RASEEMINEN SEOS: KIRAALISUUS, ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Raseeminen seos tai rasemaatti on yksi koostuu kahden enantiomeerin yhtä suureen osaan ja joka on sen vuoksi optisesti aktiivinen. Tämä optinen aktiivisuus viittaa ratkaisuidesi kykyyn kiertää myötäpäivään tai vastapäivään polarisoidun valonsäteen kautta, joka kulkee niiden läpi yhteen suuntaan.

Enantiomeerillä on kyky pyörittää polarisoitunutta valoa, esimerkiksi vasemmalle (vasenkätinen), joten sen puhdas liuos on optisesti aktiivinen. Kuitenkin, jos enantiomeeri, joka kiertää valoa oikealle (kääntyvä), sen optinen aktiivisuus vähenee, kunnes se inaktivoituu.

Rypäle klusterit, joilla on sukulaisuus raseemisten seosten kanssa etymologian ulkopuolella. Lähde: Pexels.

Kun tämä tapahtuu, sanotaan, että vasen ja oikea enantiomeeri on yhtä suuret; Jos molekyyli pyörii polarisoitunutta valoa vasemmalle, sen vaikutus peruutetaan heti, kun se "kohtaa" toisen molekyylin, joka kiertää sitä oikealle. Ja niin edelleen. Siksi meillä on raseeminen seos.

Enantiomerismin ensimmäisen havainnon teki ranskalainen kemisti Louis Pasteur vuonna 1848, joka tutki viinihapon (tuolloin nimeltään rasemahappoa) enantiomeeristen kiteiden seosta. Koska tämä happo tuli viinien valmistukseen käytetyistä rypäleistä, tätä seosta käytettiin yleisesti kaikille molekyyleille.

Kengät ja kiraalisuus

Ensinnäkin, jotta saadaan aikaan raseemista seosta, on oltava kaksi enantiomeeriä (yleensä), mikä tarkoittaa, että molemmat molekyylit ovat kiraalisia ja että niiden peilikuvia ei voida asettaa päällekkäin. Kengätpari kuvaa tätä täydellisesti: riippumatta siitä, kuinka kovasti yrität päällekkäin oikeanpuoleisen vasemman kengän kanssa, ne eivät koskaan sovi.

Oikea kenkä, toisin sanoen, taipuu polarisoitunutta valoa vasemmalle; kun vasen kenkä liikkuu oikealle. Hypoteettisessa ratkaisussa, jossa kengät ovat molekyylejä, jos kengät ovat vain suoria, nämä ovat optisesti aktiivisia. Sama tapahtuu, jos ratkaisussa on vain jäljellä olevia kenkiä.

Kuitenkin, jos tuhatta oikeaa kengää sekoitetaan tuhatta oikeaa kenkiä, niin on olemassa raseeminen seos, joka on myös optisesti passiivinen, koska sisäpuolella valossa tapahtuvat poikkeamat kumoavat toiset.

Jos kengän sijaan ne olisivat palloja, esineitä, jotka ovat kiraalia, näiden raseemisista seoksista olisi mahdotonta olla olemassa, koska ne eivät edes pystyisi olemaan olemassa enantiomeeripareina.

esimerkit

Viinihappo

Viinihapon enantiomeerit. Lähde: Dschanz

Palattuaan viinihappoon, sen raseeminen seos oli ensimmäinen tiedossa. Yläkuva näyttää sen kaksi enantiomeeriä, joista kukin pystyy muodostamaan kiteitä, joilla on "vasen" tai "oikea" morfologinen pinta. Pasteur onnistui erottamaan nämä enantiomeeriset kiteet toisistaan ​​mikroskoopilla ja tiukalla työllä.

L (+) - ja D (-) - enantiomeerien kiteet osoittavat erikseen optista aktiivisuutta kääntämällä polarisoidun valon vastaavasti oikealle tai vasemmalle. Jos molemmat kiteet yhtä suuressa moolisuhteessa liukenevat veteen, tuloksena saadaan optisesti inaktiivinen raseeminen seos.

Huomaa, että molemmilla enantiomeereillä on kaksi kiraalista hiiltä (neljällä eri substituentilla). Kohdassa L (+) OH: t sijaitsevat hiilirungon ja COOH-ryhmien muodostaman tason takana; kun taas kohdassa D (-) nämä OH ovat mainitun tason yläpuolella.

Viinihappoa syntetisoivat saavat raseemisen seoksen. L (+) -enantiomeerin erottamiseksi D (-): sta tarvitaan kiraalinen erotus, jossa tämän seoksen annetaan reagoida kiraalisen emäksen kanssa diastereoisomeeristen suolojen tuottamiseksi, jotka voidaan erottaa fraktiokiteyttämällä.

Kiniini

Kiniinimolekyylin rakenteellinen luuranko. Lähde: Benjah-bmm27.

