الخليط RACEMIC: CHIRALITY ، أمثلة - كيمياء - 2026

A خليط راسمي أو راسيمات يتكون من اثنين من المقابلات الضوئية في أجزاء متساوية والتي هي بالتالي غير نشط بصريا. يشير هذا النشاط البصري إلى قدرة الحلول الخاصة بك على الدوران ، في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ، شعاع من الضوء المستقطب ينتقل عبرها في اتجاه واحد.

يمتلك المتشاكل القدرة على تدوير الضوء المستقطب ، على سبيل المثال ، إلى اليسار (الأيسر) ، لذلك سيكون حله النقي نشطًا بصريًا. ومع ذلك ، إذا بدأ المتماثل الذي يدور الضوء إلى اليمين (dextrorotatory) في الإضافة إليه ، فسوف ينخفض ​​نشاطه البصري حتى يتم تعطيله.

عناقيد العنب ، التي تشترك في القرابة مع الخلائط العنصرية التي تتجاوز أصل الكلمة. المصدر: Pexels.

عندما يحدث هذا ، يقال أن هناك كميات متساوية من المتغيرات المتصاعدة والمرتفعة ؛ إذا قام الجزيء بتدوير الضوء المستقطب إلى اليسار ، فسيتم إلغاء تأثيره على الفور عندما "يصادف" جزيء آخر يدوره إلى اليمين. وما إلى ذلك وهلم جرا. لذلك ، سيكون لدينا خليط راسمي.

قام الكيميائي الفرنسي لويس باستور برؤية أول رؤية للتشكيل في عام 1848 ، حيث كان يدرس مزيجًا من بلورات enantiomeric من حمض الطرطريك (يسمى في ذلك الوقت حمض الراسيمي). نظرًا لأن هذا الحمض جاء من العنب المستخدم في صناعة النبيذ ، فقد انتهى الأمر بتطبيق هذا المزيج بطريقة عامة على جميع الجزيئات.

الأحذية و chirality

بادئ ذي بدء ، لكي يكون هناك خليط عنصري ، يجب أن يكون هناك متماثلان (عادةً) ، مما يعني أن كلا الجزيئين متماثلان وأن صورهما المرآة غير قابلة للتركيب. يوضح زوج من الأحذية هذا تمامًا: بغض النظر عن مدى صعوبة محاولة تركيب الحذاء الأيسر على اليمين ، فلن يكون مناسبًا أبدًا.

وبعبارة أخرى ، فإن الحذاء الأيمن يحرف الضوء المستقطب إلى اليسار ؛ بينما يتحرك الحذاء الأيسر إلى اليمين. في حل افتراضي حيث تكون الأحذية هي الجزيئات ، إذا كان هناك أحذية مستقيمة ومراوغة فقط ، فسيكون هذا نشطًا بصريًا. سيحدث نفس الشيء إذا لم يكن هناك سوى حذاء متبقي في الحل

ومع ذلك ، إذا كان هناك ألف حذاء يسار ممزوجًا بألف حذاء يمين ، فهناك مزيج راسيمي ، وهو أيضًا غير نشط بصريًا ، لأن الانحرافات التي يمر بها الضوء في داخله تلغي بعضها البعض.

إذا كانت بدلاً من الأحذية عبارة عن كرات ، أو كائنات آيرالية ، فسيكون من المستحيل وجود خلائط عنصرية من هذه ، لأنها لن تكون قادرة حتى على الوجود كأزواج من المتغيرات.

أمثلة

حمض الطرطريك

Enantiomers لحمض الطرطريك. المصدر: Dschanz

بالعودة إلى حمض الطرطريك ، كان الخليط الراسيمي هو أول خليط معروف. تُظهر الصورة العلوية اثنين من الصيغتين ، كل منهما قادر على تكوين بلورات ذات الوجوه المورفولوجية "اليسرى" أو "اليمنى". نجح باستور ، باستخدام مجهر وجهد صارم ، في فصل هذه البلورات المتشابهة عن بعضها البعض.

تظهر بلورات المتغيرات المتصاعدة L (+) و D (-) ، بشكل منفصل ، نشاطًا بصريًا عن طريق تحويل الضوء المستقطب إلى اليمين أو اليسار ، على التوالي. إذا ذابت كلتا البلورتين بنسب جزيئية متساوية في الماء ، فسيتم الحصول على خليط راسيمي غير نشط بصريًا نتيجة لذلك.

لاحظ أن كلا المتماثلتين لهما ذرتي كربون مراوان (مع أربعة بدائل مختلفة). في L (+) ، تكمن OHs خلف الطائرة التي شكلها الهيكل الكربوني ومجموعات COOH ؛ بينما في D (-) هذه OH فوق الطائرة المذكورة.

أولئك الذين يصنعون حمض الطرطريك سيحصلون على خليط راسيمي. لفصل L (+) enantiomer من D (-) ، من الضروري إجراء تحليل حلزوني ، حيث يتفاعل هذا الخليط مع قاعدة مراوان لإنتاج أملاح دياستيري أيزومير ، قابلة للفصل عن طريق التبلور الجزئي.

كينين

الهيكل العظمي الهيكلي لجزيء الكينين. المصدر: Benjah-bmm27.

