라 세미 혼합물 또는 라 세미 체는 한 등분의 두 거울상 이성질체로 구성되므로 광학적 비활성 인된다. 이 광학 활동은 솔루션이 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전 할 수있는 능력을 의미하며, 한 방향으로 통과하는 편광 광선을 사용합니다.
거울상 이성질체는 편광 된 빛을 왼쪽 (왼손잡이)으로 회전시킬 수 있으므로 순수한 용액이 광학적으로 활성화됩니다. 그러나 빛을 오른쪽으로 회전시키는 거울상 이성질체 (우회전 성)가 추가되기 시작하면 광학 활성이 비활성화 될 때까지 감소합니다.
어원을 넘어선 라 세미 혼합물과 혈연 관계를 공유하는 포도 무리. 출처 : Pexels.
이것이 일어날 때, 좌회전 성 거울상 이성질체와 dextrorotatory 거울상 이성질체의 양이 동일하다고합니다. 분자가 편광 된 빛을 왼쪽으로 회전 시키면 오른쪽으로 회전하는 다른 분자와 "만남"할 때 그 효과는 즉시 취소됩니다. 등등. 따라서 우리는 라 세미 혼합물을 갖게 될 것입니다.
거울상 이성질체의 첫 목격은 1848 년 프랑스의 화학자 루이 파스퇴르가 타르타르산 (당시 라 세미산이라고 함)의 거울상 이성질체 결정 혼합물을 연구하고있었습니다. 이 산은 와인을 만드는 데 사용되는 포도에서 나왔기 때문에이 혼합물은 모든 분자에 일반적인 방식으로 적용되었습니다.
신발과 키랄성
우선, 라 세미 혼합물이 존재하려면 두 개의 거울상 이성질체 (일반적으로)가 있어야합니다. 이는 두 분자가 모두 키랄이고 거울 이미지가 중첩되지 않음을 의미합니다. 신발 한 켤레가이를 완벽하게 보여줍니다. 왼쪽 신발을 오른쪽에 아무리 겹 치려고해도 맞지 않습니다.
즉, 오른쪽 신발은 편광을 왼쪽으로 편향시킵니다. 왼쪽 신발은 오른쪽으로 이동합니다. 신발이 분자 인 가상 솔루션에서 직선형 키랄 신발 만 있으면 이것은 광학적으로 활성화됩니다. 솔루션에 신발이 남아있는 경우에도 마찬가지입니다.
그러나 1000 개의 왼쪽 신발이 1000 개의 오른쪽 신발과 혼합 된 경우, 빛이 내부에서 겪는 편차가 서로 상쇄되기 때문에 광학적으로 비활성 인 라세 믹 혼합물이 있습니다.
신발 대신에 공, achiral 물체라면, 이것들의 라 세미 혼합물이 존재하는 것은 불가능할 것입니다. 왜냐하면 그들은 한 쌍의 거울상 이성질체로 존재할 수조차 없기 때문입니다.
예
타르타르산
타르타르산의 거울상 이성질체. 출처 : Dschanz
타르타르산으로 되돌아 가면 라 세미 혼합물이 처음으로 알려졌습니다. 위 이미지는 각각 "왼쪽"또는 "오른쪽"형태 학적면을 가진 결정을 형성 할 수있는 두 개의 거울상 이성질체를 보여줍니다. 파스퇴르는 현미경과 엄격한 노력을 통해이 거울상 이성질체 결정을 서로 분리하는 데 성공했습니다.
L (+) 및 D (-) 거울상 이성질체의 결정은 각각 편광 된 빛을 오른쪽 또는 왼쪽으로 편향시켜 광학 활성을 나타냅니다. 동일한 몰 비율의 두 결정이 물에 용해되면 결과적으로 광학적으로 비활성 인 라 세미 혼합물이 얻어집니다.
두 거울상 이성질체는 두 개의 키랄 탄소 (4 개의 다른 치환체 포함)를 가지고 있습니다. L (+)에서 OH는 탄소 골격과 COOH 그룹에 의해 형성된 평면 뒤에 있습니다. D (-)에서이 OH는 상기 평면 위에 있습니다.
타르타르산을 합성하는 사람들은 라 세미 혼합물을 얻을 것입니다. D (-)에서 L (+) 거울상 이성질체를 분리하려면 키랄 분리가 필요합니다.이 혼합물은 키랄 염기와 반응하여 분별 결정화에 의해 분리 될 수있는 부분 입체 이성질체 염을 생성합니다.
