4.8 : Miscele racemiche e risoluzione degli enantiomeri

Una miscela racemica, o racemo, è una miscela equimolare di enantiomeri di una molecola che può essere separata utilizzando la loro interazione unica con molecole o mezzi chirali. Le miscele racemiche sono indicate con il prefisso (±). Questo “descrittore di rotazione ottica” si applica all’intera soluzione di una miscela racemica piuttosto che ad uno stereoisomero specifico. Gli enantiomeri presentano tipicamente le stesse proprietà fisiche e chimiche. Pertanto, non sono facilmente separabili. Tuttavia, gli enantiomeri possono mostrare proprietà diverse quando interagiscono con mezzi chirali. Ad esempio, gli enantiomeri di una molecola possono interagire in modo diverso con i recettori olfattivi chirali del nostro corpo in modo che ogni enantiomero abbia un odore unico.

Le miscele racemiche possono quindi essere separate utilizzando un processo unico chiamato risoluzione enantiomerica, in cui gli enantiomeri reagiscono con un agente risolvente chirale per produrre diastereoisomeri. Questi diastereoisomeri possono essere facilmente separati e riconvertiti per ottenere molecole enantiomericamente pure. A seconda della struttura molecolare, l'interazione tra gli agenti risolventi chirali e gli enantiomeri può essere covalente, ionica o una debole interazione intermolecolare che coinvolge le forze di van der Waals. Tuttavia, alcune miscele racemiche possono andare incontro a risoluzione spontanea senza la presenza di un agente risolvente chirale. Ad esempio, la miscela racemica di un α-amminoalcol N-trifluoroacetilato in tetracloruro di carbonio ha una risoluzione spontanea.

In generale, i processi di risoluzione possono essere classificati in risoluzione chirale e cinetica. In una risoluzione chirale, l'interazione della miscela racemica con un enantiomero puro forma diastereoisomeri. Questi vengono poi separati a causa della differenza nelle loro proprietà fisiche. Nella risoluzione cinetica, la separazione degli enantiomeri si basa sulla differenza nelle velocità di reazione degli enantiomeri con un catalizzatore chirale. A differenza della prima, la risoluzione cinetica sfrutta la differenza nelle proprietà chimiche dei materiali di partenza nella miscela racemica.