomeren (med beroligende egenskaper) er ftalimidringen (den til venstre) orientert over planet; mens du er i S-enantiomeren (med mutagene egenskaper), nedenfor.
Det er ikke kjent for øyet prosent hvilken av de to som avleder lyset til venstre eller høyre. Det som er kjent, er at en 1: 1 eller 50% blanding av begge enantiomerer danner den racemiske blandingen (±) -talidomid.
Hvis du bare vil markedsføre thalidomid som et hypnotisk beroligende middel, er det obligatorisk å underkaste den racemiske blandingen den chirale oppløsningen som allerede er nevnt, på en slik måte at den rene R-enantiomeren oppnås.
1,2-epoksypropan
1,2-epoksypropan-enantiomerer. Kilde: Gabriel Bolívar.
I det øvre bildet har du enantiomerparet 1,2-epoksypropan. R-enantiomeren avbøyer polarisert lys mot høyre, mens S-enantiomeren avleder det mot venstre; det vil si at den første er (R) - (+) - 1,2-epoxypropan, og den andre er (S) - (-) - 1,2-epoxypropane.
Den racemiske blandingen av de to blir igjen, i et forhold på 1: 1 eller 50%, (±) -1,2-epoksypropan.
1-fenyletylamin
Enantiomerer av 1-fenyletylamin. Kilde: Gabriel Bolívar.
Ovenfor er vist en annen racemisk blanding dannet av de to enantiomerene av 1-fenyletylamin. R-enantiomeren er (R) - (+) - 1-fenyletylamin, og S enantiomeren er (S) - (-) - 1-fenyletylamin; man har metylgruppen, CH 3 , som peker ut av planet til den aromatiske ring, og den andre peker under den.
Merk at når konfigurasjonen er R, sammenfaller den noen ganger med det faktum at enantiomeren roterer det polariserte lyset til høyre; den gjelder imidlertid ikke alltid og kan ikke tas som en generell regel.
Endelig kommentar
Viktigere enn eksistensen eller ikke av de racemiske blandingene er deres chirale oppløsning. Dette gjelder spesielt forbindelser med farmakologiske effekter som er avhengig av nevnte stereoisomerisme; det vil si at den ene enantiomeren kan være fordelaktig for pasienten, mens den andre kan påvirke den.
Det er grunnen til at disse chirale oppløsningene brukes til å skille de racemiske blandingene i komponentene deres, og dermed kunne markedsføre dem som rene medisiner uten skadelige urenheter.
referanser
- Morrison, RT og Boyd, R, N. (1987). Organisk kjemi. 5. utgave. Redaksjonell Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kjemi. Aminer. (10. utgave.). Wiley Plus.
- Steven A. Hardinger. (2017). Illustrert ordliste for organisk kjemi: racemisk blanding. Institutt for kjemi og biokjemi, UCLA. Gjenopprettet fra: chem.ucla.edu
- Nancy Devino. (2019). Racemisk blanding: Definisjon og eksempel. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
- James Ashenhurst. (2019). Stereokjemi og chiralitet: Hva er en racemisk blanding? Gjenopprettet fra: masterorganicchemistry.com
- John C. Leffingwell. (2003). Kiralitet og bioaktivitet I .: Farmakologi. . Gjenopprettet fra: leffingwell.com