Оптическая и энантиомерная чистота

I. ОПТИЧЕСКАЯ И ЭНАНТИОМЕРНАЯ ЧИСТОТА [c.284]

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ (ЭНАНТИОМЕРНОЙ) ЧИСТОТЫ [c.106]

ЭНАНТИОМЕРНАЯ ЧИСТОТА, мера превышения кол-ва одного энантиомера над другим. Характеризует состав оптически активного в-ва и определяется yp-ииe t [c.710]

Асимметрические органические реакции последние два десятилетия привлекают все большее внимание исследователей в различных областях химии - как теоретической, так и промышленной. Это связано с тем, что современный асимметрический синтез - еще недавно "экзотическая" область химии - дает реальные возможности получения оптически активных соединений, к которым относятся биологически активные вещества и многие лекарственные препараты. Это объясняется также теми возможностями, которые асимметрический синтез открывает при изучении механизмов реакций. Решающее значение в таких исследованиях, как и при расщеплении рацематов, имеет знание оптической (энантиомерной) чистоты изучаемых соединений, для чего необходимы надежные методы ее определения. Без этого не возможны ни корреляция величины оптической активности со структурой, ни оценка эффективности асимметрического синтеза или расщепления рацематов. [c.5]

Развитие инструментальных методов - газо-жидкостной хроматографии и ЯМР-спектроскопии - позволило создать принципиально новый подход к определению энантиомерной чистоты, не требующий оптически активного эталона сравнения. Именно этим методам, их основам и конкретным применениям посвящена главная часть настоящей книги. Она знакомит читателей с использованием современных физико-химических методов для определения пространственного строения органических молекул, и более точно ее можно было бы назвать "Методы определения энантиомерной и диастереомерной чистоты". Впервые в одном издании обстоятельно изложены все современные методы, применяемые для этой цели, что делает эту книгу интересной и полезной не только для тех, кто работает с оптически активными соединениями, получает их выделением из природных соединений, расщеплением рацематов или асимметрическим синтезом, но и для тех, кто не имеет дела с оптической изомерией,, а работает со смесями диастереомеров. А это относится практически к любому химику-органику. [c.6]

Таким образом, в заключение можно сказать, что многие методы разделения энантиомеров с помощью ЖХ хорошо подходят для прямого контроля энантиомерной чистоты или энантиомерного состава лекарственных средств данного типа. Они будут играть все большую роль в связи с развитием производства оптически чистых соединений и проведением фармакокинетических исследований. [c.196]

По мере увеличения точности измерений оптического вращения в результате повышения чувствительности приборов становится проблемой воспроизводимость экспериментальных результатов. Величины вращения, приведенные в литературе, должны быть тщательно оценены, прежде чем рассчитывать оптическую чистоту какого-то соединения, поскольку возможность потенциальной ошибки при измерении оптического вращения довольно значительна, особенно когда выбор условий может вызвать изменения, обсужденные выше. Поскольку существует несколько различных методов для определения энантиомерного состава, нет необходимости измерять оптическое вращение для соединений с низкой вращательной способностью или минимальной энантиомерной чистотой. Однако в подавляющем большинстве случаев наиболее полезной характеристикой оптически активного соединения является оптическое вращение, желательно измеренное при нескольких длинах волн и по крайней мере в двух растворителях. Для расчета абсолютного вращения энантиомера необходимо подтвердить энантиомерный состав соединения, определенный на основании его оптического вращения, с помощью другого метода. Поскольку в большинстве случаев оптическая чистота, рассчитанная по данным оптического вращения, и энантиомерная чистота, полученная с помощью других физических методов, совпадают, при изучении асимметрического синтеза удобнее использовать определение оптического вращения. Если [c.41]

Энантиомерную чистоту исследуемого образца рассчитывают из данных по разбавлению изотопной метки. Используя измерения оптического вращения, можно рассчитать абсолютное вращение энантиомера. [c.61]

