Separazione di 2 enantiomeri

[octopussy]

Buon giorno cari colleghi, chiedevo il vostro aiuto per un problemino. Ho
sentito che la facilità di risoluzione di due enantiomeri è inversamente
proporzionale alla distanza dei (per es) due centri chirali. è vero????
Potete darmi una spiegazione o una reference dove poter trovare una
spiegazione????
Vi ringrazie e buon lavoro........a tuch.

[Busto Brewers]

Post by octopussy
Buon giorno cari colleghi, chiedevo il vostro aiuto per un problemino. Ho
sentito che la facilità di risoluzione di due enantiomeri è inversamente
proporzionale alla distanza dei (per es) due centri chirali. è vero????

Non ho capito.
Perchè una sostanza esista come coppia di enantiomeri basta UN centro
chirale. Quindi non capisco che cosa si intenda per distanza.
E poi, la risoluzione come la fai? Cristallizzazione frazionata con sali
diastereoisomerici? Enzimi? HPLC chirale?
Prova a definire un po' meglio il problema.

Ciao
Tex

[octopussy]

........si ti dò ragione che una sostanza possa solo avere un centro
chirale, MA, da quello che mi hanno detto (da un seminario sulle possibili
modalità di separazione, come quelle che menzioni tu) è la distanza relativa
tra i due o più centri. Per quanto riguarda il metodo, mi stavo riferendo
all'utilizzo della colonna (scusami).
Dato che quello che ha fatto il seminario non mi ha saputo rispondere e non
mi ha ancora dato la reference, chiedevo se qualcuno poteva sia confermarmi
quanto avevo sentito e anche spiegarmelo.
Saluti

[Busto Brewers]

Post by octopussy
........si ti dò ragione che una sostanza possa solo avere un centro
chirale, MA, da quello che mi hanno detto (da un seminario sulle possibili
modalità di separazione, come quelle che menzioni tu) è la distanza relativa
tra i due o più centri. Per quanto riguarda il metodo, mi stavo riferendo
all'utilizzo della colonna (scusami).

Scusa, ma continuo a non capire. Se hai due centri chirali, di
stereoisomeri ne hai in generale quattro, vale a dire due coppie di
enantiomeri diastereoisomere tra di loro. Chiamiamole [A1 e A2] e [B1 e
B2].
Tu che cosa vuoi separare?
Gli A dai B oppure anche gli 1 dai 2?

Tex

[leoleo]

On Sat, 22 Nov 2003 11:13:39 +0000 (UTC), "Busto Brewers"

Post by Busto Brewers

Post by octopussy
........si ti dò ragione che una sostanza possa solo avere un centro
chirale, MA, da quello che mi hanno detto (da un seminario sulle possibili
modalità di separazione, come quelle che menzioni tu) è la distanza relativa
tra i due o più centri. Per quanto riguarda il metodo, mi stavo riferendo
all'utilizzo della colonna (scusami).

Scusa, ma continuo a non capire. Se hai due centri chirali, di
stereoisomeri ne hai in generale quattro, vale a dire due coppie di
enantiomeri diastereoisomere tra di loro. Chiamiamole [A1 e A2] e [B1 e
B2].
Tu che cosa vuoi separare?
Gli A dai B oppure anche gli 1 dai 2?
Tex

Credo si riferisca alla separazione di una miscela racema (aR+aS) con
una colanna chirale, ovviamente otticamente pura (B).
In questo caso la differente stabilità della coppia diastereomerica
aR-B e aS-B è tanto maggiore quanto più vicini sono i due centri
chirali coinvolti.
Questo è ovvio perchè nel caso limite di una colonna dotata impaccata
con una molecola chirale il cui centro otticamente attivo sia
segregato rispetto all'analita, ovvero caso il recettore non
interagisca con la parte otticamnete attiva dell'analita, si avrebbe
lo stesso risultato che utilizzando una colonna nn chirale.
Viceversa se è il centro otticamente attivo del recettore ad
interagire direttamente con la parte chirale dell'analita, si avrè la
massima separazione, i.e. la differenza di energia tra i due labili
complessi diastereomerici sarà (si spera) massima.


[un piccolo rant qui]
Che una questione come questa sollevi tanta perplessità da parte di un
giovane e fortunato attendente di seminari universitari, che immagino
già intesi, se non in corso di dottorato, non mi stupisce più di
tanto, ricordando il livello di tali frequentatori nell'università
italiana!

[mik]

On Sat, 22 Nov 2003 11:13:39 +0000 (UTC), "Busto Brewers"

Post by Busto Brewers
Se hai due centri chirali, di
stereoisomeri ne hai in generale quattro, vale a dire due coppie di
enantiomeri diastereoisomere tra di loro. Chiamiamole [A1 e A2] e [B1 e
B2].

