Методы разделения смесей энантиомеров

Большинство кристаллизационных методов включает получение диастереомерных солей, обычно из Л -ацил-01-аминокислот и оптически активных оснований. Синтетическую смесь энантиомеров обрабатывают оптически активным основанием, таким как бруцин, стрихнин или 1-фенилэтиламин, в растворителе и концентрируют до тех пор, пока одна из диастереомерных солей не начнет выкристаллизовываться из смеси. При необходимости продукт можно перекристаллизовать до необходимой оптической чистоты. Более растворимый диастереомер можно концентрировать в растворе. Выделенные соли необходимо далее разложить до аминокислот. Продукт можно использовать непосредственно в синтезе, если ацильная группа подобрана соответствующим образом. Например, Л/-бензилоксикарбонил-01-аминокислоты во многих случаях можно разделить с помощью природного (—)-эфедрина." Когда нет р-метильной группы в боковом радикале, выпадает соль О-изомера когда такая группа присутствует, из раствора выпадает преимущественно -изомер (исключением является фенилаланин) [46]. Однако несмотря на множество имеющихся методов разделения, нет универсального метода, и нельзя разделить тирозин, триптофан или глутаминовую кислоту. Методы, основанные на кристаллизации, разумеется, сильно зависят от природы аминокислоты— в каждом конкретном случае требуется подбор условий. [c.244]

Поскольку больщинство физических свойств энантиомеров идентичны, их нельзя разделить обычными физическими методами, такими, как перегонка или кристаллизация. С другой стороны, диаств реомеры имеют различные физические свойства и их разделить намного легче. Поэтому один из путей разделения энантиомеров — превращение их в диастереомерные производные. Рассмотрим, наприме(р, разделение смеси (- -)- и (—)-винных кислот. Реакция рацемической кислоты с оптически активным амином дает смесь двух солей, которые являются диастереомерами и могут быть разделены фракционной кристаллизацией. Разделенные соли затем можно превратить в (-f)- и (—)-винные кислоты обработкой сильной кислотой (рис. 2.23). [c.48]

Наиболее общим методом разделения является, по-видимому, получение неидентичных производных энантиомеров путем превращения их в диастереомеры. Например, если рацемическая или о,ь-смесь кислоты превращается в соль при действии оптически активного основания, имеющего о-конфигурацию, то соль пред- ставляет собой смесь двух диастереомеров (о-кислота+о-основа-ние и ь-кислота+о-основание). Эти диастереомерные соли неидентичны и не являются зеркальными изображениями друг друга их физические свойства вследствие этого различны, и в принципе оказывается возможным разделение с помощью физических методов, например кристаллизации. Кислоты, регенерируемые из солей после их разделения, представляют собой чистые о- и ь-энантиомеры. [c.635]

Поскольку природные источники не могут удовлетворить потребность в оптически активных соединениях, то для получения энантиомеров используется метод расщепления рацематов, т. е. разделения энантиомеров, входящих в рацемическую смесь. [c.81]

Вариант метода кристаллизации, использованный Пастером в его классической работе по разделению о, ь-винной кислоты, ограничен очень небольшим числом случаев. Возможность его применения связана с образованием индивидуальных кристаллов каждого энантиомера. Так, если кристаллизацию смешанной натрий-аммониевой соли винной кислоты проводить ниже 27 °С, то вместо обычной рацемической соли образуется смесь кристаллов о- и ь-солей. Кристаллы двух различных типов, которые относятся друг к другу как предмет к его зеркальному изображению, могут [c.637]

Аналогичным методом из 5-(-н)-а-аминомасляной кислоты синтезирован 5-(—) -эпоксид (481), который при обработке дианионом, полученным из (480), дает диастереоизомерную смесь (25,5Р)- и (25, 55)-472 с выходом 30,1%. Эффективное разделение энантиомеров достигается хроматографией комплексов с оптически активными металлическими хелатами, например хелатным соединением никеля [900]. [c.167]

Модифицируя этот метод разделения рацематов в более удобную форму, а именно используя очищенный фермент, можно устранить недостатки, связанные с применением живых систем. Так, амины можно разделить, превращая их в М-этано-илпроизводное с последующим ферментативным гидролизом рацемического амида. Используя соответствующие условия, можно избирательно гидролизовать путем отщепления фермента один из энантиомеров амида, после чего останется смесь амина и амида, которую легко разделить с помощью стандартных химических методов, например [c.199]