В 60-ё годы метод использовался для изучения хиральных соединений [ 12 - 18], Ио затем появилось очень мало работ [ 19 - 22], в которых метод изотопного разбавления применялся для определения энантиомерной чистоты оптически активных соединений. К более поздним работам в этой области относятся исследования немецких ученых [23, 24]. [c.62]

ГО энантиомера высокой энантиомерной чистоты небольшим количеством немеченого рацемата. Если меченый энантиомер имел оптическую чистоту 99,5, то разбавление г этого вещества г немеченого рацемата с последующим выделением меченого энантиомера приведет к разбавлению метки до величины 99,5/105 от ее первоначальной величины (рис. 7). Любой энантиомер в исходном образце теперь будет содержать 0,5/5,5 его первоначальной метки. Если повторять этот процесс, то можно получить отношение меченого нужного энантиомера к меченому имеющемуся энантиомеру, равное 106-10 [c.74]

Поскольку любой ахиральный детектор, применяющийся в хроматографии, будет одинаково относиться к оптическим изомерам независимо от их конфигурации, сравнение относительной площади пиков приводит к определению энантиомерной чистоты в методе (б) t см. табл, 1, параметр "в"]. При этом получаются достаточно точные результаты, так как интегрирование пика можно провести с высокой точностью. Это крайне важно для двух граничных случаев, а именно а) почти рацемические смеси, когда необходимо оценить очень малую энантиомерную чистоту, например при определении оптической активности некоторых природных веществ б) смеси с высокой энантиомерной чистотой, когда необходимо установить [c.80]

По величине оптическая чистота совпадает с энантиомерной чистотой, которая является мерох избытка количества одного-энантиомера по сравнению с количеством другого [c.284]

Энантиомерную чистоту органической кислоты можно измерить и другим способом. Реакцией с оптически чистым хиральным спиртом кислоту переводят в диастереомерные эфиры, которые разделяют с помощью газожидкостной хроматографии (ГЖХ Недавно для измерения соотношения диастереомеров была применена техника ЯМР. Идентификацию проводили или с помощью оптически активных сдвигающих реагентов, или по образованию диастереомеров с какими-либо оптически чистыми реагентами. Получаемое по этим методам соотношение изомеров (например, [(Н)] / [(5) ]) обычно выражают в виде процента энантиомерного избытка (% ЭИ) как представлено ниже [c.43]

Числовые значения оптической и энантиомерной чистоты в принципе должны были бы совпадать, однако для веществ, у которых наблюдается сильная зависимость значений удельного вращения от концентрации, эти величины могут существенно различаться. [c.43]

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]

Предложен интересный метод определения энантиомерной чистоты без знания максимального оптического вращения и без использования вспомогательного оптически активного вещества. Для этого соединение Р Н, оптическую чистоту которого хотят определить, переводят в производное с двумя связанными остатками Р для спиртов и аминов это могут быть, например, эфиры или амиды с дикарбоновыми кислотами, для аминокислот — дипептиды. Если Р Н не был оптически чистым, то возникают два диастереомера — мезо- й -формы (схема 124). Соотношение мезо/01 определяют для реакции с рацемическим, а затем с оптически активным исходным К Н, в последнем случае — с разной глубиной превращения. Полученные данные используют для расчета энантиомерной чистоты Р Н. [c.113]

Отношерше экспериментально наблюдаемого удельного вращения вещества, полученного путем расщепления, к удельному (абсолютному вращешпо чистого энантиомера назьшается оптической чистотой (Р). Тождественньши оптической чистоте являются понятия энантиомерной чистоты или энантиомерного избытка (э.и.). [c.663]

Этот метод требует определения двух переменных, а именно удельного вращения и содержания изотопа. Первая из этих величин определяется поляриметрически, а втор 1я — или с помощью масс-спектрометра, или с помощью жидких сцинциляционных счетчиков для /3-излучающих радиоизотопов. Наиболее простой прием состоит в следующем образец неизвестной оптической чистоты смешивают с изотопно меченным рацематом того же соединения. Предположим, что а — масса образца (энантиомерной чистоты Р и удельного вращения [а], (К)-форма предполагается в избытке), а Ь — масса рацемического соединения с изотопным содержанием /д. Содержание изотопа в смеси а + Ь дается следующей формулой [c.35]

