6.13: Відкриття енантіомерів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 23592

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Мета навчання

описати внесок Жана Батіста Бйо та Луї Пастера в розуміння оптичних ізомерів

Оскільки енантіомери мають ідентичні фізико-хімічні властивості в ахіральних середовищах, поділ стереоізомерних компонентів рацемічної суміші або рацемату зазвичай неможливо звичайними методами дистиляції та кристалізації. Однак у деяких випадках кристалічні звички твердих енантіомерів і рацематів дозволяють хіміку (діючи як хіральний розчинник) дискримінувати енантіомерні компоненти суміші. Як фон для наступного прикладу рекомендується переглянути розділ про властивості кристалів.

Винна кислота, її калієва сіль, відома в давнину як «зубний камінь», послужила локусом кількох знакових подій в історії стереохімії. У 1832 році французький хімік Жан Батист Бйо зауважив, що винна кислота, отримана з зубного каменю, оптично активна, обертаючи площину поляризованого світла за годинниковою стрілкою (декстроротаторной). Також була відома оптично неактивна, більш висока плавлення, форма винної кислоти, звана рацемінової кислотою. Трохи більше десятиліття по тому молодий Луї Пастер провів ретельне вивчення кристалічних форм, припускаються різними солями цих кислот. Він помітив, що при певних умовах натрієво-амонійна змішана сіль рацеминовой кислоти утворює суміш енантіоморфних гемігранних кристалів; малюнок такої пари показаний праворуч. Пастер міркував, що дисиметрія кристалів може відображати оптичну активність і дисиметрію молекул його компонента. Підібравши різні кристали окремо пінцетом, він виявив, що одна група дала відому декстроротаторную винну кислоту, виміряну Biot; друга призвела до раніше невідомої леворотаторной винної кислоти, що має ту ж температуру плавлення, що і декстроротаторная кислота. Сьогодні ми визнаємо, що Пастер досяг першої роздільної здатності рацемічної суміші і заклав основу того, що ми зараз називаємо стереохімією.

Оптичну активність вперше спостерігав французький фізик Жан-Батист Бйо. Він дійшов висновку, що зміна напрямку плоскополяризованого світла при його проходженні через певні речовини насправді є обертанням світла і що воно має молекулярну основу. Його творчість підтримало експериментування Луї Пастера. Пастер спостерігав за існуванням двох кристалів, які були дзеркальними відображеннями в винній кислоті, кислоті, знайденої у вині. Завдяки скрупульозним експериментам він виявив, що один набір молекул обертається поляризованим світлом за годинниковою стрілкою, а інший повертає світло проти годинникової стрілки в тій же мірі. Він також зауважив, що суміш обох, рацемічна суміш (або рацемічна модифікація), не обертала світло, оскільки оптична активність однієї молекули скасувала ефекти іншої молекули. Пастер першим показав існування хіральних молекул.