Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 131
Текст из файла (страница 131)
Кинетячески рацемизация обычно описывается ур-вием для необратимой р-ции первого порядка: й (2,3/г) 1й а /тт„ где !т — константа скорости рацемизации, пв и ц,-величины соотв. первонач. оптнч, вращения я ко времени г. В зависимости от природы элементов хнральностн молекулы энантиомера рацемизация м.б. либо химической, либо физической. Хим. рацемнзация наяб. характерна для соед., в молекулах к-рых хиральным центром является асим. атом углерода. Отрыв от него одного из заместителей приводит к образованию нлоского карбкатиона и потере хнральности. Послед.
присоединение этого же заместителя происходит равновероятно с обеих сторон плоскости карбкатиона, что приводит к образованию Р. По др. механизму рацемизация протекает с промежут. образованием карбаниона, напр. в результате отрыва протона от асим. атома С, При термяч. радемизацни в результате гомолитич, разрыва связи асим. атома с одним из заместителей образуются радикалы, к-рые при рекомбинации дают Р. Легкость протекаияя рацемизация зависит от типа функц.
групп, связанных с асим. атомом С. Легко рацеьшзуются саед., содержащие в качестве заместятелей прн асям. центре атом водорода и сильный акцептор электронов, напр. молочная к-та СН, — СНОН вЂ” СООН, дикетоны К вЂ” СО— — СНК' — СОК" й т.д. У дякегонов хнральность исчезает в результате енолнзации. В то же время саед., не склонные к образованию промежут, ионов или таугомерным превращениям, напр. алканы, устойчивы к рацемизации. Существуют саед., к-рые хотя и образуют промежут.
ионы, не подвергаются рапемизации, вследствие стерич, особенностей структуры ях молекул. Напр., у производных камфоры или тряптицена, в молекулах к-рых аснм. атом С находится в вершние цнклич. системы, присоединение протона к промежут. карбаниону возможно только со стороны, противоположной цнклич, системе: Н 1 Физ, рацемнзацяю наиб. легко проследить на прямерах таких родственных саед., ках амины, фосфины, арсняы, стибины ЭК'К'К'.
Молекулы этих саед. имеют нсподеленную пару электронов, и при наличии разл. заместителей у гетероатома для нях возможна оптич. язомерия. Рацемязацня энантиомерных форм этих соед. обусловлена лирами- дальном инверсией. В случае аминов вследствие быстрой инверсии выделять оптич. нзовтерьт обычно не улается; амины существуют тольхо в виде Р.
Исключения — циклнч. саед. (основания трегера, азириднны, дназириднны) я третячные амины )х(К К'К', содержащие в радикалах К электроотрицат. заместятели. С ростом размера гетероатома в ряду )х( < Р < Аз < БЬ величина энергетяч. барьера ннверсви для саед. ЭК'КвК' возрастает, соотв, увеличивается и устойчивость этих соел. к рацемнзацнн. Стнбины вполне стабильны и пря нормальных условиях могут существовать в виде Р, я отдельных энантяомеров. Без к.-л. хнм, р-ций цроисходит рацемязапяя саед, смол. асимметрией. Такие соек. рацемизуются в результате взаимного перемещения (гелицены) илн вращения (производные дифенила) отдельных фрагментов их молекул. Если энергетяч. барьер этих перемещений достаточно высок, саед. устойчивы к рацемизации (производные дифенила с четырьмя объемистыми заместителлми в арта-положениях нлн геляпены, содержащие в молекуле более шести яонденснр.
колец), в случае же малых энергетнч. барьеров рацемизацив осуществляется достаточно легко. 390 200 РАЦЕМИЗАЦИЯ Расщепление Р. Обратный рацемизации процесс — вылеление энантиомеров из их рацемич. смеси — наз. расщеплением Р. Впервые расщепление Р. было осуществлено (Л. Пастер, !848) при кристаллизации натрий-аммониевой соли виногралной к-ты; выделенный осадок лредставлял собой энантиоморфную смесь кристаллов, а индивидуальные кристаллы — либо лево-, либо правоврашающие формы винной к-ты.