Yllä olevassa esimerkissä viitaten viinihapon raseemiseen seokseen se kirjoitetaan yleensä nimellä (±) - viinihappo. Siksi kiniinin (ylempi kuva) tapauksessa se on (±) -kiniini.

Kiniinin isomerismi on monimutkaista: siinä on neljä kiraalista hiiltä, ​​mikä tuottaa 16 diastereoisomeeriä. Mielenkiintoista on, että kaksi sen enantiomeeriä (yhdessä OH: n kanssa tason yläpuolella ja toinen sen alapuolella) ovat tosiasiassa diastereoisomeerejä, koska ne eroavat toisten kiraalisten hiilien (B-ryhmän N-atomin kanssa koostuvien) konfiguraatiosta.

Nyt on vaikea määrittää, mitkä kiniinin stereoisomeerit poikittavat polarisoitunutta valoa oikealle tai vasemmalle.

Talidomidi

Talidomidi-enantiomeerit. Lähde: rokottaja

Talidomidin enantiomeerit on esitetty yllä. Sillä on vain yksi kiraalinen hiili: sellainen, joka on kytketty typpeen, joka yhdistää molemmat renkaat (toinen ftaali-imidistä ja toinen gluteramidista).

R-enantiomeerissä (jolla on sedatiivisia ominaisuuksia) ftaaliimidirengas (vasemmalla oleva) on suunnattu tason yläpuolelle; kun taas S-enantiomeerissä (jolla on mutageenisia ominaisuuksia), alla.

Silmälle ei tiedetä, kumpi näistä kahdesta poikkeaa valosta vasemmalle tai oikealle. Tunnettua on, että molempien enantiomeerien 1: 1 tai 50-prosenttinen seos muodostaa raseemisen seoksen (±) -talidomidin.

Jos haluat markkinoida talidomidia vain unilääkerauhoittajana, on pakollista altistaa sen raseeminen seos jo mainitulle kiraaliselle resoluutiolle siten, että saadaan puhdas R-enantiomeeri.

1,2-epoksipropaania

1,2-epoksipropaani-enantiomeerit. Lähde: Gabriel Bolívar.

Yläkuvassa on 1,2-epoksipropaanin enantiomeeripari. R-enantiomeeri taipuu polarisoitunutta valoa oikealle, kun taas S-enantiomeeri taipuu sitä vasemmalle; eli ensimmäinen on (R) - (+) - 1,2-epoksipropaani ja toinen on (S) - (-) - 1,2-epoksipropaani.

Näiden kahden raseemisesta seoksesta tulee jälleen suhteessa 1: 1 tai 50% (±) -1,2-epoksipropaaniksi.

1-fenyylietyyliamiinia

1-fenyylietyyliamiinin enantiomeerit. Lähde: Gabriel Bolívar.

Yllä on esitetty toinen raseeminen seos, jonka muodostavat 1-fenyylietyyliamiinin kaksi enantiomeeriä. R-enantiomeeri on (R) - (+) - 1-fenyylietyyliamiini ja S-enantiomeeri on (S) - (-) - 1-fenyylietyyliamiini; yksi on metyyli- ryhmä, CH ₃, joka osoittaa ulospäin tasossa aromaattisen renkaan, ja muut osoittaa sen alapuolella.

Huomaa, että kun konfiguraatio on R, se joskus osuu siihen tosiseikkaan, että enantiomeeri pyörii polarisoitunutta valoa oikealle; sitä ei kuitenkaan aina sovelleta eikä sitä voida pitää yleisenä sääntönä.

Viimeinen kommentti

Tärkeämpää kuin raseemisten seosten olemassaolo on niiden kiraalinen resoluutio. Tämä koskee erityisesti yhdisteitä, joilla on farmakologisia vaikutuksia, jotka riippuvat mainitusta stereoisomerismista; ts. yksi enantiomeeri voi olla hyödyllinen potilaalle, kun taas toinen voi vaikuttaa siihen.

Siksi näitä kiraalisia päätöslauselmia käytetään erottamaan raseemiset seokset niiden komponentteihin ja siten pystymään markkinoimaan niitä puhtaina lääkkeinä, joissa ei ole haitallisia epäpuhtauksia.

Viitteet

1. Morrison, RT ja Boyd, R, N. (1987). Orgaaninen kemia. 5. painos. Toimituksellinen Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. Amiineja. (10. painos.). Wiley Plus.
4. Steven A. Hardinger. (2017). Kuvitettu orgaanisen kemian sanasto: raseeminen seos. Kemian ja biokemian laitos, UCLA. Palautettu: chem.ucla.edu
5. Nancy Devino. (2019). Raseeminen seos: Määritelmä ja esimerkki. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
6. James Ashenhurst. (2019). Stereokemia ja kiraalisuus: Mikä on raseeminen seos? Palautettu osoitteesta: masterorganicchemistry.com
7. John C. Leffingwell. (2003). Kiraalisuus ja bioaktiivisuus I.: Farmakologia.. Palautettu osoitteesta: leffingwell.com