RACEMINIS MIŠINYS: CHIRALIŠKUMAS, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Raceminis mišinys arba racematas yra vienas sudarytas iš dviejų enantiomerų lygiomis dalimis ir kurie dėl to yra optiškai neaktyvus. Šis optinis aktyvumas reiškia jūsų sprendimų sugebėjimą pasukti pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę poliarizuotos šviesos spinduliu, einančiu per juos viena kryptimi.

Enantiomeras turi savybę pasukti poliarizuotą šviesą, tarkime, į kairę (kairiarankė), taigi grynas jo tirpalas bus optiškai aktyvus. Tačiau jei į jį bus pradėtas naudoti enantiomeras, kuris suka šviesą į dešinę (pasuktas į dešinę), jo optinis aktyvumas sumažės, kol jis nebus suaktyvintas.

Vynuogių sankaupos, turinčios giminystės ryšį su raceminiais mišiniais, kurie nėra etimologiniai. Šaltinis: Pexels.

Kai tai atsitiks, sakoma, kad pasisukimo ir dekstavimo krypties enantiomerai yra vienodi; Jei molekulė suka poliarizuotą šviesą į kairę, jos poveikis bus nedelsiant panaikintas, kai ji „suklups“ ant kitos molekulės, kuri suka ją į dešinę. Ir taip toliau. Todėl mes turėsime raceminį mišinį.

Pirmą kartą enantiomerizmą pastebėjo prancūzų chemikas Luisas Pasteuras 1848 m., Tirdamas vyno rūgšties (tuo metu vadintos raceminės rūgšties) enantiomerinių kristalų mišinį. Kadangi ši rūgštis kilo iš vynuogių, naudojamų vynams gaminti, šis mišinys buvo naudojamas paprastai visoms molekulėms.

Batai ir chirališkumas

Visų pirma, kad būtų raceminis mišinys, turi būti du enantiomerai (paprastai), o tai reiškia, kad abi molekulės yra chiralės ir kad jų veidrodiniai vaizdai nėra sudedami. Batų pora tai puikiai iliustruoja: kad ir kaip stengtumėtės dengti kairįjį batą dešinėje, jie niekada netiks.

Dešinysis batas, kitaip tariant, nukreipia poliarizuotą šviesą į kairę; o kairysis batas juda į dešinę. Hipotetiniame sprendime, kur batai yra molekulės, jei yra tik tiesūs, chiraliniai batai, tai bus optiškai aktyvūs. Tas pats atsitiks, jei tirpale bus tik palikti batai.

Tačiau jei yra tūkstantis kairiųjų batų, sumaišytų su tūkstančiu dešiniųjų batų, tai yra raceminis mišinys, kuris taip pat yra optiškai neaktyvus, nes nukrypimai, kuriuos patiria šviesa jo viduje, panaikina vienas kitą.

Jei vietoj batų jie būtų rutuliai, achiraliniai daiktai, raceminių šių mišinių egzistuoti neįmanoma, nes jie net negalėtų egzistuoti kaip enantiomerų poros.

Pavyzdžiai

Vyno rūgštis

Vyno rūgšties enantiomerai. Šaltinis: Dschanz

Grįžtant prie vyno rūgšties, pirmasis buvo žinomas jos raceminis mišinys. Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduoti du jo enantiomerai, iš kurių kiekvienas gali sudaryti kristalus, turinčius „kairįjį“ arba „dešinįjį“ morfologinius paviršius. Pasteurui, mikroskopu ir griežtomis pastangomis, pavyko atskirti šiuos enantiomerinius kristalus vienas nuo kito.

L (+) ir D (-) enantiomerų kristalai atskirai rodo optinį aktyvumą nukreipdami poliarizuotą šviesą atitinkamai į dešinę arba į kairę. Jei abu vienodos molinės proporcijos kristalai ištirpsta vandenyje, gaunamas optiškai neaktyvus raceminis mišinys.

Atkreipkite dėmesį, kad abu enantiomerai turi du chiralinius anglies atomus (su keturiais skirtingais pakaitais). L (+), OH yra už plokštumos, kurią sudaro anglies skeletas ir COOH grupės; o D (-) metu šie OH yra aukščiau minėtos plokštumos.

Tie, kurie sintezuoja vyno rūgštį, gaus raceminį mišinį. Norint atskirti L (+) enantiomerą nuo D (-), reikalinga chiralinė skiriamoji geba, kurioje šis mišinys reaguoja su chiraline baze, kad susidarytų diastereoizomerinės druskos, kurias galima atskirti frakcionuojant kristalizaciją.

Chininas

Chinino molekulės struktūrinis skeletas. Šaltinis: „Benjah-bmm27“.