Известно лишь песк, десятков примеров расщеплении Р. при спонтанной кристаллизации знантиомеров. Более общий метод заключается в том, что в пересыщ, р-р Р. вводят затравку кристаллов одного из эиантиомеров, что приводит к кристаллизации именно этого оптич. изомера. Затем в оставшийся р-р добавляют затравку кристаллоп второго энантиомера н тем самым вызывают его кристаллизацию, поскольку именно этчм оптич, изомером пересыщен осгавшнйсл р-р, и т.д.
Расщепление Р. путем затравочной кристаллизации реализовано в иром-сти (напр., для )3,) -глутаминовой к-ты), однако этот способ также не универсален. Др. способ расщепления Р.— бнохимический -основан на том, что микроорганизмы при своем развитии используют только один из двух оптич, изомеров, присутствующих в Р. Остающийся энантиомер м.б. выделен. Этот путь позволяет получать только один из энантиомеров, второй необратимо терветсв. Избирательность действия микроорганизмов по отношению к энантиомерам связана с высокой энантиоселектнвиостью содержашихсв в микроорганизмах ферментов.
Поэтому для разделении энантиомеров нет необхолимосги применить сами микроорганизмы, достаточно использовать в этих целик выделенные из биол. объектов ферментные препараты. Наиб. широко для расщеплении Р. применяют гидролазы — ферменты, катализирующие гидролиз сложноэфирных нли ачидньп связей. При этом гидролизу подвергается только одни из двух энантиомеров субстрата, а разлеление конечной смеси, напр., своб. к-ты и ее сложного афера м.б. легко осуществлено обычными мего- дами. Так, при действии фермента ацилазы на рацемич. Х-ациламинокислоту гнлролизу (а следовательно, и отделению) подвергается лишь 1,-форма.
В то же время высокая спецнфичность действия ферментов ограничивает их использование, поскольку мн. синтетические Р., не встречающиеси в живой природе, не подвергаются воздействию ферментов. Др. недостаток этого метода -относительно высокая стоимость ферментов. Тем не менее расщепление Р. с использованием иммобилизованных на нерастворимом носителе ферментов реализовано в пром. произ-ве оптически активных аминокислот.
Наиб. общий метод расщепления Р.-химический, при к-ром на Р. действуют оптически активным реагентом, в результате чего образуется новак пара в-в.-диастереомеров. Последнис м.б. разделены вследствие различия в их физ. св-вах. Хнральный реагент после разлеления днастереомеров отщепляют.
Напр., рацемич. (Я, 5)-1-фенилэтиламин образует с приролной (2Л, 3)1)-винной к-той две диастереомерные соли; Г()1)-1-фенилэтнламин] П2й, 3)1)-винная к-та) и [(эГ1-фенилэтиламин3 'Г(2Я, 3)Г)-винная к-та3, к-рые обладают разл. р-римостью в этаиоле и м.б. разделены кристаллизацией. Своб, амин выделяют затем экстракцией диэтиловым эфиром из водного щелочного р-ра соли. Длв расщепления рацемич. к-т используют их способность образовывать соли с хиральными прир.
и синтетич. основаниями — хинином, бруцином, стрихнином, 1-фенилэтиламином и др. Рацемич. спирты расщепляют путем превращения их в кислые эфиры дикарбоновых к-т (напр., фталсвой) с послед. кристаллизацией в виде лиастереомерной соли с хиральным амином. Метол расщепления Р. путем превращения их в диастереомеры не пригоден для орг. соед., не имеющих функц. групп, напр, для алканов.
Дли расщепленив таких Р. используют„ напр., способность мочеввны к образованию клатратов. Мочевнна кристаллизуетсх в хиральной гексагон. решетке, в цилиндрнч. каналах к-рой могут размещаться молекулы «гостив. Кристаллы мочевины м.б. как право-, так н лево- 391 вращающими, поэтому клатраты мочевины с энантиомерами приобретают характер диаотереомеров. Разделение Р. по этому способу осуществляют внесением затравки одного иэ энаитиомеров в насыш. р-р мочевины и Р., выпадающие при этом кристаллы клатрата обогащены именно внесенным энантномером.
Др. хим. метод расщепления Р.— кинетнч. расщепление, основанное на том, что в р-цилх с оптически активными реагентаьги (или в нрисут. хнральных катализаторов или хиральных р-рителей) скорость превращения одного энантномера не равна скорости превращения другого. Если в подобную р-цию ввести рацемат и прервать р-цию до ее полного завершения, то один из энантиомеров, реагируя быстрее, будет преобладать в продукте р-цни, другой-в непрореагировавшем остатке. Пример — распгепление рацемвч. (л-толил) мезитилсульфоксида восстановлением под действием реагента, полученного из оптически активного 1-фенилэтиламнна и А1Нз.