Non vorrei confondermi con casi particolari ma mi pare che in questi
casi due diano sempre la forma meso... se trovo a partata di mano gli
appunti del Sanni ci butto un'occhio perche' mi ricordo una
definizione per cui in un gruppo di molecole che fossero enantiomeri o
diastereoisomeri, quelle XXX costituivano la forma meso...

Del tipo che avendo:
SS
RR
RS
SR
Due saranno la forma meso

Cosi' su due piedi direi: avendo due coppie di enantiomeri, le
molecole che non sono tra loro diastereisomeriche costituiscono la
forma meso (cioe' prendendo un enantiomero di una coppia e
confrontandolo con quelli dell'altra coppia o sono diastereisomerici
oppure sono sovrapponibili)... comunque sono vaghi ricordi quindi da
verificare...

Piuttosto la domanda octopussy mi ha fatto venre in mente anche un
discorso di differenza tra chiralita' "teorica" e quella manifestata.
Non so se questo puo' avere a che fare con il caso specifico ma ci
sono casi un cui una molecola che sulla carta e' chirale nella pratica
mostra pochissimo questa sua proprieta'.
Ad esempio il prof parlava di diluizione interna per cui se al centro
stereogenico erano legate 4 catene lunghe e molto dimili (ad esempio
in cui cambiava di poco la lunghezza o fossero diversamente deuterate)
la chiralita' si manifestava in modo molto ridotto.
In particolare per esserci una "vera" chiralita' si doveva essere
sopra una certa soglia definita a partire da una miscela racemica: in
pratica una miscela racemica presenta degli eccessi enantiomerici
istantanei che mediamente si annullano, la soglia (che ha un nome ma
non me lo ricordo) e' rappresentata dal livello di ee raggiunto da in
questa miscela... al di sotto di questo livello non si puo'
discriminare fra vera attivita' ottica dovuta alla presenza di un solo
enentiomeri di una molecola chirale e il semplice equilibrio dinamico
in una miscela di enantiomeri.

Ora se non erro usando una colonna con fase stazionaria chirale si
avrebbe la selezione di uno dei due enantiomeri.
Se si estende questa cosa a molecole con due centri stereogenici la
loro vicinanza potrebbe incidere su come questi interagiscano con la
fase stazionaria... anzi diro' di piu' (ma sempre senza certezze) se
tu hai due centri stereogenici anche un supporto achirale potrebbe
dare interazioni specifiche perche' a seconda di quale stereocentro
"interagisca" potresti avere una situazione piu' o meno stabile in
base alla configurazione dell'altro stereocentro.
Se questo e' vero la distanza dei due stereocentri potrebbe ridurre
questo effetto (ad esempio se dipendesse dall'ingombro sterico se
l'altro stereocentro fosse lontano e poco "interessato" non
permetterebbe di avere una selezione).

[Soviet_Mario]

Post by leoleo
On Sat, 22 Nov 2003 11:13:39 +0000 (UTC), "Busto Brewers"

Post by Busto Brewers
Se hai due centri chirali, di
stereoisomeri ne hai in generale quattro, vale a dire due coppie di
enantiomeri diastereoisomere tra di loro. Chiamiamole [A1 e A2] e [B1 e
B2].

Non vorrei confondermi con casi particolari ma mi pare che in questi
casi due diano sempre la forma meso...

sempre ? Ma non succede soltanto quando si individua un piano (o asse o
altro elemento di simmetria interna) o, in altre parole, quando i due centri
chirali sono simmetrici ? Le meso forme dovrebbero essere casi particolari
della riduzione a tre degli isomeri di una molecola con due centri chirali,
non la regola generale.

Post by leoleo
se trovo a partata di mano gli
appunti del Sanni ci butto un'occhio perche' mi ricordo una
definizione per cui in un gruppo di molecole che fossero enantiomeri o
diastereoisomeri, quelle XXX costituivano la forma meso...
SS
RR
RS
SR
Due saranno la forma meso
Cosi' su due piedi direi: avendo due coppie di enantiomeri, le
molecole che non sono tra loro diastereisomeriche costituiscono la
forma meso (cioe' prendendo un enantiomero di una coppia e
confrontandolo con quelli dell'altra coppia o sono diastereisomerici
oppure sono sovrapponibili)... comunque sono vaghi ricordi quindi da
verificare...
Piuttosto la domanda octopussy mi ha fatto venre in mente anche un
discorso di differenza tra chiralita' "teorica" e quella manifestata.
Non so se questo puo' avere a che fare con il caso specifico ma ci
sono casi un cui una molecola che sulla carta e' chirale nella pratica
mostra pochissimo questa sua proprieta'.
Ad esempio il prof parlava di diluizione interna per cui se al centro
stereogenico erano legate 4 catene lunghe e molto dimili (ad esempio
in cui cambiava di poco la lunghezza o fossero diversamente deuterate)
la chiralita' si manifestava in modo molto ridotto.
In particolare per esserci una "vera" chiralita' si doveva essere
sopra una certa soglia definita a partire da una miscela racemica: in
pratica una miscela racemica presenta degli eccessi enantiomerici
istantanei che mediamente si annullano, la soglia (che ha un nome ma
non me lo ricordo) e' rappresentata dal livello di ee raggiunto da in
questa miscela... al di sotto di questo livello non si puo'
discriminare fra vera attivita' ottica dovuta alla presenza di un solo
enentiomeri di una molecola chirale e il semplice equilibrio dinamico
in una miscela di enantiomeri.

