RACEMIKONG HALO: CHIRALITY, MGA HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang isang racemikong pinaghalong o racemate ay isang binubuo ng dalawang enantiomer sa pantay na mga bahagi at kung saan samakatuwid ay optically hindi aktibo. Ang optical na aktibidad na ito ay tumutukoy sa kakayahan ng iyong mga solusyon upang paikutin, clockwise o counterclockwise, isang sinag ng polarized na ilaw na naglalakbay sa kanila sa isang direksyon.

Ang isang enantiomer ay may kakayahang paikutin ang polarized na ilaw, sabihin, sa kaliwa (kaliwang kaliwa), kaya ang dalisay na solusyon nito ay magiging aktibong aktibo. Gayunpaman, kung ang enantiomer na nagpapaikot sa ilaw sa kanan (dextrorotatory) ay nagsisimula na maidagdag dito, bababa ang optical na aktibidad nito hanggang sa ito ay hindi aktibo.

Mga kumpol ng mga ubas, na nagbabahagi ng isang kamag-anak sa mga racemic mixtures na lampas sa etimolohiya. Pinagmulan: Mga pexels.

Kapag nangyari ito, sinasabing mayroong pantay na halaga ng levorotatory at dextrorotatory enantiomers; Kung ang isang molekula ay umiikot na polarized na ilaw sa kaliwa, ang epekto nito ay agad na kanselahin kapag "nakatagpo" ito ng isa pang molekula na umiikot ito sa kanan. At iba pa. Samakatuwid, magkakaroon kami ng isang racemic na pinaghalong.

Ang unang paningin ng enantiomerism ay ginawa ng chemist ng Pranses na si Louis Pasteur noong 1848, na nag-aaral ng pinaghalong mga enantiomeric crystals ng tartaric acid (sa panahong iyon ay tinatawag na racemikong acid). Tulad ng asidong ito ay nagmula sa mga ubas na ginamit upang gumawa ng mga alak, ang halo na ito ay natapos na inilalapat sa isang pangkalahatang paraan para sa lahat ng mga molekula.

Mga sapatos at chirality

Una, para doon magkakaroon ng isang racemikong halo, dapat mayroong dalawang enantiomer (karaniwang), na nagpapahiwatig na ang parehong mga molekula ay chiral at na ang kanilang mga imahe sa salamin ay hindi superimposable. Ang isang pares ng sapatos ay naglalarawan ng perpektong ito: gaano man kahirap ang iyong subukang i-superimpose ang kaliwang sapatos sa kanan, hindi sila magkasya.

Ang kanang sapatos, sa madaling salita, ay nagtanggal ng polarized na ilaw sa kaliwa; habang ang kaliwang sapatos ay gumagalaw sa kanan. Sa isang hypothetical solution kung saan ang mga sapatos ay ang mga molekula, kung mayroon lamang tuwid, chiral na sapatos, ito ay magiging optical na aktibo. Ang parehong mangyayari kung mayroon lamang mga natitirang sapatos na solusyon.

Gayunpaman, kung mayroong isang libong kaliwang sapatos na hinaluan ng isang libong kanang sapatos, pagkatapos ay mayroong isang racemikong halo, na kung saan ay hindi rin aktibo, dahil ang mga paglihis na sumailalim sa ilaw sa loob nito ay kinansela ang bawat isa.

Kung sa halip na sapatos sila ay mga bola, mga bagay na achiral, imposible para sa mga racemic mixtures ng mga ito, dahil hindi nila magagawang magkaroon ng mga pares ng mga enantiomer.

Mga halimbawa

Tartaric acid

Enantiomers ng tartaric acid. Pinagmulan: Dschanz

Ang pagbabalik sa tartaric acid, ang racemic na pinaghalong ito ang unang nakilala. Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng dalawang enantiomer nito, ang bawat isa ay may kakayahang bumubuo ng mga kristal na may mga mukha na morphological na "kaliwa" o "kanan". Ang Pasteur, gamit ang isang mikroskopyo at mahigpit na pagsisikap, ay nagtagumpay sa paghihiwalay ng mga enantiomeric crystals sa bawat isa.

Ang mga kristal ng L (+) at D (-) enantiomer, nang hiwalay, ay nagpapakita ng optical na aktibidad sa pamamagitan ng pagpapalabas ng polarized na ilaw sa kanan o kaliwa, ayon sa pagkakabanggit. Kung ang parehong mga kristal sa pantay na mga sukat ng molar ay natunaw sa tubig, ang isang optically hindi aktibo na racemikong halo ay makuha bilang isang resulta.

Tandaan na ang parehong mga enantiomer ay may dalawang chiral carbons (na may apat na magkakaibang mga kahalili). Sa L (+), ang mga OH ay namamalagi sa likuran ng eroplano na nabuo ng carbon skeleton at mga pangkat ng COOH; habang sa D (-) ang mga OH ay nasa itaas na sinabi na eroplano.

Ang mga synthesize ng tartaric acid ay makakakuha ng isang racemic na pinaghalong. Upang paghiwalayin ang L (+) enantiomer mula sa D (-), kinakailangan ang isang resolusyon sa chiral, kung saan ang halo na ito ay reaksyon sa isang chiral base upang makagawa ng mga diastereoisomeric asing-gamot, na may kakayahang paghiwalayin ng fractional crystallization.

