A amestec racemic sau racemat este unul compus din doi enantiomeri în părți egale și, prin urmare, este optic inactiv. Această activitate optică se referă la capacitatea soluțiilor sale de a roti, în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic, un fascicul de lumină polarizată care se deplasează prin ele într-o singură direcție..
Un enantiomer are capacitatea de a roti lumina polarizată, să zicem, spre stânga (stângaci), deci soluția sa pură va fi optic activă. Cu toate acestea, dacă enantiomerul care rotește lumina spre dreapta (dextrorotator) începe să fie adăugat la acesta, activitatea sa optică va scădea până când va fi inactivată..
Când se întâmplă acest lucru, se spune că există cantități egale de enantiomeri stânga și dreaptă; Dacă o moleculă rotește lumina polarizată spre stânga, efectul acesteia va fi anulat imediat când „se împiedică” cu o altă moleculă care o rotește spre dreapta. Și așa mai departe. Prin urmare, vom avea un amestec racemic.
Prima observare a enantiomerismului a fost făcută de chimistul francez Louis Pasteur în 1848, care studia un amestec de cristale enantiomerice de acid tartric (pe atunci numit acid racemic). Deoarece acest acid provine din strugurii folosiți pentru a face vinuri, acest amestec a ajuns să fie aplicat în mod general pentru toate moleculele.
Indice articol
În primul rând, pentru a exista un amestec racemic, trebuie să existe doi enantiomeri (de obicei), ceea ce implică faptul că ambele molecule sunt chirale și că imaginile lor în oglindă nu sunt superpozabile. O pereche de pantofi ilustrează perfect acest lucru: oricât ai încerca să suprapui pantoful stâng în dreapta, aceștia nu se vor potrivi niciodată..
Pantoful drept, ca să spunem, deviază lumina polarizată spre stânga; în timp ce pantoful stâng o face în dreapta. Într-o soluție ipotetică în care pantofii sunt moleculele, dacă există doar pantofi drepți, chirali, acest lucru va fi optic activ. La fel se va întâmpla dacă rămân doar pantofi în soluție.
Cu toate acestea, dacă mai sunt o mie de pantofi rămași amestecați cu o mie de pantofi drepți, atunci avem un amestec racemic, care este, de asemenea, optic inactiv, deoarece abaterile suferite de lumina din interior se anulează reciproc..
Dacă în loc de încălțăminte ar fi bile, obiecte care sunt achirale, ar fi imposibil să existe amestecuri racemice ale acestora, deoarece nici măcar nu ar fi capabile să existe ca perechi de enantiomeri..
Revenind la acidul tartric, amestecul său racemic a fost primul cunoscut. În imaginea superioară sunt afișați cei doi enantiomeri ai săi, fiecare capabil să formeze cristale cu fețe morfologice „stânga” sau „dreapta”. Pasteur, cu ajutorul unui microscop și al unui efort riguros, a reușit să separe aceste cristale enantiomerice unele de altele..
Cristalele enantiomerilor L (+) și D (-), separat, prezintă activitate optică prin devierea luminii polarizate spre dreapta sau respectiv spre stânga. Dacă ambele cristale în proporții molare egale se dizolvă în apă, se va obține un amestec racemic optic inactiv..
Rețineți că ambii enantiomeri au doi atomi de carbon chirali (cu patru substituenți diferiți). În L (+), OH-urile se află în spatele planului format din scheletul de carbon și grupurile COOH; în timp ce în D (-) aceste OH sunt deasupra planului menționat.
Cei care sintetizează acidul tartric vor primi un amestec racemic. Pentru a separa enantiomerul L (+) de D (-), este necesară o rezoluție chirală, în care acest amestec reacționează cu o bază chirală pentru a produce săruri diastereoizomerice, capabile să fie separate ulterior prin cristalizare fracționată..
În exemplul de mai sus, pentru a face referire la un amestec racemic de acid tartric, acesta este de obicei scris ca acid (±) -tartric. Astfel, în cazul chininei (imaginea superioară) va fi (±) -kinina.
Izomeria chininei este complexă: are patru atomi de carbon chirali, dând naștere la șaisprezece diastereoizomeri. Interesant, doi dintre enantiomerii săi (unul cu OH deasupra planului și celălalt sub el), sunt de fapt diastereoizomeri, deoarece diferă în configurațiile celorlalți atomi de carbon chirali (cei ai biciclo cu atomul de N).
Cu toate acestea, este dificil să se determine care dintre stereoizomerii chininei vor devia lumina polarizată spre dreapta sau spre stânga..
Enantiomerii talidomidei sunt prezentați mai sus. Are doar un carbon chiral: cel legat de azotul care unește ambele inele (unul de ftalimidă și celălalt de gluteramidă).
În enantiomerul R (cu proprietăți sedative), inelul ftalimidic (cel din stânga) este orientat deasupra planului; în timp ce în enantiomerul S (cu proprietăți mutagene), mai jos.
La ochi nu se știe care dintre cele două deviază lumina spre stânga sau spre dreapta. Ceea ce se știe este că un amestec 1: 1 sau 50% din ambii enantiomeri formează amestecul racemic (±) -talidomidă.
Dacă doriți să comercializați talidomida doar ca sedativ hipnotic, este obligatoriu să supuneți amestecul său racemic la rezoluția chirală deja menționată, astfel încât să se obțină enantiomerul R pur..
În imaginea superioară aveți perechea de enantiomer de 1,2-epoxipropan. Enantiomerul R deviază lumina polarizată spre dreapta, în timp ce enantiomerul S o deviază spre stânga; adică primul este (R) - (+) - 1,2-epoxipropan, iar al doilea este (S) - (-) - 1,2-epoxipropan.
Amestecul racemic al celor două, din nou, într-un raport de 1: 1 sau 50%, devine (±) -1,2-epoxipropan.
Mai sus este un alt amestec racemic format din cei doi enantiomeri ai 1-feniletilaminei. Enantiomerul R este (R) - (+) - 1-Feniletilamină, iar enantiomerul S este (S) - (-) - 1-Feniletilamină; unul are gruparea metil, CH3, arătând din planul inelului aromatic, iar celălalt arătând sub el.
Rețineți că atunci când configurația este R, uneori coincide cu faptul că enantiomerul rotește lumina polarizată spre dreapta; totuși, nu se aplică întotdeauna și nu poate fi luat ca regulă generală.
Mai importantă decât existența sau nu a amestecurilor racemice este rezoluția lor chirală. Acest lucru se aplică în special compușilor cu efecte farmacologice care depind de stereoizomerismul menționat; adică un enantiomer poate fi benefic pentru pacient, în timp ce celălalt îl poate afecta.
De aceea, aceste rezoluții chirale sunt folosite pentru a separa amestecurile racemice în componentele lor și, astfel, să le poată comercializa ca medicamente pure, fără impurități dăunătoare..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.