Enantiomer

Enantiomeri (od grčkih reči ἐνάντιος - suprotan, i μέρος - deo) su stereoizomeri koji se odnose kao predmet i lik u ogledalu i ujedno se ne mogu međusobno preklopiti. Plastično prikazano, njihov odnos je istovetan odnosu leve i desne šake ljudske ruke.

(S)-(+)-mlečna kiselina (levo) i (R)-(–)-mlečna kiselina (desno) su poput tela i lika u ogledalu

Enantiomeri pokazuju iste fizičke osobine, osim u pogledu rotacije ravni polarizovane svetlosti, gde oba enantiomera ravan okreću za isti ugao, ali u suprotnim smerovima. U prisustvu simetričnih reagenasa, ne postoji razlika u hemijskim osobinama enantiomera, ali je ona uočljiva u reakcijama sa hiralnim reagensima. Smeša ekvimolarnih količina enantiomera jednog stereoizomera naziva se racemska modifikacija i usled međusobno anulirajućeg efekta enantiomera, racemat ne pokazuje optičku aktivnost.

Nomenklatura

Postoji više konvencija pri imenovanju enantiomera koje se zasnivaju na dodavanju prefiksa ispred naziva jedinjenja u cilju opisivanja konfiguracije na hiralnom ugljenikovom atomu (odnosno stereocentru):

• D- / L- nomenklatura

D-/L- nomenklatura se zasniva na stvarnoj geometriji svakog enantiomera, u poređenju sa, u prirodi najzastupljenijim, (+)-gliceraldehidom za kojeg se proizvoljno uzelo da ima D- konfiguraciju.

• R / S nomenklatura

R/S nomenklatura je trenutno jedina nomenklatura koje dozvoljava potpuno dosledno opisivanje apsolutne konfiguracije na hiralnim atomima. Zasniva se na CIP pravilima (Cahn-Ingold-Prelog pravilima) dodeljivanja prioriteta supstituentima. Molekuli sa više stereocentara imaju u prefiksu onoliko R/S odrednica, koliko i stereocentara.

• (+)- / (–)-

(+)-/(–)- prefiksi ni na koji način ne govore o konfiguraciji na hiralnom atomu. Oni se odnose na optičku aktivnost datog molekula u smislu da se enantiomeru koji rotira ravan polarizovane svetlosti u desno dodeljuje prefiks (+)- (ili d-) a onom u koji je rotira u levo (-)- (ili l-).

Ne postoji šablonski način za prevođenje jedne nomenklature u drugu, niti su one usko povezane. Pun naziv enantiomera, koji opisuje apsolutnu konfiguraciju njegovih hiralnih atoma, najčešće koristi R/S nomenklaturu, uz dodatak smera rotacije ravni polarizovane svetlosti, u slučaju da je molekul optički aktivan.

Pojmovi vezani za enantiomeriju

• Ugao rotacije ili specifična rotacija predstavlja ugao za koji skreće ravan polarizovane svetlosti propuštene kroz optički aktivan medijum. Ugao rotacije je specifičan za svaku optički aktivnu susptancu ili smešu supstanci.

Za rastvor supstance, pri određenoj temperaturi (t) i talasnoj dužini propuštene svetlosti (λ) specifična optička rotacije se izračunava prema formuli:

$\alpha (\lambda ,t)={\frac {100\cdot \alpha _{0}}{c\cdot l}}$

gde je c - koncentracija rastvora, a l debljina sloja kroz koji prolazi svetlost.

Za čistu supstancu u tečnoj fazi, koristi se izmenjena varijanta ove formule:

$\alpha (\lambda ,t)={\frac {\alpha _{0}}{d\cdot l}}$

gde je d - gustina tečnosti.

• Enantiomerna čistoća (engl. Enantiomer excess - e.e.) predstavlja odnos jednog i drugog enantiomera u njihovoj smeši i dobija se kao apsolutna vrednost razlike molarnog ili masenog udela enantiomera, pomnožena sa 100. Prilagođeno lakšem izračunavanju, formula bi mogla da izgleda ovako:

$e.e.(u\%)={\frac {\left|n((+)-e)-n((-)-e)\right|}{n((+)-e)+n((-)-e)}}\cdot 100$

gde su n((+)-e) i n((-)-e) brojevi molova jednog i drugog enantiomera.

• Optička čistoća predstavlja količnik specifične rotacije date smeše enantiomera i specifične rotacije čistog enantiomera.
• Optički aktivna supstanca se naziva enantiočistom ili homohiralnom ako se sastoji samo od jednog enantiomernog oblika.
• Optički aktivna supstanca se naziva enantioobogaćenom ili heterohiralnom ako sadrži veću količinu jednog enantiomernog oblika, ali uz prisustvo drugog.

Dobijanje čistih enantiomera

Postoji nekoliko pristupa dobijanju čistih enantiomera. Jedan od najranije upotrebljavanih načina je razlaganjem racemata, metoda koju je upotrebio još Paster, prilikom izolovanja enantiomera vinske kiseline. Metoda koju je on upotrebio zasnivala se na kristalizaciji racemske smeše, i naknadnim odvajanjem kristala pojedinih enantiomera na osnovu različite simetrije. Nakon ove, razvijene su brojne druge, savršenije, metode razlaganja racemata.

Druge metode se zasnivaju na sintetskom dobijanju čistih enantiomera u stereoselektivnim reakcijama. Ovakve asimetrične sinteze imaju više generacija (sa različitim pristupima sintezi), i danas su u širokoj upotrebi.

Povezano

• Stereoizomerija
• Hiralnost molekula
• Racemska modifikacija
• Optička aktivnost

Literatura

• Ernest L. Eliel, Samuel H. Wilen (1994). Stereochemistry of Organic Compounds (1 izd.). Wiley, John & Sons, Incorporated. ISBN 0-471-01670-5. 
• Ernest L. Eliel, Samuel H. Wilen, Michael P. Doyle (2001). Basic Organic Stereochemistry. Wiley-Interscience. ISBN 0-471-37499-7. 
• Kurt Martin Mislow Kurt Mislow (Jan 15, 2003). Introduction to Stereochemistry. Dover Publications. ISBN 0-486-42530-4. 
• D. Nasipuri (1994). Stereochemistry of Organic Compounds: Principles and Applications (2 edition izd.). South Asia Books. ISBN 81-224-0570-3. 

Spoljašnje veze

Enantiomer na Wikimedijinoj ostavi

• chemwiki:stereoisomerism Arhivirano 2014-02-22 na Wayback Machine-u