Асям. превращениями наз. процессы, в ходе к-рых происходит превращение Р. в смесь энантиомеров с преобладанием одного из них. К асам. превращениям относится, в частности, мутарошаиия моносахаридов. Этот метод наз. также ретрорацемизацией. Для расщеплении Р. используют также хроматойрафию на хиральных неподвижных фазах. Ранее в качестве таких фаз использовали прир, хиральные полимеры — белки, крахмал, целлюлозу, шерсть и др., из к-рых теперь применяют только мнкрокристаллич.
целлюлозу и ее производные. В осн. для расщепления Р. использугот более селектнвные синтетич. хиральные сорбенты, полученные специально длв разделении той или иной группы рацемнч. соединений, Так, Р., молекулы к-рых содержат фрагменты, способные к образованию комплексов с переносом заряда, м.б.
расщеплены на хиральных фазах, имеющих структуру нафтилглицина (для электроноакцепторньи молекул) или динитробензоиламинокислот и пикрил(1-фенилэтил) амина (для электронодонорных молекул). Соед., способные к образованию комплексов с переходными металлами, м.б. разделены на энантиомеры методом лигандообменной хроматографии с использованием хиральных комплексообразующих сорбентов.
Этим методом распгепляют, напр., меченные тритием а-аминокислоты. Применяют сорбенты, солержашие фрагменты пиклолекстринов, расщепление Р, на ннх осуществляется в результате образования соед. включения, Получены хиральные стационарные фазы, разделение энантномеров на к-рых происходит благоларя возникновению волородных связей и ион-липольных взаимол, между энантиомерами и сорбентом. Расщепление Р. хроматографич. методом позволает олновременно получить и информацию об оптич.
чистоте выделенных энантиомеров. Лих. Па апов а.Ы., Старее хчиа 2 изх., м., щзз; Ыщнег Г., СММ1 А, % Ып 3. Н, Леве(южегь гаееап г вш )ег йаееь И у, щэь А. 4 Юрг жм. РАЦЕМИЗАПИЯ, см. Рачежаты. РАШИГА РЕАКЦИИ. 1) Синтез гнлразнна н алкилгидразинов, взаимод. аммиака, первичных илн вторичных аминов с Х-хлорамином, напр.: й й ХН -'; С1НН, М1Н й й К вЂ” обычно Н, А1(г, СН,СН=СН Р-цию осуществляют прн т-рах от 0 до 100 С. Процессу мешает присутствие следов тяжелых металдов, к-рые катализируют окисление образующихся глдразинов. Для связывания ионов металлов в реакц. среду добавляют обычно желатин. Выхолы моноалкилгидразинов 50 — 75'/е, диалкилгцдразинов 30-500А.
Р-цию используют длл иром, получения гидразина и аакилгндразинов. Она открыта в 1907 Ф. Рашигом. Лшпг Иоффе В. В., Кугнеаох М. А., Потеках А. А., Хима» оргаюги. схнх праюваааих гахраэнна Л„ГЧ79, с. 58. 2) Парофазиый двустадийный синтез фенола из бензола: 392 СНСООН СНСООН Х 8СрНа ! СН,СН,СНт — )~~ — СН, О СХНСНвСНхХ(СаНа)а ' НС1 ОСНз ХНв Эти в-ва влияют на нейромедиаторные системы рвотного центра и хеморецепторы «пусковой зоны». Широко применяемые тиэтилперазин (ф-ла 1) и мстоклопрамяд (Н) оказывают успокаивающее действие на рвотный центр, блокируют дофаминовые рецепторы мозга. Противорвотиме ср-ва используют пря укачивании (т.
яаз. морской и воздушной болезнях) и др. заболеваниях, сопровождающихся тошнотой и рвотой. Г. я. Шяярч. РЕАГЕНТЫ ОРГАНИЧЕСКИЕ в аналитической хамил (ОР), орг. соединения разл. классов, служащие для качеств, обнаружения или количеств. определения хим. элементов, функц. групп и спел., а также лля разделения, концентрирования, маскирования я др. вспомогат.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
