Mezcla racémica - Racemic mixture


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En química , un mezcla racémica , o racemato ( / r s i m t , r ə -, r æ s ɪ m t / ), es uno que tiene iguales cantidades de izquierda y diestros enantiómeros de un quiral molécula. La mezcla racémica primero conocido fue ácido racémico , que Louis Pasteur encontró que una mezcla de los dos enantiómeros isómeros de ácido tartárico . Una muestra con sólo un único enantiómero es un enantioméricamente pura , enantioméricamente pura o homoquiral compuesto.

Etimología

De ácido racémico encuentra en las uvas; de América racemus , es decir, un racimo de uvas.

Nomenclatura

Una mezcla racémica se indica por el prefijo (±) - o dl- (para azúcares el prefijo dl - puede ser utilizado), lo que indica un igual (1: 1) mezcla de dextro y levo isómeros. También el prefijo rac (o racem- ) o los símbolos RS y SR (todos en cursiva se utilizan letras).

Si la relación no es 1: 1 (o no se conoce), el prefijo (+) / (-) , d / l - o d / L- (con una barra) se utiliza en lugar.

El uso de d y l está fuertemente desanimado por IUPAC .

propiedades

Un racemato es ópticamente inactiva , lo que significa que no hay una rotación neta del avión- polarizada luz. Aunque los dos enantiómeros rotar la luz polarizada en un plano en direcciones opuestas, las rotaciones se cancelan porque están presentes en cantidades iguales.

En contraste con los dos enantiómeros puros, que tienen propiedades físicas idénticas a excepción de la dirección de rotación de la luz polarizada en un plano, un racemato a veces tiene propiedades diferentes de cualquiera de los enantiómeros puros. Diferentes puntos de fusión son más comunes, pero diferentes solubilidades y puntos de ebullición son también posibles.

Productos farmacéuticos pueden estar disponibles como un racemato o como enantiómero puro, lo que podría tener diferentes potencias. Dado que los sistemas biológicos tienen muchas asimetrías quirales, los enantiómeros puros con frecuencia tienen efectos muy diferentes biológicos; ejemplos incluyen glucosa y metanfetamina .

Cristalización

Hay cuatro formas en las que un racemato se puede cristalizar, dependiendo de la sustancia; tres de los cuales HWB Roozeboom se había distinguido en el año 1899:

Conglomerado (a veces conglomerado racémico )
Si las ' moléculas' de la sustancia tienen una afinidad mucho mayor para el mismo enantiómero que para el uno opuesto, resultará una mezcla mecánica de cristales enantioméricamente puros. El punto de fusión del conglomerado racémico siempre es menor que la del enantiómero puro. La adición de una pequeña cantidad de un enantiómero en el conglomerado aumenta el punto de fusión. Aproximadamente el 10% de los compuestos quirales racémicas cristalizan como conglomerados.
El compuesto racémico (a veces racemato verdadero )
Si las moléculas tienen una mayor afinidad por el contrario enantiómero que en el mismo enantiómero, la sustancia forma una única fase cristalina en la que los dos enantiómeros están presentes en una ordenada relación de 1: 1 en la célula elemental. La adición de una pequeña cantidad de un enantiómero en el compuesto racémico disminuye el punto de fusión. Pero el enantiómero puro puede tener un punto de fusión más alto o más bajo que el compuesto. Un caso especial de compuestos racémicos son kryptoracemates , en el que el propio cristal tiene lateralidad (es enantiomórfico), a pesar de que contiene ambos enantiomorfos en una relación 1: 1.
Pseudorracemato (a veces solución sólida racémica )
Cuando no hay gran diferencia en la afinidad entre las mismas y opuestas enantiómeros, a continuación, en contraste con el compuesto racémico y el conglomerado, los dos enantiómeros se coexisten de una manera desordenada en la red cristalina. La adición de una pequeña cantidad de un enantiómero cambia el punto de fusión tan sólo poco o nada en absoluto.
Quasiracemate
A quasiracemate es un co-cristal de dos compuestos similares, pero distintos, uno de los cuales es zurdo y el otro para diestros. Aunque químicamente diferentes, son estéricamente similar (isostérico) y todavía son capaces de formar una fase cristalina racémica. Una de las primeras tales racematos estudiados, por Pasteur en 1853, las formas de una mezcla 1: 2 de la bis sal de amonio de (+) - ácido tartárico y la sal de bis amonio de (-) - ácido málico en agua. Re-investigado en 2008, los cristales formados son dumbbell -forma con la parte central que consiste en amonio (+) - bitartrato, mientras que las partes exteriores son una mezcla quasiracemic de amonio (+) - bitartrato y amonio (-) - bimalate.