퀴닌
퀴닌 분자의 구조 골격. 출처 : Benjah-bmm27.
위의 예에서 타르타르산의 라 세미 혼합물을 지칭하기 위해 일반적으로 (±)-타르타르산으로 표기됩니다. 따라서 quinine (상단 이미지)의 경우 (±) -kinine이됩니다.
퀴닌의 이성질체는 복잡합니다. 그것은 4 개의 키랄 탄소를 가지고 있으며 16 개의 부분 입체 이성질체를 생성합니다. 흥미롭게도 두 개의 거울상 이성질체 (하나는 평면 위에 OH가 있고 다른 하나는 평면 위에 있음)는 다른 키랄 탄소 (N 원자를 가진 비 시클로의 것)의 배열이 다르기 때문에 실제로 부분 입체 이성질체입니다.
이제 퀴닌의 입체 이성질체 중 어느 것이 편광 된 빛을 오른쪽 또는 왼쪽으로 편향시킬 것인지 결정하는 것은 어렵습니다.
탈리도마이드
탈리도마이드 거울상 이성질체. 출처 : 예방 접종 사
탈리도마이드의 거울상 이성질체는 위에 나와 있습니다. 그것은 단지 하나의 키랄 탄소를 가지고 있습니다 : 하나는 두 고리를 연결하는 질소에 연결되어 있습니다 (프탈이 미드 중 하나와 글 루타 아미드 중 하나).
R 거울상 이성질체 (진정 특성 포함)에서 프탈이 미드 고리 (왼쪽에있는 고리)는 평면 위에 배치됩니다. S 거울상 이성질체 (변이원성 특성 포함)에서는 아래에 있습니다.
두 가지 중 어느 것이 빛을 왼쪽이나 오른쪽으로 편향하는지는 눈으로 알 수 없습니다. 알려진 것은 두 거울상 이성질체의 1 : 1 또는 50 % 혼합물이 라 세미 혼합물 (±)-탈리도마이드를 형성한다는 것입니다.
탈리도마이드를 최면 진정 제로 만 판매하려는 경우, 라 세미 혼합물을 이미 언급 한 키랄 분해능에 적용하여 순수한 R 거울상 이성질체를 얻을 수 있습니다.
1,2- 에폭시 프로판
1,2- 에폭시 프로판 거울상 이성질체. 출처 : Gabriel Bolívar.
위 이미지에는 1,2- 에폭시 프로판의 거울상 이성질체 쌍이 있습니다. R 거울상 이성질체는 편광 된 빛을 오른쪽으로 편향시키고 S 거울상 이성질체는 그것을 왼쪽으로 편향시킵니다. 즉, 첫 번째는 (R)-(+)-1,2- 에폭시 프로판이고 두 번째는 (S)-(-)-1,2- 에폭시 프로판입니다.
이 둘의 라 세미 혼합물은 다시 1 : 1 또는 50 % 비율로 (±) -1,2- 에폭시 프로판이됩니다.
1- 페닐 에틸 아민
1- 페닐 에틸 아민의 거울상 이성질체. 출처 : Gabriel Bolívar.
위에 표시된 것은 1- 페닐 에틸 아민의 두 거울상 이성질체에 의해 형성된 또 다른 라 세미 혼합물입니다. R 거울상 이성질체는 (R)-(+)-1- 페닐 에틸 아민이고, S 거울상 이성질체는 (S)-(-)-1- 페닐 에틸 아민이고; 하나는 방향족 고리의 평면을 가리키는 메틸기 CH 3을 가지고 있고 다른 하나는 그 아래를 가리키는 것입니다.
배열이 R 인 경우, 거울상 이성질체가 편광 된 빛을 오른쪽으로 회전한다는 사실과 일치하는 경우가 있습니다. 그러나 항상 적용되는 것은 아니며 일반적인 규칙으로 받아 들여질 수 없습니다.
최종 코멘트
라 세미 혼합물의 존재 여부보다 더 중요한 것은 키랄 분해능입니다. 이것은 특히 상기 입체 이성질체에 의존하는 약리학 적 효과를 갖는 화합물에 적용된다; 즉, 하나의 거울상 이성질체는 환자에게 유익하고 다른 하나는 그것에 영향을 미칠 수 있습니다.
그렇기 때문에 이러한 키랄 분해능은 라 세미 혼합물을 구성 요소로 분리하는 데 사용되어 유해한 불순물이없는 순수한 약물로 판매 할 수 있습니다.
참고 문헌
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