Blandt racemisk blanding, eksempler

5035
Anthony Golden
Blandt racemisk blanding, eksempler

EN racemisk blanding eller racemat er en sammensat af to enantiomerer i lige store dele, og som derfor er optisk inaktiv. Denne optiske aktivitet henviser til dets løsningers evne til at rotere, med eller mod uret, en stråle af polariseret lys, der bevæger sig gennem dem i en retning..

En enantiomer har evnen til at rotere polariseret lys, f.eks. Til venstre (venstrehåndet), så dens rene opløsning vil være optisk aktiv. Men hvis den enantiomer, der roterer lyset til højre (dextrorotatory) begynder at blive tilføjet til den, vil dens optiske aktivitet falde, indtil den inaktiveres..

Klynger af druer, der deler slægtskab med racemiske blandinger ud over etymologi. Kilde: Pexels.

Når dette sker siges det, at der er lige store mængder af venstre og højre enantiomer; Hvis et molekyle roterer det polariserede lys til venstre, annulleres dets effekt straks, når det "snubler" med et andet molekyle, der roterer det til højre. Og så videre. Derfor vil vi have en racemisk blanding.

Den første observation af enantiomerisme blev foretaget af den franske kemiker Louis Pasteur i 1848, der studerede en blanding af enantiomere krystaller af vinsyre (på det tidspunkt kaldet raceminsyre). Da denne syre kom fra de druer, der blev brugt til at fremstille vin, blev denne blanding brugt på en generel måde for alle molekyler.

Artikelindeks

  • 1 Sko og chirality
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Vinsyre
    • 2.2 Kinin
    • 2.3 Thalidomid
    • 2,4 1,2-epoxypropan
    • 2,5 1-phenylethylamin
    • 2.6 Afsluttende kommentar
  • 3 Referencer

Sko og chiralitet

Først og fremmest, for at der skal være en racemisk blanding, skal der være to enantiomerer (normalt), hvilket indebærer, at begge molekyler er chirale, og at deres spejlbilleder ikke kan overlejres. Et par sko illustrerer dette perfekt: uanset hvor hårdt du prøver at lægge venstre sko til højre, vil de aldrig være i stand til at passe..

Den rigtige sko afviser det polariserede lys til venstre; mens den venstre sko gør det til højre. I en hypotetisk løsning, hvor skoene er molekylerne, hvis der kun er lige, chirale sko, vil dette være optisk aktivt. Det samme vil ske, hvis der kun er sko tilbage i løsningen.

Men hvis der er tusind venstre sko blandet med tusind højre sko, så har vi en racemisk blanding, som også er optisk inaktiv, da afvigelserne fra lyset indeni udelukker hinanden..

Hvis de i stedet for sko var kugler, genstande, der er achirale, ville det være umuligt for racemiske blandinger af disse at eksistere, da de ikke engang kunne eksistere som par af enantiomerer..

Eksempler

Vinsyre

Enantiomerer af vinsyre. Kilde: Dschanz [Public domain]

Vender tilbage til vinsyre, dens racemiske blanding var den første, der blev kendt. På det øverste billede vises de to enantiomerer, som hver er i stand til at danne krystaller med morfologiske "venstre" eller "højre" ansigter. Pasteur lykkedes ved hjælp af et mikroskop og en streng indsats at adskille disse enantiomere krystaller fra hinanden..

Krystallerne fra L (+) og D (-) enantiomerer viser separat optisk aktivitet ved at afbøje henholdsvis polariseret lys til højre eller venstre. Hvis begge krystaller i lige store molforhold opløses i vand, opnås en optisk inaktiv racemisk blanding..

Bemærk, at begge enantiomerer har to chirale carbonatomer (med fire forskellige substituenter). I L (+) ligger OH'erne bag planet dannet af carbonskelettet og COOH-grupperne; mens i D (-) er disse OH'er over nævnte plan.

De, der syntetiserer vinsyre, får en racemisk blanding. For at adskille L (+) enantiomeren fra D (-) er en chiral opløsning nødvendig, hvor denne blanding omsættes med en chiral base til dannelse af diastereoisomere salte, der er i stand til at blive adskilt senere ved fraktioneret krystallisation..

Kinin

Strukturelt skelet af kininmolekylet. Kilde: Benjah-bmm27.