Resolución

La separación de un racemato en sus componentes, los enantiómeros puros, se denomina resolución quiral . Hay varios métodos, incluyendo cristalización, cromatografía , y el uso de enzimas . La primera resolución exitosa de un racemato se lleva a cabo por Louis Pasteur , que se separaron manualmente los cristales de un conglomerado.

Síntesis

Sin un quiral influencia (por ejemplo, un quiral catalizador , disolvente o material de partida), una reacción química que hace que un producto quiral siempre dará un racemato. Eso puede hacer la síntesis de un racemato más barato y más fácil que hacer el enantiómero puro, ya que no requiere condiciones especiales. Este hecho también conduce a la pregunta de cómo biológica homoquiralidad evolucionado en lo que se presume que es una tierra primordial racémica.

Los reactivos de, y las reacciones que producen, se dice que las mezclas racémicas de ser "no estereoespecífica " o "no estereoselectiva ", por su indecisión en un determinado estereoisomería . Un escenario frecuente es el de una especie planares (tales como una sp 2 átomo de carbono o un carbocatión intermedio) que actúa como un electrófilo. El nucleófilo tendrá una probabilidad del 50% de 'golpear' cualquiera de los dos lados de la agrupación plana, produciendo así una mezcla racémica:

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productos farmacéuticos racémicas

Algunas moléculas de fármacos son quirales, y los enantiómeros tener diferentes efectos en entidades biológicas. Pueden ser vendidos como un enantiómero o como una mezcla racémica. Los ejemplos incluyen la talidomida , el ibuprofeno , y salbutamol . Adderall es una mezcla desigual de ambos anfetamina enantiómeros. Una sola dosis de anfetamina combina las sales de sulfato neutro de dextroanfetamina y anfetamina, con el isómero dextro de sacarato anfetamina y D / L-anfetamina monohidrato de aspartato. El analgésico de prescripción de tramadol es un racemato también.

En algunos casos (por ejemplo, ibuprofeno y talidomida ), los enantiómeros interconvierten o racemizar in vivo . Esto significa que la preparación de un enantiómero puro de la medicación es en gran parte sin sentido. Sin embargo, a veces las muestras que contienen enantiómeros puros se pueden hacer y se venden a un costo más alto en los casos en que el uso requiere específicamente un isómero (por ejemplo, para una estereoespecífica reactivo); comparar omeprazol y esomeprazol .

Si bien a menudo sólo un enantiómero de la droga puede ser activo, en casos como el salbutamol y la talidomida , el otro enantiómero puede ser perjudicial. El (R) enantiómero de la talidomida es eficaz contra la enfermedad de la mañana, mientras que el enantiómero (S) es teratogénico, causando defectos de nacimiento. Desde los racemizes de drogas, la droga no puede ser considerado seguro para su uso por las mujeres en edad de procrear, y su uso está estrictamente controlada cuando se utiliza para el tratamiento de otras enfermedades.

La metanfetamina está disponible con receta médica bajo el nombre de Desoxin . El componente activo de Desoxyn es clorhidrato dextromethamphetamine . Este es el isómero diestro de metanfetamina. El isómero zurdo de metanfetamina, levometanfetamina , es un OTC medicamento que es menos de acción central y más periféricamente de acción.

La regla de Wallach

La regla de Wallach (primera propuesto por Otto Wallach ) establece que racémicas cristales tienden a ser más densa que sus quirales homólogos. Esta regla ha sido confirmada por el análisis de la base de datos cristalográfica.

Ver también

referencias