ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы определения оптической (энантиомерной) чистоты из "Стереохимия Издание 2" При работе с оптически активными веществами полная химическая индивидуальность еще не является гарантией чистоты в стереохимическом смысле необходимо знать, представляет ли собой вещество чистый энантиомер или в нем имеется примесь другого энантиомера иными словами, необходимо знать оптическую чистоту. [c.106] Практическим критерием 100 %-ной оптической чистоты кристаллического вещества часто может служить неизменность его оптического вращения и температуры плавления в ходе дальнейших перекристаллизаций. Однако этот критерий не может быть абсолютно надежным даже частично расщепленный энантиомер может не менять своих констант, если рацемическая модификация образует твердый раствор, состав которого не изменяется при дальнейшей кристаллизации (подобно тому, как существуют азеотропные смеси, не меняющие своего состава при перегонке). Другим признаком служит неизменность тех же констант для диастереомерных солей при их дополнительной перекристаллизации. Однако и этот критерий не обладает абсолютной надежностью. Довольно хорошим признаком полной оптической чистоты может служить получение обоих антиподов с одинаковым абсолютным значением оптического вращения, особенно если оба антипода получались независимым путем с использованием разных асимметрических реагентов. [c.106] В определенных случаях может оказаться полезным наблюдение, сделанное в начале 70-х годов если к истинному рацемату (т. е. не конгломерату, не смешанным кристаллам ) примешан один из энантиомеров, то его можно извлечь растворителем, способным образовывать водородную связь. Так, из не полностью расщепленного бензоил-а-фенилэтиламина чистый энантиомер можно извлечь аллиламином. [c.106] До начала 60-х годов не существовало общего метода определения оптической чистоты, в настоящее же время имеется набор таких методов. Подробно эти методы рассмотрены в книге [126], здесь мы лишь кратко познакомимся с ними. [c.106] Метод двойного расщепления, предложенный А. Оро, основан на следующих соображениях. [c.106] Когда вещество А, состоящее из смеси (-1-)-А и ( —)-А, реагирует с оптически активным веществом (- -)-Б, то фактически протекают две реакции (схемы 114, 115). [c.106] Позднее Оро разработал другой вариант этого метода, в котором проводится реакция рацемического а-фенилмасляного ангидрида с хиральным спиртом. Для последующего расчета оптической чистоты кроме значений оптического вращения необходимо знать еще и химический выход в двух реакциях, проведенных до разной степени превращения. [c.107] Ферментативный метод определения энантиомерной чистоты основан на использовании высокостереоспецифичных ферментов. Так, например, оксидаза аминокислот окисляет -аминокислоты в 1000 раз быстрее, чем О-аминокислоты. Таким образом, если взять 0-аминокислоту, оптическую чистоту которой необходимо проверить, то отсутствие реакции с оксидазой аминокислот укажет на практически полную оптическую чистоту (не менее 99,9 %). Если же ферментативное окисление якобы чистой Ь-аминокислоты идет с заметной скоростью, то это следует считать призна-ко.м того, что она содержит примесь -аминокислоты. [c.107] Чаще всего в вещество, энантиомерную чистоту которого хотят определить, действием подходящего оптически чистого реагента вводят дополнительную хиральность. Если вещество было оптически чистым, то образуется один диастереомер, если же оно содержало примесь второго антипода,— два диастереомера. Установить это можно с помощью ряда методов, прежде всего ГЖХ и спектроскопии ЯМР. [c.108] В газожидкостной хроматографии диастереомеры могут дать раздельные пики, отношение площадей которых укажет на соотношение антиподов в исследуемом оптически активном веществе. Прежде чем использовать этот метод, надо на заведомо оптически нечистом веществе убедиться, что диастереомеры в данном случае действительно имеют разное время выхода на применяемой колонке. [c.108] Метод ГЖХ используют, например, для определения оптической чистоты аминокислот. Для этого их превращают в Л -трифторацетильные производные (это повышает летучесть), а в карбоксильную группу вводят остаток оптически чистого спирта или амина (схемы 118, 119). Полученные диастереомеры дадут два пика на хроматограммах, если изучаемая аминокислота не была оптически чистой соотношение площадей пиков позволит определить оптическую чистоту. [c.108] На хиральных неподвижных фазах можно непосредственно определять оптическую чистоту энантиомеров, не превращая их в диастереомеры. Хорошие результаты получены при использовании силанизированного силикагеля с закрепленными на нем остатками аминокислот [формула (173)I (см. обзор [127 ). [c.108] Образовался ли один диастереомер или два, можно определить также методом спектроскопии ЯМР. В диастереомерах Н-атомы использованного реагента становятся диастереотопными, и поэтому сигналы одинаковых протонов у двух диастереомеров будут отличаться. Таким образом, если определяемое вещество содержало примесь антипода, то сигналы окажутся дублированными. По соотношению интегральных интенсивностей пары сигналов можно определить соотношение диастереомеров и тем самым энантиомерную чистоту исходного вещества. [c.109] Рассмотрим в качестве примера частично расщепленный ( + ) -а-фенилэтиламин, имеющий [а]о- -22,6° (метанол, с 8,6). В качестве реагента был использован хлорангидрид оптически чистой 0-метилминдальной кислоты (180). В спектре ЯМР образовавшегося амида (181) имеются два синглета, принадлежащие протонам метиновой группы (а), два синг-лета протонов метоксигруппы (б) и два дублета протонов С-метильной группы (в). Из соотношения интегральных интенсивностей пиков было найдено, что соотношение антиподов в исходном а-фенилэтиламине равно 90 10 это позволило рассчитать оптическую чистоту (80 %) и на ее основе — вращение оптически чистого а-фенилэтиламина. Найденное значение [а]д (- -28,3° в метаноле) хорошо согласуется с известным (+28,5°). [c.109] Для определения энантиомерной чистоты как кислот, так и спиртов могут быть использованы спектры ЯМР диастереомерных эфиров а-за-мещенных фенилуксусных кислот со вторичными спиртами [формула (182)]. [c.110] Для определения оптической чистоты гликолей (184) предложено переводить их в ацетали взаимодействием с (5) - ( + )-2-пропилциклогексано-ном (183). При этом углеродный атом карбонильной группы превращается в дополнительный хиральный центр, и возникают четыре диастереомера (схема 120). [c.110] В HPL и спектрах ЯМР С все днастереомеры дают раздельные сигналы, причем площади сигналов соединений (185) и (186) [как и пары (187) и (188)] одинаковы в случае рацемических гликолей, в случае же оптически активных гликолей соотношение этих площадей позволяет определить оптическую чистоту (рис. 2.1). [c.110] Вернуться к основной статье