در حال ویرایش ایجاد یک مرکز کایرال ،سنتز و فعالیت نوری

(Generation of a chiral center. Synthesis and optical activity)




یکی از محصولات کلردار شدن –n بوتان، ترکیب کایرال بوتیل کلرید نوع دوم است.
این ترکیب می‌تواند به صورت دو انانتیومرI و II وجود داشته باشد که به صورت R و S مشخص می‌گردند.




البته هر انانتیومر می‌تواند از نظر نوری فعال باشد. حال اگر ما بوتیل‌کلرید نوع دوم را که از کلردار شدن -n بوتان به دست آورده‌ایم در یک پلاریمتر قرار دهیم، آیا صفحة نور پلاریزه را خواهد چرخاند؟ پاسخ منفی است زیرا تهیه این ترکیب از طریق ذکر شده منجر به ایجاد مخلوط راسمیک خواهد شد. سئوال بعدی این است که| چرا یک مخلوط راسمیک ایجاد می‌شود؟

در اولین مرحله واکنش، یک اتم کلر،‌ هیدروژن را جدا نموده و در نتیجه هیدروژن کلرید و رادیکال آزاد نوع دوم تشکیل می‌شود. کربنی که حامل الکترون فرد در رادیکال آزاد است به صورت هیبریدsp² بوده (سه وجهی) و از این رو قسمتی از مولکول مسطح است، یعنی اتم کربن سه‌وجهی و هیدروژنهای متصل به آن در یک صفحه قرار دارند. در مرحله دوم، رادیکال آزاد، کلر را از یک مولکول کلر جدا نموده و بوتیل کلرید نوع دوم ایجاد می‌کند. و لیکن کلر ممکن است به هر طرف از رادیکال مسطح متصل شود و بسته به این که کدام طرف،‌ یکی از دو محصول R یا S را ایجاد می‌نماید. از آنجا که شانس متصل شدن به هر طرف کاملاً یکسان است، انانتیومرها به میزان یکسانی ایجاد شده و محصول یک مخلوط راسمیک است.

اگر بخواهیم آنچه را که توضیح داده شده برای سنتز هر ترکیبی – و بر پایه هر مکانیسمی، درست یا غلط- به کار بریم به نتیجه یکسانی دست می‌یابیم| تا زمانی که هیچ یک از واکنش دهنده‌ها یا واکنشگر‌ها (یا محیط آزمایش) فعالیت نوری نداشته باشند، محصول غیر فعال نوری به دست می‌آید. در مرحله‌ای که واکنش دو مسیر وجود خواهد داشت که یکی از آنها منجر به ایجاد یک انانتیومر و مسیر دیگر باعث به وجود آمدن انانتیومر مخالف با اولی می‌شود. هر دو مسیر همیشه یکسان بوده و انتخاب بین آنها اتفاقی است. این پیش‌بینی‌ها با حقیقت مطابقت دارند. در سنتز ترکیبات کایرال از واکنش‌دهنده‌های ناکایرال همیشه مخلوط راسمیک ایجاد می‌شود. این بیان یک جنبه از این قانون کلی‌تر است که واکنش دهنده‌های غیرفعال نوری محصولات غیر فعال نوری ایجاد می‌نمایند.



برای خالص نمودن. بوتیل کلرید نوع دوم که از کلردار شدن -n بوتان به دست می‌آید،‌ از تقطیر جزءبه جزء استفاده می‌شود. اما از آنجا که انانتیومرهای بوتیل کلرید نوع دوم دقیقاً نقطه جوش یکسانی دارند با هم تقطیر می‌شوند و نمی‌توان آنها را به وسیله تقطیر جزءبه جزء جداسازی نمود. همچنین به وسیله عمل تبلور، جداسازی آنها امکان پذیر نیست زیرا انحلال پذیری آنها در هر حلالی (غیرفعال نوری) یکسان است. پس می‌توان به سهولت دریافت که هرگاه در یک واکنش یک مخلوط راسمیک ایجاد شود، بدین معنی است که ما (با روشهای معمول) یک مخلوط راسمیک را جداسازی خواهیم نمود.

اگر از یک سنتز شیمیایی معمولی، مخلوط راسمیک حاصل شود و اگر نتوان آن را با روشهای معمول از قبیل تقطیر،‌تبلور و غیرو جداسازی نمود،‌چگونه می‌توان دریافت که از دو ماده فعال نوری ساخته شده است؟ جداسازی انانتیومرها (که تفکیک نامیده می‌شود) با روشهای خاصی امکان‌پذیر است؛‌ این عمل شامل استفاده از واکنشگرهای فعال نوری است که متعاقباً مورد بررسی قرار خواهد گرفت.