Синтез рацемического соединения с последующим его разделением на энантиомеры [14]. Недостаток этого метода состоит в том, что 50% полученного рацемата дальще не используется. И лищь только если возможна изомеризация неправильного энантиомера в рацемическую смесь, тогда удается, конечно, с больщим трудом, полностью перевести его в желаемый энантиомер (так называемое расщепление рацематов с обращением хирально экономный синтез [15]). [c.457]

Так как в пищевой промышленности и медицине применяют только ь-изомеры аминокислот, рацемические смеси необходимо разделять на отдельные энантиомеры. Для этой цели используют различные хроматографические методы, в том числе и основанные на ионном обмене. Химические методы разделения, связанные с взаимодействием рацематов с определенными асимметрическими соединениями, достаточно сложны и не находят применения в промышленных условиях. Гораздо более эффективным является ферментативный метод разделения рацематов аминокислот, впервые разработанный и использованный японскими исследователями. В основу метода положена способность фермента ацилазы ь-аминокислот специфически гидролизовать только ацилированные ь-аминокислоты без воздействия на О-сте-реоизомеры. Ацилированные аминокислоты, полученные методом химического синтеза, подвергаются воздействию иммобилизованного фермента ацилазы, причем после полного ферментативного гидролиза образуется смесь ацилированной о-аминокислоты и свободного ь-стереоизомера, легко разделяющиеся простой кристаллизацией или посредством ионообменной хроматографии. [c.22]

Вариант метода кристаллизации, использованный Пастером в его классической работе но разделению в,ь-винной кислоты, ограничен очень небольшим числом случаев. Возможность его применения связана с образованием индивидуальных кристаллов каждого энантиомера. Так, если кристаллизацию смешанной натрийаммониевой соли винной кислоты проводить ниже 27°, то вместо обычной рацемической соли образуется смесь кристаллов ю- и ь-солей. Кристаллы двух различных типов, которые относятся друг к другу как предмет к его зеркальному изображению, могут быть разделены вручную с помощью микроскопа и затем переведены в энантиомеры винной кислоты действием сильной кислоты. Вариант этого метода разделения заключается во внесении кристаллов чистого энантиомера в насыщенный раствор в,ь-смеси в надежде вызвать немедленную кристаллизацию этого энантиомера, в то время как другой энантиомер должен остаться в растворе. Этот метод позволил достигнуть практического разделения лишь в очень небольшом числе случаев. [c.532]

Смесь равных частей двух энантиомеров называется рацемической см ЫО. Такую смесь невозможно разделить без использования хиральных реагентов эта операция называется расщеплением (или разделением). Рацемат может кристаллизоваться в виде смешанных кристаллов. Температу-1 ры плавления обоих антиподов совпадают, но отличаются в общем случае от температуры плавления рацемата. Обычные методы синтеза, исходя из нехи-ральных веществ, всегда приводят к рацематам. Только применением особых методов, позволяющих осуществить так называемый асимметрический синтез (гл. 10), можно получить продукт, в котором один из энантиомеров будет преобладать. Биологические синтезы, протекающие под влиянием ферментов — хиральных соединений с высокой специфичностью,— приводят к чистым оптически активным веществам. Под влиянием данного фермента образуется только один из двух возможных энантиомеров аминокислоты, сахара, алкалоида и т. п., [c.95]

Необходимо такн е, чтобы смесь энантиомеров количественно превращалась в пару диастереомеров или могла бы быть получена из этой пары диастереомеров. На практике это соответствует требованию присутствия в соединении, оптическая чистота которого определяется, такого центра, по которому может быть присоединен реагент Б. Разделение, вероятно, будет гораздо менее эффективно, если диссимметричный фрагмент исследуемого соединения А в предшествующих или образующихся диастереомерах А+Б+ и А Б+ будет удален от диссимметричной части реагента Б. Метод нельзя использовать в тех случаях, когда смесь диастереомеров будет химически или стереохимически неустойчива в условиях ГЖХ. Хотя пока не проведено широкого систематического исследования, ясно, что различия во временах удерживания будут связаны со структурными различиями обоих диастереомеров. Например, диастереомерные эфиры и-толилфенилкар-бинола будут иметь, вероятно, более близкие по величине времена удерживания, чем эфиры метилфенилкарбинола. [c.297]

