Стереохимия - мезосоединения, разрешение

paw_paw

У меня не покупать!
Реєстрація
13.03.20
Повідомлення
47
Вподобайки
48
Бали
134
Репутація
145
Оптическое вращение
Тот факт, что энантиомеры дифференциально вращают поляризованный свет, является полезным свойством для определения состава смеси, которая может находиться где-то между рацемическим (50/50) и чистым (все один энантиомер).

Для хиральных молекул вы можете найти значение, называемое [α] 20 D. [α] 20 D означает вращение при 20 ° C с длиной пути 1 дм под натриевым светом, где λ = 581 нм (натриевая D-линия, следовательно, D). Эта величина вместе с параметрами c = концентрация в г / мл и l = длина пути позволяет вывести фактическое вращение α в соответствии с уравнением [α] 20 D = α / (cl).

Энантиомерный избыток (ее) линейно связан с наблюдаемым вращением. В частности, ee = наблюдаемый / чистый. Сегодня мы рассмотрим винную кислоту (ниже). Чистая (+) - винная кислота имеет [α] 20 D = +12. Рассмотрим следующие смеси:

соотношение α ее
100: 0 +12 100%
90:10 +9,6 80%
50:50 0 0%
Обратите внимание, что в смеси 90:10, 10 компенсирует 10 из 90, так что вы получите только 80% вращения, которое было бы в смеси 100: 0, для 80% ее.

Пастерово-винная кислота
В 1848 году Пастер изучал два, по-видимому, родственных вещества, винную кислоту и рацемическую кислоту. Винная кислота - это натуральное вещество, которое иногда выкристаллизовывается из вина и является правовращающим. Рацемическая кислота была промышленным побочным продуктом, который казался идентичным винной кислоте во всех отношениях, за исключением того, что она не имела оптического вращения. Пастер был Битая ссылка была удалена и очень интересовался выяснением физических основ того, что отличало жизнь от жизни. Он подозревал, что оптическое вращение было специфическим для жизненной силы, потому что многие натуральные продукты были оптически активными, в то время как синтетические продукты почти никогда не были.

Пастер синтезировал натриево-аммониевую рацемическую кислоту и затем кристаллизовал ее. Он образовал кучу двух разных типов кристаллов, которые были макроскопически различны . С помощью пинцета и примитивного микроскопа 1848 года вы могли бы на самом деле разделить стопку на две отдельные стопки кристаллов, которые представляли собой макроскопические зеркальные изображения друг друга. Если вы затем повторно растворите две стопки, каждая будет оптически активной, но в противоположных направлениях.

Теперь мы знаем, что очень немногие рацемические смеси ведут себя таким образом. Подавляющее большинство сформирует рацемический кристалл; только горстка формы отдельных кристаллов. Более того, даже зная это, на самом деле довольно сложно воспроизвести эксперимент Пастера.

Винная кислота и ее энантиомер не имеют плоской симметрии, хотя каждая из них имеет двукратную симметрию вращения. Не существует плоскости, через которую можно отразить винную кислоту и наложить ее. Таким образом, молекула является хиральной. Однако, если вы представляете, что ось z торчит из экрана, вы можете повернуть молекулу на 180 ° вокруг этой оси, а затем наложить ее. Это называется симметрией C 2 . Винная кислота также имеет диастереомер, называемый мезотартровой кислотой. Эта молекула имеет плоскость симметрии и поэтому является ахиральной. В общем, любое соединение, подобное этому, имеющее стереогенные атомы углерода, а также плоскость симметрии, называется мезосоединением .

tartaric-acid-enantiomer-and-diastereomer.png


Стереоспецифичность в синтезе
Существует три основных стратегии получения одного энантиомера. Сегодня мы обсудим известный пример, который касается двух из этих трех методов:

methamphetamine-enantiomers.png


Люди, такие как Уолтер Уайт, которые хотят синтезировать чистый декстрометамфетамин для коммерческой продажи, разработали два метода: хиральный пул и разрешение.

Киральный бассейн
В методе хирального пула вы крадете стереогенные центры от природы. Природа предоставляет нам огромный пул хиральных молекул, которые мы можем использовать в качестве исходных материалов. В случае декстрометамфетамина, вы можете начать с (-) - эфедрина или (+) - псевдоэфедрина и удалить гидроксильную группу через очень опасную реакцию:

chiral-pool-methamphetamine.png


разрешение
Поскольку усилия по обеспечению соблюдения законов о наркотиках усложняют приобретение большого количества псевдоэфедрина, люди все больше обращаются к методу разрешения . В этом методе вы сначала синтезируете рацемическую смесь:

making-racemic-methamphetamine.png


Затем вы отделяете его, добавляя молекулу энантиопура, такую как (+) - винная кислота. (+) - винная кислота будет образовывать соли с каждым энантиомером, но две соли имеют разные физические свойства, поэтому при осторожных условиях вы можете получить только декстрометамфетамин для кристаллизации.

resolution-of-racemic-methamphetamine.png


Однако это расточительно, так как в лучшем случае вы получаете 50% урожая, а на практике трудно получить даже так много.

Хиральность без стереогенного углерода
В следующий раз мы обсудим молекулы, которые имеют хиральность без стереогенного углерода. Обычно они нестабильны и довольно быстро преобразуются. Вот пример со стереогенным азотом:

stereogenic-nitrogen-example.png


Есть также странные примеры, когда молекула не имеет единого стереогенного центра, но в целом ей удается быть хиральной. Например, бутан Гош имеет осевую хиральность, хотя ни один углерод не является стереогенным. Это тоже быстро преобразуется:

gauche-butane-example.png


Оригинал:
Будь ласка, увійдіть або зареєструйтесь щоб побачити посилання!
 
Назад
Зверху