Racem (chimie)
În chimie, un racemat (sau racemat) este de 1: 1 amestec din cele două opuse enantiomeri ai unui chiral compus . [1] Termenul de amestec racemic este considerat învechit și puternic descurajat de IUPAC , [2] deoarece ar putea crea confuzie cu conglomeratul racemic , un amestec mecanic echimolar de cristale, fiecare dintre acestea conținând doar unul dintre cei doi enantiomeri prezenți într-un racemat . [3]
Deoarece puterea de rotație a celor doi enantiomeri este egală în valoare absolută, dar opusă în semn, un racem nu provoacă nicio rotație a planului luminii polarizate, deoarece contribuțiile celor doi enantiomeri opuși se anulează reciproc.
Un racem este întotdeauna obținut dintr-o reacție chimică atunci când un compus chiral este sintetizat din compuși achirali. Cu toate acestea, este posibil să se modifice racemul, îmbogățindu-l cu unul dintre cei doi enantiomeri, introducând asimetrie în sistem, de exemplu prin utilizarea unui catalizator chiral.
Rezoluție chirală
Procesul prin care cei doi enantiomeri puri sunt separați de un racem se numește rezoluție chirală . Prima rezoluție a unui racem a fost efectuată în 1848 de Louis Pasteur, care a separat manual cele două forme de cristale de acid tartric . [4] [5]
Rezoluția unui racem poate fi efectuată chimic, exploatând reactivitatea diferită pe care fiecare dintre cei doi enantiomeri o manifestă față de un enantiomer reactiv pur:
-
(RS)-A* + (R)-B* (chirale) → (R,R)-A*B* + (S,R)-A*B*
Cei doi produși ai reacției nu sunt enantiomeri unul de celălalt și, prin urmare, pot fi separați prin fizică, cromatografie , distilare , precipitare etc; după separarea lor, se efectuează o reacție care restabilește compușii inițiali, care vor fi apoi enantiomeri puri. Indicațiile R și S din acest exemplu sunt arbitrare.
-
(R,R)-A*B* → (R)-A* + (R)-B* -
(S,R)-A*B* → (S)-A* + (R)-B*
Rezoluția poate avea loc și fizic, de exemplu prin cromatografie în care faza staționară este chirală. Rezoluția spontană a unui racem prin cristalizare produce conglomeratul racemic . [3]
Sinteza asimetrică
Tehnicile chimice care permit obținerea unui compus cu o anumită îmbogățire enantiomerică sunt indicate cu denumirea de „ sinteză asimetrică ”. În plus față de utilizarea catalizatorilor organici sau metalorganici adecvați care transportă reziduuri sau liganzi chirali (catalizator Noyori: BINAP ; catalizator Kagan: DIOP ; etc.) este posibil să se utilizeze reactivi adecvați, de asemenea optic activi, care conduc la formarea stărilor tranziție diasteroizomerică. În acest caz, unul dintre cei doi diasteroizomeri va fi favorizat cinetic față de celălalt, adică se va forma în cantități mai mari.
O problemă a sintezei chimice asimetrice este că nu se pot face predicții cu privire la configurația absolută a produsului principal, în plus, catalizatorii utilizați în acest tip de tehnici sunt deosebit de scumpe și ușor degradabile.
O altă posibilitate, mult mai ieftină, este de a folosi catalizatori enzimatici (care prin natura lor sunt chirali) sau chiar culturi de microorganisme ( Escherichia coli , Pseudomonas putida , drojdii etc.) în funcție de tipul de reacție dorit și de configurația așteptările absolute pentru produs.
Notă
- ^(RO) IUPAC Gold Book, „racemate”
- ^(RO) IUPAC Gold Book, „amestec racemic”
- ^ a b ( EN ) IUPAC Gold Book, „conglomerat racemic”
- ^ L. Pasteur, Mémoire sur la relation qui peut exister between the cristalline formes et the composition chemical, și sur la cause of the polarization rotatoire. (Extrait par l'auteur) , Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 22 mai 1848, t. 26, pp. 535-538, Gallica .
- ^ HD Flack (2009) „Descoperirea lui Louis Pasteur a chiralității moleculare și a rezoluției spontane în 1848, împreună cu o revizuire completă a lucrării sale cristalografice și chimice”, Arhivat 8 iulie 2011 în Wikiwix. (PDF; 815 kB) Acta Crystallographica , Secțiunea A, vol. 65, paginile 371-389.
Elemente conexe
linkuri externe
- (EN) Racemo on Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