Quinine

Ang istruktura ng balangkas ng molekula ng quinine. Pinagmulan: Benjah-bmm27.

Sa halimbawa sa itaas, upang sumangguni sa isang racemikong halo ng tartaric acid ay karaniwang isinulat bilang (±) -tartaric acid. Kaya, sa kaso ng quinine (itaas na imahe) magiging (±) -kinine.

Ang isomerismo ng quinine ay kumplikado: mayroon itong apat na chiral carbons, na nagbibigay ng pagtaas sa labing anim na diastereoisomers. Kapansin-pansin, dalawa sa mga enantiomer nito (ang isa na may OH sa itaas ng eroplano at ang isa pa sa ibaba nito) ay talagang mga diastereoisomer, dahil naiiba sila sa mga pagsasaayos ng kanilang iba pang mga karbatang chiral (ang mga bisikleta na may N atom).

Ngayon, mahirap matukoy kung alin sa mga stereoisomer ng quinine ang magpapahiwatig ng polarized na ilaw sa kanan o sa kaliwa.

Thalidomide

Thalidomide enantiomers. Pinagmulan: Vaccinationist

Ang mga enantiomer ng thalidomide ay ipinapakita sa itaas. Mayroon lamang itong isang chiral carbon: ang isa na naka-link sa nitrogen na sumali sa parehong mga singsing (isa sa phthalimide at ang iba pang gluteramide).

Sa R enantiomer (na may mga sedative na katangian), ang singsing ng phthalimide (ang nasa kaliwa) ay nakatuon sa itaas ng eroplano; habang sa S enantiomer (na may mga katangian ng mutagenic), sa ibaba.

Hindi ito kilala sa mata bawat porsyento kung alin sa dalawang nagtatanggal ng ilaw sa kaliwa o kanan. Ang nalalaman ay ang isang 1: 1 o 50% na halo ng parehong mga enantiomer ay bumubuo ng racemikong pinaghalong (±) -talidomide.

Kung nais mo lamang i-market ang thalidomide bilang isang hypnotic sedative, ipinag-uutos na sakupin ang racemikong halo nito sa resolusyon na chiral na nabanggit, sa paraang nakuha ang purong R enantiomer.

1,2-Epoxypropane

1,2-epoxypropane enantiomers. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Sa itaas na imahe mayroon kang enantiomer pares ng 1,2-epoxypropane. Ang R enantiomer deflect polarized light sa kanan, habang ang S enantiomer deflect ito sa kaliwa; iyon ay, ang una ay (R) - (+) - 1,2-epoxypropane, at ang pangalawa ay (S) - (-) - 1,2-epoxypropane.

Ang racemic halo ng dalawa, muli, sa isang 1: 1 o 50% na ratio, ay nagiging (±) -1,2-epoxypropane.

1-Phenylethylamine

Enantiomers ng 1-Phenylethylamine. Pinagmulan: Gabriel Bolívar.

Ang ipinakita sa itaas ay isa pang racemikong pinaghalong nabuo ng dalawang enantiomer ng 1-Phenylethylamine. Ang R enantiomer ay (R) - (+) - 1-Phenylethylamine, at ang S enantiomer ay (S) - (-) - 1-Phenylethylamine; ang isa ay mayroong pangkat na methyl, CH ₃ , na itinuturo sa labas ng eroplano ng aromatic ring, at ang iba pang tumuturo sa ibaba nito.

Tandaan na kapag ang pagsasaayos ay R, minsan ay coincides sa katotohanan na ang enantiomer ay umiikot ang polarized na ilaw sa kanan; gayunpaman, hindi ito laging nag-aaplay at hindi maaaring gawin bilang isang pangkalahatang tuntunin.

Pangwakas na puna

Mas mahalaga kaysa sa pagkakaroon o hindi ng racemic mixtures ay ang kanilang resolusyon sa chiral. Nalalapat ito lalo na sa mga compound na may mga epekto sa parmasyutiko na nakasalalay sa nasabing stereoisomerism; iyon ay, ang isang enantiomer ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa pasyente, habang ang iba pa ay maaaring makaapekto dito.

Iyon ang dahilan kung bakit ang mga chiral na resolusyon na ito ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga racemic mixtures sa kanilang mga sangkap, at sa gayon ay maipalabas ang mga ito bilang mga dalisay na gamot na walang nakakapinsalang mga dumi.

Mga Sanggunian

1. Morrison, RT at Boyd, R, N. (1987). Kemikal na Organiko. 5th Edition. Editoryal ng Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-anim na edisyon). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. (Ika-10 edisyon.). Wiley Plus.
4. Steven A. Hardinger. (2017). Inilarawan ng Glossary ng Organic Chemistry: Racemic Mixt. Kagawaran ng Chemistry & Biochemistry, UCLA. Nabawi mula sa: chem.ucla.edu
5. Nancy Devino. (2019). Racemikong Mixt: Kahulugan at Halimbawa. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
6. James Ashenhurst. (2019). Stereochemistry at Chirality: Ano ang isang Racemic Mixt? Nabawi mula sa: masterorganicchemistry.com
7. John C. Leffingwell. (2003). Chirality & Bioactivity I .: Pharmacology. . Nabawi mula sa: leffingwell.com