For at henvise til en racemisk blanding af vinsyre er det i eksemplet ovenfor normalt skrevet som (±) vinsyre. Således i tilfælde af kinin (øverste billede) vil det være (±) -kinin.

Kininens isomerisme er kompleks: den har fire chirale carbonatomer, hvilket giver anledning til seksten diastereoisomerer. Interessant nok er to af dens enantiomerer (den ene med OH over planet og den anden under den) faktisk diastereoisomerer, da de adskiller sig i konfigurationerne af deres andre chirale carbonatomer (dem fra bicyclo med N-atomet).

Det er imidlertid vanskeligt at bestemme, hvilken af ​​stereoisomerer af kinin, der vil afbøje polariseret lys til højre eller til venstre..

Thalidomid

Thalidomide enantiomerer. Kilde: Vaccinationist [Public domain]

Enaliomerne af thalidomid er vist ovenfor. Det har kun et chiralt kulstof: det, der er bundet til det kvælstof, der forbinder begge ringe (den ene af phthalimid og den anden af ​​gluteramid).

I R-enantiomeren (med beroligende egenskaber) er phthalimidringen (den til venstre) orienteret over planet; i S enantiomeren (med mutagene egenskaber) nedenfor.

Det vides ikke for øjet i procent, hvilken af ​​de to, der afbøjer lyset til venstre eller højre. Hvad der er kendt er, at en 1: 1 eller 50% blanding af begge enantiomerer danner den racemiske blanding (±) -talidomid.

Hvis du kun vil markedsføre thalidomid som et hypnotisk beroligende middel, er det obligatorisk at udsætte dets racemiske blanding for den allerede nævnte chirale opløsning på en sådan måde, at den rene R-enantiomer opnås..

1,2-Epoxypropan

1,2-epoxypropan-enantiomerer. Kilde: Gabriel Bolívar.

På det øverste billede har du enantiomerparet 1,2-epoxypropan. R-enantiomeren afbøjer polariseret lys til højre, mens S-enantiomeren afbøjer det til venstre; det vil sige, den første er (R) - (+) - 1,2-epoxypropan, og den anden er (S) - (-) - 1,2-epoxypropan.

Den racemiske blanding af de to, igen, i et forhold på 1: 1 eller 50%, bliver (±) -1,2-epoxypropan.

1-phenylethylamin

Enantiomerer af 1-phenylethylamin. Kilde: Gabriel Bolívar.

Ovenfor er en anden racemisk blanding dannet af de to enantiomerer af 1-phenylethylamin. R-enantiomeren er (R) - (+) - 1-phenylethylamin, og S-enantiomeren er (S) - (-) - 1-phenylethylamin; man har methylgruppen, CH3, peger ud fra den aromatiske rings plan og den anden peger under den.

Bemærk, at når konfigurationen er R, falder den undertiden sammen med det faktum, at enantiomeren roterer det polariserede lys til højre; det gælder dog ikke altid og kan ikke tages som en generel regel.

Endelig kommentar

Vigtigere end eksistensen af ​​racemiske blandinger er deres chirale opløsning. Dette gælder især forbindelser med farmakologiske virkninger, der afhænger af stereoisomerismen; den ene enantiomer kan være gavnlig for patienten, mens den anden kan påvirke den.

Derfor bruges disse chirale opløsninger til at adskille de racemiske blandinger i deres komponenter og dermed være i stand til at markedsføre dem som rene stoffer fri for skadelige urenheder..

Referencer

  1. Morrison, R. T. og Boyd, R, N. (1987). Organisk kemi. 5. udgave. Redaktionel Addison-Wesley Interamericana.
  2. Carey F. (2008). Organisk kemi. (Sjette udgave). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. Aminer. (10. udgave.). Wiley plus.
  4. Steven A. Hardinger. (2017). Illustreret ordliste for organisk kemi: racemisk blanding. Institut for Kemi & Biokemi, UCLA. Gendannet fra: chem.ucla.edu
  5. Nancy Devino. (2019). Racemisk blanding: definition og eksempel. Undersøgelse. Gendannet fra: study.com
  6. James Ashenhurst. (2019). Stereokemi og kiralitet: Hvad er en racemisk blanding? Gendannet fra: masterorganicchemistry.com
  7. John C. Leffingwell. (2003). Kiralitet og bioaktivitet I.: Farmakologi. [PDF]. Gendannet fra: leffingwell.com

Endnu ingen kommentarer