Aukščiau pateiktame pavyzdyje, norint nurodyti raceminį vyno rūgšties mišinį, jis paprastai rašomas kaip (±) - vyno rūgštis. Taigi chinino atveju (viršutinis vaizdas) tai bus (±) -kininas.

Chinino izomerija yra sudėtinga: ji turi keturis chiralinius anglies junginius, sukuriančius šešiolika diastereoizomerų. Įdomu tai, kad du jo enantiomerai (vienas, kurio OH yra virš plokštumos, o kitas - žemiau jo) iš tikrųjų yra diastereoizomerai, nes skiriasi kitų jų chiralinių anglies konfigūracijų (biciklo su N atomu) konfigūracijomis.

Dabar sunku nustatyti, kuris iš chinino stereoizomerų atitolins poliarizuotą šviesą į dešinę ar į kairę.

Talidomidas

Talidomido enantiomerai. Šaltinis: vakcinacija

Talidomido enantiomerai parodyti aukščiau. Jame yra tik viena chiralinė anglis: ta, kuri yra sujungta su azotu, jungiančiu abu žiedus (vienas iš ftalamido, o kitas su gluteramidu).

R enantiomere (turinčiam sedacinių savybių) ftalimido žiedas (tas, esantis kairėje) yra nukreiptas virš plokštumos; o S enantiomere (turinčiame mutageninių savybių), žemiau.

Akis nėra žinomas, kuris iš jų nukreipia šviesą į kairę ar dešinę. Yra žinoma, kad abiejų enantiomerų mišinys 1: 1 arba 50% sudaro raceminį (±) -talidomidą.

Jei norite, kad talidomidas būtų parduodamas tik kaip migdomieji raminamieji vaistai, jo raceminiam mišiniui privaloma taikyti jau minėtą chiralinę skiriamąją gebą taip, kad būtų gautas grynas R enantiomeras.

1,2-epoksipropanas

1,2-epoksipropano enantiomerai. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Viršutiniame paveikslėlyje turite 1,2-epoksipropano enantiomerų porą. R enantiomeras nukreipia poliarizuotą šviesą į dešinę, o S enantiomeras nukreipia ją į kairę; tai yra, pirmasis yra (R) - (+) - 1,2-epoksipropanas, o antrasis yra (S) - (-) - 1,2-epoksipropanas.

Dviejų racemų mišinys, santykiu 1: 1 arba 50%, tampa (±) -1,2-epoksipropanu.

1-feniletilaminas

1-feniletilamino enantiomerai. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras.

Aukščiau parodytas dar vienas raceminis mišinys, sudarytas iš dviejų 1-feniletilamino aminų enantiomerų. R enantiomeras yra (R) - (+) - 1-feniletilaminas, o S enantiomeras yra (S) - (-) - 1-feniletilamino; vienas turi metilo grupę, CH ₃ , nukreipta iš aromatinio žiedo plokštumos, ir kita, rodančia tai žemiau.

Atkreipkite dėmesį, kad kai konfigūracija yra R, tai kartais sutampa su tuo, kad enantiomeras suka poliarizuotą šviesą į dešinę; tačiau ji ne visada taikoma ir negali būti laikoma bendrąja taisykle.

Galutinis komentaras

Svarbiau už raceminių mišinių buvimą ar nebuvimą yra jų chiralinė skiriamoji geba. Tai ypač pasakytina apie junginius, kurių farmakologinis poveikis priklauso nuo minėto stereoizomerizmo; y., vienas enantiomeras gali būti naudingas pacientui, o kitas - paveikti jį.

Štai kodėl šios chiralinės raiškos yra naudojamos norint atskirti raceminius mišinius į jų komponentus ir tokiu būdu parduoti juos kaip grynus vaistus, neturinčius kenksmingų priemaišų.

Nuorodos

1. Morrison, RT ir Boyd, R, N. (1987). Organinė chemija. 5-asis leidimas. Redakcija Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
3. Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. Aminai. (10-asis leidimas.). „Wiley Plus“.
4. Stevenas A. Hardingeris. (2017 m.). Iliustruotas organinės chemijos žodynėlis: raceminis mišinys. UCLA chemijos ir biochemijos katedra. Atkurta iš: chem.ucla.edu
5. Nancy Devino. (2019 m.). Raceminis mišinys: apibrėžimas ir pavyzdys. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
6. Jamesas Ashenhurstas. (2019 m.). Stereochemija ir chiralumas: kas yra raceminis mišinys? Atkurta iš: masterorganicchemistry.com
7. Johnas C. Leffingwellas. (2003). Chiralumas ir biologinis aktyvumas I .: Farmakologija. . Atkurta iš: leffingwell.com