Расщепление рацематов
Через диастереомерные соли
Энантиомеры одинаковы по свойствам, а диастереомеры — нет. На этом строится классическое расщепление.
Как расщепить рацемическую кислоту
- Добавьте один энантиомер хирального основания, например (R)-1-фенилэтиламин или бруцин.
- Получатся две соли: (R-кислота·R-основание) и (S-кислота·R-основание) — диастереомеры.
- Разделите их кристаллизацией: у них разная растворимость.
- Обработайте каждую соль сильной кислотой — выделятся чистые энантиомеры кислоты.
Примеры
1. Рацемическая молочная кислота + (−)-бруцин → две диастереомерные соли.
2. Рацемический амин + (R,R)-винная кислота → две соли; расщепление аминов.
3. Пастер (1848) вручную разобрал кристаллы тартрата натрия-аммония: энантиомерные кристаллы — зеркальные.
errorРеагент должен быть энантиомерно чистым
Если взять рацемическое основание, получатся четыре соли — две пары энантиомеров, и разделения не выйдет.
edit_noteПопробуйте сами
Чем можно расщепить рацемический 1-фенилэтиламин?
expand_moreПоказать решение
Энантиомерно чистой кислотой, например (R,R)-винной: получатся две диастереомерные соли.
Хроматография и кинетическое расщепление
Современные методы обходятся без кристаллизации.
Как ещё разделяют энантиомеры
- Хиральная хроматография: неподвижная фаза хиральна; энантиомеры связываются с ней по-разному и выходят в разное время.
- Кинетическое расщепление: хиральный реагент или фермент превращает один энантиомер быстрее; остаётся избыток другого.
- Ферменты: липазы ацилируют один энантиомер спирта; оксидазы окисляют одну форму аминокислоты.
Примеры
1. Липаза и рацемический спирт + винилацетат: (R)-спирт ацилируется, (S) остаётся.
2. Оксидаза D-аминокислот разрушает D-форму — остаётся L.
3. ВЭЖХ на хиральной колонке — анализ ee (урок 65).
errorКинетическое расщепление зависит от степени превращения
Чем глубже реакция, тем выше ee оставшегося вещества, но тем меньше его остаётся. На 50 % превращения при идеальной селективности — чистый энантиомер.
edit_noteПопробуйте сами
Фермент ацилирует только (R)-спирт. Что останется в смеси после полного превращения (R)?
expand_moreПоказать решение
(S)-спирт (не прореагировал) и (R)-сложный эфир — их легко разделить, это разные вещества.
push_pinГлавное
Энантиомеры нельзя разделить обычными методами. Рацемат превращают в пару диастереомеров действием одного энантиомера хирального реагента (кислоты или основания — соли), разделяют их кристаллизацией и возвращают исходные энантиомеры. Другие способы — хиральная хроматография и кинетическое (например, ферментативное) расщепление: один энантиомер реагирует быстрее. Максимальный выход одного энантиомера при расщеплении — 50 %.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.