في المثال أعلاه ، للإشارة إلى خليط راسمي من حمض الطرطريك ، يتم كتابته عادةً باسم (±) - حمض الطرطريك. وهكذا ، في حالة الكينين (الصورة العليا) سيكون (±) -كينين.

إن تماثل الكينين معقد: فهو يحتوي على أربعة ذرات كربون مراوان ، مما يؤدي إلى ظهور ستة عشر إيزومريًا ثنائيًا. ومن المثير للاهتمام ، أن اثنين من متماثلاتها (أحدهما يحتوي على OH فوق المستوى والآخر تحته) هما في الواقع أيزومرات ثنائية الأبعاد ، حيث يختلفان في تكوينات الكربون اللولبي الآخر (تلك الخاصة بالبيسيكلو مع ذرة N).

الآن ، من الصعب تحديد أي من الإيزومرات الفراغية للكينين ستحول الضوء المستقطب إلى اليمين أو اليسار.

ثاليدومايد

تاليدومايد. المصدر: التطعيم

تم عرض متشكلات الثاليدومايد أعلاه. يحتوي على كربون واحد فقط: الذي يرتبط بالنيتروجين الذي يربط كلا الحلقتين (أحدهما من الفثاليميد والآخر من الجلوتيراميد).

في R enantiomer (بخصائص مهدئة) ، تكون حلقة الفثاليميد (الموجودة على اليسار) موجهة فوق المستوى ؛ بينما في S enantiomer (مع خصائص مطفرة) ، أدناه.

ولا يعرف للعين في المائة أيهما يحرف الضوء إلى اليسار أو اليمين. ما هو معروف هو أن خليط 1: 1 أو 50٪ من كلا المتماثلين يشكلان الخليط الراسيمي (±) - تاليدومايد.

إذا كنت ترغب فقط في تسويق الثاليدومايد باعتباره مهدئًا منومًا ، فمن الضروري إخضاع خليطه العرقي إلى الدقة اللولبية التي سبق ذكرها ، بحيث يتم الحصول على المتماثل R النقي.

1،2-إيبوكسي بروبان

1،2-epoxypropane enantiomers. المصدر: غابرييل بوليفار.

في الصورة العليا لديك زوج متماثل من 1،2-epoxypropane. ينحرف المتصادق R الضوء المستقطب إلى اليمين ، بينما يحرفه المتماثل S إلى اليسار ؛ أي ، الأول هو (R) - (+) - 1،2-epoxypropane ، والثاني هو (S) - (-) - 1،2-epoxypropane.

يصبح الخليط العنصري من الاثنين ، مرة أخرى ، بنسبة 1: 1 أو 50٪ ، (±) -1،2-epoxypropane.

1- فينيلثيلامين

Enantiomers من 1-فينيل إيثيل أمين. المصدر: غابرييل بوليفار.

الموضح أعلاه هو خليط راسيمي آخر يتكون من اثنين من متماثلات 1-Phenylethylamine. إن المتماثل R هو (R) - (+) - 1-Phenylethylamine ، و S enantiomer (S) - (-) - 1-Phenylethylamine ؛ أحدهما يحتوي على مجموعة الميثيل ، CH ₃ ، مشيرًا إلى خارج مستوى الحلقة العطرية ، والآخر يشير إلى أسفله.

لاحظ أنه عندما يكون التكوين هو R ، فإنه يتزامن أحيانًا مع حقيقة أن المتماثل يقوم بتدوير الضوء المستقطب إلى اليمين ؛ ومع ذلك ، فهي لا تنطبق دائمًا ولا يمكن اعتبارها قاعدة عامة.

تعليق أخير

الأهم من وجود أو عدم وجود المخاليط العنصرية هو حلها اللولبي. وهذا ينطبق بشكل خاص على المركبات ذات التأثيرات الدوائية التي تعتمد على الأيزومير الفراغي المذكور ؛ أي أن أحد المتغيرات يمكن أن يكون مفيدًا للمريض ، بينما يمكن أن يؤثر الآخر عليه.

هذا هو السبب في استخدام هذه القرارات اللولبية لفصل الخلائط الراسيمية إلى مكوناتها ، وبالتالي تكون قادرة على تسويقها كأدوية نقية خالية من الشوائب الضارة.

المراجع

1. موريسون ، آر تي وبويد ، آر ، إن (1987). الكيمياء العضوية. 5 الطبعة. افتتاحية أديسون ويسلي Interamericana.
2. كاري ف. (2008). الكيمياء العضوية. (الطبعة السادسة). ماك جراو هيل.
3. غراهام سولومونز تي دبليو ، كريج ب. فريهل. (2011). الكيمياء العضوية. الأمينات. (الطبعة العاشرة). وايلي بلس.
4. ستيفن إيه هاردينجر. (2017). مسرد مصور للكيمياء العضوية: الخليط العنصري. قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية ، جامعة كاليفورنيا. تم الاسترجاع من: chem.ucla.edu
5. نانسي ديفينو. (2019). الخليط العرقي: التعريف والمثال. دراسة. تم الاسترجاع من: study.com
6. جيمس أشينهورست. (2019). الكيمياء التجسيمية والشرولية: ما هو الخليط العنصري؟ تم الاسترجاع من: masterorganicchemistry.com
7. جون سي ليفينجويل. (2003). Chirality & Bioactivity I.: علم الأدوية.. تم الاسترجاع من: leffingwell.com