molto interessante. Certo, mi chiedo se questa "soglia" sia una grandezza
dotata di realtà a priori o piuttosto non dipenda dalla particolare tecnica
analitica scelta per vedere la chiralità. Nel senso che una tecnica poco
sensibile magari vedrebbe inattive molecole molto debolmente chirali, una
sensibile no.
Se ti viene in mente come si chiama questa soglia, posta cmq. Magari si
trova qualcosa in rete.

Post by leoleo
Ora se non erro usando una colonna con fase stazionaria chirale si
avrebbe la selezione di uno dei due enantiomeri.
Se si estende questa cosa a molecole con due centri stereogenici la
loro vicinanza potrebbe incidere su come questi interagiscano con la
fase stazionaria... anzi diro' di piu' (ma sempre senza certezze) se
tu hai due centri stereogenici anche un supporto achirale potrebbe
dare interazioni specifiche

condivido pienamente. Due diastereo isomeri sono composti che a tutti gli
effetti, in misura più o meno spiccata, manifestano diverse caratteristiche
chimico fisiche, diversamente dagli enantiomeri.
Peraltro persino coppie di enantiomeri interagiscono in maniera
differenziata con una fase ACHIRALE, purché la fase fissa medesima sia
almeno PRO-CHIRALE (il che è più coumune di quanto non si pensi).

Post by leoleo
perche' a seconda di quale stereocentro
"interagisca" potresti avere una situazione piu' o meno stabile in
base alla configurazione dell'altro stereocentro.

beh .... quest'ultima parte del discorso mi sembra perà più una questione di
regioselettività che non di stereoselettività (diastereo o enantio che sia).

Post by leoleo
Se questo e' vero la distanza dei due stereocentri potrebbe ridurre
questo effetto (ad esempio se dipendesse dall'ingombro sterico se
l'altro stereocentro fosse lontano e poco "interessato" non
permetterebbe di avere una selezione).

ah, allora forse credo di aver capito cosa intendevi : avevi in mente una
sorta di interazione a tre ?
Fase fissa - stereocentro 1 direttamente interagente, e poi stereocentro 2
(lontano) con stereocentro 1 ?
Ciao
soviet-mario

Post by leoleo
--
Ciao!!!
Michele
Physical Chemistry: The pitiful attempt to apply y=mx+b to everything in
the universe.

[mik]

On Sun, 23 Nov 2003 18:54:20 GMT, "Soviet_Mario"

Post by Soviet_Mario
Le meso forme dovrebbero essere casi particolari
della riduzione a tre degli isomeri di una molecola con due centri chirali,
non la regola generale.

Probabilmnete ricordo male io la definizione che ci aveva dato e
quella che ho in mente io rende generalizzato il discorso.
Il qauderno di quelle lezioni non ce l'ho sottomano ma spero di
porterlo recuperare nei prossimi giorni perche' adesso sono curioso
:-)

Post by Soviet_Mario
molto interessante. Certo, mi chiedo se questa "soglia" sia una grandezza
dotata di realtà a priori o piuttosto non dipenda dalla particolare tecnica
analitica scelta per vedere la chiralità. Nel senso che una tecnica poco
sensibile magari vedrebbe inattive molecole molto debolmente chirali, una
sensibile no.

Di sicuro, anche perche' ci parlava cneh della diluizione del campione
come elemento determinate e (aggiungo io) la T o il "tempo di non mi
viene la parola" dello strumento che potrebbero permettere di rilevare
delle inversioni di configurazioni altrimenti troppo rapide.

Comunque erano discorsi abbastanza generici e non legati strettamente
alla realta' con esempi pratici... come molti argomenti di quel corso
non era facile distinguere la "fanta chimica organica" da quella
"comune"... resta il fatto che alcune cose sono molto affascinanti :-)
(molte ore del corso erano incentrate sull'analisi di ipotesi piu' o
meno plausibili che hanno generato un primo sbilanciamento tra
enantiomeri che ha portato all'attuale situazione ad esempio con
zuccheri e amminoacidi. Alcune sembrano veramente strampalate cosi'
come alcuni esperimenti che cercano di verificarle... se trovo il
quasderno ci do un occhio e riporto qualcosa, a memoria rischio di
scrivere castronrie).

