Энантиомерный избыток - Enantiomeric excess

Энантиомерный избыток (э.и.) - это показатель чистоты, используемый для хиральный вещества. Он отражает степень, в которой образец содержит один энантиомер в большем количестве, чем другой. А рацемический смесь имеет ее, равную 0%, в то время как для одного полностью чистого энантиомера она составляет 100%. Образец с 70% одного энантиомера и 30% другого имеет ее 40% (70% - 30%).

Определение

Энантиомерный избыток определяется как абсолютная разница между мольная доля каждого энантиомера:^[1]

${ displaystyle ee = | F_ {R} -F_ {S} |}$

куда

${ Displaystyle F_ {R} + F_ {S} = 1}$

На практике это чаще всего выражается как процент энантиомерного избытка.

${ displaystyle \% ee = ({|} F_ {R} -F_ {S} {|} раз 100) }$

(1)

Энантиомерный избыток можно определить другим способом, если мы знаем количество каждого продуцируемого энантиомера. Если известно количество молей каждого произведенного энантиомера, то:

${ Displaystyle \% ее = ((R-S) / (R + S) раз 100) }$

(2)

Энантиомерный избыток используется как один из показателей успеха асимметричный синтез. Для смесей диастереомеры, есть аналогичные определения и использования для диастереомерный избыток и процент диастереомерного избытка.

Например, образец с 70% р изомер и 30% S будет иметь процент энантиомерного избытка 40. Это также можно рассматривать как смесь 40% чистых р с 60% рацемической смеси (что составляет половину 30% р а другая половина 30% S к общему составу).

Если дан энантиомерный избыток ${ displaystyle \% ee}$ смеси, доля основного изомера, скажем р, можно определить с помощью ${ Displaystyle F_ {R} = 50 + (\% ее / 2)}$ и меньший изомер ${ Displaystyle F_ {S} = 50 - (\% ee / 2)}$.

Не-рацемический смесь двух энантиомеров будет иметь сетку оптическое вращение. Есть возможность определить удельное вращение смеси и, зная удельное вращение чистого энантиомера, оптическая чистота можно определить.^[2]

оптическая чистота (%) = [α]_{Наблюдения}/[α]_{Максимум} · 100

В идеале вклад каждого компонента смеси в общее оптическое вращение прямо пропорционален его мольной доле, и в результате численное значение оптической чистоты идентично энантиомерному избытку. Это привело к неофициальному использованию этих двух терминов как взаимозаменяемых, особенно потому, что оптическая чистота была традиционным способом измерения энантиомерного избытка. Однако другие методы, такие как хиральная колоночная хроматография и ЯМР-спектроскопия теперь можно использовать для измерения количества каждого энантиомера индивидуально.

Идеальная эквивалентность энантиомерного избытка и оптической чистоты не всегда сохраняется. Например,

• обнаружено, что удельное вращение (S) -2-этил-2-метилянтарной кислоты зависит от концентрации
• в так называемом Эффект Хоро^[3] взаимосвязь между ee на основе моля и ee на основе оптического вращения может быть нелинейной i.d. в Янтарная кислота Например, оптическая активность при 50% ee ниже ожидаемой.
• удельное вращение энантиочистого 1-фенилэтанола может быть увеличено добавлением ахирального ацетофенона в качестве примеси.^[4]

Термин энантиомерный избыток был введен в 1971 году Моррисоном и Мошером в их публикации. Асимметричные органические реакции.^[5] Использование избытка энантиомеров зарекомендовало себя из-за его исторической связи с оптическим вращением. Было высказано предположение, что концепция ее следует заменить на э что означает энантиомерное соотношение или же э (S: R) ^[6] или же q (S / R), потому что определение оптической чистоты было заменено другими методами, которые напрямую измеряют R и S, и потому, что это упрощает математические процедуры, такие как расчет констант равновесия и относительных скоростей реакций. Те же аргументы справедливы для изменения диастереомерного избытка (de) на диастереомерное соотношение (доктор).

Рекомендации