Терпены — это природные продукты, получаемые из растений. Они широко применяются в промышленности. Исследованию стерео-селективных превращений терпенов, в том числе оптически активных, посвящено большое число работ. Энантиомерная чистота почти всех этих углеводородов была определена поляриметрически, что обусловлено сложностью разделения этих сильнонеполярных соединений, не [c.185]

Критерием степени раси еилення рацемических форм является оптическая чистота (энантиомерная чистота). Под ней понимают отношение удельного вращения полученного вещества (смеси энантиомеров) к удельному вран1ению чистых изомеров. Таким образом, рацемическая форма имеет оптическую чистоту 0%, а энантиомер — 100%. [c.107]

Оптически активные реагенты сдвига используют для определения энантиомерной чистоты сульфоксидов [21а] абсолютная конфигурация сульфоксидов может быть определена методом ЯМР [21бгв] при использовании хиральных растворителей типа (—)-(К)-2,2,2- трифтор-1-фенщ1этанола. " [c.256]

Другими преимуществами этого метода является относительно невысокая стоимэсть приборов и легкость проведения измерений. Хотя цена дорогих поляриметров может достигать 10 ООО долл., а для измерения в видимой и УФ-областях спектра может потребоваться спектрополяриметр, стоимость которого ещэ выше, использование ЯМР-спектроскопии для определения энантиомерной чистоты требует более дорогого оборудования и также хиральных веществ. Метод ядерного магнитного резонанса является более информативным при изучении ахиральных систем, но он не позволяет различать энантиомеры в рацематах, если не создать хирального окружения. Если же можно создать такое окружение для энантиомеров, то метод ЯМР предпочтителен по сравнению с измерением оптического вращения для определения степени расщепления, скоростей реакций, степени асимметрической индукции и оптической чистоты. В настоящее время оптическое вращение все еще остается наиболее простым методом для сравнения полученных величин с данными для известного соединения и для отнесения конфигурации. В отличие от ЯМР-спект роскопии оптическое вращение определяют для жидкого вещества или растворов в низкокипящих растворителях, содержащих только нужное соединение. Поэтому после определения вращения вещество можно легко выделить обратно. [c.32]

Мо/кно видеть, что оптическая чистота связана с экспериментальным свойством, т. е. с удельными вращениями [а] и [А], в то время как энантиомерная чистота характеризует состав вещества и определяется безотносительно к какому-либо физическому измерению. В настоящей 1лаве рассматриваются методы определения более важной величины, а именно энантиомерной чистоты. Однако, поскольку эти две величины равны или связаны друг с другом, а термин оптическая чистота до настоящего времени использовался гораздо чаще даже вне всякой связи с оптическими свойствами, когда выражение энантиомерная чистота является более уместным, мы будем применять термин оптическая чистота как синоним энантиомерной чистоты. Величина оптической чистоты может изменяться от О (в этом случае считают, что вещество [c.284]

Критерии Илиела необходимо иметь в виду при планировании асимметрического синтеза, но их применение, конечно, требует умшия правильно разбираться. Такие понятия, как высокая оптическая чистота и химический выход, легко отделяемый продукт, менее дорогой реагент или продукт и хороший выход, требуют уточнения. Что значит высокий оптический выход Еще 20 лет назад 50%-ный избыток энантиомера считался очень хорошим результатом. В настоящее время нормальной становится энантиомерная чистота более 90%. Может быть, через несколько лет нормой станет 95%-ная чистота Принципы Илиела будут существовать еще долго, так как они не дают абсо- [c.20]

Оптическая чистота определяется как отношение удельного оптического вращения смеси энантиомеров к удельному вращению чистого энантиомера и обычно совпадает с энантиомерной чистотой, которая характеризует истинный состав смеси энантиомеров. Однако в некоторых случаях взаимодействие рацемата с энантиомером может привести к нелинейной зависимост вращения от концентрации, и тогда для определения энантиомэрной чистоты необходимо использовать другой метод [ 1]. [c.24]

Утверждение, что вещество вращает плоскость поляризации поляризованного света, всегда требует дополнительной информации об условиях, в которых проводилось измерение. Елсенбаумер и Мошер [ 16] показали, что удельное оптическое вращение следует приводить с указанием температуры, при которой проводилось измерение, длины волны (В-линия натрия), растворителя и концентрации с в граммах на 100 мл например, для (Д)-(-)-миндальной кислоты [а] ° -155,4° с = 2,913, 95% ный спирт 100%-ная энантиомерная чистота). Указание на энантиомерную чистоту дано, потому что это было важно для синтеза, описанного в работе. Энантиомерная чистота была определена несколькими методами, так что эта величина вращения является надежной. Вращение можно измерить для образца в виде жидкости, в растворе, в виде пленки или иногда в газообразном состоянии. Наблюдаемое вращение (а) зависит от числа молекул, которые встречает на свозм пути плоскополяризованный свет данной длины волны Л [c.33]

Отношение констант скоростей реакции для изученных энантиомеров изменялось от 15 до 140. Даже если при эпоксидировании выход составлял 55 5%, то непрореагировавшие спирты имели оч н> высокую оптическую чистоту. Было получено очень хорошее соответствю между величинами энантиомерной чистоть полученными экспериментально и рассчитанными с использованием выше рассмотренных формул. [c.52]

В 1959 г. Берсон и Бен-Эфраим [9] опубликовали первое сообщение о применении метода изотопного разбавления для определения энантиомерной чистоты. Они вывели уравнения для расчета энантиомерной чистоты смеси и выделенных энантиомеров, если имеются данные оптического вращения. В более поздних работах [10, 11] метод изотопного разбавления вновь был использован для проверки энантиомерной чистоты хиральных субстратов. [c.62]

Первое успешное разделение энантиомеров методом газовой хроматографии было проведено для аминокислот. Сравнительно широкое распространение метод получил именно при исследовании этого класса соединений. Таким образом были установлены конфигурации аминокислотных компонентов в биополимерах, биологических жидкостях, в магматических и осадочных породах, а тжже в почвах [7, 48, 49, 50]. Был проведен геохронометрический эксперимент по определению возраста знаменитых свитков Мертвого моря путем оценки рацемизации природных аминокислот (Э. Джиль-Ав, частное сообщение). Метод газовой хроматографии был использован для изучения небольших величин энантиомерной чистоты аминокислот в экспериментах по обнаружению оптической активности в неживых системах [ 51]. Конфигурационную стабильность аминокислот белка при гидролизе пептидов и получении производных на фазе 6 тщательно исследовал Франк [52]. [c.89]

Предложи -1 и конформационная модель для сгфвделения абсолютной конфигурации. Она основывается на учете неэквивалентности химических сдвигов протонов групп и В" ь диастереомерных производных 24. Различия в химических сдвигах в ЯМР-спектрах диастереомерных карбаматов [ 72] также можно коррелировать со стереохимией асимметрического центра в исходном спирте. Синтезирована оптически активная перфтор-2-пропоксипропионовая кислота и изучено ее использование для определения энантиомерной чистоты спиртов методом ПМР- и 1 Р-ЯМ Р- Л1ектроскопии [73]. [c.171]

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]

Образование ацеталей можно использовать также для определения оптической чистоты кетонов, действуя на них хиральными 1,2-диолами или 1,2-дитиолами и затем определяя энантиомерную чистоту методом спектроскопии ЯМР С (схема 122). Для определения энантиомерной чистоты кетонов на них предложено также действовать 0-карбоксиме-тилгидроксиламином, затем получать соли с оптически активными аминами (схема 123) и исследовать их методом ЯМР. [c.111]