Post by Soviet_Mario
Se ti viene in mente come si chiama questa soglia, posta cmq. Magari si
trova qualcosa in rete.

Provedero', adesso sono molto curioso anch'io :-)

Post by Soviet_Mario
condivido pienamente. Due diastereo isomeri sono composti che a tutti gli
effetti, in misura più o meno spiccata, manifestano diverse caratteristiche
chimico fisiche,

Gia... e viste le colonne che sto facendo di recente mi piacerebbe che
fossero mooooolto piu' spiccate le diverse caratteristiche ;-P

Post by Soviet_Mario
Peraltro persino coppie di enantiomeri interagiscono in maniera
differenziata con una fase ACHIRALE, purché la fase fissa medesima sia
almeno PRO-CHIRALE (il che è più coumune di quanto non si pensi).

Questo aspetto era stato messo molto in risalto in quel corso.

Post by Soviet_Mario
beh .... quest'ultima parte del discorso mi sembra perà più una questione di
regioselettività che non di stereoselettività (diastereo o enantio che sia).

Diciam che ho fatto anche un megamix tra semplici interazioni e vera e
propria reattivita', pero' hai intuito giusto (vedi fine del tuo post)
riguardo a cosa intendessi dire... sempre offuscato dagli scarsi
ricordi...

In pratica una volta che si crea un'interazione con uno stereocentro
(con fase stazionaria non-chiarale che quindi non distinguerebbedue
anantiomeri se non in casi di prochiralita') la disposizione data
dalla diversa configurazione della'ltro stereocentro potrebbe influire
sull'affinita' tra stato stazionari e molecola e quindi determinare
diversi tempi di eluizione.
In modo analogo la presenza di uno stereocentro potrebbe rendere
selettiva l'interazione tra fase stazionaria e un centro
pro-stereogenico permettendo la separazione di due enantiomeri con una
fasestazionaria non chirale.

Questo in teoria e (probabilmente) andando un po' oltre a quello che
ci aveva detto il prof... :-)

Post by Soviet_Mario
Fase fissa - stereocentro 1 direttamente interagente, e poi stereocentro 2
(lontano) con stereocentro 1 ?

Yes!
Diciamo che avevo in mente che il secondo stereocentro poteva
modificare l'affinita' tra stato stazionario e l'intera molecola per
motivi di ingombro sterico o altre legami/interazioni presenti solo
con una delle due configuarazioni sul secondo stereocentro (o presenti
in modo diverso in base ad essa).

Brutta cosa avere solo dei ricordi e il desiderio di saper bene queste
cose... soprattutto non avendo il tempo di tornarci sopra in modo
approfondito e vedendo che anche scarse motivazioni (ad esempio
perche' utili in campo lavorativo) s enon per propria curiosita'...
:-(

[Busto Brewers]

Post by mik
Probabilmnete ricordo male io la definizione che ci aveva dato e
quella che ho in mente io rende generalizzato il discorso.
Il qauderno di quelle lezioni non ce l'ho sottomano ma spero di
porterlo recuperare nei prossimi giorni perche' adesso sono curioso
:-)

La questione comunque è semplice: si ha forma meso nel caso di una
simmetria tra i due (o più) centri chirali.
Il classico esempio è l'acido tartarico, lo disegno in proiezione di
Fisher:

COOH
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
COOH

La forma disegnata (R,S) ha due centri chirali, ma ha anche un piano di
simmetria che taglia la molecola, quindi non è chirale: è una forma
meso, e l'isomero (S,R) ottenuto per riflessione è la stessa molecola.
L'altra forma esiste come coppia di enantiomeri (R,R) e (S,S):

COOH COOH
| |
H-C-OH HO-C-H
| |
HO-C-H H-C-OH
| |
COOH COOH

Come si vede, entrambe queste molecole non possiedono piani né centri di
simmetria, e sono quindi chirali.
È ovvio che, se i due stereocentri portano diversi sostituenti, il
discorso cade e si hanno 4 stereoisomeri come 2 coppie di enantiomeri
diastereoisomeri tra loro.

Post by mik
Di sicuro, anche perche' ci parlava cneh della diluizione del campione
come elemento determinate e (aggiungo io) la T o il "tempo di non mi
viene la parola" dello strumento che potrebbero permettere di rilevare
delle inversioni di configurazioni altrimenti troppo rapide.

Il fenomeno si chiama "coalescenza".

Saluti.
Tex