- Sepatu dan chirality
- Contoh
- Asam tartarat
- Kina
- Thalidomide
- 1,2-Epoxypropane
- 1-Phenylethylamine
- Komentar terakhir
- Referensi
Sebuah campuran rasemat atau rasemat adalah salah satu terdiri dari dua enantiomer di bagian yang sama dan yang karena itu optik tidak aktif. Aktivitas optik ini mengacu pada kemampuan solusi Anda untuk memutar, searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam, seberkas cahaya terpolarisasi yang melewatinya dalam satu arah.
Enansiomer memiliki kemampuan untuk memutar cahaya terpolarisasi, katakanlah, ke kiri (tangan kiri), sehingga larutan murninya akan aktif secara optik. Namun, jika enansiomer yang memutar cahaya ke kanan (dextrorotatory) mulai ditambahkan ke dalamnya, aktivitas optiknya akan berkurang hingga tidak aktif.
Tandan buah anggur, yang memiliki hubungan kekerabatan dengan campuran rasemat di luar etimologi. Sumber: Pexels.
Ketika ini terjadi, dikatakan bahwa ada jumlah yang sama dari enansiomer kiri dan kanan; Jika sebuah molekul memutar cahaya terpolarisasi ke kiri, efeknya akan segera dibatalkan saat "bertemu" dengan molekul lain yang memutarnya ke kanan. Dan seterusnya. Oleh karena itu, kami akan memiliki campuran rasemat.
Penampakan pertama enansiomerisme dilakukan oleh ahli kimia Prancis Louis Pasteur pada tahun 1848, yang mempelajari campuran kristal enansiomer dari asam tartarat (pada saat itu disebut asam rasemat). Karena asam ini berasal dari buah anggur yang digunakan untuk membuat anggur, campuran ini akhirnya diaplikasikan secara umum untuk semua molekul.
Sepatu dan chirality
Pertama, agar ada campuran rasemat, harus ada dua enansiomer (biasanya), yang menyiratkan bahwa kedua molekul adalah kiral dan bayangan cerminnya tidak dapat ditumpangkan. Sepasang sepatu menggambarkan hal ini dengan sempurna: tidak peduli seberapa keras Anda mencoba menempatkan sepatu kiri di kanan, sepatu itu tidak akan pernah muat.
Sepatu kanan, dengan kata lain, membelokkan cahaya terpolarisasi ke kiri; sedangkan sepatu kiri bergerak ke kanan. Dalam solusi hipotetis di mana sepatu adalah molekul, jika hanya ada sepatu kiral lurus, ini akan aktif secara optik. Hal yang sama akan terjadi jika hanya ada sepatu tersisa dalam larutan.
Namun, jika ada seribu sepatu kiri bercampur dengan seribu sepatu kanan, maka ada campuran rasemat, yang juga secara optik tidak aktif, karena penyimpangan yang dialami cahaya di dalamnya meniadakan satu sama lain.
Jika alih-alih sepatu mereka adalah bola, benda yang akiral, tidak mungkin campuran rasemat ini ada, karena mereka bahkan tidak akan mampu ada sebagai pasangan enansiomer.
Contoh
Asam tartarat
Enansiomer asam tartarat. Sumber: Dschanz
Kembali ke asam tartarat, campuran rasematnya adalah yang pertama kali diketahui. Gambar atas menunjukkan dua enansiomernya, masing-masing mampu membentuk kristal dengan permukaan morfologi "kiri" atau "kanan". Pasteur, dengan menggunakan mikroskop dan upaya yang keras, berhasil memisahkan kristal enansiomer ini satu sama lain.
Kristal enansiomer L (+) dan D (-), secara terpisah, menunjukkan aktivitas optik dengan membelokkan cahaya terpolarisasi ke kanan atau kiri, masing-masing. Jika kedua kristal dalam proporsi molar yang sama larut dalam air, maka akan diperoleh campuran rasemat yang tidak aktif secara optik.
Perhatikan bahwa kedua enansiomer memiliki dua karbon kiral (dengan empat substituen berbeda). Dalam L (+), OH berada di belakang bidang yang dibentuk oleh kerangka karbon dan gugus COOH; sedangkan di D (-) OH ini berada di atas bidang tersebut.
Mereka yang mensintesis asam tartarat akan mendapatkan campuran rasemat. Untuk memisahkan enansiomer L (+) dari D (-), diperlukan resolusi kiral, di mana campuran ini direaksikan dengan basa kiral untuk menghasilkan garam diastereoisomer, yang mampu dipisahkan dengan kristalisasi fraksional.
Kina
Kerangka struktural molekul kina. Sumber: Benjah-bmm27.
Dalam contoh di atas, untuk merujuk pada campuran rasemat asam tartarat biasanya dituliskan sebagai (±)-asam tartarat. Jadi, dalam kasus kina (gambar atas) akan menjadi (±) -kinin.
Isomerisme kuinin rumit: ia memiliki empat karbon kiral, yang menghasilkan enam belas diastereoisomer. Menariknya, dua enansiomernya (satu dengan OH di atas bidang dan yang lainnya di bawahnya) sebenarnya adalah diastereoisomer, karena mereka berbeda dalam konfigurasi karbon kiral lainnya (dari bicyclo dengan atom N).
Sekarang, sulit untuk menentukan stereoisomer kina mana yang akan membelokkan cahaya terpolarisasi ke kanan atau ke kiri.
Thalidomide
Enansiomer thalidomide. Sumber: Ahli Vaksinasi
Enansiomer thalidomide ditunjukkan di atas. Ia hanya memiliki satu karbon kiral: yang terkait dengan nitrogen yang bergabung dengan kedua cincin (salah satu phthalimide dan yang lainnya dari gluteramide).
Pada enansiomer R (dengan sifat sedatif), cincin ftalimida (yang ada di kiri) diorientasikan di atas bidang; sedangkan di enansiomer S (dengan sifat mutagenik), di bawah.
Tidak diketahui mata persen yang mana dari keduanya yang membelokkan cahaya ke kiri atau ke kanan. Apa yang diketahui adalah bahwa campuran 1: 1 atau 50% dari kedua enansiomer membentuk campuran rasemat (±) -talidomida.
Jika Anda hanya ingin memasarkan thalidomide sebagai obat penenang hipnosis, campuran rasemiknya harus tunduk pada resolusi kiral yang telah disebutkan, sedemikian rupa sehingga enansiomer R murni diperoleh.
1,2-Epoxypropane
1,2-epoxypropane enantiomer. Sumber: Gabriel Bolívar.
Pada gambar atas Anda memiliki pasangan enansiomer 1,2-epoxypropane. Enansiomer R membelokkan cahaya terpolarisasi ke kanan, sedangkan enansiomer S mengalihkannya ke kiri; yaitu, yang pertama adalah (R) - (+) - 1,2-epoxypropane, dan yang kedua adalah (S) - (-) - 1,2-epoxypropane.
Campuran rasemat keduanya, sekali lagi, dalam rasio 1: 1 atau 50%, menjadi (±) -1,2-epoxypropane.
1-Phenylethylamine
Enansiomer dari 1-Phenylethylamine. Sumber: Gabriel Bolívar.
Tampak di atas adalah campuran rasemat lain yang dibentuk oleh dua enansiomer 1-Phenylethylamine. Enansiomer R adalah (R) - (+) - 1-Phenylethylamine, dan S enansiomer adalah (S) - (-) - 1-Phenylethylamine; satu memiliki gugus metil, CH 3 , menunjuk keluar dari bidang cincin aromatik, dan yang lainnya menunjuk ke bawahnya.
Perhatikan bahwa jika konfigurasinya adalah R, kadang-kadang bertepatan dengan fakta bahwa enansiomer memutar cahaya terpolarisasi ke kanan; Namun, itu tidak selalu berlaku dan tidak bisa dianggap sebagai aturan umum.
Komentar terakhir
Lebih penting dari ada atau tidaknya campuran rasemat adalah resolusi kiral mereka. Hal ini berlaku terutama untuk senyawa dengan efek farmakologis yang bergantung pada stereoisomerisme tersebut; Artinya, satu enansiomer dapat bermanfaat bagi pasien, sedangkan enansiomer lainnya dapat memengaruhinya.
Itulah mengapa resolusi kiral ini digunakan untuk memisahkan campuran rasemat menjadi komponennya, dan dengan demikian dapat memasarkannya sebagai obat murni yang bebas dari kotoran berbahaya.
Referensi
- Morrison, RT dan Boyd, R, N. (1987). Kimia organik. Edisi ke-5. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amina. (Edisi ke-10.). Wiley Plus.
- Steven A. Hardinger. (2017). Glosarium Ilustrasi Kimia Organik: Campuran Rasemat. Departemen Kimia & Biokimia, UCLA. Diperoleh dari: chem.ucla.edu
- Nancy Devino. (2019). Campuran Rasemik: Definisi & Contoh. Belajar. Diperoleh dari: study.com
- James Ashenhurst. (2019). Stereokimia dan Kiralitas: Apa itu Campuran Rasemik? Diperoleh dari: masterorganicchemistry.com
- John C. Leffingwell. (2003). Kiralitas & Bioaktivitas I.: Farmakologi. . Diperoleh dari: leffingwell.com