Разделение энантиомеров аминокислот представляет не только теоретический интерес в связи с изучением механизма взаимодействия хиральных молекул, но и имеет практическое значение как метод анализа биологических объектов и способ оценки степени рацемизации синтетических аминокислот и пептидов. Газовая хроматография позволяет разделять энантиоме-ры аминокислот только в виде их производных [120] (см. разд. 2.4.1.3), причем препаративное разделение сопряжено со значительными трудностями. Поэтому предпринимались многочисленные попытки разделить смесь энантиомеров, используя метод жидкостной хроматографии [121, 122]. Существует два подхода к решению этой задачи. Один из них сводится к превращению энантиомеров в диастереомеры до их разделения [123], а второй, наиболее часто используемый в настоящее время, заключается в том, что диастереомеры образуются в процессе хроматографирования в результате взаимодействия энантиомеров с оптически активным реагентом, присутствующим либо в подвижной, либо в неподвижной фазе. [c.56]

Механическое разделение [87]. Именно этим методом Пастер доказал, что рацемическая винная кислота в действительности представляла собой смесь ( + )- и (—)-изомеров [88]. В случае рацемической натрийаммониевой соли винной кислоты энантиомеры кристаллизуются раздельно — в одном кристалле собираются (-1-)-изомеры, в другом— (—)-изомеры. Такие кристаллы отличаются по внешнему виду, так как каждый кристалл несовместим со своим зеркальным изображением поэтому опытный кристаллограф может разделить их пинцетом [89]. Однако такого рода кристаллизация свойственна лишь некоторым соединениям, так что практически метод механического разделения используется редко. Даже натрийаммониевая соль винной кислоты кристаллизуется раздельно только при температуре ниже 27 °С. Более удобной разновидностью этого метода, хотя и не ставшей еще общепринятой, является посев рацемического раствора вместе с затравкой, вызывающей кристаллизацию только одного энантиомера [90]. Интересным примером механического разделения явилось выделение гептагелицена (разд. 4.2). Один из энантиомеров этого соединения, который, как оказалось, имеет необычно высокую величину вращения ([a]D =+6200°), спонтанно кристаллизуется из бензола [91]. В случае 1,Г-динаф-тила оптически активные кристаллы можно получить просто при нагревании поликристаллического рацемического образца соединения при 76—150 °С. При этом происходит фазовое изменение с переходом одной кристаллической формы в другую [92]. Следует отметить, что 1,1 -динафтил — одно из немногих соединений, которое можно разделить пинцетом по методу Пастера. В некоторых случаях разделение удается осуществить энантио- [c.160]

А, Механическое разделение. Если раствор рацемической смеси образует кристаллы, то они могут получаться двух типов. В первом типе кристаллов кристаллическая решетка построена из равного числа молекул каждого энантиомера. Во втором случае осаждается смесь двух разновидностей кристаллов одна состоит исключительно из (-Н)-энантиомера, а вторая содержит только (—)-энантиомер, В таком случае кристаллы иногда удается различить (например, по зеркальному соотношению расположения мельчайших граней кристалла). Если индивидуальные кристаллы достаточно велики, то их можно разделить вручную. Это крайне трудоемкий и малоэффективный метод, и применение его крайне ограничено. В настоящее время он представляет только исторический интерес, так как именно таким путем Пастер впервые разделил натрийаммоние-вую соль ( )-винной кислоты. Большинство рацемических смесей кристаллизуется как рацематы, и поэтому их нельзя разделить подобным способом. Между прочим, следует заметить, что рацематы, обладая различной кристаллической структурой, могут иметь температуру плавления и растворимость, сильно отличающиеся от аналогичных свойств отдельных энантиомеров. Известны примеры, когда смешение насыщенных растворов энантиомеров вызывало выпадение в осадок менее растворимого рацемата. Упомянутые различия соответствуют относительной легкости упаковки чередующихся лево- и правовращающих молекул в кристаллах рацемата по сравнению с образованием решетки только из право- или левовращающих молекул. [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология